MINERAIS DES PÉRIODES VOLCANIQUES

sent dans les cratères et les fissures des volcans, est un fait important à constater, parce qu'il explique les relations de gisement que nous admettons entre les gîtes métallifères et les roches éruptives des autres périodes.

M. Élie de Beaumont a fait ressortir, dans un travail spécial, les analogies qui existent entre les émanations volcaniques actuelles et celles qui ont dû amener les minerais dans les filons. 11 a expliqué comment on pouvait appliquer la dénomination de volcanique à des phénomènes très-différents, de telle sorte qu'on arrivait à distinguer 1rs substances volcaniques à la manière de laves , et les substances volcaniques à la manière du soufre, du chlorhydrate d'ammoniaque, des chlorures de fer, de cuivre, etc. Les minerais des filons et leurs gangues en rubanements cristallins, mélangés de débris écroulés des épontes , ont tout à fait le caractère de produits volcaniques émanés à la manière du soufre; ce sont des incrustations faites par des vapeurs et des sources minérales , incrustations cristallines, successivement déposées sur les parois des cassures du sol , empâtant les débris des épontes et quelquefois même des fragments arénacés tombés de la surface.

Cette origine admise, les gîtes métallifères doivent présenter, dans les circonstances de leur forme et de leur gisement , des caractères particuliers qui ont échappé aux géologues de l'école de Verner à l'époque où on les considérait comme des précipitations chimiques de la surface. Les minerais doivent en effet se lier par de nombreuses relations de gisement avec les roches éruptives, qui sont le résultat principal delà réaction intérieure du globe sur la surface , et qui , lorsqu'elles sont visibles , déterminent en quelque sorte le dessin et l'allure de toutes les lignes géologiques du sol.

En résumé, l'intérieur du globe a été une source d émanations métallifères pendant toutes les périodes géologiques. Leur quantité est faible pendant la période granitique ; elle n'est encore appréciée dans la période volcanique que par des exemples locaux et circonscrits, mais elle joue un rôle considéi. 29

rable dans les contrées perforées par les éruptions porpbynques.

Liaison des minerais de fer , dits minerais de montagne » nvee les phénomènes d'éruption et de soulèvement.

Les minerais de fer, les plus répandus de tous, sont assurément les plus propres à faire apprécier les relations des minerais avec les roches éruptives .

Le fer oxydulé et le fer olygiste se rencontrent dans les roches volcaniques, les porphyres et les roches trappéennes de toutes les contrées. On les trouve en cristaux, ou concrétions cristallines , dans les cratères des volcans actuels et dans les fi Bsures des laves ; ils existent en amas cristallins , dans les amphibolites de la Suède et dans les serpentines des Alpes ; dans l'île d'Elbe, ils constituent de véritables masses éruptives sortant du sol avec tous les phénomènes des roches ignées , dont ils reproduisent les formes et les actions métamorphiques.

Les porphyres ont souvent des relations très-directes avec les minerais de fer ; ainsi , les minerais de Framont , dans les Vosges, forment des amas dans les roches métamorphiques immédiatement en contact avec les porphyres. Une exploitation très-avancée permet de saisir les formes de ces amas, qui paraissent avoir rempli des cheminées juxtaposées à la masse éruptive ; en examinant leur allure, qui s'enfonce sous une inclinaison rapide dans les profondeurs du globe, et leurs parois tapissées de minéraux cristallins pénétrant les roches du toit et du mur, on se représente à la fois la formation de ces crevasses et les phénomènes de leur remplissage. L'imagination chercherait en vain des formes plus expressives et plus en rapport avec l'origine qu'on leur attribue. L'oxyde de fer traverse les roches, les empâte, se concrétionne dans les vides, et ses géodes cristallines reproduisent les belles dispositions et les couleurs brillantes des fers olygistes du Vésuve et des volcans de l'Auvergne. Au contact du minerai, tout devient métamorphique ; les roches

LIAISON DES MINERAIS DE FER

quartzeuses passent à des jaspes ferrugineux, les calcaires à la dolomie ferrifere, et souvent ces divers éléments forment des brèches dans lesquelles le minerai de fer joue le rôle de ciment.

Ce sont les observations de cette nature , répétées sur un grand nombre de gîtes, qui ont fait donner, depuis le commencement des études géologiques , la dénomination de minerais de montagne à tous les minerais de fer qui ne sont pas stratifiés en couches et compris dans les phénomènes sédimentaires. On a reconnu que tous ces minerais, composés de fer oxydulé, fer olygiste , fer spathique , hématites fibreuses et concrétionnées, gisaient dans les contrées accidentées , et semblaient se rattacher aux phénomènes d'éruption et de soulèvement. M. Dufrénoy, après une étude approfondie des minerais de fer de la chaîne des Pyrénées, concluait que la formation des fers spathiques et des hématites était postérieure au terrain de craie , qu'elle paraissait avoir eu lieu à l'époque où la chaîne des Pyrénées s'est élevée, et être la conséquence du soulèvement de cette chaîne. La conclusion de son travail pourrait être ainsi formulée : le soulèvement de la chaîne a produit dans les roches une grande quantité de fractures et de vides qui ont été en grande partie remplis par des minerais de fer; ces minerais y ont été apportés par des émanations de l'intérieur ou par des sources minérales.

Cette conclusion, appliquée aux hématites brunes et aux fers apathiques des Pyrénées, les assimile à des filons ; et en effet, ce qui établit surtout la liaison entre les gîtes de fer et les filons, ce sont les fers spathiques qui servent très-souvent de gangues à la galène, à la blende, au cuivre gris, à la pyrite cuivreuse, au cobalt arsenical, etc., et qui, fréquemment aussi, constituent des masses isolées qui semblent former le passage géologique des dykes éruptifs aux filons proprement dits.

Le beau gîte de fer carbonaté spathique du Stahlberg, dans le pays de Siegen, est très-développé en puissance et très-peu en direction ; il constitue une de ces masses problématiques que les Allemands appellent amas-debout ; il fait en réalité partie d'un

véritable système de filons qui sillonnent la montagne de Mûsen. Dans ce même pays, il existe une multitude d'autres filons, principalement remplis par le fer carbonaté, et contenant d'autres minerais tels que la galène, le cuivre gris et le cobalt arsenical. Presque toutes les contrées métallifères, et notamment l'Algérie, présentent des filons analogues, qui établissent une liaison incontestable entre les minerais de fer en filons et ceux qui constituent des gîtes irréguliers subordonnés aux roches éruptives.

Lorsque les gîtes de fer sont immédiatement subordonnés aux roches éruptives, ils sont en grande partie formés d'oxydes anhydres ; tels sont ceux de Rio et du Monte-Calamita dans l'île d'Elbe , où l'on peut réunir les faits les plus nombreux et les plus probants à l'appui de l'origine souterraine des oxydes de fer cristallins. Nous trouverons cette origine encore trèsnettement exprimée , en examinant les circonstances du gisement des fers olygistes et des hématites subordonnés aux roches trappéennes.

Les grunsteins du Harz déterminent une partie du relief de la contrée, et leurs masses éruptives forment les crêtes de quelques-unes des vallées principales, telles que celles de Lehrbach et d'Altenau.

Au contact des grunsteins se trouvent les roches métamorphiques que l'on appelle blattersteins ou mandelsteins , espèce de trapps schistoïdes que Ton hésite à attribuer soit aux grunsteins , soit aux roches schisteuses relevées et altérées à leur contact. C'est ordinairement dans cette zone des blattersteins que se trouvent les minerais de fer, consistant en hématites rouges et fer olygiste pailleteux ou mamelonné, qui constituent des amas lenticulaires ou de véritables couches onduleuses insérées dans les contacts des roches soulevantes et soulevées. Ces gîtes d'hématite rouge forment des chapelets dans plusieurs plans, et suivent les ondulations des grunsteins dans toute l'étendue de leur développement; de telle sorte que la position des usines à fer du Harz, telles que celles d'Altenau, de Stein-

LIAISON DES MINERAIS DE FER

herhntte, etc., se trouve en réalité subordonnée à la position et au développement des grunsteins.

Les mêmes minerais de fer constituent, au Harz , quelques véritables filons-fentes, à gangues de quartz et de baryte sulfatée , et ces filons, qui contiennent accidentellement d'autres minerais, notamment de la pyrite cuivreuse, établissent un véritable lien géognostique entre les gîtes de fer subordonnés aux grunsteins et les minerais en filons qui forment le principal caractère métallifère de la contrée.

Les minerais de fer de Dillenburg et deWeilburg, dans le Nassau, sont dans des conditions de gisement identiques à ceux du Harz.

Comme eux ils consistent en hématites rouges , compactes ou schisteuses, placées au contact des grunsteins, principalement dans les roches appelées schahteins , qui y représentent les blattersteins et les mandelsteins du Harz. La profusion de ces couches et de ces amas d'oxydes de fer subordonnés aux grunsteins est telle que, dans un rayon de quelques kilomètres, les fonderies d'Herborn peuvent puiser leurs minerais dans plus de quarante exploitations distinctes.

Les minerais du Nassau présentent un assez grand nombre de variétés qui établissent le passage de l'hématite rouge, compacte , fibreuse ou mamelonnée , aux schistes rouges , simplement imprégnés d'oxyde de fer par des phénomènes évidemment postérieurs à leur formation, et conservant d'ailleurs leur forme et leur structure. 11 est même de ces bancs de schistes qui, sans perdre la structure foliacée qui les caractérise, se sont imprégnés de plus de 60 pour 100 de fer olygiste; c'est une véritable pseudomorphose.

Toutes ces accumulations de fer olygiste et d'hématite rouge sont donc bien dues à des émanations souterraines qui ont suivi l'éruption des roches trappéennes. Ces émanations sont postérieures à la sortie des roches trappéennes, puisque, dans certains cas, on en trouve les produits rassemblés dans de véritables filons qui coupent les trapps; elles sont aux éruptions

de ces roches ce que sont les produits des solfatares aux éruptions actuelles.

Les serpentines , qui font partie des roches trappéennes , présentent aussi des gîtes importants de fer, subordonnés à leur éruption.

Le gîte de Rio , dans l'île d'Elbe , est le plus remarquable de ceux qui sont subordonnés aux serpentines. Il est composé de fer olygiste et intercalé dans des schistes métamorphiques de l'époque crétacée . relevés sur les pentes des montagnes serpentineuses de Sainte-Catherine. Ces minerais, beaucoup plus cristallins que ceux de l'Allemagne et des Vosges , sont insérés dans les plans de stratification, pénètrent les roches, Jes empâtent des fragments des roches encaissantes , se concrétionnent et forment des géodes dans toutes les fissures. Au contact des minerais , les roches sont altérées , et lorsque ces minerais s'isolent en colonnes puissantes, il semble qu'on les voie s'élancer des profondeurs du sol et repousser par leur force de cristallisation les épontes des fissures préexistantes. Ce gîte de Rio présente tous les caractères d'une génération lente, produite par l'action de vapeurs analogues à celles qui amènent le fer olygiste dans les cratères des volcans. L'éclat des minerais, les géodes tapissées de cristaux , l'isolement parfait des cristaux de pyrite qui forment des groupements spéciaux, et la corrosion de ces pyrites souvent transformées en fer olygiste, tous ces détails se réunissent pour révéler l'action souterraine et prolongée des vapeurs métallifères. On reconnaît que, dans beaucoup de cas, le fer olygiste pailleteux, qui, sous le marteau, tombe en poussière brillante et légère, est postérieur au fer olygiste compacte ou en cristaux binoternaires qui constitue le minerai principal.

N'est-ce pas cette même action souterraine qui a produit les gîtes du Harz et du Nassau ? De proche en proche , ne doit-on pas attribuer aux mêmes causes le fer olygiste lithoïde, qui imprègne les schalsteins, les blattersteins et les gabbros, puis celui qui détermine la rubéfaction des roches stratifiées placées

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au contact des roches trappéennes , telles que les thonschiefer rouges qui se trouvent au contact des grun éteins du Harz et du Nassau, les galestri et les mattoni subordonnés aux serpentines de la Toscane ?

Nous allons même, en généralisant cette théorie, être conduits à des conclusions plus larges. Dans certains terrains sédimentaires, on trouve des fers olygistes terreux, concentrés ou disséminés dans des roches rubéfiées. Les formations du vieux et du nouveau grès rouge, le grès des Vosges, les marnes irisées et généralement les marnes gypseuses et saliferes des terrains secondaires ou tertiaires, nous offrent des exemples nombreux et développés de la coloration générale, ou du bariolage des dépôts par le fer olygiste. Parmi ces dépôts, nous voyons des couches de minerais concentrés , compactes ou oolitiques (La Voulte, La Verpillière, Privas, etc.), et, dans ces couches, des coquilles transformées elles-mêmes en minerais compactes ou même cristallins (environs de Maisonneuve).

Quels sont donc les phénomènes qui ont pu accumuler dans des couches spéciales , ou disséminer dans des formations entières, des quantités aussi considérables de peroxyde de fer anhydre? Lorsqu'on examine l'immense quantité de fer olygiste répandu dans certaines formations arénacées , rubéfiées , on ne peut faire que deux hypothèses : ou cette masse de peroxyde a été empruntée , comme les autres éléments arénacés , à des roches préexistantes-, ou bien elle a été surajoutée par des phénomènes spéciaux dans les bassins mêmes où s'opérait la sédimentation. La première supposition n'est guère admissible , et nous sommes conduit à expliquer cette rubéfaction générale par l'hypothèse d'émanations souterraines , contemporaines des dépôts et qui ont mêlé leurs produits à ceux de la sédimentation.

A l'appui de cette hypothèse, nous pouvons citer la remarque faite par M. Élie de Beaumont, que la présence de la dolomie, du gypse, de l'anhydrite et du sel gemme, concordait . presque toujours avec la rubéfaction des dépôts arénacés ; or,

on oat à peu près d'accord pour regarder toutes ces substances comme produites par des influences métamorphiques , contemporaines des dépôts dans lesquels elles ont été stratifiées.

fille* métallifères subordonnes ans

Indépendamment de la connexion fréquente qui réunit dans une même origine certains minerais et certaines roches porphyriques ou trappéennes , on peut dire que les relations de ces roches avec les gîtes métallifères ont été mises en évidence par l'étude de tous les principaux pays de mines.

Harz. — Dans le Harz, les filons se trouvent concentrés dans certains champs de fracture qui ont avec les grunsteins des relations de forme et de position. Ces relations sont évidentes pour le groupe des environs de Clausthal, et pour celui d'Andreasberg, qui, sur une partie de leur périmètre, se trouvent enclavés dans les grunsteins. A Andreasberg, les filons sont quelquefois coupés par les grunsteins . et d'autres fois les traversent, de telle sorte qu'il reste démontré que les phénomènes d'éruption des grunsteins et ceux de la production des minerais sont à peu près contemporains. On a même trouvé dans les filons d' Andreasberg certaines substances accidentelles qui appartiennent aux grunsteins , notamment la datholite et l'apophylite.

Nous avons détaillé tous les caractères de composition et d'allure de ces filons du Harz dans nos précédentes études sur les mines, où nous terminions par cette conclusion : placés entre deux époques d'éruption d'une même roche , les filons de Clausthal et d' Andreasberg nous représentent des cassures et des actions de remplissage qui ne sont évidemment que les phénomènes accessoires de la série des éruptions trappéennes ; la production des gîtes métallifères n'est qu'un épisode particulier des actions volcaniques de cette époque.

Si l'on ajoute aux faits relatifs à l'origine de ces filons ceux