GITES RÉGULIERS ET IRRÉGULIERS. 2G
qui ont déterminé la forme des gîtes , il existe des distinctions essentielles. Les amas paraissent liés d'une manière bien plus immédiate aux grandes perturbations géogéniques, qui, à des intervalles différents, ont accidenté la surface du globe. Comme gisement, leur connexion avec celui des roches ignées est bien plu3 intime ; souvent même , la sortie directe des amas métallifères paraît avoir été, comme celle des roches ignées ellesmêmes, le résultat d'une action expansive agissant énergiquement de bas en haut, soulevant et brisant les dépôts sédimentaires superposés.
Nous énonçons ainsi à l'avance le mode de formation des filons et des amas métallifères, afin de faciliter l'Appréciation des phénomènes multipliés qu'ils présentent. Le principe de celte origine n'est plus, en effet, un problème ù résoudre, et ce premier énoncé du théorème aura l'avantage de nous dispenser de faire continuellement ressortir les conclusions qui résultent des moindres détails descriptifs. Nous en trouverons successivement les preuves : dans la composition et la structure des gîtes métallifères ; dans leurs formes ou allures ; enfin dans les relations qui existent soit entre eux, soit avec les terrains encaissants.
Indiquons de suite quelques termes techniques employés dans les mines pour désigner les diverses parties des gîtes. On appelle toit (hangende) le plan droit ou ondulé qui forme la limite supérieure d'un gîte; le plan inférieur est le mur (liegende). Souvent le toit et le mur sont séparés du gîte par des roches détachées et d'une autre nature que la masse : ces parties sont les salbandes (saalbander). On appelle èpontes les portions de roches encaissantes qui forment le toit ou le mur. Les points où le gîte perce à la surface du sol sont les affleurements. La ligne d'intersection d'un plan horizontal avec le plan d'un filon en détermine la direction ; Y inclinaison est l'angle qua forme le plan du filon avec l'horizon.
Les faits relatifs à la constitution des filons métallifères sont aujourd'hui si nombreux qu'il est à la fois difficile de les clas-
(ilTF.S MÉTALLIFÈRES
ser et d'en présenter un résumé succinct. Les divers caractères qu'on peut étudier dans ces filons sont, en effet, solidaires à tel point qu'on ne peut guère les isoler complètement. Tâchons, cependant, d'examiner méthodiquement ces différents points, qui sont : 1° la composition et la structure des filons métallifères ; 2° leur forme et leur allure ; 3° les relations des filons entre eux et leur groupement dans les divers districts métallifères; 4° enfin, les conditions principales de la distribution intérieure des minerais. Nous examinerons successivement les faits relatifs à ces quatre divisions , en nous appuyant sur des exemples tirés des contrées les plus classiques et les mieux étudiées.
Composition et structure intérieure des filous métallifères. — Les filons constituent la plus grande partie des gîtes métallifères autres que ceux du fer. C'est en vertu de cette importance , et parce que leurs formes sont assujetties à des lois de continuité et de régularité plus faciles à saisir, qu'ils ont été de tout temps l'objet d'études particulières.
Werner, placé dans une des contrées les plus riches en filons, et en filons plus variés et plus réguliers que partout ailleurs , a fourni , par ses travaux , la base de la géognosie des minerais. Les conclusions théoriques qu'il a tirées de ses observations ont, il est vrai, subi des modifications complètes , mais ses observations ont subsisté , elles ont ouvert la voie à une théorie plus rationnelle aussitôt que les progrès de la géognosie ont pu y conduire.
L'étude des caractères des filons a une très-grande importance ; il suffira , pour la faire apprécier, de se reporter à ce que furent les travaux des premiers exploitants lorsqu'ils ignoraient les conditions de continuité , de direction et d'inclinaison des filons. On ne croyait alors à l'existence du minerai que lorsqu'on le voyait ; de là ces puits multipliés , souvent placés au hasard, ces travaux sinueux et incertains. Si, au contraire, nous parvenons, en étudiant les filons, à démontrer l'origine que nous leur avons assignée et les conditions qui en résultent,
les travaux changeront de forme et l'on pourra calculer à l'avance à quelle profondeur, à quelle distance on rencontrera le plan d'un filon par un puits ou une galerie pratiqués dans le terrain qui le renferme. C'est en étudiant les caractères de composition , de structure et de forme des gîtes métallifères, leurs relations entre eux et avec le sol encaissant, qu'on pourra fixer ses idées et arriver à cette conviction qui peut seule donner naissance aux grands travaux.
Le caractère le plus saillant d'un filon, celui qui le fait distinguer dans un terrain quelconque, c'est sa coînposition.
En effet, les minéraux qui entrent dans la composition des filons métallifères n'ont , en général , aucune relation avec les roches encaissantes , sauf les cas où ils contiennent des débris de ces roches qui paraissent provenir d'écroulements des épontes pendant le remplissage du filon.
La masse des filons eBt, dans la plupart des cas , formée par les gangues, qui sont : 1° la silice, soit sous forme de quartz en tout ou partie cristallin, ordinairement translucide, et quelquefois en partie hyalin , soit sous forme de jaspes et d'agates diversement nuancés, contenant, comme dans le cas précédent , des poches ou fours à cristaux ; 2° la chaux carbonaiée, toujours cristalline ou spathique, qu'elle soit pure ou mélangée, et passant souvent à la dolomie cristalline, au spath calcaire ferrugineux (braun-spath), au fer spathique, au spath rose manganésifere ; 3° le spath-fluor, soit pur et cristallin avec ses nuances multipliées , blanches , vertes , jaunes , roses , rouges , bleues , violacées , et ses belles cristallisations cubiques , soit mélangé avec le quartz ou le spath calcaire ; 4° la baryte sulfatée blanche , laminaire ou cristallisée , avec ses formes de prismes, de tables biselées, de crêtes striées; 5° Y argile impure, quelquefois schisteuse, letten des Allemands, à laquelle il est difficile d'assigner une origine autre que la décomposition.
A ces gangues, il faut ajouter les oxydes de fer, qui jouent
GITES MÉTALLIFÈRES.
souvent le rôle de gangues relativement aux autres métaux, et les roches du toit et du mur en fragments empâtés qui donnent souvent à l'ensemble de la masse un aspect bréchiforme.
Ces diverses gangues remplissent les filons métallifères , concurremment avec les minerais qui s'y trouvent disséminés soit en veines ou petits filons isolés, soit en veinules, paillettes, grains ou rognons cristallins et cristaux disséminés. Il est rare qu'un filon rempli par ces gangues ne soit pas métallifère, du moins en partie. Les filons tout à fait sthiles ne sont ordinairement remplis que de poudinges et de brèches composées de roches analogues aux roches encaissantes, ou de terres argileuses. Cependant, il faut distinguer, dans le cas des filons d'argile, ceux qui sont appelés filons terreux ou pourris, et qui sont quelquefois très -riches en minerais; ils se distinguent des filons stériles en ce que la matière argileuse qui les remplit est le résultat de la décomposition des roches qui remplissaient les filons. Aussi arrive-t-il fréquemment que ces filons ne sont terreux que dans certaines parties , et qu'en les suivant sur une assez grande longueur, dans le sens de la direction et surtout de l'inclinaison , on arrive à trouver des parties moins décomposées ou môme tout à fait saines.
Les matières qui remplissent les filons, gangues et minerais, sont à l'état cristallin ; les roches provenant de l'écroulement des parois, ou tombées de l'extérieur, font seules exception à cette règle qui constitue un caractère spécial des gîtes particuliers. C'est l'exploitation de ces gîtes qui fournit en grande partie les cristaux isolés ou groupés qui ont servi à l'étude de la minéralogie. Les belles cristallisations de quartz, spath-fluor, baryte sulfatée, spath calcaire ou dolomitique, jointes aux groupes cristallisés de galène, blende, antimoine sulfuré, cuivre gris, pyrites, cuivre carbonaté , etc.. qu'on voit dans les collections minéralogiques , donnent cependant une fausse idée de cet état cristallin des filons. Tous ces morceaux de choix appartiennent aux géodes ou cavités dans lesquelles
la cristallisation a pu se développer d'une manière complète ; mais, dans les minéraux qui remplissent la masse du filon, l'état cristallin n'est indiqué que par une texture fibreuse ou clivable; les cristaux déterminables sont des cas exceptionnels.
Cette texture cristalline, jointe à la nature particulière des gangues, suffit pour signaler l'existence d'un gîte, et l'existence de ce gîte sera d'autant plus facile à constater que les roches du terrain encaissant seront plus lithoïdes. Pour reconnaître ensuite si le gîte est un filon ou un amas , il faut en consulter les caractères de forme et de structure.
La structure des filons est intimement liée à leur forme, et assujettie à des lois aussi intéressantes pour leur théorie que pour leur exploitation. Lorsque la composition n'éprouve pas de perturbations par le mélange des roches du toit et du mur, et que les gangues sont de plusieurs espèces , ces gangues ne sont pas mélangées confusément ; elles affectent une disposition parallèle aux salbandes , et sont symétriques relativement au toit et au mur; c'est-à-dire que si, à partir du toit, l'on découvre une bande de spath calcaire , puis une de spath fluor, puis une de quartz , puis une autre de sulfate de baryte avec galène, on trouvera à partir du mur le spath calcaire, le spath fluor, le quartz et le sulfate de baryte galénifère , disposés dans un ordre identique et même avec des épaisseurs proportionnelles dans les deux parties ; cette structure est la structure rubanêe.
Un filon sera donc composé de plaques successives, identiques deux à deux , et disposées symétriquement à partir du toit et du mur ; et, comme les ondulations du toit et du mur ne se correspondent pas dans la plupart des cas, les deux dernières épaisseurs de gangues ne pouvant se réunir sans qu'il y ait altération de cette loi de symétrie , il arrive souvent qu'une nouvelle espèce minérale, soit stérile, soit métallifère, remplit ces vides intermédiaires ; d'autres fois il y reste des espaces vides , et c'est dans ces espaces que se rencontrent les druses ,
GITES METALLIFEBES.
les fours ou poches à cristaux , qui sont encore un caractère distinctif de la structure des filons.
La structure symétrique se manifeste fréquemment par l'existence de s?) bandes interposées entre le toit et le mur. Ces salbandes, ordinairement argileuses, isolent le filon et facilitent beaucoup son exploitation ; les filons ainsi détachés étant d'un abatage beaucoup plus facile que les filons qui adhèrent au toit et au mur. Du reste , la disposition de la masse du filon par strates doubles et symétriques n'est pas générale et absolue : le mélange de roches provenant du toit et du mur et de galets tombés de la surface, a été un obstacle à ce qu'elle pût se développer, et nous avons dit que ce mélange était fréquent. D'autre part, il arrive aussi que les filons sont de composition trop simple pour qu'il y ait des distinctions à faire, et pour que la symétrie soit visible. Mais, toutes les fois que le remplissage du filon a été tout à fait tranquille et sans mélange hétérogène, toutes les fois qu'il y a variations dans les gangues, la loi de symétrie reparaît avec une constance et souvent avec une perfection remarquables.
Cette loi est applicable, non-seulement aux variations de composition des gangues, mais à leurs variations de couleur et de structure. Elle est applicable à la présence de telle substance métallifère disséminée dans une même gangue; en sorte que la coupe d'un filon peut présenter, à partir du toit et du mur, le quartz jaspe coloré, le quartz blanc cristallin, le quartz galénifère, la blende, en tout sept ou huit épaisseurs, symétriques et semblables deux à deux. On a signalé des filons où il y avait ainsi sept variations de composition , de structure ou de couleur, à partir d'une salbande jusqu'au centre. M. Daubuisson citait un des filons de Freiberg composé de couches successives de baryte sulfatée et de spath fluor disposées avec une symétrie tellement exacte de part et d'autre, qu'on n'aurait pu mieux faire, disait-il avec le compas.
Ainsi, cette loi de structure symétrique peut être considérée, non pas comme une nécessité dans les filons, mais comme une
11 I lit
-mot.
circonstance de leur, génération ; circonstance inhérente à leur origine et qui s'est constamment produite lorsque rien ne s'y est opposé.
Les exemples représentés par la planche VIII expriment trèsbien les deux cas de la structure symétrique des filons. Dans le filon Neuhofihunger-Flachen (fig. 2), cette structure est indiquée par des salbandes régulières et des lignes qui les suivent même dans les ramifications. Dans le filon Peter, fig. 1, elle est trou» blée par des roches du toit et du mur et par des enchevêtrements, mais elle se reconnaît encore en prenant pour axes les lignes noires qui représentent les vides ou druses cristallines du centre.
La structure rubanée symétrique des filons est d'ailleurs la conséquence de la nature cristalline des gangues et des minerais qui les remplissent; non-seulement elle est troublée toutes les fois qu'il y a remplissage par des matériaux tombés des parois ou de la surface , mais elle n'existe jamais pour les liions remplis mécaniquement par des argiles, grès, brèches ou conglomérats. L i. J
Les minéraux cristallins échappent, en effet, aux lois qui régissent la sédimentation. Si l'on étudie les dispositions que prennent des cristaux quelconques lorsque l'on fait cristalliser des substances , soit par voie humide, soit par voie sèche, on reconnaît que ces cristaux se fixent sur les parois verticales ou inclinées des cristallisoirs ou des cheminées de sublimation et s'accroissent suivant des plans parallèles à ces parois. Il en est de même pour les filons , et , soit que les matières cristallines qui les remplissent aient été produites par sublimation ou par précipitation ', il est naturel de les trouver disposés en zones successives à partir du toit et du mur.
Il est d'ailleurs évident qu'il ne faut pas donner à ces lois de structure une extension absolue. Les diverses parties d'un même filon ont pu être soumises à des influences différentes qui en ont fait varier la composition ; les ondulations des parois, la différence de leur position relativement aux éléments de remplissage, constituent encore des éléments nombreux d'ir-
271 GITES MÉTALLIFÈRES.
régularité. Mais ces variations ne portent aucune atteinte aux règles de |a structure , pas plus que les perturbations provoquées par les agents de remplissage mécanique ; l'observation des plus petits détails vient à l'appui de cette hypothèse du remplissage normal par des plans d'accroissement â partir des salbandes. Ainsi M. Daubuisson, après une étude des filons de Freiberg, écrivait : « Lorsque les matières ont montré une grande tendance à se former en cristaux, soit parfaits, soit imparfaits (quartz hyalin, quartz améthysé, spath calcaire, etc.) , on remarque que la pointe des cristaux de forme pyramidale est toujours tournée vers l'intérieur du filon , le cristal étant à peu près perpendiculaire aux salbandes. Chaque couche prend en conséquence, sur celle de ses faces tournée du côté de la salbande, l'empreinte des cristaux de la couche adjacente , tandis que les cristaux qu'elle porte sur l'autre face semblent enfoncer leurs pointes dans la couche subséquente. Enfin les cristaux des deux couches du milieu se présentant leurs sommets, s'engrènent les uns dans les autres et finissent par remplir le filon. »
Les filons ont donc des caractères spéciaux, non-seulement par leur composition , mais encore par le groupement et la structure des éléments constituants ; enfin, ils en ont encore par les substances accidentelles qui s'y trouvent disséminées. Nous ne pouvons citer d'exemple plus frappant que celui des filons argentifères d'Andreasberg au Harz. L'argent antimonial, l'argent rouge, la galène et l'arsenic natif donnent un caractère prononcé aux minerais qui en sont extraits ; les gangues de spath calcaire à géodes cristallines, où se trouvent en outre des zéolithes remarquables, telles que l'harmotome, la stilbite, l'analcime, etc., constituent un second caractère non moins spécial. Les minerais se trouvent principalement rassemblés en une zone centrale et forment dans les galeries et dans les ouvrages en gradins des rubans très-distincts. Cette zone , à laquelle la forme testacée de l'arsenic donne une structure ondulée, était très-développée au 33* étage du Samson (650 mètres
de profondeur), elle occupait le centre d'une bande de spath calcaire qui formait du filon.
La figure 33 représente l'aspect de gradins renversés.
taillés dans cette partie du filon , et met en évidence l'apparence générale du rubanement, qui se manifeste même dans la manière dont les roches se brisent.
Nous avons dit que les filons métallifères sont trèssouvent détachés du toit et du mur par des salbandes argileuses qui les rendent d'une exploitation plus facile que ceux qui sont adhérents aux épontes.
Sans qu'il y ait adhérence et sans qu'il y ait isolement des gangues métallifères par des salbandes métallifères, on trouve souvent les épontes des filons rayées par des stries plus ou moins profondes ou même polies , et présentant ce que les mineurs appellent des miroirs.
Ces surfaces striées ou polies sont évidemment dues aux frottements qu'ont dû éprouver les parois de la fracture. Leur existence supplée quelquefois aux salbandes et facilite l'abatage complet que les mineurs appellent le dépouillement du filon.
La structure rubanée des minerais et des gangues ne peut pas toujours être attribuée à des faits de cristallisation. Dans certains cas, elle résulte de ce que la fracture primitive a été SUC-
nt; 33.
GITES MÉTALLIFÈRES.
cessivement agrandie, de telle sorte que des plaques minérales ont été accolées les unes aux autres par les actions qui remplissaient les écartements successifs. Des observations qui démontrent ces détails de formation ont été faites sur beaucoup de points, notamment à Kurprintz , en Saxe, où l'on exploite un filon dont les druses et géodes cristallines ont été brisées; on retrouve aujourd liui les fragments de ces druses déplacés et soudé» par d'autres minéraux évidemment postérieurs ù la dislocation. Des faits de même nature ont été constatés dans les filons de la Sierra de Los-Santosen Andalousie, dans les filons di' Mouzaïa et des environs de Tenès en Algérie.
La structure rubanée des liions est très- souvent troublée par
le mélange des roches du toit et du mur. Dans les districts métallifères du Taunus et du Westenvald , sur les bords du Rhin , les ro< hes du toit i t du mur forment presque tout le remplissage des filons et le rubanement disparaît presque entièrement. On n'en retrouve plus de traces qu'entre les divers minerais, blende , galène et fer apathique, lorsqu'ils s'isolent sur des espaces un peu considérables.
Toutefois , il y a beaucoup do filons qui , bien qu'uniquement composés de gangues spéciales et de minerais, ne sont pas ru banés. Ces filons portent le cachet d une grande unité d'origine; et, tandis que les filons rubanés donnent l'idée d'une
succession des matières
Fig. 35.
ituantes, toutes ces matières
semblent contemporaines dans les filons à structure amygdaloïde, où les minerais et les gangues forment des sphéroïdes à zones concentriques.
Le filon de Ventura, dans la Sierra-Morena (fig. 34), est un des exemples les mieux caractérisés qu'on puisse citer de cette structure. Un noyau de minerais sulfurés y est , par exemple , entouré de zones successives de spaths qui forment ce qu'on peut appeler le bain, et c'est le quartz qui forme les nodules, ainsi qu'on l'a observé dans quelques filons de fer spathique du Dauphiné.
Cette structure amygdaloïde à zones concentriques se trouve exprimée d'une manière trèscomplète dans quelques filons spathiques du Westenvald , notamment dans celui d'Anxbach. On la retrouve en quelques points du Harz , où la galène, la blende et le braunspath se présentent groupés de la même manière.
Dans un grand nombre de cas, les filons n'étant composés que d'une seule et même substance, de quartz par exemple.
CITES METALLIFERES.
ne présentent aucun trait particulier de structure , et ce n'est plus que dans les parties métallifères qu'on peut observer quelques signes caractéristiques.
Lorsqu'on veut figurer l'apparence d'un filon , on trace généralement une coupe de son plan par un plan perpendiculaire. C'est ainsi que la figure 35 représente un des filons de Mouzaïa, sur une hauteur d'environ 30 mètres. Dans cette coupe, due à l'ingénieur Pothier , le fer spathique est représenté par des hachures parallèles au toit et au mur ; la baryte sulfatée par des hachures horizontales ; et le cuivre gris, qui fait l'objet de l'exploitation, par des teintes noires. On voit ainsi que le rubanement, considéré sur une grande hauteur, est beaucoup moins régulier que lorsqu'on le considère seulement sur le fond d'une des trois galeries indiquées. Cette coupe met aussi en évidence diverses circonstances de groupement des substances constituantes, sur lesquelles nous aurons occasion de revenir.
Lorsqu'une galerie vient à rencontrer un filon, deux cas peuvent se présenter, suivant les positions relatives du plan du filon et du plan de la galerie.
Si le filon est rencontré par une galerie en direction ou à peu près , et qu'il soit de moindre dimension que la galerie , il se dessinera sur le plan vertical du fond de la galerie , sous forme d'une bande inclinée , comme le filon dit Gotlober Morgen représenté par la figure 2 de la planche VII ; ce sera une coupe du filon perpendiculaire à son plan. Si au contraire le filon a été croisé par une galerie de traverse , ce sera , au fond de la galerie, une coupe du plan du filon incliné à 45° par exemple, par un plan vertical. Alors la section du filon présentera une trace horizontale, et ce sera sur les parois de droite et de gauche de la galerie qui aura traversé les filons, qu'on pourra voir sa coupe dans l'autre sens et juger son inclinaison. Ainsi, les figures 1 et 2 de la planche X , empruntées à l'ouvrage remarquable de M. de Veissembach , et qui font voir, sur des fonds de galeries, des rencontres de filons, présentent les traces verticales
des filons croiseurs et les traces horizontales des filons croisés.
Formes et «Hures des liions — Nous avons défini les filons comme des masses minérales comprises sous deux plans parallèles qui coupent généralement le plan de stratification des terrains encaissants sous des angles quelconques, et quelquefois suivent ce plan.
A la surface, un filon se manifeste soit par des affleurements continus et linéaires , soit par des affleurements interrompus qui suivent une direction donnée et se rattachent à une même ligne droite ou légèrement ondulée.
Si l'on vient à excaver le sol et à pénétrer dans ses affleurements , on ne tardera pas à reconnaître que la plaque minérale qui les constitue s'enfonce suivant une inclinaison déterminée. Il y a, par conséquent, un toit et un mur immédiatement reconnaissables.
La direction et l'inclinaison une fois constatées , on connaît le plan du filon ; et l'expérience ayant démontré la continuité de ce plan sur des espaces ordinairement considérables, il est facile de déterminer la profondeur à laquelle on doit rencontrer un filon en un point donné du district qu'il traverse. On peut également, sur un versant quelconque, indiquer quels sont les travaux, puits ou galeries, qui doivent l'atteindre le plus promptement.
Les affleurements sont donc les premiers indices de l'exis tence des filons, et si la composition des roches suffit pour révéler l'existence d'un gîte métallifère, la forme de leurs saillies n'est pas moins significative pour en indiquer les conditions d'allure.
Ainsi , dans un grand nombre de cas , les roches qui constituent les filons sont plus dures et plus résistantes que les roches encaissantes. Il en est résulté que les agents atmosphériques , en dénudant et ravinant le sol , ont déchaussé les filons, et que ceux-ci forment des saillies plus ou moins prononcées, plus ou moins continues.
GITES MÉTALLIFÈRES
L'Algérie nous présente l'exemple le plus frappant de ce phénomène d'affleurement sur le versant méridional de l'Atlas, au-dessous du col de la Mouzaïa (planche IX). Plusieurs filons, composés de fer spathique et de baryte sulfatée, contenant du cuivre gris disséminé , traversent , en ce point , des alternances marneuses peu consistantes. Les pluies ravinent sans cesse ces pentes argileuses , et les filons , d'une désagrégation moins facile, forment des saillies ou affleurements très -prononcés. CesBaillies constituent des murailles linéaires, souvent élevées de quatre à cinq mètres , qui permettent à l'œil de suivre la marche des filons à travers le sol. On voit, dans la planche cijointe, les affleurements des deux filons parallèles, Aumale et Montpensier, poursuivre leur course au milieu des montagnes et des ravins , des bois et des landes , et traverser les couches successives de la formation crétacée.
Au pied des affleurements , le sol est jonché de débris épars, décomposés par le temps ainsi qu'une partie des affleurements eux-mêmes. Cette décomposition a donné les teintes jaunes des oxydes de fer, et les teintes vertes et bleues des carbonates de cuivre aux diverses parties où dominaient ces éléments ; de telle sorte que le changement de la composition du sol s'annonce de loin à l'observateur, aussi bien que le changement de forme qui résulte de la présence des filons.
Les phénomènes d'affleurement sont rarement aussi prononcés , aussi nets que ceux qui sont représentés par la planche IX. Les bois, la culture, suffisent pour les cacher, et souvent l'existence de filons de plusieurs kilomètres de longueur est à peine visible à la surface. C'est alors qu'il faut s'aider de tranchées artificielles pour les mettre en évidence et les suivre dans leur course. Comme ceux qui se livrent à l'étude des mines sont souvent appelés à faire des recherches de cette nature, nous reviendrons sur la méthode qui doit être suivie en pareil cas.
Le plan d'un filon étant bien déterminé, soit par l'étude des affleurements, soit par des travaux superficiels, il convient de
l'attaquer par des travaux souterrains, c'est-à-dire de le joindre en profondeur par un puits ou par une galerie.
Si l'on croise un filon par un travail souterrain , il se manifeste un changement de composition limité par les lignes du toit et du mur. Tel est, dans la planche VII, le filon Gottlober- Morgen, près Freiberg, représenté au fond d'une galerie; on peut de suite mesurer sa puissance, qui est de m. 0,45, son inclinaison, qui est de 80 degrés, et prendre sa direction dans la galerie.
Lorsque les filons s'enchevêtrent dans les roches du toit et du mur, comme le filon Peter (planche VIII), exemple pris également aux environs de Freiberg, les mesures de direction et d'inclinaison ne peuvent plus s'obtenir que par des lignes moyennes , résultant des observations que l'on a pu faire en suivant le filon sur une certaine longueur ; la régularité de l'allure d'un filon étant souvent dérangée , non-seulement par les ondulations du toit et du mur, mais encore par des bifurcations et des rameaux qui partent du plan principal et s'en écartent plus ou moins.
Plusieurs fiions parallèles sont souvent réunis de manière à former un faisceau ; c'est ce que les Allemands appellent un zug. Les divers éléments de ces faisceaux , tantôt se réunissent dans leur course, tantôt s'isolent et s'écartent de manière à embrasser une épaisseur de terrain considérable. Telle est l'allure ordinaire des filons aux environs de Clausthal et Zellerfeld, où la dissémination des fissures d'un même zug embrasse, sur certains points, une épaisseur de plus de cent mètres.
Quelques-uns de ces faisceaux de filons sont remarquables par leur régularité. On peut, sous ce rapport, citer, comme type, le faisceau des filons d'Obernhof et d'Holzappel, dans le Nassau. Un filon principal , dit filon de la Roche blanche , composé d'un axe quartzeux et de deux bandes de blende , est accompagné de deux filons de blende et de galène , l'un placé au toit et l'autre au mur ; les caractères de ces filons se maintiennent assez constamment pour qu'on ait pu les suivre
GITES MÉTALLIFÈRES.
et les exploiter sur plus de vingt kilomètres de longueur. La
du/ mu/r
t >g- toi.
figure 36 exprime, à l'échelle de , les conditions ordinaires du faisceau exploité à Holzappel.
Considérés dans l'ensemble de leur allure, les filons sont sujets à un grand nombre d'accidents et de variations de forme. Ils se renflent, se rétrécissent et sont même supprimés momentanément par des étranglements complets ; souvent ils sont croisés par d'autres filons ou de simples fentes qui les interrompent et leur font subir des rejets ; d'autres fois ils changent eux-mêmes de place par des courbures, des inflexions inhérentes à leur nature ; dans certains terrains , ils sont nets et bien formés , tandis que dans d'autres ils 6e divisent et se ramifient.
Pour bien se rendre compte de ces variations d'allure, il faut se reporter à l'origine des filons : or, la première condition qui détermine les détails de forme d'une fracture , ce que nous appelons son allure, c'est la nature minéralogique et la structure des roches fracturées. Lors donc qu'un filon, traver-
sant des roches d'une certaine nature, passera dans d'autres roches , différentes par leur composition et leur structure , il changera nécessairement lui-même dans tous les détails de ses formes et dans l'ensemble de son allure. Dans des roches homogènes qui se fracturent nettement comme les gneiss de Freiberg, les filons seront droits et réguliers ; dans des roches feuilletées comme les schistes d'Andreasberg, au Harz, les filons auront une allure ondulée et seront très-sujets aux ramifications.
Ces variations d'allure sont très-prononcées dans les filons de fer spathique cuprifère des environs de Tenès (Algérie) , qui traversent à la fois des grès et des argiles délitables.
Dans les grès, les filons sont assez bien rassemblés , tandis que, dans les argiles, les fissures se multiplient et se disséminent à l'infini. Les filons y jettent à droite et à gauche une multitude de rameaux qui suivent souvent la stratification du terrain et semblent au premier abord de petites couches inter-
Fii,'. 37.
calées. Mais on reconnaît, en même temps, que ces petites couches sont réunies entre elles par des veines qui coupent la
284 GITES MÉTALLIFÈRES.
stratmcation et croisent les premières, en iormant des reseaux plus ou moins étendus (fig. 37).
Ces gîtes en veines réticulées existent surtout dans les parties argileuses et très-fissurées du terrain ; la figure ci-dessus est un exemple de leur apparence ordinaire sur les berges des ruisseaux qui se trouvent au nord-est de Tenès.
L'influence des terrains encaissants sur la forme des filons est surtout appréciable lorsque l'on considère leur position relativement au plan de la stratification. Lorsque les filons sont concordants, c'est-à-dire lorsque le terrain a été en quelque sorte clivé suivant les plans des couches , les filons partagent toutes les conditions de courbure de ces plans. C'est ainsi que, dans le Taunus et le Westerwaîd , les filons suivent fréquemment les plans de la stratification ; aussi n'en voit-on nulle part qui soient si souvent et si fortement curvilignes.
On s'est longtemps servi, pour décrire les conditions diverses de l'allure des filons , d'une comparaison qui est assez juste. Que l'on coupe une feuille de papier suivant une ligne ondulée , et que l'on rapproche ensuite les deux sections en les déplaçant l'une par rapport à l'autre , on déterminera ce qu'on appelle une faille. Quelques points des sections ondulées se toucheront, mais il restera au-dessus et au-dessous de ces points de contact des vides qui représenteront la coupe du filon. Or, cette coupe sera très-variable, suivant la nature des ondulations de la section. Si ces ondulations ont été faites profondément et également , la coupe présentera une série de vides amygdalins , puissants et séparés par des étranglements complets ; si les ondulations sont profondes et inégales , l'allure sera continue, maitf*très-variable en puissance; enfin, si les ondulations sont peu profondes , on obtiendra des coupes de filons assez régulières et d'autant plus continues que les ondulations seront plus inégales.
Certains filons plombiferes, qui ne sont qu'une série interrompue d'amas amygdalins, comme ceux de la Sierra-de-Gador en Espagne, peuvent servir d'exemple à la première hypo-
thèse. Les filons puissants de Clausthal au Harz, et de la Prusse rhénane se rapporteraient plutôt à la seconde ; enfin , si les ondulations sont peu profondes, nous pourrions leur comparer les filons d'Andreasberg, de Freiberg, et les filons concordants d'Holzappel et Obernhof. Dans chacune de ces hypothèses, c'est évidemment la nature des roches fracturées qui est l'élément principal des conditions de l'allure des filons.
Que l'on étudie successivement les cartes des filons données ci-après : 1° la carte des filons argentifères des environs d'Andreasberg (planche XIII); 2° celle des filons de Consolidated mines, en Cornwall (planche XII); 3° celle des filons de Clausthal et Zellerfeld au Harz ( planche XVI) ; 4° celle des filons de Freiberg en Saxe (planche XV) , et l'on aura une idée des diverses conditions d'allure que peuvent suivre les filons.
On voit qu'un filon peut se courber et se ramifier comme à Andreasberg ; qu'il peut se composer de lignes droites heurtées, qui, après une allure régulière, se ramifient à l'infini, comme aux environs de Clausthal ; tandis que les environs de Freiberg fournissent l'exemple des plus belles lignes de développement.
Quant aux variations de détail, nous pouvons en prendre quelques exemples dans les filons d'Andreasberg, où les couches du terrain schisteux encaissant, présentent des variations nombreuses, soit par l'interposition de bancs de kieselschiefer ou schistes siliceux, soit par celle des diorites, soit enfin par celle de gros filons fragmentaires et stériles , qui sont concordants et désignéssous le nom de ruscheh.
Le kieselschiefer est une roche dure et résistante, qui fait très-souvent dévier un filon et l'oblige à le traverser obliquement. Cette déviation a pour résultat de rejeter le filon dans un autre plan. D'autres fois ce sont des couches très-fendillées dans lesquelles le filon se divise, se ramifie, et quelquefois même se perd.
Les ruschels ont presque toujours exercé une influence de
GITES MÉTALLIFÈRES.
cette dernière nature sur l'allure des filons, qui tendent à s'y perdre , quoique leur direction soit presque perpendiculaire et leur inclinaison inverse. Ainsi, le Félicitas, venant
Fig. »8.
heurter la ruschel-silberburger, est le plus souvent complètement entraîné par elle , et s'y perd en s'y ramifiant ; d'autres fois, cet entraînement n'est que momentané, et le filon reparaît de l'autre côté, mais toujours après avoir éprouvé un rejet prononcé, ainsi qu'il résulte de la coupe horizontale ci -dessus (fig. 38).
Ce rejet tendrait à faire supposer que le filon métallifère est
le plus ancien , si l'on ne voyait en quelque sorte le mécanisme de la déviation exprimé par un entraînement momentané.
En beaucoup de points, le passage d'un filon d'une roche dans une autre déteraprès s'être éloignées du filon principal, finissent par s'y souder de nouveau ifig. 39).
Comme les filons résultent de phénomènes postérieurs aux terrains encaissarts, ils sont généralement indépendants de la stratification de ces terrains , et la coupent sous des angles plus ou moins prononcés ; mais il arrive quelquefois que leur direction coïncide avec celle de la stratification ou s'en rapproche beaucoup, et leur allure en est généralement modifiée. Cette direction partage , dans ce cas , les inflexions auxquelles sont
Fig. 19.
mine des ramifications qui
ordinairement sujettes les couches , et il en résulte une allure ondulée dont les filons du Schwabengrube , dans le Stahlberg (planche XIV), peuvent donner une idée. Nous avons déjà signalé ces filons concordants comme très-fréquents dans les provinces du Taunus et du Westerwald , où , indépendamment des ondulations de leur allure . ils présentent de grandes variations de puissance.
Parmi les accidents inhérents à la constitution de ces filons, ceux qui peuvent le plus embarrasser sont les inflexions brusques qui les rejettent dans un autre plan , d'autant que ces parties infléchies sont très-souvent étranglées. Les mines d'Obernhof et d'Holzappel , ouvertes sur des filons concordants et de
0m,50 à 1»,50 de puissance , présentent des exemples fréquents de ces inflexions contemporain es qui sont désignées sous la dénomination de bancs.
La figure 40 représente la disposition d'un de ces bancs dans les mines d'Holzappel.
Le filon est rejeté dans un plan parallèle , distant de huit à dix mètres du premier ; la trace de son inflexion était si faible , qu'une galerie l'avait traversée sans qu'on l'eût aperçue, et que le filon n'a pu être retrouvé que par le foncement d'un puits intérieur.
Lorsque les filons traversent des alternances de couches dis-
Ifig. 40
188 GITES MÉTALLIFÈRES.
semblables, la puissance et même la direction peuvent varier en passant d'une roche à l'autre.
Le filon d'Halzbruck, près de Freiberg, est un des exemples classiques de cette influence. L'axe de ce filon , au lieu de présenter une coupe en ligne continue , offre une ligne en zigzag , ou même une série de lignes parallèles qui se trouvent dans des plans différents. En parcourant ainsi des couches qui diffèrent d'élasticité et de ténacité, les filons peuvent non-seulement éprouver des variations d'allure, mais aussi de puissance; principe important, puisqu'il nous explique d'avance pourquoi des filons riches et puissants dans une roche sont étranglés , divisés et stériles dans une autre. Les filons plombifères qui traversent les calcaires du Derbyshire et du Cumberland sont des exemples bien connus de ces variations.
Dans quelques circonstances, des fentes ont été produites par le bombement du sol ; de telle sorte que les terrains préexistants, forcés de recouvrir un espace plus considérable, se sont fracturés lorsque la limite de leur élasticité a été dépassée. Les fentes ainsi produites sont plus larges à leur partie supérieure que dans toute autre, et leur coupe présente la forme d'un coin ; d'où leur est venu le nom de filons cunéiformes. Il est probable qu'une assez grande quantité des filons, qui ne sont pas des filons-failles, ont une origine analogue ; mais cette forme ne peut devenir appréciable qu'en descendant à de grandes profondeurs.
Un fait essentiel à mentionner, c'est que , s'il est beaucoup de cas où des filons se sont appauvris, et ont diminué de puissance en profondeur, il n'en est pas un seul où l'on ait pu constater une limite inférieure. Ainsi donc, malgré les irrégularités des filons, toutes les fois qu'on aura constaté la direction et l'inclinaison de l'un d'eux, un travail fait pour aller le recouper en profondeur sera toujours certain, et ne sera exposé qu'aux chances ordinaires des variations de puissance ou de richesse, sans que la suppression en profondeur soit jamais à craindre.
Rien n'est plus variable que les dimensions des filons métallifères. Le filon argentifère de la Veta-Madre près Guanaxuato, au Mexique, est le plus puissant des filons exploités. Sa puissance varie de 30 à 45 mètres ; il a été suivi sur une longueur de plus de 12000 mètres, et les travaux dépassent 400 mètres de profondeur. D'autres filons ont à peine quelques décimètres : tels sont les filons stannifères du Limousin , qui varient entre 0m,01 et 0m,03. S'il est permis d'indiquer une moyenne dans des circonstances aussi variables, on peut dire que la puissance la plus ordinaire des filons est comprise entre un et deux mètres et qu'ils peuvent être suivis sur une longueur de 500 à 1000 mètres.
Parmi les filons célèbres par leur puissance, on peut citer le filon de La Croix , près de Sainte-Marie-aux-Mines , dans les Vosges ; sa puissance est de 20 à 25 mètres, et, dans certains renflements, elle atteint celle de la Veta-Madre. Mais le minerai est loin d'y être en rapport avec la puissance, et les exploitations, ouvertes de temps immémorial, ont été abandonnées par suite des frais nécessités par l'épuisement des eaux. Ce filon peut être suivi sur une longueur de 3000 mètres.
A Freiberg , une exploitation de quatre siècle s a ouvert un filon sur une longueur de 3600 mètres et une profondeur de 580; le plus» puissant de ce riche district est l'Halsbriick- Spath, qui a de deux à trois mètres de puissance et environ 6000 mètres d'affleurement. Les filons d'Andreasberg au Harz ont été suivis jusqu'à 700 et 800 mètres de profondeur sans ofTrir de variation notable dans leurs conditions d'allure ou de composition.
Le filon Mordlauer , en Franconie , est considéré comme le plus puissant de l'Allemagne ; il a de 10 à 12 mètres d'épaisseur sur un développement de 18000 mètres en direction. Enfin, parmi les filons très- puissants, on en cite un à Schemnitz , en Hongrie, qui n'a pas moins de 40 mètres. Ces exemples du grand développement que peuvent atteindre les filons sont, d'ailleurs, tout à fait exceptionnels, et les filons de peu d'épais- J. 19
290 GITES MÉTALLIFÈRES.
seur, tels que ceux d'Andreasberg et de Freiberg, sont souvent d'une exploitation plus avantageuse que les plus puissants, où les roches du toit et du mur forment presque toujours les gangues dominantes.
Comme tous les caractères des filons, les dimensions offrent dans chaque district une certaine similitude. Ainsi , aux environs de Freiberg, la puissance d'un mètre est réellement une moyenne. Cette moyenne est de 0,50 pour les filons d'Andreasberg au Harz ; tandis que , pour ceux des environs de Clausthal et Zellerfeld, elle est de 5 à 8 mètres. Les filons de 2 mètres sont les plus fréquents dans le Westerwald, ainsi que dans le district métallifère de la Sierra-Morena ; enfin, le Cornwull nous ramène à la moyenne d'un mètre.
Relations el groupement de» filons. — Il est très-rare qu'un filon soit isolé dans une contrée ; il existera, par exemple, sinon d'autres filons de même espèce , au moins des filons stériles ou des filons caractérisés par d'autres minerais. Dès qu'il existe plusieurs filons, il y a nécessairement des relations entre eux. Considérés sous le rapport purement graphique, des filons peuvent être parallèles; s'ils ne sont pas parallèles, il peut arriver qu'ils forment des croisements.
Examinons d'abord les faits qui résultent de la dernière hypothèse, c'est-à-dire de la rencontre de deux filons.
Si nous supposons la rencontre de deux filons, il y aura un filon croiseur et un filon croisé; de là, une distinction dans l'âge de formation; le filon croiseur sera évidemment plus moderne que le filon croisé.
Un filon croiseur se distingue facilement en ce qu'il n'éprouve dans son allure aucune interruption ; le filon croisé , au contraire, présente une solution de continuité résultant de la rencontre même. Supposons en outre, et c'est le cas le plus ordinaire des filons, que le croiseur ait produit une faille, c'està-dire qu'il y ait eu déplacement relatif des deux parois de la cassure, il en résultera nécessairement un rejet, c'est-à-dire que, même après avoir traversé l'épaisseur du croiseur, on ne
retrouvera pas le plan du filon croisé dans le prolongement naturel de la partie connue.
Les rejets sont, parmi les accidents des filons, ceux qui ont été le plus étudiés, parce que , dans l'exploitation , ils ont plus d'importance que tous les autres. Il est, en effet, peu de filons qui ne soient croisés dans leur parcours soit par îles filons postérieurs plus ou moins puissants , soit par de simples fentes sans épaisseur que l'on appelle filets. Il y a dans ce cas deux questions à résoudre : Quel est le sens du rejet ? Quel est son parcours , c'est-à-dire quelle est la différence de niveau des deux parties ?
On peut dire qu'il n'existe aucune règle absolue qui permette de répondre à ces deux questions, et pourtant, dans la plupart des pays de mines, l'étude pratique du phénomène conduit à des hypothèses très-probables. Schmidt a posé cette règle, que les rejets avaient toujours lieu comme si le toit du croiseur avait glissé sur son mur.
Cette hypothèse a été justifiée par des exemples nombreux ; elle se vérifie très-fréquemment dans les filons du Harz , et pourtant nous y trouvons aussi des exceptions assez multipliées. Ainsi , on distingue dans les mines d'Andreasberg des rejets suivant la théorie et des rejets contre la théorie. Dans ces derniers, c'est le toit du croiseur qui a remonté sur son mur.
Ces rejets contre la théorie , appartiennent presque tous à des failles postérieures à tous les filons métallifères ; ce sont les dernières fractures qui ont affecté la région des filons d'Andreasberg , elles n'ont ordinairement qu'une très-faible épaisseur, et sont complètement stériles. Ce qui rend ces failles très- intéressantes, c'est que leur manifestation concorde toujours avec l'apparition dans le voisinage de masses éruptives amphiboliques qui ont pénétré les thonschiefer, et se sont insérées dans leur plan de stratification. Ces amphibolites sont donc postérieures à la fois aux filons et aux principales masses trappéennes de la contrée, qui, lorsqu'elles se trouvent sur la marche des filons, ont toujours été traversées par eux.
GITES MÉTALLIFÈRES.
Dans beaucoup dè mines on a trouvé que la théorie de Schmidt concordait avec cet énoncé : que les rejets avaient lieu le plus souvent du côté de l'angle obtus. Mais cet énoncé est encore plus défectueux que le précédent , parce qu'il est sujet à plus d'exceptions.
En réalité, le seul guide certain qui puisse être indiqué, c'est l'étude des faits particuliers du champ de fracture où l'on se trouve, et surtout celle de la composition du terrain. Après avoir traversé un croiseur, une galerie pénètre dans les roches encaissantes , et l'étude locale permet alors de déterminer si ces roches encaissantes appartiennent au toit ou au mur du filon exploité.
Les figures 1 et 2 de la planche X, prises par le professeur Wtissembach dans les mines de Freiberg, représentent avec exactitude les diverses variations d'allure de filons déjà cités êt des exemples intéressants de croisement.
Dans le premier cas (fig. Ij, le filon NeubofTnunger-Flache , déjà représenté planche VIII, est coupé par le Christianer-Stehendegange, dont chaque ramification occasionne une dénivellation différente du filon croisé. Dans le second cas (fig. 2), le Gottlober-Morgengange , déjà représenté planche VII Ifig. 2), est divisé en trois ramifications , et chacune de ces divisions rejette aussi le filon croisé dont la direction est à peu près perpendiculaire à la sienne. Des rejets de même nature sont indiqués dans la galerie de Zinnwald planche VII (fig. 1).
La planche XXVI, qui représente la coupe d'un filon de Tenès en Algérie, indique l'existence de deux rejets ; l'un, placé près des affleurements, et recoupé par le premier puits, présente une disposition contre la théorie, le second, au contraire, lui est conforme.
Ces exemples de croisements de petits filons se reproduisent d'une manière analogue pour les filons puissants; mais, dans ces cas, il est beaucoup plus difficile de reconnaître les détails du phénomène , car ils ne peuvent plus être mis en évidence par une seule section de galerie.
fjêgf . ,
Il est rare qu'on puisse voir un phénomène de rejet autrement qu'en coupe dans l'intérieur des travaux souterrains. Les plans de surface où ces rejets se trouvent mis en évidence résultent du lever de ces travaux souterrains, et le phénomène est constaté par les opérations graphiques, plutôt qu'il ne se voit. Dans quelques circonstances, cependant, les affleurements peuvent fournir la vue de croisements et de rejets. L'exemple représenté planche XI est l'expression la plus évidente de ce
Cet exemple est pris sur l'affleurement d'un des filons d'Obernhofdans le duché de Nassau. Un filon quarzeux, de 0m,50 n 0m,80 de puissance, contenant de la pyrite cuivreuse, est incliné à 70" ; il est coupé par un filet peu épais et peu incliné qui détermine un rejet d'une dizaine de mètres.
Deux filons qui se croisent présentent dos différences prononcées dans leur composition en gangues et en minerais. Les filons parallèles ont au contraire, sous le rapport de la composition , les relations les plus intimes. Il résulte de ce fait une véritable classification géognostique , car ce sont toujours les filons appartenant à un même type de composition et de direction qui seront croisés par des filons appartenant à un autre type, et qui croiseront les filons d'un troisième type.
Ces relations que présentent la direction et la composition des filons , furent d'abord observées en Saxe et dans le Harz , où Werner reconnut que les filons de même composition étaient parallèles entre eux, et que les filons de composition différente couraient généralement dans des directions différentes. Ainsi, à Ehrenfriedersdorff , des filons argentifères , dirigés nord-sud , coupent des filons d'étain dirigés est-ouest ; chacun de ces systèmes de composition comprend une série de filons dont les directions et les inclinaisons sont parallèles. Dans le Cornwall , on a reconnu neuf systèmes de filons distincts : deux systèmes de filons d'étain , un de porphyre , trois de cuivre . un de quartz et deux d'argile, dont l'ordre géognostique et les directions ont été constatés.
GITES MÉTALLIFÈRES
La planche XII représente le plan superficiel des principaux filons du Cornwall , et donne idée de ces croisements de divers systèmes de filons parallèles entre eux. On voit que les filons métallifères courant ù peu près est-ouest sont coupés et rejetés par des filons croiseurs courant nord-sud. Dans la mine d'Huel- Peawer (fig. 41 ), les filons d'étain sont coupés et rejetés par
Fig. 41.
les filons de cuivre ; et ces deux systèmes sont encore coupés et rejetés par les filons argileux croiseurs (cross-courses) , qui sont les plus modernes.
En résumé, les faits qui ressortent de l'examen des districts de filons sont : que les filons formés à une même époque ont généralement une composition identique et sont parallèles ; c'est-à-dire que, le sol ayant été d'abord fracturé dans une direction déterminée , ces fentes ont été remplies , qu'il s'en est formé d'autres dans une nouvelle direction qui ont été comblées par d'autres substances, lesquelles ont été suivies de nouvelles fentes appartenant à un autre système , et ainsi de suite. Ces phénomènes ont été signalés par Werner, qui posait ainsi la première base de la théorie des révolutions du globe de M. Elie de Beaumont; théorie qui a mis en évidence le principe de parallélisme des accidents du globe terrestre.
Les filons , ainsi liés entre eux par des relations de direction , doivent en effet présenter des rapports du même ordre
avec les grands accidents du sol dont ils ne sont en quelque sorte que les détails. M. Élie de Beauraont a fait ressortir, dans plusieurs contrées, ces rapports , qui ne sont nulle part plus saillants que dans les Iles Britanniques. La chaîne Pennine présente le parallélisme des crêtes montagneuses , des failles, des dykes et des filons sur une étendue considérable. Les Vosges, les chaînes de l'Auvergne, les districts métallifères des Alpes, de la Saxe, de la Bohême, etc., confirment ces relations de parallélisme entre les fréquents accidents de la surface du globe et les divers systèmes de cassures qui en furent la conséquence. Il ne faut pas cependant généraliser ce principe. Par cela même que les filons ne sont que des faits de détail , leurs directions sont souvent complexes, mais il suffit de pouvoir établir les rapports de leur allure avec la configuration extérieure du sol , et surtout avec la nature des terrains traversés, pour déduire de ces principes une multitude de faits qui sont de la plus grande utilité pratique.
Dans les divers districts métallifères où les filons se trouvent rassemblés , ces filons ne sont pas en effet dispersés au hasard ; ils sont groupés dans certains espaces circonscrits que nous avons appelés champs de fracture. Ces champs de fracture sont généralement limités , soit par des roches d'une nature différente de celles qui constituent le sol , soit par les lignes des accidents de la surface.
Le champ de fracture qui renferme les filons d'Andreasberg au Harz est l'exemple le plus intéressant qu'on puisse choisir. Le sol fracturé est formé d'alternances de schistes argileux , et de quelques couches de kieselschiefer. En outre, on y trouve intercalés de gros filons concordants , uniquement remplis de débris schisteux, et qui sont désignés sous la dénomination de ruschels : enfin , le sol est accidenté par des roches dioritiques.
Si l'on jette les yeux sur la carte de ce champ de fracture (planche XIII), qui représente une coupe horizontale de tout le terrain à la profondeur de 100 lachters (200 mètres), on
GITES MÉTALLIFÈRES
voit que les filonR appartiennent à plusieurs époques. Les plus puissants , qui portent le nom de ruscheh et sont concordants avec les schistes argileux, forment les limites du champ de fracture sillonné par les filons métallifères. Les deux ruschels extrêmes n'ont pas d'ailleurs une position arbitraire ; celle du nord , Neufanger-Ruschel , se trouve précisément à la séparation des grauwackes et des schistes argileux ; celle du sud, Edellenter-Ruschel , marque, sur la plus grande partie de son parcours, la séparation des schistes argileux et des roches amphiboliques (grunsteins et diorites) qui les ont soulevés. Le champ de fracture est ainsi limité par les clivages principaux du sol , au delà desquels le terrain change de nature.
Les filons métallifères appartiennent eux-mêmes à deux époques distinctes , bien qu'ils ne présentent pas de différences appréciables dans leur remplissage. Ainsi , le Samson , principal filon du district, coupe et rejette le Gnade-gottes et le Bergman-Trotter. En étudiant cette carte intéressante, due aux recherches assidues des ingénieurs du Harz , on voit comment les ruschels ont souvent fait dévier les filons ; on voit , en outre, que les diorites, dont les masses principales sont antérieures aux filons, constituent cependant des masses intérieures qui sont traversées par eux , notamment à Andreaskreutzer. Ces diorites ont donc été produites par des éruptions successives ; les filons et leur remplissage métallifère constituent , en quelque façon , un épisode particulier de cette période d'éruptions.
Le champ de fracture des environs d'Andreasberg présente, comme on le voit, une succession de fractures- qui diffèrent entre elles par les conditions de leur formation, et en partie, par leur remplissage. Il y a des districts de filons qui ont un historique beaucoup plus compliqué. Les filons des environs de Joachimstall , par exemple , forment un groupe intéressant dont la petite carte (planche XIV, fig. 2), due aux recherches de M. Maier, exprime les principaux traits.
Ces filons sont concentrés dans un champ de fracture voisin
Ilan «l< > [immpatn liloijH .!. Joavliùbstàal
d'une mnsse de granités et de porphyres qui domine le terrain schisteux ; ils se rapportent à deux directions très-distinctes , l'une nord-sud et l'autre est-ouest.
Les filons principaux de la direction nord-sud sont : Rothegang, Schweizer-gang , Rose-Jericho , Evangelisten-gang, Hildebrand, etc. ; ceux de la direction est-ouest sont : Dorotheamorgen-gang , Seegen-gottes , Kiihgang , Andréas Jeirischer et Maurizi-gang.
Le parallélisme des filons appartenant aux deux directions est assez exactement suivi ; mais ces directions n'expriment pas réellement leur âge relatif, ainsi qu'on peut le voir par les divers cas d'intersection. Les filons est-ouest sont assez généralement les plus modernes, et cependant on peut admettre deux époques des filons nord-sud, l'une coupée et rejetée par les filons est-ouest, l'autre, au contraire, qui les coupe et les rejette.
Ces deux directions sont d'ailleurs accompagnées de dykes éruptifs, appartenant a des roches très-distinctes. Ainsi, plusieurs filons nord-sud , tels que le Rothegang et le Schweizer , sont accompagnés de dykes porphyriques quartzifères, qui suivent la même direction et se conforment même à certaines inflexions caractéristiques de leur allure. Ces dykes et les filons métallifères ont en outre la même inclinaison. Les filons estouest sont accompagnés de dykes basaltiques qui ont avec eux des relations analogues, et l'un d'eux, le Seegen-gottes, est un filon double, à la fois basaltique et métallifère.
M. Maier cite le Rothegang comme le filon qui présente la liaison la plus intime avec les porphyres. On voit, en effet , d'après la carte qu'il en a donnée , que ce filon est accompagné par un dyke porphyrique qui court à peu près parallèlement, s'en éloigne quelquefois, et d'autres fois s'en rapproche au point de former une de ses épontes. Dans les parties les plus éloignées du porphyre, le filon est bien détaché ; il n'a pas d'autre gangue que l'argile et pas d'autre minerai que le pechblende. Au contact du porphyre, cette gangue
298 GITES MÉTALLIFÈRES.
se pénètre de quartz, passe au jaspe, le filon devient adhérent, et l'on rencontre alors les divers minerais d'argent , qui sont le principal objet des recherches à Joachimstall , ainsi que les minerais de nickel, cobalt et de bismuth, qui caractérisent toute cette partie de l'Erzgebirge. Ces relations, reproduites par plusieurs autres filons qui suivent la même direction, ont amené à conclure que ces filons et les dykes porphyriques devaient être à peu près contemporains.
Les filons est-ouest ont avec les basaltes des relations de remplissage qui semblent aussi démontrer une certaine dépendance ; mais ici les rapports qui résultent de l'allure et du groupement des filons avec les dykes basaltiques , sont encore plus significatifs.
Ces rapports sont établis par l'allure et la composition de quelques-uns des filons les plus modernes. Le Seegen-gottes, par exemple , est en partie rempli par un filon basaltique qui suit la même marche. A la rencontre du filon Hildebrand , le basalte divisé en deux branches a été traversé , mais ce filon Hildebrand est coupé et même rejeté par le Seegen-gottes ; donc le Seegen-gottes est postérieur à l'Hildebrand, postérieur lui-même au basalte. L'ensemble de ce double filon du Seegengottes est de même coupé et rejeté par le filon Saint-Jeanl'Évangéliste. Donc si, dans ce champ de fracture, il y a des filons antérieurs aux basaltes, il y en a aussi qui leur sont postérieurs et suivent cependant la même direction.
Celui qui, de tous les champs de fracture sillonnés par des filons de diverses époques et de divers caractères, présente les faits les plus nombreux et les plus classiques est le district de Freiberg. La carte (planche XV), réduite d'après celle de M. de Beust, exprime les conditions du gisement et de l'allure de ces filons. On voit que Freiberg occupe à peu près le centre de ce vaste groupe de filons, qui s'étend à 8 kilomètres au nord, 11 au midi, 3 au nord-ouest , et 4 au sud-est, comprenant ainsi une surface métallifère de 125 kilomètres carrés. Plus de 900 filons ont été reconnus sur cette étendue.
Il suffit d'un examen rapide de cette carte pour y reconnaître le phénomène du groupement des filons en plusieurs catégories caractérisées par des directions parallèles. Ces catégories principales sont au nombre de trois :
1° Les filons principaux Siehende, dirigés sur 3 heures de la boussole, et développés principalement vers l'ouest du district; d'après l'opinion de M. de Beust, ces filons se prolongent probablement dans les collines de Halsbach,Conradsdorf, Falkenberg, Naundorf, etc., où ils présenteraient un champ vaste et encore peu exploré ;
2° Les filons Floche , qui se rattachent à la direction de 12 fieures, forment deux faisceaux principaux ou zug qui coupent les filons Stehende ; un de ces faisceaux court de Drei- Kreutzen à Striegis, l'autre est plus au nord, entre Freiberg et la vallée de la Mulde ;
3° Une troisième direction principale comprend les filons Spat dirigés sur 9 heures, qui sont représentés presque dans toute l'étendue des filons de 3 heures , depuis Langenau jusqu'à Falkenberg, mais principalement accumulés vers Halsbriick, où se trouve le Halsbriickner-Spat , le filon le plus puissant de toute la contrée ; cette direction coupe généralement les deux précédentes ;
4° Enfin , quelques filons se rapportent à une quatrième direction, Morgen, qui marche vers 6 heures.
En réalité, les deux directions de 3 heures et de 9 heures comprennent tous les filons les plus importants et les plus riches de la contrée. Les mines les plus productives se trouvent dans les filons de 3 heures , notamment dans le quartier d'Himmelfahrt, Abraham Seegen-gottes et Herzog Auguste, etc.. Comparativement aux filons du Harz , les filons des environs de Freiberg présentent, comme particularité importante, l'existence de plusieurs formations bien distinctes et d'époques différentes.
Si l'on compare, en effet, sous le rapport de la composition , l'ensemble des filons qui se rapportent aux quatre direc-
CITES MÉTALLIFÈRES
tions citées , on reconnaîtra que ces directions sont généralement caractérisées par des différences notables. Ainsi, la .direction de 3 heures présente , avec des gangues exclusivement quartzeuses , des galènes pauvres , cristallisées ou à larges facettes; dans la direction de 12 heures , les minerais sont plus riches en argent , le quartz est mélangé de spath calcaire et de sulfate de baryte; enfin , les filons de 9 heures, surtout du côté de Halsbriick , sont caractérisés par l'abondance du sulfate de baryte, et par la présence du falherz qui se mêle à la galène.
Cependant la distinction de l'âge des filons d'après leur direction n'a rien d'absolu dans les détails; elle est même sujette à des exceptions tellement nettes et répétées , que les géologues de Freiberg ont préféré distinguer les filons d'après leur composition ; ces caractères offrant , à leur avis , des éléments plus certains de classification.
C'est ainsi qu'Herder a classé tous les filons suivant les groupements des minerais et des gangues , et fait cinq divisions qui , à partir des plus anciennes , 6ont :
1° Kiesige bleiformation, galène contenant de | à 6 loths d'argent, blende, arséniate de fer, pyrite de fer, pyrite cuivreuse, cuivre gris, argent antimonié sulfuré rare; gangues quartzeuses. Ces filons , au nombre de 287, appartiennent aux directions Stehende et Morgen.
2° Edle bleiformation, galène contenant 6 loths et plus, blende , pyrite de fer contenant de 1 à 3 loths , argent rouge , argent natif, antimoine sulfuré , fer olygiste , manganèse carbonaté ; gangues quartzeuses , avec chaux carbonatée et sulfate de baryte. Ces filons , au nombre de 330, appartiennent aux directions Floche , Steliende et Morgen.
3° Edle quarz formation. Argent rouge, arséniate de fer, mispickel argentifère , argent na^if, galène très-argentifère, manganèse carbonaté, gangues de quartz, chaux carbonatée, chaux fluatée. 119 filons des diverses directions appartiennent à cette classe.
4° Darytisnhe bleiformaiion, galène pauvre, plomb phos-
FORMES ET ALLURES DES FILONS. 30i
phaté, pyrite de fer, blende brune, cuivre gris, pyrite cuivreuse, argent rouge, arsenic natif, réalgar, cobalt gris, fer olygiste. Gangues de baryte sulfatée et de spath fluor. Cette classe comprend 134 filons, qui se rapportent presque tous à la direction S pat.
5° Kupfer formation , comprenant des filons à gangues de quartz souvent améthisé, avec cuivre pyriteux, pyrite de fer, cuivre carbonaté, etc.
On voit que cette classification d'Herder est établie sur des distinctions très-subtiles , puisque les quatre premières classes ne différent guère que par les gangues, le titre en argent et par l'ordre suivant lequel les minerais sont énumérés , ordre qui est celui de leur importance dans les filons. La cinquième division est tout à fait arbitraire, et ne comprend en réalité que des filons qui font partie des catégories précédentes. M. de Weissembach , mieux éclairé par le développement des travaux , a établi les quatre classes des filons en appuyant les distinctions sur les gangues plus que sur les minerais. Ces quatre classes, dont on trouvera facilement les rapports avec les catégories précédemment établies soit par les directions soit par les divisions minéralogiques d'Herder, sont :
1° Filons quartzeux, avec pyrite de fer, blende, galène, mispickel : contenance d'argent, médiocre.
2° Filons de Braunspath (chaux carbonatée ferriiere) avec les mêmes minerais que précédemment, mois avec un titre d'argent plus élevé.
3° Filons avec fer oxydé, fer carbonaté, spath fluor, sulfate de baryte ; généralement moins métallifères que les deux classes précédentes. Ces filons traversent quelquefois leZechstein.
4° Filons à gangues calcaires, contenant quelquefois des minerais assez riches; ils se sont trouvés accidentellement dans les terrains jurassiques.
Ces classifications d'après la composition prouvent que les idées de Werner, qui avaient eu pour point de départ précisément les filons de Saxe , sont loin de pouvoir être considérées
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comme absolues , et qu elles doivent être appliquées non comme des règles pratiques, mais seulement comme des probabilités. Ramenées à cette valeur, les lois qui régissent l'histoire des filons sont d'ailleurs dans les conditions de toutes les lois géologiques, et surtout de celles qui s'appliquent aux terrains ignés , avec lesquels les gîtes métallifères sont en connexion constante. Le seul fait de 900 filons existant dans un même district, rapportés à quatre directions constantes, et soumis à des lois de composition qui indiquent leur âge , est déjà bien remarquable. Il est encore hors de doute qu'il y a un ordre de succession parmi ces quatre directions ; mais , dans un terrain tourmenté par tant de causes de fracture , il s'est produit nécessairement ce que nous avons précédemment signalé à Andreasberg : le terrain sollicité à se fracturer suivant une direction détermimée, s'est en même temps fendu suivant des directions croisées; les conditions locales de résistance ayant modifié les tendances incontestables des efforts souterrains dont l'effet s'est borné dès lors à faire dominer une direction.
De la distribution et de l'origine des minerais dans les filons. — D'après ce que nous venons de dire sur la composition des filons, leur allure, leurs relations et leur groupement, on voit que les divers minerais se trouvent classés dans des filons distincts. Ainsi, il y a des filons dans lesquels domine l'oxyde d'étain ; d'autres sont caractérisés par les divers minerais cuprifères; d'autres par la galène et la blende; d'autres par le sulfure d'antimoine ; d'autres par les minerais d'argent , etc. Ces divers filons se sont succédé dans un certain ordre , et, bien que, sous ce rapport, les faits ne soient pas les mêmes dans les divers districts , il en est quelques-uns qui paraissent constants : telle est, par exemple, l'ancienneté des filons d'étain comparativement à tous les autres.
Les divers minerais qui forment, dans les filons, la partie la plus caractéristique et la plus précieuse , n'y sont pas disséminés d'une manière constante et uniforme. Il y a des parties riches, d'autres pauvres, d'autres tout à fait stériles.
On peut considérer la composition des filons suivant des coupes verticales , ou bien suivant des coupes horizontales ; en d'autres termes, suivant leur inclinaison ou leur direction. Dans le premier cas , il y a une constance assez remarquable dans les gangues et les minerais , ainsi que dans la structure ; tandis que, dans le second, les caractères ne se maintiennent que pendant des intervalles variables en longueur, mais généralement peu soutenus. Ici les exemples abondent, et c'est pour cela que les exploitations sont en général très-nettement limitées en direction , tandis qu'elles s'étendent toujours en profondeur.
Les concentrations métallifères ont, dans les filons du Harz , une position bien caractérisée. Dans les filons de Clausthal ( planche XVI), tant que les filons sont simples dans leur allure, les roches du toit et du mur dominent dans le remplissage, et il y a peu de chance d'enrichissement; mais, lorsque les filons se divisent de manière à embrasser une grande épaisseur de terrain dans leurs ramifications complexes, les matières métallifères prennent plus d'importance. Que l'on jette les yeux sur la carte de ces filons , et les parties ramifiées de Burgstadter et du Rosenhofer zug frapperont immédiatement par la multiplicité de leurs réseaux. Or, ces portions ramifiées où il y a accroissement de puissance totale et dissémination des filons, sont , en même temps , les plus remarquables par la richesse en galène argentifère.
Un fait analogue se reproduit dans les filons d'Andreasberg qui sont très-sujets à se ramifier latéralement ; ces points divisés et contournés dans leur allure sont en même temps les plus ri* ches. Dans la ramification du Sam son (représentée fig. 39), et qui avait 14 ou 15 mètres en direction , et 15 ou 16 dans le sens de l'inclinaison, on a trouvé une veine d'argent rouge dont l'abatage a donné un produit de 500000 francs.
L'étude générale des filons du Harz a donc permis de poser ce principe : que toutes les dispositions de fractures qui ont facilité le remplissage par l'écroulement des épontes, sont con*
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traires au développement des minerais, et que, réciproquement, ce développement a été favorisé par toutes les circonstances qui pouvaient maintenir pendant longtemps les vides intérieur des fractures.
Le filon de Veta-Grande, près Zacatecas, au Mexique, fournit un exemple frappant de la concentration fréquente des minerais les plus riches sur les points de la puissance maximum. Ce filon est exploité par 21 mines sur 2760 mètres de longueur , et sur une profondeur de 3 à 400 mètres ; l'exploitation a été surtout fructueuse dans les mines de Gallega et de Cerro-di-Milanese , où le filon atteint une puissance de 8 à 12 mètres, soit par un simple renflement, soit par une bifurcation en quatre branches ; elle a été arrêtée , au contraire , en direction comme en profondeur , par des rétrécissements soutenus qui réduisaient la puissance àOm,90 à lm,20, dimensions auxquelles l'abatage cessait de donner des bénéfices.
Le célèbre filon de la Veta-Madre, exploité sur une longueur de 12000 mètres en direction, n'a présenté une richesse remarquable que sur environ 2600 mètres. Sur beaucoup de points, on a observé des changements de minerais : ainsi , la pyrite cuivreuse était remplacée par de la blende et de la galène , de telle sorte que le filon semblait composé de zones verticales accolées , et de composition différente. Ces transformations suivant la direction résultent naturellement du mode de formation des filons ; quant aux transformations dans le sens de l'inclinaison, elles semblent devoir être attribuées à des causes différentes.
En effet, dans un grand nombre de filons on a remarqué une différence complète entre les caractères minéralogiques des parties supérieures et ceux des parties situées à une profondeur considérable. Ainsi, les filons de Sainte-Marie-aux-Mines furent célèbres lors de l'exploitation des parties situées au-dessus des vallées principales; on y trouvait de l'argent natif en matses souvent considérables ; le minerai était également plus argenti-
fere et plus facile à abattre qu'il ne l'a été ensuite lorsque les travaux devinrent plus profonds. Les variations de ce genre ont été attribuées à la faculté condensatrice que devaient posséder au plus haut degré les parties supérieures d'une cassure, comparativement aux parties profondes ; les émanations métallifères devaient s'y fixer de préférence , de même que dans les portions renflées ou bifurquées, parce que la vitesse de leur courant était ralentie et la température diminuée; mais ces variations de richesse suivant l'inclinaison peuvent encore résulter d'un autre ordre de faits. Ainsi, dans la plupart des filons américains, les minerais d'argent sont disséminés vers les parties voisines des affleurements dans des terres ocreuses, peu résistantes, présentant tous les caractères des filons décomposés, dits filons pourris ; les minerais y sont à l'état natif, à l'état de chlorure et de sulfure. Ces minerais, avantageux à exploiter malgré leur faible teneur, parce qu'ils sont faciles à abattre , ont reçu les noms de colorados au Mexique, et de pacos auPé-' rou; le minerai y est à peine perceptible à l'œil, mais facile à recueillir par l'amalgamation. En profondeur, on ne trouve plus, dans plusieurs de ces mines, que des pyrites de fer disséminées dans des gangues dures et résistantes; ces minerais [los negros), à la fois plus coûteux à abattre et à traiter, sont rarement extraite avec bénéfice.
Si l'on étudie la répartition des minerais suivant les diverses sections des filons , on voit que le minerai y est disposé en veines, en veinules, en petite amas, en rognons, en grains, en paillettes et en cristaux ; ces diverses formes sont d'ailleurs subordonnées au rubanement par zones doubles et symétriques, pour les filons où cette disposition est visible. Ainsi-* tantôt le minerai formera des veines continues suivant le plan du filon , soit presque pur ou isolé par des sal bandes particulières et distinctes ; tantôt il sera tout à fait disséminé dans les gangues. Les cristaux se trouvent surtout dans les parties cariées et caverneuses de la roche ; ils présentent presque toujours des formes cristallines particulières dans un même filon ; de u 20
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telle sorte que , dans les collections , on peut souvent reconnaître la provenance de beaucoup d'échantillons. On peut dire d'ailleurs que , sous toutes ces formes , la présence du minerai tend à constituer des zones distinctes, soit qu'il existe seulement vers les salbandes , soit qu'il se trouve rassemblé dans l'axe du filon et forme en quelque sorte un filon dans un autre.
La distribution des minerais dans les filons mérite d'autant plus d'être étudiée que, lorsqu'on parle d'un filon de galène, de cuivre gris, d'un mètre de puissance, on s imagine généralement que la galène ou le cuivre gris ont réellement un mètre d'épaisseur. 11 n'en est rien cependant, car les minerais jouent toujours un rôle très -secondaire dans les filons.
Quel'onse reporte à la figure 35 (page 277) qui représente une coupe sur une hauteur de plus de 30 mètres du filon d' Aumale en Algérie, et l'on reconnaîtra que le cuivre gris (teinté en noir) n'y est réellement que disséminé en très-faible quantité , comparativement à la baryte sulfatée ou au fer spathique. Dans la figure 39 (page 286) qui représente la disposition d'un des plus riches chantiers du Samson , dans le district d'Andreasberg, l'argent rouge ne forme, au centre, qu'un filet de 12 à 16 centimètres d'épaisseur ; encore l'arsenic y est-il en quantité dominante , tandis que la chaux carbonatée et les roches du toit et du mur, mélangées de particules métallifères , constituent les parties latérales du filon.
Quelquefois , on rencontre dans les filons de belles accumulations métallifères , de deux , trois mètres d'épaisseur ; mais alors la continuité est en raison inverse de la puissance, et ces renflements sont des anomalies que les filons réguliers présentent rarement. Dans un rubanement prononcé, une continuité en direction de vingt à trente mètres, comme celle des rubans métallifères d'Holzappel, est déjà une particularité remarquable.
Dans les nombreux filons , remplis en partie par les débris du toit et du mur ou par des roches étrangères , le minerai forme le plus souvent le ciment qui réunit ces parties hété-
rogènes , ainsi que nous l'avons signalé pour quelques filons du Harz. Les filons puissants, tels que ceux de La Croix-aux- Mines , etc., sont ordinairement dans cette catégorie.
Souvent, les roches encaissantes semblent avoir exercé sur la composition des filons une influence notable. Cette influence paraît se rattacher à deux ordres de faits différents ; les premiers purement mécaniques, les seconds chimiques.
Dans le premier cas se trouvent les exemples classiques des filons de galène du Derby shire , traversant à la fois les calcaires métallifères, les grès et les roches trappéennes qui se sont intercalées entre les couches de manière à présenter des alternances répétées ; les filons, larges et riches dans le calcaire, sont rétrécis, pauvres et souvent étranglés dans les grès et les trapps. A Andreasberg, on a souvent remarqué que les filons étaient plus riches et plus puissants dans les schistes que dans les kieselschiefer. Ces exemples, qu'on pourrait multiplier, résultent évidemment des dimensions relatives de la cassure dans les diverses roches traversées ; l'augmentation de richesse ou sa diminution ne sont que la conséquence des renflements ou des étranglements des filons. Cette différence relative des cassures s'explique par la différence d'élasticité des couches fracturées ; mais le fait n'en conserve pas moins tout son intérêt, et, dans toute contrée de composition très -variable, il pourra guider les travaux de recherches et d'exploitation et faire découvrir a priori les parties où les filons auront le plus de chance d'être riches et puissants.
Il est des variations qui semblent attester réellement une influence directe de la roche encaissante sur la richesse du filon. Par exemple, à Kongsberg , en Norvège, des filons minces, à gangue de spath calcaire, courent dans un terrain de gneiss et de schiste micacé amphibolique ; quelques-unes des couches schisteuses sont pénétrées de cmvre pyriteux, pyrite, galène et blende ; on les nomme falband. C'est seulement lorsqu'ils traversent ces falband , que les filons contiennent
CITES MÉTALLIFÈRES
l'argent natif et sulfuré, cristallisé ou filiforme, accompagnés de pyrites et de cuivre pyriteux ; cette loi de groupement a été constatée jusqu'à 565 mMres de profondeur.
Certains filons de Saxe et de Bohême , traversant des couches de schistes et des masses de porphyres, s'enrichissent dans ces dernières roches, tandis qu'ils deviennent stériles dans le schiste, sans qu'il y ait pourtant variation de puissance. D'ordinaire, on observe diverses circonstances, telles que l'adhérence du filon à la roche qui l'enrichit, la facilité de cette roche à se pénétrer elle-même des substances métalliques, qui porteraient à croire qu'il y a eu une affinité réelle entre elle et les émanations métallifères. Quelques filons de Joachimstal (planche XIV, fig. 2) semblent démontrer cette affinité.
Les filons du district de Freiberg sont beaucoup moins ramifiés que ceux du Harz. Leurs directions sont plus franches et leur allure plus régulière ; aussi n'a-t-on pas eu occasion de constater des concentrations de minerais dans les parties ramifiées et dilatées , comme dans les filons de Clausthal. La distribution des minerais n'est pas pour cela plus régulière : ainsi, les mines signalées il y a trente ans par M. Héron de Villefosse comme les plus productives , ne sont plus aujourd'hui dans les mêmes conditions ; l'exploitation s'est principalement soutenue par les produits de la mine d'Himmelfahrt , qui était alors de peu d'importance. Les filons de Freiberg offrent en effet des exemples de grandes variations dans leur composition. Dans ces plans métallifères qui se prolongent si loin , les gangues dominent et souvent contiennent à peine quelques traces des métaux recherchés ; l'exploitation marche donc au hasard plus que partout ailleurs, sans qu'on ait pu fixer jusqu'à présent aucune règle ni trouver aucun moyen qui puisse servir de guide.
Les concentrations de minerais telles que celles qui sont actuellement connues à Himmelfahrt , paraissent cependant affectionner une position spéciale, celle des croisements de filons d'un âge différent.
Cette concentration caractéristique des minerais dans les croisements ne peut être attribuée à un surcroît de puissance , car les deux filons ne sont pas contemporains ; on voit nettement un filon croiseur et un filon croisé ; par conséquent , il y avait continuité du sol traversé lorsque la concentration de minerais s'est effectuée. L'enrichissement a lieu, dans les mines d'Himmelfahrt, notamment aux croisements que subissent le Gottlober-Morgengange et l'Abraham , par des directions presque perpendiculaires. Les minerais se trouvent concentrés principalement suivant l'axe de ces croisements , et appartiennent aux croiseurs. Il est donc probable que la concentration a été ici le résultat de l'influence de la roche encaissante, et que les propriétés des gangues métallifères déjà existantes l'ont déterminée , de même que les falband de Kongsberg ont déterminé la concentration des minerais dans les seules parties des filons qui les traversent.
L'enrichissement des filons dans les croisements est aujourd'hui un fait constaté dans le district de Freiberg ; il existe non-seulement pour des filons considérés isolément, mais encore pour des faisceaux de filons ; les parties les plus métallifères de la contrée étant celles où se croisent les zvgs de direction différente.
On voit, d'après ces exemples , qu'il existe dans chaque district métallifère des faits généraux qui guident dans la recherche des parties riches des filons. A ces faits généraux , basés sur les conditions de l'allure des filons et sur la nature des roches encaissantes, on peut en ajouter beaucoup d'autres basés sur la variation des gangues et sur les relations qui existent entre certaines d'entre elles et les minerais.
Dans presque tous les districts de filons , il y a affinité de telles gangues pour tel minerai, et répulsion de telles autres. Il en résulte que les gangues , telles que le quartz cristallin ou calcédonieux , la baryte sulfatée, le spath fluor, seront, dans certains cas , de précieux indices pour la recherche des minerais. D'autres fois, ce sera un autre minerai qui servira de gan-
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gue à un autre plus précieux ; un fer oxydé ou carbonaté accompagnera des minerais de cuivre. Ces affinités ou ces répulsions ne sont régies par aucune règle absolue ; tous les faits sont locaux , et nous nous bornerons à en citer un exemple.
Que l'on examine la carte des filons de Clausthaî, planche XVI. Dans tous les filons qui sont situés vers le nord, et à mesure qu'on s'éloigne dans cette direction, l'importance des gangues apathiques diminue et celle des gangues quartzeuses augmente ; le sulfate de baryte devient rare ; parmi les minerais, la galène se présente moins argentifère, et la proportion de blende mélangée augmente. Vers le sud, c'est au contraire la baryte sulfatée qui, parmi les gangues, prend plus d'importance aux dépens des carbonates; le quartz est éliminé, et, quant aux minerais , la blende disparaît tandis que la galène devient plus argentifère.
Le filon central, qui forme, en quelque sorte, l'axe du système de fractures , peut être considéré comme un terme moyen de composition ; les deux extrêmes étant situés, l'un vers Lauthontal , où les gangues sont souvent quartzeuses . et où la blende est tellement abondante qu'elle élimine en certains points les galènes appauvries ; l'autre au Silbernaaler , dont certaines parties sont composées presque exclusivement de baryte sulfatée avec galène très-argentifère.
Cette loi de distribution générale des gangues et des minerais est sans doute sujette à beaucoup d'exceptions locales, mais elle est frappante lorsqu'on considère l'ensemble du système. Elle indique d'ailleurs qu'il ne faut pas vouloir assujettir une même période de formation de filons à une grande unité de composition , car des variations ainsi exprimées sur des distances assez rapprochées deviendront beaucoup plus tranchées lorsque les points seront très-distants. Sous ce rapport, une période de génération métallifère ne peut être assimilée à une période d'éruption de roches ignées, dont l'identité est au contraire frappante sur des espaces considérables. C'est qu'aussi
nous sommes autorisés à considérer les grandes émissions de roches ignées comme un phénomène unique , et presque instantané dans son ensemble , tandis que les filons appartiennent , suivant toute probabilité, à des phénomènes longs et complexes, phénomènes de détail qui ont peut-être séparé les émissions diverses des périodes éruptives , comme les solfatares et les volcans actuels séparent la dernière révolution du globe de celle qui peut lui succéder un jour.
L'origine souterraine des filons ressort ainsi de tous le» points de vue sous lesquels on peut les considérer ; nous pouvons en outre la démontrer par des considérations générales.
Les substances métallifères, comme toute espèce de substance minérale constituant l'écorce du globe , doivent se rapporter nécessairement à un des deux principes générateurs ; l'un agissant du centre à la surface, et produisant les roches cristallines ; l'autre résultant de l'action superficielle des eaux, et produisant des roches stratifiées compactes ou terreuses. Si l'on cherche auquel de ces deux principes peuvent être rapportés les minerais et leurs gangues , on est irrésistiblement conduit , par les analogies minéralogiques , à attribuer les substances des filons au principe igné. La texture ordinairement cristalline des minerais, la structure symétrique des filons est contraire à toute idée d'action sédimentaire ; d'autre part, on ne trouve dans les terrains stratifiés aucune substance métallique, le fer excepté; encore avons-nous vu qu'il devait être attribué à des causes locales, et provenait réellement d'influences qui se sont manifestées du centre à la circonférence. Dans les terrains ignés , au contraire , il n'est pas rare de trouver des minerais disséminés ou rassemblés, évidemment contemporains , et faisant partie intégrante des éruptions : le fer titané dans les basaltes , l'or et le platine dans certains porphyres , les substances cuprifères et le fer oxydulé dans des trapps et des serpentines , sont des preuves de la grande analogie du gisement des minerais avec celui des roches ignées.
312 GITES MÉTALLIFÈRES.
Les volcans brûlants viennent eux-mêmes à l'appui de cette opinion ; ils produisent presque tous des sublimations de fer oligiste ; le chlorure de cuivre , le réalgar furent à certaines époques très-abondants dans le cratère du Vésuve.
Si l'on cherche à coordonner cette analogie avec les formes présentées par les gîtes métallifères, on trouve encore des concordances remarquables qui confirment ces premières données. En effet , l'hypothèse de fentes préexistantes est démontrée par le seul examen des filons : ainsi, outre qu'on les voit parcourir les terrains de composition et d'âge différents avec les détails de division conformes à cette hypothèse , séparant nettement les roches dures et compactes , se bifurquant dans les roches schisteuses , se changeant en une multitude de fissures dans les roches fendillées ; outre que ces brusques solutions de continuité dans les terrains stratifiés ne sauraient admettre aucune autre explication, on a vu que, dans le cas où divers filons viennent à se croiser, l'étude des lignes de stratification des terrains encaissants et des relations des filons entre eux conduisait précisément à cette hypothèse de fentes et de failles produites à des époques différentes.
L'origine de ces fentes et failles ne peut être attribuée qu'aux effets dynamiques de l'action expansive intérieure. Cette supposition est confirmée jusqu'à l'évidence par les relations qui existent entre les filons et les accidents du sol déterminés par cette action dynamique. Depuis les temps historiques , les tremblements de terre du nouveau monde ont produit de ces crevasses longitudinales que l'on peut suivre pendant plusieurs milles et dont la largeur va jusqu'à 3 et 4 mètres. Ces failles , souvent remplies par des débris, sont quelquefois très-profondes , et ont nécessité la construction des premiers ponts suspendus en cordes et lianes : ce sont de véritables fentes à filons. Il y a donc eu, dans la plupart des cas, tout à la fois formation de fentes et établissement d'une communication entre ces fentes et l'action intérieure du globe.
Werner regardait les fentes comme postérieures au dépôt des
roches , et causées , soit par le retrait de la masse en se desséchant et se consolidant, soit par les soulèvements et les affaissements du sol. Il pensait, en outre, que ces fentes avaient été remplies, de haut en bas, par des dissolutions, de nature variable , qui déposaient sur les parois de ces fentes les principes métalliques , tandis que les causes mécaniques extérieures contribuaient aussi à les remplir. Il expliquait la différence des matières constituantes par cette considération que , les eaux étant plus tranquilles dans ces fentes profondes qu'à la surface , les dépôts des filons devaient être purs et cristallins , et différents de ceux de la surface. Ces idées, adoptées par l'école de Freiberg, furent admises, aussi longtemps que des incertitudes encore plus grandes existèrent sur le mode de formation des terrains. Mais , lorsque l'étude des phénomènes actuels, lorsque les études minéralogiques permirent d'apprécier avec plus de certitude la composition de l'écorce du globe et son mode de formation , on reconnut qu'une partie des hypothèses de Werner étaient inconciliables avec les faits géognostiques. Comment supposer, en effet, que les eaux aient pu se charger de principes métalliques qui n'existaient pas à la surface? Si ces principes existaient, comment admettre qu'ils se soient uniquement déposés dans les filons, tandis qu'on n'en voit aucune trace dans les couches calcaires quartzeuses ou argileuses qui se déposaient à la même époque et dans les mêmes contrées? M. Daubuisson , élève de Werner, et l'un des fondateurs de la science géognostique en France , fut le premier à signaler ces anomalies et à manifester ces doutes. « Lorsque je vois, disait-il, dans une contrée de 100 lieues d'étendue, composée uniquement de grès et de grauwackes , des filons de galène et de quartz bien cristallins ; lorsque , dans des montagnes d'une étendue aussi grande , et composée de gneiss , je trouve une multitude de filons d'argent et de spath , sans qu'il y ait le moindre indice de ces substances dans la masse des montagnes, il m'est bien difficile de concevoir que ces filons soient le produit d'une dissolution
GITES MÉTALLIFÈRES.
qui , couvrant toute la contrée , aurait pénétré dan» les fente» et y aurait déposé les matières dont elle était chargée. N'aurait-elle donc dépose* ces précipités que dans les fentes? ou bien aurait-elle déposé des masses de gneiss à la surface du sol, et du spath argentifère dans les fentes? On conçoit qu'un précipité fait dans un lieu avec plus de tranquillité , puisse donner un produit plus cristallin , mais non qu'il puisse former un corps tout à fait différent : par exemple, du quartz , du feldspath et du mica dans un lieu , du plomb sulfuré et du sulfate de baryte dans un autre. «
En repoussant ainsi l'origine des filons métallifères par voie sédimentaire , on est forcément conduit à admettre qu'ils ont été produits par voie ignée, puisque ces deux modes d'origine sont les seuls pour toutes les roches. On ne peut cependant poser en principe que les filons métallifères soient exclusivement d'origine ignée, car on y trouve souvent, et en très-grande abondance, des fragments du toit et du mur , des agrégats formés par les roches environnantes et dans lesquels l'action des eaux est évidente. Souvent aussi les substances métallifères n'apparaissent dans un filon que comme ciment des roches du toit et du mur ou d'autres débris fragmentaires venus d'en haut , de telle sorte , que l'ensemble du filon est une espèce de brèche hétérogène à double origine. Mais les substances métallifères, les gangues à la fois cristallines et caractéristiques, telles que le sulfate de baryte, le spath fluor, le spath calcaire magnésifère, etc., ne peuvent résulter que d'une action dont le siège est placé au-dessous des couches solidifiées de l'écorce terrestre.
Le principe de l'origine souterraine des gangues spéciales et des minerais oxydés , sulfurés et carbonatés , étant démontré , on peut chercher encore , dans les détails de structure et de composition des filons, quelles furent les circonstances de leur formation.
Si , par exemple , on étudie sous un point de vue général le mode de remplissage des filons, on sera porté à les considérer
comme éruptifs en ce sens que les minéraux caractéristiques de ce remplissage ont été évidemment produits par des émana^ tions de bas en haut. Mais l'on trouve, en outre, dans la nature du remplissage et dans les phénomènes de structure, la preuve que les filons résultent de phénomènes prolongés et complexes.
Ainsi, l'intérieur des filons présente souvent des surfaces
striées ou polies , des miroirs qui prouvent qu'il y a eu des mouvements et des écartements successifs. Le rubanement résulte alors de la succession des remplissages ; il y a eu des accroissements latéraux , qui nonseulement ont accolé des matières différentes les unes des autres , mais ont , en quelque sorte , feuilleté le terrain encaissant, ainsi que le prouve la figure 42 , prise dans une galerie des mines de Mouzaïa.
Cette coupe de galerie , dans laquelle la baryte sulfatée est représentée par des hachures horizontales , le fer spathique par des hachures parallèles au toit et au mur, le cuivre gris par des teintes noires, et le terrain encaissant par des hachures obliques, montre les feuillets de ce terrain jusque dans l'intérieur du filon; ces lames de schistes ont été évidemment détachées et isolées par les actions successives de l'accroisse-
31 fi
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ment du filon. Cette proposition se trouve encore démontrée par la coupe ( fig. 43 ) , où le même filon de fer apathique et
de baryte avait été incontestablement fracturé lorsque le cuivre gris est venu ajouter une nouvelle zone rubanée au filon, en suivant dans son allure les inflexions déterminées par la fracture.
Si l'on se reporte actuellement à la structure générale des éléments qui remplissent les filonsetsil'onn'oubliepasque les parties stériles et les parties riches de ces filons forment des Fi« 43 zones ou colonnes
successives de 10 à 40 mètres de continuité, et que ces diverses parties paraissent conserver leur composition en profondeur, on comprendra toute la réalité de l'assimilation des filons métallifères à des fractures passées à l'état de solfatares. Des phénomènes se sont ainsi frayé des routes diverses dans une direction donnée , ont produit des substances nouvelles et al • léré les substances préexistantes par des actions lentes et prolongées ; intercalant , par des actions ascensionnelles , des minéraux spéciaux et rubanés , aux minéraux déjà dus aux actions précédentes.
Sans entrer dans le détail des phénomènes et des réactions
chimiques qui ont pu avoir lieu dans les filons, il est évident que, dans beaucoup de circonstances, les eaux, à l'état liquide ou à l'état de vapeur , ont dû mêler leur action à celle des agents purement ignés. Il y a beaucoup de ces exemples de génération mixte.
L'origine des substances métallifères recevra des développements nouveaux de l'étude des gîtes irrêguliers t gîtes qui sont liés d'une manière plus intime avec les roches ignées et les phénomènes du métamorphisme.
Gîtes Irrêguliers ; veines, filons et amas de contaet.
Les gîtes irrêguliers échappent, en quelque sorte, à toute définition de formes ; ils se présentent en veines qui ne différent des filons que par l'irrégularité de leur allure , par la disposition confuse et la nature des minéraux constituants ; en amas de toutes dimensions, couchés ou debout relativement à la stratification du terrain encaissant; en stocuerks, c'est-à-dire en veinules, nœuds, ou particules isolées , qui imprègnent des portions de terrains; enfin en portions de couches qui ont subi des altérations métamorphiques.
Cette irrégularité serait un obstacle absolu à l'étude , si la position et même l'allure de ces gîtes , tout irrégulière qu'elle est , n'était assujettie à des lois générales. Or , ces gîtes sont essentiellement liés, dans toutes les circonstances de leur gisement et de leur composition , à la nature des roclies encaissantes ; les données de la science sont donc encore plus utiles à leur exploration et à leur exploitation que dans le cas des filons.
Les gîtes irréguliers sont dans des conditions précisément inverses de celles qui ont été reconnues pour les filons ; ils ont des formes indéfinies , tandis que les filons suivent , sous ce rapport, des lois très -précises : ils dépendent des roches encaissantes, tandis que les filons traversent presque indifféremment toutes les roches préexistantes, ignées ou stratifiées.
5M 8 GITES MÉTALLIFÈRES.
Los minerais qui proviennent de gîtes irréguliers se distinguent , ainsi que leurs gangues, des minéraux qui remplissent les filons, par une texture moins cristalline et souvent même compacte. M. Brongniart a fait depuis longtemps cette observation; c'est au point, dit-il, que l'on peut présumer avec certitude les conditions du gisement par la seule inspection des minéraux rassemblés dans une collection. Que l'on examine , en effet, les collections rassemblées à Clausthal et à Freiberg, et l'on sera frappé de la beauté et de la généralité des cristaux : toutes les substances qui se trouvent dans les filons , minerais et gangues , se présentent communément en géodes et cristaux isolés, parfaitement déterminables ; la texture cristalline est ordinaire, même dans les minerais envoyés aux bocards et aux fonderies; la texture compacte est une exception.
Dans les gîtes irréguliers, il en est rarement ainsi ; les minéraux du Rammelsberg , par exemple , contrastent d'une manière frappante avec ceux des filons; et si, dans certains cas, comme à Zinnwald, les gîtes irréguliers sont cristallins , ceux d' Altenberg et surtout ceux de la chaîne métallifère de Toscane présentent comme normale la texture compacte , et la texture cristalline comme exceptionnelle. On peut encore appliquer à ces gîtes une seconde remarque faite par M. Brongniart sur ceux de la Suède, c'est que la plupart des cristaux qui en proviennent sont noyés dans les gangues ; tels sont les cristaux d'étain de Zinnwald et de Schlakenwald, empâtés dans les talcs ; les cristaux de cobalt, de Tunaberg, les paranthines, wernerites, etc., d'Arendal, empâtés dans le calcaire, les cristaux d'yenite noyés dans l'amphibole, etc. Pour obtenir ces cristaux il faut les dégager artificiellement de leurs gangues , et ils ont rarement alors la netteté d'angles et d'arêtes des cristaux appartenant auxfilons.
Les filonfet les gîtes irrèguliers ne sont pas géographiquement séparés d'une manière absolue. Les mêmes districts métallifères présentent ordinairement les deux catégories de gîtes , mais, le plus souvent, l'une des deux prédomine. C'est ainsi
FILONS ET AMAS DE CONTACT. 310
que les fiions forment le trait le plus essentiel de la richesse métallifère du Harz, de la Saxe, du Cornwall ; tandis que les gîtes irréguliers dominent dans les provinces rhénanes , la vallée de la Meuse, la Suède, etsurtoutdans la chaîne métallifère de la Toscane, qui, pour les gîtes irréguliers, est un type de gisement aussi complet que les districts de l' Al lemagne pour les filons .
Les gîtes irréguliers qui se rapprochent le plus des filons sont ceux que Ton appelle veines ou filons de contact. Le principal caractère de ces gîtes est leur position dans les terrains métamorphiques et dans les zones de contact de ces roches avec les masses ignées qui constituent les centres de soulèvement et d'altération. Placés vers le contact des roches soulevées et soulevantes , les minerais constituent des veines ou filons irréguliers , qui suivent ordinairement les contours des plans de contact et se maintiennent dans les roches métamorphiques à une distance plus ou moins grande des roches soulevantes.
Les principaux gîtes de minerais de fer du Harz et ceux des minerais de cuivre de la Toscane peuvent être considérés comme types des filons de contact.
Les minerais de fer du Harz ont une liaison évidente avec les roches amphiboliques ; les principaux gîtes sont alignés de Lerbach à Butembock et Altenau, c'est-à-dire précisément suivant les plans de contact de ces roches avec les couches relevées du terrain schisteux (voir la carte des environs de Clausthal , planche XVI ). Ces gîtes n'ont pas de formes déterminées, et, quoiqu'on leur ait souvent donné le nom de filons, on n'est pas arrivé à constater ce mode de gisement pour les principaux d'entre eux et qui paraissent devoir être classés parmi les gîtes irréguliers et de contact.
Les minerais de fer du Harz constituent des veines peu continues , ordinairement dirigées suivant les plans de stratification et de contact du terrain schisteux avec les amphibolites, plans qui coïncident, et que nous pouvons appeler les plans de clivage. La coïncidence de la concentration géographique de ces veines et amas , suivant les plans de clivage et d'éruption , éta-
GITES MÉTALLIFÈRES.
blit déjà d'une manière bien suffisante la liaison des minerais de fer avec les amphiboles; mais l'intimité de cette liaison est mise en évidence par l'étude du gisement. Dans beaucoup de cas, le minerai se trouve dans la masse même des roches amphiboliques, où il forme des amas irréguliers; enfin, il y a passage entre la roche qui se charge de plus en plus d'oxyde de fer et le minerai proprement dit. Au-dessus de Lerbach , dans les masses éruptives remarquées depuis longtemps pour les débris de schiste argileux et de kiesel-schicfer qui s'y trouvent empâtés , l'amphibole contient souvent des veines d'oxyde de fer; et comme elle a, sur quelques points, une tendance assez prononcée à une structure globulaire, l'amphibole et l'oxyde de fer prennent , en ces points , des structures concentriques , et apparaissent ainsi dans les sections du terrain, coordonnées par rapport aux mêmes centres de consolidation.
Ce fait intéressant prouve la contemporanéité des minerais de fer et des roches éruptives amphiboliques ; tous les gîtes qui se trouvent dans les couches de contact devant résulter évidemment des mêmes influences ou d'influences analogues qui auraient suivi immédiatement la sortie des masses ignées. Ce fait établit, en outre, un rapport d'origine bien remarquable entre les minerais de fer du Harz et ceux qui se trouvent liés par des circonstances de gisement presque identiques avec les roches trappéennes de l'île d'Elbe et des Maremmes.
Le gisement des minerais de fer, soit dans les amphibolitcs mêmes, soit à leur contact avec les roches schisteuses et calcaires , a été d'ailleurs signalé depuis longtemps. M. Perdonntt, dans un mémoire qui date de 1837, cite les grunsteins et les blattersteins (roches métamorphiques amygdaloïdes au contact des amphibolites) comme renfermant les principaux gîtes de fer en bancs épais, concordants et placés au contact des deux roches. Il fait remarquer également que les grunsteins sont trèssouvent pénétrés de minerais au point de contenir 15 pour 100 et plus de fer; il ajoute que l'on trouve fréquemment des pyrites et de l'oxydule magnétique dans la pâte même de ces
FILONS ET AMAS DE CONTACT. 321
roches. On voit que la véritable appréciation de ce mode de gisement des minerais de fer, considérés comme faisant presque partie des roches éruptives , n'a été retardée que par les incertitudes qui existaient sur l'origine des grunsteins.
L'hématite rouge compacte ou fibreuse, l'hématite brune, et plus rarement le fer oligiste et le fer oxydulé, constituent ces gîtes de contact ; ils y sont quelquefois traversés de veines de fer spathique. Le quartz est la gangue la plus ordinaire; quelquefois on y trouve aussi de la baryte sulfatée , du spath calcaire, etc.
S'il fallait décrire un type de ces gîtes , le district des Vosges en présenterait un dont les caractères , bien qu'identiques , sont cependant plus significatifs encore que ceux du Harz. Le gîte de fer oligiste de Framont est un des plus beaux exemples qu'on puisse citer de gîtes irréguliers liés aux roches éruptives, et subordonnés aux roches métamorphiques en contact. Une masse de porphyre a soulevé autour d'elle les terrains stratifiés, et le minerai de fer, consistant en fer oxydé rouge mélangé de fer oligiste cristallin, est contenu dans l'un des plans de stratification des alternances schisteuses et calcaires, ainsi redressées presque verticalement et appliquées contre la masse ignée dont elles suivent les contours. L'exploitation très-avancée permet de suivre les détails de l'allure du gîte. En considérant ces vastes excavations, en forme de cheminées, qui semblent s'élancer des profondeurs du sol , en examinant ces parois tapissées de minéraux cristallins qui pénètrent les roches du toit et du mur, il semble qu'on assiste à la formation de ces ( crevasses et aux phénomènes de leur remplissage. L'imagination chercherait en vain des formes plus expressives, plus en rapport avec l'origine ignée qu'on leur attribue. L'oxyde de fer pénètre" les roches , les èmpâte , se concrétionne dans les vides, et ses géodes cristalline^ reproduisent les belles dispositions et les couleurs brillantes 'des fers oligistes du Vésuve ou des volcans de l'Auvergne. ' Au contact du minerai, tout devient cristallin : les roches qu trtzcuses passent à des jaspes ferrugii. 21
322 GITES MÉTALLIFÈRES.
neux , les calcaires aux dolomies , et ces éléments forment des bruches où le minerai joue le rôle de ciment.
La chaîne métallifère de la Toscane contient de nombreux gîtes cuprifères , dans lesquels les caractères des filons de contact sont exprimés avec une précision telle que ces gîtes peuvent êlre également considérés comme de véritables types.
Dans cette chaîne , dont les serpentines ont déterminé les principaux accidents , le terrain crétacé est fréquemment dans un état d'altération métamorphique très-prononcé. On a donné le nom de gabbros à des roches rouges et verdâtres qui forment des zones de contact autour des masses serpentineuses , et c'est dans ces gabbros que se tiennent la plupart des filons cuprifères. Ces filons sont ainsi subordonnés aux serpentines , d'abord par leur gisement dans les roches métamorphiques et suivant les plans de contact , et en second lieu par leur composition , qui est de serpentine friable et altérée. C'est dans ce
remplissage magnésien que sont disséminés les pyrites cuivreuses et les cuivres panachés t en amas et rognons plus ou moins abondants , plus ou moins volumineux.
[ Un des caractères les ]>lus singuliers de ces filons 1 irréguliers cuprifères, c'est que leur puissance , qui est presque nulle aux affleurements, 20 à 30 centimètres, par exemple , se renfle rapidement en profondeur , , dépasse plusieurs mètres , et atteint quelquefois une a " épaisseur totale de 15 mè-
tres. Ce sont donc des masses cunéiformes, qui semblent
FILONS ET AMAS DE CONTACT
avoir été insérées suivant les contacts ondulés des roches éruptives et des roches métamorphiques.
La coupe figure 44, faite dans la partie supérieure du gîte célèbre de Monte-Catini , peut donner idée de sa forme. Outre la disposition cunéiforme qui constitue le caractère le plus saillant de cette coupe, on remarquera une loi intéressante de distribution du minerai. Le toit est régulier dans sa forme et son inclinaison ; mais le mur présente des anfractuosités multipliées , et c'est dans ces anfractuosités que se trouvent les principales accumulations de cuivre panaché.
Ainsi, le minerai (a) existe principalement vers le mur du filon, et le plus souvent il est rassemblé dans ses anfractuosités de manière à donner lieu à des concentrations remarquables.
Il arrive quelquefois, par un changement subit dans l'allure
de ces filons, généralement inclinés à 45 I degrés , mais très-on- ! duleux , que le toit devient le mur et réciproquement. Cette disposition est indiquée par la coupe figure 45. D'après cette disposition, le minerai ( a ) se trouve à la fois vers le mur dans la partie supérieure, et vers le toit dans la partie inférieure du filon , qui d'ailleurs, par une inflexion inverse , ne tarde pas à reprendre le régime ordinaire de son inclinaison.
Les concentrations de minerai atteignent en certains points des dimensions considérables. Elles prennent alors la forme de masses lenticulaires dont les surfaces ondulées font varier l'épaisseur de 0m,10 à 2*,20, et dont la direction, soutenue
Fig. 43.
•Mi
GITES MÉTALLIFÈRES.
sans aucune interruption sur une longueur de 15 à 20 mètres, atteint un développement encore supérieur, suivant l'inclinaison. Dans ces parties, le minerai forme de véritables salbandes
continues , parallèles au toit et au mur, et présente le fait remarquable d'une accumulation de minerai pur qui , sur un point récemment exploité, a dépassé 300 mètres cubes.
L'expérience de l'exploitation a indiqué comme règles , 1° que le minerai allait toujours en augmentant de proportion à mesure que les travaux se sont approfondis ; les rognons devenant plus fréquents et plus gros, les concentrations plus importantes, et la nature même du minerai devenant plus riche ; 2° que les croisements ou plutôt les bifurcations du filon principal étaient généralement les points les plus riches.
Dans le voisinage des grandes masses de minerai , la serpentine friable, qui constitue le remplissage du filon, est imprégnée de particules de minerai ; de telle sorte qu'en la divisant et en la soumettant à des lavages, on obtient, outre le minerai ordinaire, des schlicks d'un titre assez élevé.
L'allure générale du filon en direction est de l'est à l'ouest,
FILONS ET AMAS DE CONTACT
mais elle est soumise à des courbes fréquentes. La coupe fig. 46 , faite Iwrizontaîement en un point de son développement, met en évidence plusieurs des conditions précitées de bifurcation , de renflement et de distribution du minerai accumulé vers les parois, surtout vers les points où il existe des ramifications.
Si l'on cherche à déduire quelques conclusions théoriques des faits qui viennent d'être exposés , on est conduit à considérer le filon de Monte-Catini comme une fracture produite dans les gabbros, et probablement en relation avec les masses serpentineuses qui doivent exister dans les profondeurs du sol . Cette fracture a été remplie de fragments et de détritus appartenant aux serpentines et aux gabbros , et suivant toute probabilité , les minerais postérieurs aux serpentines proviennent d'émanations qui ont eu lieu à la suite des éruptions , à travers les êvenis ainsi préparés. L'effet des émanations métallifères a été de concentrer des masses de minerais, principalement suivant les plans du toit et du mur, et de pénétrer les serpentines friables de particules qui , obéissant aux lois de l'affinité, se sont réunies en noyaux globuliformes et lenticulaires.
Ce gîte est un exemple de ces grandes accumulations métallifères dont les affleurements sont presque nuls , et qui sont en quelque sorte fermés à la surface.
Les gîtes qui se rapportent à ce type sont très-fréquents dans la chaîne métallifère de la Toscane , mais leur allure en chapelet et la dissémination variable du minerai dans les gangues magnésiennes en rend la recherche assez difficile. Ainsi, la mine du Terricio a présenté , dans un filon de nature analogue , des blocs de dimensions considérables , mais sans qu'on y' ait trouvé assez de suite et de régularité pour établir une exploitation. La coupe ci-après, fig. 47, qui représente le fond d'une galerie, exprime bien les circonstances de gisement du filon vers le contact des gabbros et de l'alberèse (calcaire ù nummulites) stratifié ; elle met en évidence l'isolement d'un
GITES MÉTALLIFÈRES.
bloc de cuivre pyriteux au milieu des argiles stéatiteuses qui remplissaientle filon.
Kig. 47
D'après les caractères des gîtes de minerais de fer et de cuivre que nous venons de décrire, on voit que les gîtes de contact consistent en filons puissants et irréguliers , qui paraissent principalement subordonnés à certaines roebes éruptives , feldspathiques ou magnésiennes de la période porphyrique.
Dans certains cas , les relations de position restent incertaines et éloignées, ce dont le gîte du Rammelsberg, au Harz, nous fournira un exemple.
Le Rammelsberg est une montagne haute de 350 mè-
FILONS ET AMAS DE CONTACT
très, composée de schistes argileux de transition; elle domine la ville de Goslar. Dans ces schistes, et suivant leur plan de stratification, se trouve contenu un gîte puissant de minerai qui affleure vers le tiers de la hauteur du Rammelsberg.
La puissance du gîte va jusqu'à 50 mètres, tandis que sa plus grande longueur en direction n'est que de 600 mètres au plus. Ce gîte s'amincit, suivant sa direction, de manière à présenter en coupe horizontale une forme lenticulaire ; il se perd dans les plans de stratification du terrain schisteux. Cette longueur de direction diminue en profondeur, ainsi que la puissance du gîte ; à 260 mètres de profondeur, la direction n'est
plus que de 250 mètres, et la puissance reste au-dessous de 10 mètres, fig. 48.
Le gîte du Rammelsberg n'est pas absolument concordant avec la stratification des couches. Vers la profondeur de 120 mètres, il y a une bifurcation dite branche du toit (b) , qui coupe nettement cette stratification , l'inclinaison du mur de cette branche n'étant plus que de 24°, tandis que l'inclinaison générale du gîte (a, c) et des thonschicfer est de 50 à 60°. L'ensemble du terrain est très-fissuré, et l'on voit en plusieurs points, se détacher du gîte, des petites veines de minerai qui traversent le terrain encaissant suivant une' direction presque
328 GITES MÉTALLIFÈRES
perpendiculaire à celle de la masse principale. Enfin , la puissance diminue graduellement à mesure que l'on s'approfondit, et l'opinion générale est que ce gîte a la forme d'un amas qui, dans le sens de la profondeur, doit se terminer en coin, comme cela a lieu dans le sens de la direction.
Ce gîte n'est pas moins spécial par sa composition que par sa forme; il est entièrement composé de minerais très-compactes et massifs , presque sans mélange d'aucune des gangues qui accompagnent ordinairement les substances métallifères.
Ces minerais sont : 1° une pyrite grise compacte , composée d'un mélange intime de galène, pyrite de fer, pyrite cuivreuse et blonde ; 2° une pyrite de fer, jaune , compacte , contenant en mélange intime 18 à 20 pour 100 de pyrite cuivreuse. La mine grise plombifère se trouve principalement au mur et du côté de l'ouest, tandis que la mine jaune cuprifère domine au toit et du côté de l'est.
Vers le toit et le mur, les minerais empâtent des fragments . de thonschiefer, et donnent naissance à une espèce de brèche à noyaux de schiste argileux , devenu dur et compacte, avec ciment pyriteux. Quelquefois même on trouve dans l'intérieur du gîte des fragments de schiste : ils sont durcis , imprégnés de quartz et entrecoupés par une multitude de petites veines métallifères. Il n'existe pas d'autres gangues que ces débris, si ce n'est accidentellement un peu de quartz et de baryte sulfatée.
On remarque d'ailleurs que les variations de composition des minerais déterminent toujours des lignes parallèles au toit et au mur du gîte. Ces variations produites par le contact ou le mélange de quartz ou de débris , ont môme souvent lieu d'une manière assez nette pour déterminer une structure rubanée très-prononcée. Enfin , quelques fissures sillonnent le gîte du toit au mur, et renferment des minéraux cristallins tels que les pyrites elles-mêmes, le cuivre natif, le quartz, la baryte sulfatée, le gypse et le calcaire; ces fissures s'arrêtent nettement au toit et au mur.
FILONS ET AMAS DE CONTACT
Ce gîte du Rammelsberg, si excentrique par ses caractères minéralogiques , par ses formes , et jusque par sa situation sur les limites géographiques du Harz , ne se rattache , d'une manière évidente, à aucune roche éruptive. Si cependant on examine la coupe intéressante que M. Hausmann a donnée à travers le Westberg, le Nordberg, le Steinberg et le Rammelsberg, on voit que les trois premiers points culminants sont déterminés par la sortie des masses amphiboliques qui ont suivi les plans redressés du terrain schisteux , et qu'au Rammelsberg , les minerais qui occupent dans le terrain une position analogue à celle des masses éruptives dans les autres montagnes du pays, ne paraissent en quelque sorte qu'un terme différent de l'influence des phénomènes ignés sur ces terrains redressés.
Parmi les filons de contact les plus célèbres , nous devons encore citer ceux des mines de mercure d'Almaden , en Espagne.
Le gîte d'Almaden se compose de trois filons-couches, parallèles, placés en quelque sorte côte à côte, et concordants avec la stratification onduleuse et inclinée des grès et des schistes siluriens qui les enclavent. Ils sont en môme temps concordants avec le plan de contact d'une roche métamorphique, diteFraylesca , qui forme une zone entre le terrain stratifié encaissant les filons, et les porphyres diori tiques.
Les trois filons , de 6 à 12 mètres de puissance , suivent les . alternances stratifiées des grès et des schistes. Ces alternances ondulent dans le sens vertical comme dans le sens horizontal ; de telle sorte, que les coupes faites par les neuf étages d'exploitation donnent toujours des dispositions analogues, mais dans lesquelles les écartements des filons et leur puissance sont sujets à des variations plus ou moins grandes.
Les fossiles siluriens se trouvent dans des grès un peu supérieurs au faisceau des couches cinabrifères, et l'ensemble s'appuie sur la roche dite Fraylesca. Cette roche, dans laquelle est percé le puits principal , est une grauwacke altérée , solide , et
GITES MÉTALLIFÈRES.
dans laquelle on reconnaît souvent les éléments arénacés ; son état métamorphique résulte évidemment du voisinage des masses dioritiques sur lesquelles elle repose , et qui sont visibles à plusieurs kilomètres de la mine.
Le cinabre , sublimé suivant le plan des couches du terrain dont l'inclinaison moyenne est de 80 degrés , s'est intercale dans les grès, et les a imbibés à tel point qu'on peut se procurer des échantillons plats, disposés dans le sens de la stratification , dont une face est à l'état de cinabre pur et cristallin , et l'autre face à l'état de grès à peine coloré, tandis que le milieu offre un passage entre ces deux compositions différentes.
Ces caractères de filons-couches , liés aux porphyres , n'appartiennent pas exclusivement au gîte d'Almaden. Beaucoup des filons de la Sierra de Los-Santos en reproduisent les con ditions principales, et , d'après M. Salazar, il en existe des exemples nombreux dans les environs de Linarès , Guadaîcanal , etc.
Les filons de fer spathique, qui caractérisent certains pays de montagne comme le pays de Siegen (Prusse rhénane), ou le massif du Canigou (Pyrénées) , ont beaucoup d'analogies avec le Rammelsberg. Ces gîtes offrent des passages fréquents des filons aux gites irréguliers.
L'exemple du Stahlberg est le plus célèbre que nous puissions choisir pour type.
Le gîte du Stahlberg est une masse de fer spathique connue sur une longueur en direction de 150 mètres. Dans sa plus grande épaisseur, ce gîte présente un amas continu et presque pur de fer spathique, ayant 15 à 20 mètres de puissance ; le toit et le mur sont bien détachés par des salbandes d'argile. Plus loin , la masse se divise en trois branches de 2 à 6 mètres d'épaisseur qui se soudent à la grauwacke et s'y perdent en s'amincissant peu à peu. L'inclinaison de ces branches, dites branche du toit, branche dii mur, et branche du milieu, est vers l'ouest, c'est-à-dire en sens inverse de celle de la masse
FILONS ET AMAS DE CONTACT
principale qui plonge à Test. A sa naissance, du côté du sud , le gîte est, au contraire, coupé très-nettement par une faille stérile au delà de laquelle on a vainement cherché sa continuation. La planche XIV, figure 1, exprime d'une manière précise les diverses conditions de gisement que nous venons d'indiquer ; c'est une coupe horizontale passant par l'étage le mieux connu.
L'allure de ce gîte, dans sa partie régulière, l'avait d'abord fait regarder comme un filon puissant , dont on devait retrouver la suite au delà de la faille considérée comme postérieure ; mais, les recherches inutiles qui ont été faites dans ce but, la manière dont le gîte coupant d'abord la stratification du terrain schisteux s'y conforme ensuite en s'y ramifiant, doivent modifier cette opinion. Le gîte du Stahlberg, connu maintenant sur une hauteur plus grande que sa direction, n'est, en réalité, qu'une de ces colonnes montantes de fond dont les gîtes irréguliers présentent de si fréquents exemples.
Filons. Amas émptlfs. — Nous n'avons vu, jusqu'à présent , les gîtes irréguliers apparaître que comme conséquence subordonnée des roches ignées. Nous pourrions en multiplier les exemples sans ajouter aux traits généraux des phénomènes. Ainsi les gîtes liés au métamorphisme du gneiss comprennent les dix-neuf vingtièmes de ceux de la Scandinavie: Les célèbres amas d'Arendal , qui fournissent des minéraux si variés, ceux d'Uto, de Dannemora, de Gellivara, celui de Bastnaës, connu par la cérite et la gadolinite, sont tous subordonnés au gneiss. La plupart des gîtes de cette classe ne sont pas, d'ailleurs, isolés des roches éruptives. Les syénites quelquefois zirconiennes , les granités porphyroïdes et les pegmatites existent souvent dans leur voisinage et avec des positions de liaison géognostique qui ont été précisées par les observations de MM. Daubrée et Durocher.
Dans plusieurs cas, les roches amphiboliques de la Suède ont avec les minerais des rapports encore plus intimes , surtout avec le fer oxydulé. Ainsi , le Taberg est un des premiers
332 GITES MÉTALLIFÈRES.
exemples qui aient été cités de minerais évidemment eniptifs; l'amphibole y forme une protubérance au milieu des gneiss , et cette amphibole contient une quantité considérable de fer oxydulé , rassemblé en veines ou disséminé dans la masse.
Nous pouvons appuyer ce principe des minerais éruptifa sur quelques autres exemples. Ainsi les trapps de Kewena-Point, sur les bords méridionaux du lac supérieur, ainsi que ceux du palatinat renferment souvent du cuivre natif. Le trapp métallifère du lac supérieur contient des veines de datholite qui renferment du cuivre métallique en écailles, de la prehnite qui est dans le même cas , enfin de l'analcime, de la laumonite et du spath calcaire. Ces minéraux accidentels du trapp sont d'autant plus remarquables que nous avons eu déjà occasion de les citer dans les diorites d'Andreasberg. M. Elie de Beaumont , en donnant connaissance de ces faits , a rappelé que le platine natif a été trouvé dans un trapp de Choco, et qu'on l'a également rencontré dans les diorites de l'Oural avec tous ses annexes , tels que l'iridium , le palladium , etc. , ce qui semblerait indiquer positivement l'existence des métaux natifs dans l'intérieur du globe.
Nulle part les relations du contact des gîtes métallifères avec les roches éruptives ne se trouvent plus nettement exprimées que dans certaines parties de l'Italie.
L'île d'Elbe , célèbre de tout temps par ses mines de fer, comprend deux groupes de terrains très-distincts. Le Monte-Campana , centre de la partie occidentale , est un groupe conique de montagnes composées presque entièrement de roches feldspathiques qui ont traversé les terrains sédimentaires. On n'a pu encore observer aucune liaison entre ces roches granitiques et porphyriques et les gîtes métallifères; tout le groupe du Monte- Oampana paraît stérile en minerais.
Les gîtes métallifères de l'île d'Elbe sont tous concentrés avec les serpentines dans la partie orientale. Les roches sédimentaires de cette partie de l'île sont métamorphiques , mais le métamorphisme y affecte un caractère particulier, remarqua-
FILONS ET AMAS ÉRUPT1FS. 333
ble par la fréquence du gabbro-rosso et par les mélanges des
diverses roches avec les principes serpentineux , mélanges qui constituent des marbres analogues aux marbres campan des Pyrénées ; et surtout des gabbros argileux , verts ou rougeâtres , à structure glanduleuse. Cette concordance géographique des serpentines et des gîtes métallifères résulte d'ailleurs d'une concordance encore plus prononcée dans le gisement.
Le puissant filon de fer oligiste exploité près de Rio est compris entre les couches schisteuses relevées sur les flancs des montagnes de Sainte-Catherine (planche XVII) ; or tout ce groupe est composé de masses serpentineuses, de telle sorte que ce gîte puissant doit être considéré comme un véritable gîte de contact. La nature essentiellement cristalline des minerais, leur enchevêtrement dans les diverses couches métamorphisées du terrain encaissant, éveillent l'idée de sublimations métallifères prolongées à travers ces couches, et l'étude des détails démontre d'ailleurs que ces sublimations ont eu lieu sous l'influence d'une chaleur et d'une pression considérables.
En effet , les gangues varient avec les roches en contact : elles sont de quartz cristallin dans les schistes quartzeux; dans les couches calcaires elles sont composés d'amphibole et d'yénite. Les roches encaissantes elles-mêmes ont donc évidemment fourni une partie des éléments qui forment ces gangues; or ces déplacements moléculaires, l'état cristallin des couches dont 1 âge est jurassique ou crétacé, constituent un ensemble de phénomènes qui n'a pu se produire que sous une influence ignée très-énergique.
L'amas de fer oxydulé et d'hématite du mont Calamita ne laisse aucun doute à cet égard. Cet amas, bien plus puissant que celui de Rio, est enclavé dans une des principales montagnes de la même partie de l'île. La montagne de Calamita a été produite par le soulèvement des roches stratifiées dont la charnière de rotation est la vallée qui sépare Porto-Longone de C;ipoliveri; de telle sorte qu'elle présente du coté de la mer la coupe des couches soulevées. Au cap Calamita, qui forme la
GITES MÉTALLIFÈRES.
saillie la plus avancée , le gîte présente un caractère décisif exprimé par la vue ci-jointe (planche XVIII).
La masse principale est composée de fer oxydulé et d'hématite ; tout le couronnement des escarpements présente une série de calcaires et de schistes cristallins stratifiés. Au contact du minerai et des roches stratifiées , on remarque surtout une couche de dolomie blanche , grenue , dont les caractères tranchés expriment de la manière la plus complète les perturbations de la stratification. Cette couche, courbée en voûte, forme un immense arceau de plus de 100 mètres de hauteur.
La disposition du terrain ne permet pas de douter que les minerais de fer n'aient réellement joué le rôle de roches soulevantes , et que les faits multipliés de métamorphisme que présentent les roches stratifiées ne soient également dus aux phénomènes d'émanation qui ont accompagné leur sortie. Ainsi , la couche la plus apparente et qui contraste le mieux avec les roches soulevantes , est précisément la couche calcaire qui est en contact avec elles et supporte les couches schisteuses qui forment le haut de l'escarpement. Cette couche calcaire est changée , sur presque tous les points de son développement , en dolomie saccharoïde , compacte ou grenue : accidentellement , on peut y remarquer, dans les fissures, le fer oxydulé à l'état cristallin et des infiltrations cuivreuses qui la colorent en vert ; enfin, le contact de cette roche soulevée et de la masse ferrugineuse soulevante présente des magmas d'amphibole et d'yénite, évidemment produits par des réactions de contact.
Si l'on étudie la composition de cet amas , enfoncé comme un coin dans les strates calcaires et schisteux, et révélant, sur tout son pourtour, des phénomènes détaillés de fracture et de métamorphisme, on voit que toute la masse centrale est composée de fer oxydulé très-compacte et très-dur. En quelques points , ce fer oxydulé , mélangé d'hématite brune , forme des magmas, de véritables brèches, avec les fragments anguleux des roches brisées et altérées. Souvent aussi l'existence de puissantes masses calcaires ou schisteuses dissoutes dans le minerai
FILONS ET AMAS ÉUUPTIFS
s'annonce pur des zones d'amphibole, d'yénite et de silice qui déterminent sur ces points une disposition ondulée et souvent amygdaline.
Il faut toute l'intensité et toute l'évidence de ces caractères pour faire admettre que les masses métallifères aient pu sortir ainsi , presque à la manière des roches ignées , avec une puissance métamorphique aussi grande; mais ce fait, une fois constaté, donne l'explication d'une foule de caractères des gîtes de minerais. Ainsi, près du cap Calamita, le rocher de Punta-Rossa est une colonne éruptive de fer à divers degrés d'oxydation, éruption qui a eu lieu à la manière de certains dykes basaltiques. Autour de cette masse ferrugineuse les schistes présentent de nouveaux phénomènes de métamorphisme; la chaux sulfatée, le quartz résinite , etc., montrent que ces phénomènes doivent varier à chaque pas, non-seulement d'après la nature des matières éruptives, mais, plus encore, d'après la composition des roches traversées.
Les gîtes de la chaîne métallifère de la Toscane présentent di >s dispositions non moins caractéristiques.
Le Campigliese contient surtout des gîtes que l'on peut appeler des filons en stocwerks. Cette contrée est parcourue par de nombreux affleurements qui sillonnent les marbres jurassiques et les calcaires ou schistes crétacés. La plupart de ces affleurements suivent la direction de l'arête culminante du Monte-Calvi, autour duquel ils sont principalement groupés; mais, au lieu d'être continus comme dans les véritables filons, ils sont très- interrompus, comme si ces matières n'avaient pu arriver jusqu'à la surface du sol qu'en certains endroits de leur direction. C'est qu'en effet ce ne sont pas des filons-fentes, mais de véritables dykes métallifères sortis à la manière des roches trappéennes, à travers le terrain disloqué.
Sur les points nombreux où ces filons ont été ouverts, on a reconnu l'allure la plus irrégulière. Ils n'ont ni toit ni mur définis, mais ils s'enchevêtrent dans les marbres jurassiques ou les schistes crétacés qu'ils traversent, en les pénétrant et
CITES MÉTALLIFÈRES
les métamorphisant de manière à en rendre la composition mixte.
Les gangues de ces filons sont des hématites brunes manganésifères, compactes ou terreuses, de l'yénite, et surtout des amphiboles vertes ou jaunâtres, à base de magnésie et de chaux , dont les grandes aiguilles „ rayonnant du centre à la circonférence , produisent des effets de groupement radié trèsremarquables. Les matières métallifères : cuivre pyriteux, blende ou galène , occupent souvent le centre de ces rognons rayonnés ou sont disposés suivant des zones concentriques, de telle sorte que le minerai est bien évidemment contemporain de la gangue.
La planche XIX représente une exploitation à ciel ouvert qui a été pratiquée dans un de ces filons. Elle exprime à la fois la structure en grand de la masse métallifère , enchevêtrée dans le calcaire, et sa structure de détail , globuleuse et radiée. Les parties qui n'affectent point cette structure radiée sont remplies soit par des amphiboles à petites aiguilles confusément groupées et imprégnées de minerai , soit par des hématites compactes ou terreuses , soit enfin par le calcaire interposé.
Tous les filons du Campigliese présentent des caractères identiques, qu'on peut constater sur beaucoup de points où des excavations ont été ouvertes ; seulement , les minerais y varient beaucoup de nature. La galène , la blende , le cuivre pyriteux, le fer sulfuré se substituent souvent les uns aux autres, de manière à rendre toute appréciation de la valeur de ces filons très-incertaine, en dehors des points mêmes où l'on opère. Partout, ces matières métallifères se montrent incontestablement contemporaines des gangues où elles sont disséminées , et l'ensemble de ces gîtes constitue de véritables dykes sortis à travers les terrains stratifiés qu'ils coupent, suivant des directions déterminées, par des éruptions non continues, mais assez rapprochées les unes des autres pour que les directions soient faciles à suivre. Ces directions sont parallèles entre elles et parallèles aux lignes caractéristiques de la configuration
Digitiz
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du sol , c'est-à-dire à la direction des crêtes culminantes et du littoral. Enfin ces dvkes métallifères ont divisé et métamorphisé les terrains encaissants, de manière à prouver qu'ils ont probablement été formés de bas en haut et sous la double influence de la chaleur et de la pression.
Les gîtes éruptifs de la Toscane nous donneront occasion d'étudier plusieurs faits intéressants relatifs , les uns aux affleurements, les autres à la structure des gîtes irréguliers.
Les affleurements des gites éruptifs ont naturellement une allure et des proportions qui sont en rapport avec leurs formes souterraines et leur puissance ; mais ce qui les distingue d'une manière toute particulière, c'est que ces affleurements se manifestent souvent par des perturbations spéciales dans les terrains traversés.
Ainsi , un de ces dykes d'amphibole et d yénite cuprifère affleure au-dessus de la mine du Temperino , au-dessous d'un escarpement de calcaires soulevés évidemment par sa sortie au jour. La planche XX, qui représente cet affleurement, met le phénomène du soulèvement en évidence : les marbres de Carrare et les calcaires roses schisteux qui leur sont superposés en stratification discordante , ont été évidemment soulevés par le fait même de l'éruption du dyke cuprifère.
Ce phénomène d'affleurement du Temperino fait partie luimême d'une série d'affleurements et de travaux anciens qui , sur le versant occidental du Monte-Calvi , marquent le parcours souterrain de deux dykes éruptifs parallèles.
La vue reproduite planche XXI indique la marche de ces deux dykes éruptifs. Ce sont en apparence deux filons parallèles, mais lorsqu'on étudie en détail les phénomènes d'affleurements sur ces deux lignes, qui n'ont pas moins de 4 kilomètres, on voit, d'après les détails de l'allure et de la structure, que ces filons ne sont pas des filons-fentes, mais bien réellement des dykes d'éruption qui sillonnent la pente du Monte-Calvi.
Pénétrons dans l'intérieur des mines du Temperino, et les vastes excavations qui y sont pratiquées nous permettront de
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constater que les minerais et les roches éruptives qui les contiennent sont bien réellement contemporains. Le chantier représenté (planche XXÏI, figure 1) indique la structure la plus ordinaire; la pyrite cuivreuse et l'amphibole à zones concentriques ont évidemment cristallisé ensemble. Dans la fig. 2 de la même planche, le minerai de cuivre forme dans l'yénite des zones parallèles, mais il est tellement fondu dans la roche, même dans les zones de concentration, qu'on ne peut établir aucune distinction d'origine entre his deux substances.
La chaîne de l'Ezgebirge , en Saxe , qui nous a fourni des exemples nombreux de filons, contient également des gîtes éruptifs non moins remarquables , notamment les gîtes stanniferes de Zinnwald et d'Altenberg.
A Zinnwald, la roche qui contient l'oxyde d'étain est un greisen (quartz et mica) à gros éléments , qui forme une masse arrondie au milieu des porphyres quartziferes , et se soude même avec eux par des passages. Ce greisen est classé par les géologues de Freiberg parmi les granités, et regardé comme plus ancien que les porphyres ; il contient, comme substances accidentelles, le wolfram et l'oxyde d'étain.
Ce qui frappe tout d'abord dans cette roche , c'est son état cristallin ; il n'y a point de pâte , les grains de quartz sont miroitants, purs, isolés, et le mica verdâtre , pailleteux, souvent groupé en cristaux entrecroisés, se détache parfaitement du quartz; le wolfram, disséminé dans cette roche, tranche par sa couleur noire et ses clivages. Souvent, ces divers éléments se réunissent deux à deux , ou même tous les trois pour former ces géodes cristallines, dont les fragments sont bien connus dans les cabinets de minéralogie. Ces géodes fournissent les beaux cristaux de mica verdâtre à base de lithine , les quartz opaques avec scheelin calcaire octaèdre , les cristaux de wolfram, etc.
L'oxyde d'étain est concentré dans une série de zones courbes et concentriques, ayant au plus 0m,30 d'épaisseur. Ces zones, composées des éléments du greisen auxquels s'adjoi-
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gnent l'oxyde d'étain et le wolfram, semblent suivre les contours du contact du greisen et des porphyres qui l'enclavent.
Sept de ces zones sont assez épaisses pour avoir déterminé l'exploitation de l'oxyde d'étain, et l'idée qu'inspire tout d'abord leur disposition générale en zones concentriques, coordonnées à la forme extérieure de la masse éruptive , c'est que les minerais sont contemporains du greisen. Le phénomène d'une apparente stratification ne serait dès lors autre chose qu'une sorte de liquation , une disposition rubanée que M. de Humboldt a signalée depuis longtemps dans les granités dont les éléments sont très-gros et très-cristallins : et certes , on ne regarderait pas cette origine comme douteuse, si l'on pouvait démontrer que l'oxyde d'étain peut être assimilé, dans certains cas, aux éléments ordinaires des roches éruptives, telles que le quartz, le feldspath ou le mica. Cette espèce de liquation, opérée entre les éléments d'une roche très-cristalline, ne serait plus qu'un fait ajouté à celui de la contemporanéité du minerai contenu dans la roche éruptive , et ce fait aurait des analogues assez nombreux.
La masse de greisen a été , postérieurement à sa consolidation, fracturée par des cassures aujourd'hui remplies de débris, de telle sorte que les zones métallifères ont éprouvé des rejets ainsi qu'il est indiqué par la fig. 1 de la planche VII qui représente le fond d'une galerie. Ces filons-fentes sont stériles, mais ils ont longtemps conduit à de fausses interprétations du gîte les mineurs qui ont voulu assimiler les zones stannifères à des filons.
Les conditions de l'origine de ces gîtes ne sont plus douteuses , si l'on vient à étudier le gîte d'Altenberg.
La roche métallifère d'Altenberg est une roche compacte , grisâtre ou d'un vert sombre , qui contient souvent du quartz visible, et peut être considérée comme un porphyre quarlzifere, ou plutôt comme un mélange intime de quartz et feldspath, avec mica ou chlorite. La composition de cette roche, sous le rapport de la proportion des éléments, est très-variable,
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et, comme ces éléments n'y sont pas distincts, les variations ne se manifestent que par des modifications de couleur; en certains points . c'est un greisen qui ne diffère de celui de Zinnwald que par le mélange intime et la finesse des éléments constituants qui sont comme fondus ensemble.
On trouve accidentellement dans cette mine de petits filons cristallins formés de feldspath ou de topaze pycnite avec mica ; le mica cristallisé est alors ce qu'il est à Zinmvald : il y a identité complète dans les caractères chimiques et minéraîogiques. Or, les passages insensibles qui réunissent la roche principale à ces filons cristallins ne permettent pas de douter que les éléments qui se montrent ainsi cristallisés ne soient ceux qui existent également dans la pâte de cette roche. Enfin , quant à la position géognostique , cette masse porphyrique de 3 à 400 mètres de diamètre est limitée par les véritables porphyres quartziferes et au sud par des granités , mais elle n'est réellement en relation qu'avec les porphyres.
Toute la masse de ce hornstein porphyrique est pénétrée d'oxyde d'étain. La présence du minerai ne se révèle d'ailleurs que par des taches brunes qui sont apparentes dans les parties les plus quartzeuses. Il n'y a point de cristaux, c'est une sorte d'imbibition de toute la masse. Les parties les plus quartzeuses sont ordinairement les plus stanniferes, mais ces parties quartzeuses n'ont elles-mêmes aucune étendue, ni aucune régularité de distribution. Tout ce qu'on a prétendu voir à cet égard n'était que local ; il n'y a là ni filons en serpenteaux , ni veines entrecroisées, et l'exploitation marche tout à fait au hasard, laissant le plus pauvre ou le stérile en piliers, et enlevant le plus riche par des chambres irrégulières , très-irrégulièrement distribuées.
L'incertitude du produit d'un abattage est tel , qu'il est impossible de juger le titre du minerai par l'apparence de la roche ; aussi a-t-on établi à chaque étage de l'exploitation un petit lavage d'essai qui permet de constater à chaque pas d'une excavation ce que peut être le produit, et de reconnaître s'il
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faut continuer ou abandonner. Dans quelques fissures postérieures, on trouve des cristaux mais point d'oxyde d' 6 tain ; on n'y rencontre que des pyrites de fer et du fer oligiste titanifere.
En résumé, l'imbibition de l'oxyde d'étain dans la roche est telle , que ce minerai en est évidemment contemporain , et , en quelque sorte, partie constituante. 11 n'y a pas plus de raison pour supposer son advention postérieure , que pour supposer celle du mica ou de tout autre élément constituant. Or, l'origine éruptive de la roche n'est pas douteuse ; c'est une variété de porphyre , en relation intime avec les porphyres ordinaires de la contrée, auxquelles cette variété est soudée et réunie par des passages minéralogiques. On chercherait en vain un indice d'isolement réel de ce porphyre métallifère, relativement au porphyre quartzifere. Qu'ils ne forment pas une seule et même masse, qu'il y ait là deux éruptions distinctes, on peut l'admettre ; mais ces deux masses , ces deux éruptions appartiennent à la même période.
Si l'on compare actuellement le gîte de Zinnwald à celui d'Altenberg, on trouvera les plus grandes analogies dans la forme de ces deux masses arrondies , dans leur position englobée dans les porphyres quartzifères , et dans les passages qui réunissent les roches qui contiennent le minerai au porphyre qui n'en contient pas. Les divergences sont : la composition de la roche plus exclusivement quartzeuse à Zinnwald, ses caractères plus cristallins , enfin la liquation et la concentration de l'étain suivant des zones concentriques. Que l'on suppose la masse d'Altenberg livrée par des circonstances que nous ne connaissons pas à cette puissance de cristallisation qui isole les diverses parties constituantes d'une roche et tend même à les disposer en zones successives , ce gîte deviendra alors ce qu'est celui de Zinnwald , et il n'y aura plus d'autre différence qu'une plus grande proportion de feldspath à Altenberg.
La concordance des caractères minéralogiques de l'oxyde d'étain avec ceux des autres éléments du greisen , vient encore
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confirmer l'identité d'origine que nous leur attribuons. Plus la roche est cristalline, et plus l'oxyde d'étain tend à s'isoler en zones cristallines distinctes ; dans les variétés compactes , il se fond dans la masse. Le minerai partage ainsi toutes les conditions de texture et de structure des roches qui le contiennent ; il est lui-même élément constituant.
Gites irrégulicrs métamorphiques. — Le principe de l'origine souterraine des gîtes métallifères étant démontré , on peut s'expliquer l'existence d'une multitude de gîtes indéfinissables dans leurs formes. Ces gîtes , que nous désignons sous la dénomination de gîtes irrc.guUers métamorphiques, consistent le plus souvent en portions de couches appartenant à certains dépôts métamorphiques , et que nous trouvons imprégnés de minerais de la manière la plus irrégulière.
C'est ainsi que les gîtes cinabriferes d'Idria en Istrie, de Ripa en Italie, appartiennent à des phénomènes d'imprégnation qui ne peuvent être soumis à aucune autre règle géologique que l'état métamorphique des roches imprégnées.
Beaucoup de gîtes de galène et de blende paraissent dus à des phénomènes analogues ; mais, sans nous appesantir sur les caractères de ces gîtes qui échappent en quelque sorte à la description, nous expliquerons leur génération par un seul exemple.
Nous trouvons dans la Sierra de Los Santos le gîte de l'Inglesita, près du village d'El Hoyo, sur la pente du Cerro-de- Gata.
Ce gîte se présente sous la forme d'une arête dont la saillie, escarpée et presque verticale d'un côté , 6e raccorde de l'autre avec l'inclinaison du versant, par des pentes assez douces pour qu'on puisse les gravir. C'est un affleurement puissant qui, après avoir suivi une direction linéaire d'environ 200 mètres, se bifurque en deux branches distinctes. Ces deux branches s'écartent, et vont se perdre vers les parties supérieures du versant, ainsi qu'il est indiqué par la vue (planche XXIII).
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Lorsqu'on aborde cet affleurement pour en étudier la composition , on reconnaît que les roches constituantes des pentes douces ne sont autres que les schistes de la montagne, redressés, endurcis et dans un état métamorphique trè6- prononcé, Les faces verticales sont composées de roches quartzeuses d'apparence variable , qui se lient , par des passages graduels, aux schistes endurcis dont elles contiennent de nombreux fragments. Au-dessous de l'escarpement vertical, les schistes sont beaucoup moins altérés, et, par conséquent, moins durs que de l'autre côté ; ils succèdent sans aucun passage aux quartzites. Ce fait, d'un passage insensible des schistes aux roches quartzeuses, concordant avec une pente ménagée, tandis que la transition brusque concorde avec l'existence d'un escarpement vertical, démontre que la saillie est due à une action de dénudation exercée sur toute la surface du versant. Cette action a laissé des témoins , dont les saillies sont proportionnées à la dureté des roches , laquelle est elle-même en rapport avec leur état métamorphique.
Les roches quartzeuses qui constituent cet affleurement dont la puissance, dans la partie centrale, atteint 8 à 10 mètres, ont avec les substances métallifères des rapports très-nets et très-apparents ; elles sont , en beaucoup de points , imprégnées de peroxyde rouge de fer et contiennent même de petites concentrations à sections rectangulaires d'hématite rouge fibreuse. Ainsi, le peroxyde de fer présente ici des caractères qu'on n'est habitué^ accorder qu'aux pâtes fluides éruptives, et cotte hématite quartzeuze porphyrique , empâtant des fragments des couches traversées , est en quelque sorte une roche nouvelle à ajouter à la série des roches ferrifères.
L'abondance du peroxyde de fer n'est pas moins grande dans les roches traversées. Certaines parties des schistes en sont tellement pénétrées , qu'elles pourraient être considérées comme un véritable minerai ; ces oxydes , qui se trouvent ordinairement au contact des roches quartzeuses, ont rappelé aux exploitants anglais les caractères du gossan de Cornwall, ce qui
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a fait donner au gîte le nom de l'Inglesita. En examinant la série de ces faits , on ne peut douter que ces pâtes quartzeuses et ces oxydes de fer qui traversent les roches schisteuses ne résultent d'intrusions spéciales qui auront lieu après un étoileî nent du sol. Or, les oxydes de fer sont liés eux-mêmes à d'autres minerais, et justifient ainsi la dénomination de gossan qui leur a été appliquée.
Sur plusieurs points des affleurements, on remarque des teintes vertes cuprifères , dues à des hydrosilicates et carbonates de cuivre , qui se trouvent en noyaux géodiques et veinules dans les parties verticales des roches quartzeuses en contact avec les schistes gossan. Ces minerais forment souvent un enduit sur les clivages des plans de contact et pénètrent les pâtes elles-mêmes qui , contenant , en même temps , beaucoup de fragments schisteux , prennent l'apparence d'une brèche métallifère. Une descenderie d'une vingtaine de mètres, placée suivant ce plan de contact , a démontré que ces indices étaient plus continus en profondeur qu'ils ne paraissent l'être suivant la direction du gîte.
En résumant les caractères de ce gîte problématique, on voit que l'existence des minerais de fer et de cuivre est solidaire de l'état métamorphique des roches schisteuses. Or, combien d'exemples ne pourrions-nous pas citer de ces imprégnations capricieuses et irrégulières. Autour du plateau central de la France , les couches relevées du lias présentent des gîtes nombreux de cette espèce qui ont été décrits par Jff. Dufrénoy ; enfin dans tous les districts métallifères on retrouve des faits semblables qui prouvent cette solidarité constante entre les intrusions métallifères et les altérations métamorphiques.
Les gîtes métallifères , considérés dans leur ensemble , étant un des effets du refroidissement du globe terrestre , il est naturel d'en retrouver les traces contemporaines dans certains dépôts sédimentaires. Déjà les minerais de fer nous ont fourni l'exemple de dépôts métallifères stratifiés , dus à des actions métamorphiques contemporaines des dépôts dans lesquels ils
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sont enclavés , et nous trouvons , dans quelques formations , les minerais de cuivre dans une position analogue. Ainsi, la couche du Kupfer-Schiefer, dans le pays de Mansfeld , nous offre la preuve d'un métamorphisme contemporain , c'est-à-dire de l'intervention de phénomènes souterrains et ignés dans ceux de la sédimentation.
Cette couche métallifère, exploitée sur un grand nombre de points, ne fournit en général que des minerais très-pauvres; mais elle est remarquable par la constance de son développement dans toute la formation de la thuringe : elle est quelquefois traversée par des filons et des failles qui la découpent et la rejettent (fig. 49) , mais qui n'ont sur elle aucune influence
d'enrichissement ; de telle sorte que les minerais qu'elle contient ne peuvent être attribués qu'à des phénomènes métamorphiques, contemporains des actions sédimentaires qui l'ont produite.
La couche métallifère du zechstein n'est point d'ailleurs un fait qui soit resté sans analogues. On exploite aujourd'hui , en Bolivie, à Coro-Coro dans la province de La Paz (à l'ouest du lac Titicaca ) des couches de grès bigarrés absolument identiques à celles de l'est de la France , mais qui sont pénétrées de cuivre natif et oxydulé en petites veines stratifiées ou croisant les lignes de stratification. Ces minéraux cuprifères ont donné, en se décomposant, une teinte verte à douze ou quatorze assises de 60 à 80 centimètres de puissance. Comme nos grès
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bigarrés de Test , le grès de cette localité présente quelques impressions végétales. On y a trouvé des masses de cuivre natif, stratifiées , à surfaces inégales et ramifiées , pesant plusieurs quintaux.
On voit , par cet examen rapide des diverses conditions de gisement des minerais, que la théorie des gîtes métallifères est fréquemment destinée à servir de guide pour les travaux de recherches ou d'exploitation. Les filons réguliers ou filonsfentes , les filons de contact , les gîtes irréguliers en veines , amas ou stocxcerks , les filons ou amas éruptifs, les gîtes tiréguliers métamorphiques , tous sont des manifestations différentes des mêmes phénomènes ; les différences qu'ils présentent ne résultent que des circonstances variables dans lesquelles ces phénomènes générateurs se sont manifestés.
Il résulte en outre de ces études que si la théorie des gîtes métallifères, appuyée sur des faits nombreux, identiques dans toutes les parties du globe, peut être aujourd'hui considérée comme établie, les conditions pratiques, c'est-à-dire celles qui règlent l'allure et la richesse des mines, sont purement locales. Il n'y a donc point de formules générales pour déterminer ces conditions d'allure et de richesse ; c'est uniquement par l'expérience, c'est-à-dire par l'étude directe d'un grand nombre de gîtes et par la connaissance des études déjà faites de tous les autres, qu'un ingénieur peut arriver à des principes rationnels d'exploitation. C'est seulement alors, qu'amené sur un gîte nouveau , il peut apprécier les analogies , en faire , pour ainsi dire, le diagnostic, et déterminer la marche qui lui est enseignée par l'expérience des gîtes placés dans des conditions analogues.
