DU MANSFELD

[Couche de 0^,50 d'épaisseur de schistes du Zechstein à 3 p. 100 de cuivre, produisant 16 000 tonnes de cuivre et 60 tonnes iargent par an,)

Les gisements de cuivre du Mansfeld présentent un grand intérêt géologique aussi bien qu'industriel ; aussi nous y arrêteronsnous un peu longuement.

• Coll. ÉcoU des Mines, 1959.

Géologie générale de la région ^ — Le bassin des schistes cuivreux du Mansfeld occupe les versants Sud et S.-E. du Harz inférieur (Unler Harz) et fait partie de la bordure de terrains permien et triasique qui vient s'appuyer contre les terrains plos anciens (silurien et carbonifère) du Harz inférieur.

A TEst, le terrain permien afQeure, sur une vaste étendue, sous la forme d'un U dont les deux branches se dirigent vers FEsi jusqu a la Saale. Elles sont limitées, au Sud, par une chaîne de collines assez importante, dernier contrefort du massif principal, d'Anuarode à Hornbourg ; à TEst, par une suite de hauteurs séparant les deux branches de TU et s'étendant jusqu*à la Saale. • Ces deux lignes de hauteurs entourent une profonde vallée renfermant les deux lacs du Mansfeld et se terminant par Tétroit défilé de la Salze, affluent de la Saale.

Mentionnons, en outre, la Wipper, affluent de la Saale, qui descend du massif du Harz et traverse le terrain permien vers le fond de ru caractérisé plus haut.

Les terrains qui constituent le bassin du Mansfeld sont très régulièrement disposés (fig. 228 et 229). Ils sont formés, à la base, de PetTnien divisé en ses deux termes :

Le Rothliegende (grès rouge permien) ;

Le Zechstein {schistes cuivreux et calcaires).

Au-dessus, commence une vaste formation de grès bigarré qui s'étend largement autour du Harz et va constituer notamment, un peu plus au Nord, la partie inférieure du bassin de Stassfurt*.

Le grès bigarré est, à son tour, partiellement recouvert par des lambeaux de terrain tertiaire (oligocène) renfermant des couches de lignite.

La nature sédimentaire des schistes cuivreux nous force à commencer par décrire rapidement les trois groupes du Rothliegende^ du Zechstein et du grès bigarré^ tels qu'on les rencontre dans le bassin du Mansfeld ; après quoi, nous nous occuperons spécialement de la partie exploitée.

A. — Le Rothliegende^ représente, au-dessous du zechstein marin,

*.Voir la carte géologique en couleurs de rAUemagne centrale, pi. II.

^ Voir tome J, p. 42«.

' Voir la coupe d'ensemble, p. 337, et les coupes de puits, fig. 228.

BD faciès d'eau douce. Son nom est une corruption du mot « Rothtodtli^ende » (mur rouge stérile), ancien nom donné par les

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xùnenrs à l'ensemble des grès et des conglomérats permiens for-

mant le mur de la couche de schistes cupro-argeiitifères si caractéristique du Mansfeld.

La puissance du Rothliegende atteint 1 000 mètres. Cette forma- : tion présente un faciès très caractéristique et peut se distinguer immédiatement des formations similaires.

Sa couleur est rouge ou violet rouge, ses éléments plus arron- ' dis que ceux des grès plus anciens et il ne renferme pas, comme ' eux, des grains de feldspath plus ou moins altéré.

Par contre, son grain est, en général, plus grossier que celui du grès bigarré et Ton rencontre, dans les parties un peu consolidées, i des paillettes brillantes de mica, ce qui ne se présente pas dans le \ grès bigarré. ;

Son épaisseur, qui atteint 2 000 mètres en Bavière, est de 500 en moyenne. I

Les études de M. Yeltheim, ancien directeur des établissements du Mansfeld, ont permis d^établir, dans le Rothliegende, trois étages assez nets, surmontés d'une quatrième assise, le Weissliegende^ \ qui se rattache intimement au Rothliegende : I

ISétage inférieur, qui repose immédiatement sur la formation ^ houillère du Harz inférieur, est constitué par des argiles rouge vif "J que surmontent des grès et un conglomérat quartzcux.

Uétage moyen est caractérisé par cinq ou six lits de calvaire alternant avec des argiles marno-sableuses et des conglomérats grossiers. Les calcaires sont, en général, rouges; plus rarementt gris bleuâtres. Ils sont alors grenus, presque cristallins et quelquefois imprégnés de bitume comme les calcaires fétides du Zechstein.

Uétage supérieur^ qui est le mieux connu, est formé par des grès à grain plus fin, à ciment argileux, et exploité avec succès pour la fabrication des meules et les pierres de construction.

Dans les assises inférieures, on rencontre fréquemment des galets roulés de mélaphyre, qui font place à des galets de quartz laiteux et bientôt à un conglomérat porphyrique formé de galets de quartz laiteux, de porphyre et de frs^ments de schiste siliceux noir (Phtanitc), le tout réuni par un ciment quartzeux qui lui donne une compacité remarquable.

Enfin le Weissliegende est une formation de 1 à 2 mètres de

palssance qai recouvre le Rothliegende d*une façon très régulière an mur des schistes cuprifères.

C'est un grès à ciment calcaire d'un aspect presque marneux et de couleur grisâtre. Il renferme fréquemment des galets de ^ariz,maisil est surtout caractérisé par des imprégnations métalliques qui établissent ainsi la transition entre le Rothliegenie et k couche métallifère.

Le Rothliegende est pauvre en restes organiques. On peut citer foelques Walchia (Walchia piniformis) et des troncs de calamités (Calamités Gigas) qui permettent de le séparer nettement du terniu houiller.

B. — Le Zeckstein mûrrm repose, dans les contreforts du Harz et 4a Thuringer Wald, en stratification discordante, sur les couches ies terrains plus anciens: la discordance s'observe notamment entre lansfeid et Seesen, à Camsdorf, SaaUeld, Ilmenau, etc. On le letroure ensuite, dans des conditions de gisement identiques, sur Ifê bords des massifs de schistes anciens du bassin du Rhin, près 4e Stadtberge, en Westphalie et à Frankenberg, dans la liesse âeclorale, etc. Les couches triasiques remplissent Tespace compris eutre ces divers affleurements du Zechstein qui paraissent se idier en profondeur.

Cette formation du Zechstein peut se subdiviser en deux étages, ioQt rinférieur est assez constant d'allure et de composition et fenferme la couche des schistes cuivreux. L'étage supérieur est, au contraire, beaucoup plus variable.

a.— L'étage inférieur comprend, à son tour, quatre termes : la touche des schistes cuivreux, le Dachklotz, la Faille et le Zechstein froprement dit.

i* L'assise des schistes cuivreux est un mince ruban noir, de l^^iOde puissance, imprégné de bitume encore plus régulièrement ^e de cuivre et dont le faciès est absolument caractéristique sur 1» pentes du Harz et du Thuringerwald et à Riechelsdorf.

Le minerai y est disséminé en fines parcelles, surtout dans les iO cenlimëtres de la base, et donne à la cassure un éclat métal- &{ae.

C'est tantôt de la pyrite cuivreuse (jaune d*or), tantôt du cuivre

panaché (violet rouge irisé), tantôt du sulfure de cuivre (gri sombre).

On trouve encore de la pyrite de fer, de la galène, de la blende du sulfure d'argent, du nickel arsenical, du cobalt arsenical < quelques combinaisons rares de manganèse, de molybdène et i sélénium.

Cette couche de minerai, malgré son peu d'épaisseur, est divi sée^ particulièrement dans les districts de Hettstàdt et de Gerh tedt, en trois zones :

La zone inférieure, de 0,05 à 0,06 de puissance, comprenant 1 liegende Schaale^ le Lochen et la Lochschaale;

La zone moyenne, de 0,10, comprenant le Schieferkopf ïnli rieur et supérieur, la Kopfschacde et la Kammschaale;

Enfin la zone supérieure, de 0,22 à 0,30, la Lochberge^ la Nobei berge Qi VOberberge.

Les assises inférieures de la couche sont généralement les plu riches. Les sulfures y sont disséminés en fine poussière appelé speise (nourriture) par les mineurs. En outre, on y rencontre 1 phillipsite et la chalcosine en filets interstratifiés de Tépaissev d'une lame de couteau, en enduits sur les cassures transversale ou en rognons et grains isolés. La teneur en cuivre varie d 2 à 3 p. 100. La proportion d'argent, qui atteint au Mansfel 500 grammes aux 100 kilogrammes de cuivre, y rend l'exploita tion fructueuse.

Au milieu du minerai, les débris organiques : poissons (Palec niscus Freieslebeni, Platysomus gibbosus), rameaux et feuilles d VUlmannia Bronniy etc., sont très abondants. Nous aurons à revenir.

2^ Le Dachklotz (pierre du toit) se distingue, par sa coulea plus claire, de la couche de schistes. C'est un banc de calcair marneux de 0",15 à 0™,30 de puissance, se divisant à l'air en bloc polygonaux, qui contient parfois des minerais et spécialement d petits rognons de galène, mais renferme rarement les inclusion pulvérulentes dites speise.

3^ La Faûle (pierre pourrie) est un calcaire marneux bleu fonce de 0"',75 à 1 mètre de puissance, très fissuré, sans aucune soli dite, et qui crée de grandes difficultés à l'exploitation.

Enfin 4** le Zechstein proprement dit est le terme le plus régulier de toute la formation.

U est constitué par un calcaire compact dont la couleur varie du jaune clair au gris enfumé. Il est divisé en bancs de 0'",10 à 0",30 d'épaisseur et se casse en fragments parallélipipédiques, très propres à la construction, couverts de dentrides manganésées.

h. — Quant kYétage supérieur ^ il peut, de son côté, se subdiviser ea cinq termes qui sont, de bas en haut : le Gypse %\,VAnhydrite^ la Rauchwacke^ la Cendre^ le Rauchsteiriy le Stin&stein.

1^ Gypse et anhydrite du Zechstein. — On rencontre, et c'est là un fait important à noter, le sulfate de chaux à tous les niveaux de la formation du Zechstein, tantôt en fragments isolés, tantôt en couches ou en amas ou simplement comme remplissage de fractures dû à la circulation des eaux.

L'albâtre blanc est rare. Le gypse est plutôt de couleur grise et même noire, par suite de son mélange avec le calcaire fétide. On lui donne alors le nom de Stinkgyps (gypse fétide).

Partout où l'on a recoupé le gypse, on a trouvé, au centre de la masse, de Tanhydrite. Le passage est parfait de Tune de ces substances à l'autre.

Uanhydrite est grenue et sa couleur varie du blanc au bleu pâle avec des teintes grises intermédiaires provenant de son mélange avec le Stinkstein.

Dans le voisinage des massifs gypseux, on a toujours rencontré de vastes fissures remplies d'eau salée, qui font éprouver de sérieuses difGcultés à l'exploitation.

Cette eau salée est le résultat de la dissolution de masses de sel gemme qui constituaient un gisement subordonné au gypse et dont on ne trouve plus que des lambeaux.

2^ LdL Bauchwacke qui a quelque importance au S.-O. du Harz et dans la forêt de Thuringe, n'atteint au Mansfeld qu'une puissance de 1 à 2 mètres. Elle est irrégulière et disparaît môme entièrement. C'est une formation magnésienne, oùlaDolomie compacte dun gris noirâtre fait place parfois à une marne magnésienne jaunâtre. Nous verrons quel rôle théorique on a voulu faire jouer i cette dolomie.

La texture en est caverneuse avec filets de calcite et parfois

masses sphéroïdales de Limonite ; les fossiles sont les mêmes que ceux du Zechstein proprement dit.

3^ La Cendre est un calcaire dolomitique marneux, jaune branàtre, qui recouvre la couche précédente avec assez de constance.

i^ Le Rauchstein,({\xl se présente souvent entre la Rauchwacke et la cendre, est de couleur gris noirâtre, de texture caverneuse. On lui donne le nom de Verhàrtete Asche (cendre durcie).

5® Le Stinkstein (calcaire fétide) est constitué par un calcaire dur, feuilleté, d'un gris enfumé. Au contact de Tair, il tombe en plaquettes en prenant une couleur plus claire, et perd son odeur fétide.

Fréquemment, il est recouvert par une couche de marnes bleues |

passant à des argiles rouges et renfermant des fragments de Stinkstein et de Rauchstein.

En résumé, la coupe est la suivante :

G. Grès bigarré

/ . gypse.

' [ slinskstein.

. f . \ rauchstein. '