CHAPITRE X

La distinction établie entre les gîtes réguliers et irréguliers ne s'applique pas seulement aux différences de formes qui caractérisent ces deux classes de gîtes, mais encore à leur richesse.

Les gîtes irréguliers présentent les plus grandes variations dans leur composition , aussi bien que dans leurs formes ; ils passent de dimensions excessives aux dimensions les plus restreintes , et de grandes concentrations métallifères à une pauvreté telle, que les exploitations ne peuvent s'y maintenir.

Les mines ouvertes sur des groupes de filons , comme celles du Harz , de la Saxe , du Comwall , etc. , produisent , au contraire , presque toujours les mêmes minerais et les mêmes quantités. Aussi peut -on avancer ce fait que, malgré les périodes brillantes de leur exploitation , les gîtes irréguliers sont généralement moins avantageux que les filons. Dans toutes les contrées métallifères où la production est stable et régulière . les filons sont en grande prédominance , tandis que les gîtes irréguliers , après des périodes brillantes , ont été le plus souvent abandonnés. Nos mines de Chessy fournissent un exemple qui se reproduit dans bien des pays ; la plupart des gîtes irréguliers stannifères sont abandonnés , et bon nombre de gîtes irréguliers de galène, de calamine, ou de minerais cuprifères, après avoir joué un rôle important , figurent à peine dans le tableau de la production de mines, ou n'ont plus que peu d'années d'existence assurée.

En effet, par la condition même de leur irrégularité, ces gîtes , lorsqu'ils présentent une très-grande puissance à la sur-

face ou près de la surface, doivent diminuer en profondeur, et, le plus souvent, par des étreintes rapides ; c'est la pauvreté et l'exiguïté qui succèdent à la richesse et à la puissance. Quelquefois c'est l'inverse qui se présente, et tel gîte, comme celui du Rammelsberg au Harz , ou de Monte-Catini , en Toscane , commencera par un affleurement de peu d'importance , et se dilatera progressivement en profondeur de manière à atteindre un maximum de développement sous le double rapport de la concentration des minerais et de l'élévation de leur titre ; mais • ce maximum, une fo's atteint, il décroîtra. Alors se présenteront des problèmes de direction et de continuité d'autant plus difficiles à résoudre , que les travaux auront une plus grande profondeur, et que la déception éprouvée par les exploitants aura ébranlé leur zèle et leur persévérance. Ajoutons aussi une remarque faite en plus d'une circonstance , c'est que les exploitants , habitués à trouver dans les parties dilatées des minerais riches et abondants , sont conduits à regarder comme insignifiants des indices de continuité qui , partout ailleurs , seraient considérés et suivis comme des guides d'une importance réelle et qui pourraient, en effet, conduire au rétablissement de la production.

La conséquence naturelle de l'irrégularité qui caractérise cette classe de gîtes est que les variations de leurs produits, et souvent leur appauvrissement et l'abandon qui en a été la suite , ont fourni des arguments nombreux contre la continuité des minerais en profondeur. Il est donc essentiel de distinguer tout d'abord les filons-fentes des gîtes irréguliers, et de ne pas appliquer à une classe de gîtes des conclusions tirées d'observations faites sur une autre classe. C'est ce qui est arrivé lorsqu'on a voulu juger les filons de la Bretagne d'après les gîtes irréguliers plombifères de la côte orientale d'Espagne. Les deux éléments n'étaient pas plus comparables, que si l'on prétendait condamner la production future de l'argent au Mexique, production qui repose principalement sur l'exploitation de filons, parce que les gîtes irréguliers du Potosi ont dû être abandonnés.

Avant d'examiner la question de la continuité des minerais en profondeur, établissons donc ce point essentiel, que les filons sont comparables seulement entre eux , et que , parmi les gîtes irréguliers, on doit chercher à assimiler ceux que leurs conditions de forme et de gisement permettent de regarder comme résultant de phénomènes analogues. La théorie devient ici un guide nécessaire , car on ne pourrait , par exemple , appliquer utilement les faits observés sur des gîtes éruptifs à ceux qui résultent des phénomènes de contact.

De la continuité des minerais dans les filons. — Il y a près

de cinquante ans, M. Héron de Villefosse, chargé de la direction générale des principales mines de l' Allemagne , recueillit tous les documents relatifs à leur situation et à leurs travaux, documents qui furent publiés sous le titre de : la Richesse minérale. Cet ouvrage a si bien précisé l'état des mines de l'Allemagne, qu'il peut encore servir de guide aujourd'hui pour leur étude , et que , sauf la plus grande extension des travaux et les nombreux perfectionnements du matériel employé dans les exploitations, on n'y trouve pas de changements bien considérables. Les mines deClausthal et d'Andreasberg, au Harz, les mines de Freiberg, en Saxe, sont toujours restées les éléments principaux de la production et de l'étude.

Cet ouvrage , qui précise la situation de la richesse minérale de l'Europe il y a cinquante ans, est surtout intéressant à consulter pour constater quelle a été la marche des exploitations pendant la période écoulée depuis sa publication.

Les filons de Clausthal ont présente , dès l'origine, des concentrations de minerais sur les points les plus ramifiés de leur allure ; sur ces points furent ouvertes les mines les plus productives, dont quelques-unes, telles que la Caroline, la Dorothée , etc. , étaient encore en grande extraction en 1812 et avaient atteint la profondeur de 400 mètres. Depuis cette époque , elles ont été approfondies de plus de 200 mètres , et ont toujours soutenu la production ; de telle sorte qu'on a dû admettre que les minerais qui, dans le sens de la direction, sont i. ai

interrompus par des zones stériles considérables, ont beaucoup plus de continuité suivant l'inclinaison. La profondeur actuelle des mines de Clausthal a dépassé 650 mètres.

Les filons du cercle d'Andreasberg, si différents, dans les conditions de leur allure, des filons de Clausthal, nous offrent un exemple non moins frappant de la continuité des minerais en profondeur. En 1612, ces filons étaient explorés jusqu'à la profondeur maximum de 510 mètres ; on y avait trouvé le minerai en rubannements interrompus dans tous les sens , ayant 15 à 30 mètres au plus de continuité. A 660 mètres on a rencontré un des plus beaux rubannements dont on ait conservé la mémoire, et certaines mines ont été approfondies jusqu'à 800 mètres sans qu'il y ait eu de perturbation dans les conditions générales de répartition des minerais.

Nous trouvons en Saxe des enseignements non moins précieux que ceux du Harz. La production s'y est continuée depuis 1815 par l'approfondissement général des mines. Mais, aux environs de Freiberg, le niveau moyen des exploitations, qui est arrivé entre 300 et 400 mètres, étant près d'être exploité sans que les moyens mécaniques dont on dispose pour l'épuisement des eaux et l'extraction des minerais pussent conduire au delà , on dut songer à assurer l'avenir par de nouveaux travaux. Il s'agissait de pratiquer une galerie d'écoulement à partir de la vallée de l'Elbe , galerie qui doit laisser derrière elle celles qui ont été exécutées au Harz et en Hongrie, et transporter le niveau moyen des exploitations au-dessous de 600 mètres.

M. de Beust publia à cette occasion un grand travail où il établit que les divers systèmes de filons, étant recoupés en profondeur, devaient, d'après toutes les données de la théorie et de la pratique, présenter un vaste champ à l'exploitation. La continuité des minerais en profondeur ne fut pas mise en doute, et cette opinion de M. de Beust, appuyée par tous les conseillers des mines, par l'autorité si puissante de M. de Humboldt, enfin, on peut le dire, par l'opinion unanime des praticiens et

de toute la population des mines , fut adoptée par le gouvernement saxon. Une confiance absolue accueillit cette décision; les travaux furent commencés on 1844, et pas une voix ne s'cleva contre cette application hardie des grands principes de l'art. Certes , s'il eût existé parmi les praticiens de la Saxe une opinion contraire à la continuité de la richesse drs liions en profondeur, elle n'eût pas manqué de se produire à cette occasion, car nulle part la richesse n'a eu plus de mobilité. Les mines d'Himmelfurst, qui, du temps d'Héron de Villefosse , étaient les plus productives, sont aujourd'hui dans une situation très-médiocre, tandis que les mines d'Himmelfahrt , qui n'étaient que peu estimées, sont devenues les plus riches; mais ces variations n'ont pas fait révoquer en doute les produits de l'avenir, parce qu'en embrassant un vaste champ d'exploitation , l'expérience a démontré que la production pouvait être soutenue et développée. Le seul fait qui ait été discuté fut la substitution des méthodes d'approfondissement employées au Cornwall, c'est-à-dire l'emploi de puissantes machines à vapeur , au percement de la galerie d'écoulement.

Les adversaires de la continuité des minerais en profondeur ont cru trouver un argument dans l'irrégularité de richesse que nous avons signalée nous-mêmes dans les filons de Freiberg. Mais, nous le répétons, la continuité des minerais ne doit pas être confondue avec leur régularité.

Un filon présente des passages riches auxquels succèdent des passages pauvres ; en plaidant en faveur de la continuité, nous voulons dire qu'il n'y a aucune raison pour arrêter lés travaux devant ces passages pauvres , parce que , bientôt , ils disparaî- . tront eux-mêmes pour faire place à de plus riches. Les documents fournis par les annales de l'exploitation prouvent qu'un filon qui, jusqu'à la profondeur de 3 ou 400 mètres, a présenté des alternatives de richesse et de pauvreté, présentera, suivant toute probabilité , des alternatives de même nature dans les 3 ou 400 mètres qui suivront. C'est en embrassant dans une

même exploitation plusieurs filons qu'on se met à l'abri de ces variations, et que la production se régularise.

Sans doute, l'irrégularité de l'allure des zones métallifères , même dans les filons cités comme les plus réguliers, les inflexions souvent inattendues que ces zones font dans leur descente vers les foyers d'où elles sont émanées, les variations qu'elles présentent dans leur composition, ont souyent créé des embarras et entravé les travaux d'exploitation , mais jamais la continuité réelle des zones ne s'est trouvée interrompue de manière à justifier cette assertion que les minerais disparaissent en profondeur.

Les filons de Clausthal peuvent servir à préciser quelquesunes de ces allures des zones métallifères.

Deux filons du Burgstadter Zug, un des principaux faisceaux des environs de Clausthal , présentent les dispositions de minerais indiquées par les coupes ci-jointes (planches XXIV et XXV). Ces coupes nous ont été rapportées par M. Pothier, qui, dans un voyage qu'il a fait au Harz, s'est spécialement occupé de toutes les questions relatives à la continuité des minerais en profondeur.

On voit, d'après la coupe du filon de Kranich, planche XXIV, que les minerais sont disposés dans deux séries de zones distinctes par leurs gangues , les zones quartzeuses et les zones spathiques. Cette coupe embrasse un espace de 1200 mètres de longueur et une profondeur de plus de 500 mètres, atteinte par les puits Dorothée, Éléonore, etc.... Dans tout cet espace, les puits et les galeries ont traversé des milieux très-différents, tantôt riches , tantôt stériles ; mais , malgré ces variations et pour la régularité de l'exploration et de l'exploitation, les travaux ont dû conserver la rectitude indiquée.

Ce qui est remarquable dans ce filon , c'est la forte inclinaison et les contours irréguliers des zones métallifères , bien que le filon soit presque vertical. Les variations de l'écartement des épontes , leur écroulement en certains points et les obstructions qui durent en résulter, furent sans doute les causes de ces

Ni *

irrégularités et de l'inclinaison que l'on observe clans les deux zones.

Cette inclinaison n'existe pas dans les zones métallifères du filon principal (Hauptgang) de Burgstadt. La planche XXV montre ces zones à peu près verticales, quoique également trèsirrégulières dans leurs contours. Ce filon est croisé par le précédent, vers le puits Éléonore, et le croisement de ces deux filons contemporains, c'est-à-dire la partie commune que l'on a appelée le clou, a présenté le phénomène d'un enrichissement très-considérable. Dans la seconde zone métallifère de ce filon, le cuivre pyriteux forme une zone spéciale dans laquelle le minerai est principalement accumulé vers les limites extérieures.

Les parties les plus riches de ces deux filons sont en même temps les plus puissantes , de telle sorte que les minerais remplissent de véritables cheminées montantes de fond ; à cet égard nous rappellerons ce que nous écrivions en 1844, après une étude des filons du Harz : « Les concentrations de minerais paraissent principalement liées à la forme renflée et divisée des filons, et nullement à la nature des roches encaissantes. On ne peut faire à ce sujet que deux hypothèses : ou les matières métallifères ont été amenées de préférence sur les parties les plus dilatées , parce que les sections que présentaient ces parties des filons constituaient des canaux plus directs et plus libres vers la surface ou, plutôt encore, ces points, sur lesquels les formes des fractures deviennent compliquées et ondulées, étaient plus aptes par leur disposition à échapper à l'influence de remplissage par les débris des épontes, et restant ainsi les évents les plus naturels entre l'intérieur et la surface du globe , ils ont offert aux sublimations métallifères un passage plus constant et plus prolongé. »

On retrouve dans beaucoup de contrées l'application de ce principe, que toutes les fois que des filons traversent des roches de composition différente les parties les plus métallifères sont celles dont les roches encaissantes présentaient les cassures

plus stables et dont les épontes avaient moins de tendance à

s'écrouler.

Le Harz est de tous les pays de mines celui où les travaux ont été les plus développés dans le sens de la profondeur; il est donc relui où l'on trouve le plus d'éléments pour étudier nonseulement la continuité des minerais, mais aussi celle des filons eux-mêmes.

Le filon le Samson , d'Andreasberg , n'est connu que sur une longueur d e700 mètres en direction ; or, ce filon est aujourd'hui exploré jusqu'à la profondeur de 800 mètres, sans qu'aucune altération dans son allure aitpu taire présumer une suppression.

Voici donc un exemple d'un filon dont la continuité suivant l'inclinaison dépasse de beaucoup la continuité en direction. Mais le Samson n'est qu'une fissure du sol deO^^O d'écartement moyen ; si cette petite fissure offre de pareils traits de continuité, quelle hypothèse peut-on faire sur la continuité en profondeur des filons de Clausthal , qui ont 10 mètres de puissance moyenne et 8000 mètres de direction ?

Les environs d'Andreasberg nous offrent plusieurs exemples de filons explorés à des profondeurs peu différentes de leur continuité en direction ; il en existe d'autres à Joachimsthal ; d'autres dans le Cornwall où, par exemple, les mineurs de Dolcoath ont reconnu jusqu'à plus de 600 mètres de profondeur des filons qui n'ont présenté aucune variation d'allure, quoique leur direction ne fût guère que de 800 mètres.

Ainsi, dans les districts classiques de l'Allemagne, la continuité des minerais en profondeur se trouve démontrée par la continuité de la production , malgré la double charge qui résulte de la diminution progressive du prix des métaux, et de l'accroissement des frais d'extractiorV^ar suite de l'approfondissement des mines. Les exploitations de ces districts ont été maintenues grâce a leur réunion, qui permet à celles dont la riche se s'accroît d« soutenir celles dont la richesse diminue; grâcv . aussi , à la sage administration qui les régit.

Voyons maintenant ce qui s'est passé dans les districts mé-

tallifères qui ne jouissent pas de ces avantages , et où les filons, abandonnés à leur individualité, ont dû subir toutes les chances résultant de la variabilité de leur composition.

Dans toutes les contrées où les filons se trouvent dans cette condition d'exploitation isolée , les travaux ouverts dans un grand nombre d'entre eux ont été successivement abandonnés et repris : abandonnés lorsque les accidents ou la rencontre des zones pauvres rendirent l'exploitation onéreuse, repris ensuite avec des ressources nouvelles et ramenés à une période de production. Ainsi, les mêmes filons ont été successivement et à plusieurs reprises déclarés riches et épuisés : épuisés, toutes les fois que les exploitants s'étaient découragés ; riches , après l'exécution de nouveaux travaux qui avaient permis de franchir les zones désavantageuses. Tels sont les faits dont nous citerons plusieurs exemples ; chaque reprise , après un abandon plus ou moins long , étant un témoignage en faveur de la continuité des minerais.

Le massif de transition du Rhin qui, dans les provinces du Taunus et du Hunsdriick, contient un grand nombre de filons, présente ce fait remarquable, qu'il y a environ vingt ans presque toutes les exploitations étaient languissantes ou délaissées. Cet abandon était résulté de la baisse progressive du prix du plomb , qui avait déterminé une diminution considérable des produits, tandis que les frais d'exploitation devenaient d'autant plus coûteux que les mines s'approfondissaient davantage et que les frais d'pxhaure étaient plus grands. Les filons de cuivre avaient subi le même abandon.

Depuis dix ans , l'emploi de la blende dans la fabrication du zinc est venu donner à ces filons un nouvel intérêt , et beaucoup des filons délaissés et déclarés jadis inexploitables ont été repris avec avantage. Le succès de cette reprise est surtout remarquable pour les filons cuprifères auxquels la valeur accordée à la blende ne pouvait profiter et dont l'abandon m» semblait devoir être attribué à d'autres causes qu'à un appauvrissement réel en profondeur.

Telle était la tradition qui pesait sur les beaux filons de quartz cuprifère du Firneberg et du Marienberg qui dominent la vallée de Rheinbreitbach.

L'on ne trouvait dans les affleurements de ces filons puissants que des quartz compactes dont la nature métallifère était à peine indiquée par la présence de fragments de phosphates ou d'arséniates de cuivre, et par quelques débris de cuivre sulfuré qui avait été, suivant toute probabilité , le minerai normal en profondeur. La composition de ces affleurements , presque entièrement respectés par les anciens exploitants, n'était donc pas de nature à encourager les travaux de reprise , si l'accumulation des déblais en haldes très-étendues et les scories des anciennes fonderies n'avaient justifié la tradition qui signalait les filons comme ayant présenté de grandes richesses. Ces richesses étaient d'ailleurs attestées par l'étendue des anciens travaux dans lesquels on avait pu rentrer; on avait relevé une galerie d'écoulement de plus d'un kilomètre de longueur au-dessous de laquelle les travaux anciens étaient descendus , et ces premières tentatives avaient été abandonnées par suite des raisons ordinaires qui font déclarer un gîte appauvri et terminé en profondeur. Les minerais étaient très-mélangés, les eaux gênaient, et des accidents avaient limité le champ d'exploitation. L'abandon était complet, lorsque, en 1840, MM. Rhodius, appuyés des conseils du savant M. de Dechen , reprirent les travaux en les assurant par une machine à vapeur. Aujourd'hui, les minerais sont retrouvés, et cette mine reprendra probablement dans la production le rang qu'elle eût conservé si les premiers exploitants eussent eu plus de confiance dans les principes théoriques.

Les filons d'Holzappel furent longtemps considérés comme fermés en profondeur dans une certaine partie de leur course. Une étude plus attentive démontra que ces filons, dont les plans se rapprochent beaucoup des plans de stratification du terrain encaissant, avaient simplement éprouvé un déplacement latéral de 10 à 15 mètres, passant ainsi d'un clivage dans un autre, et que les deux parties étaient réunies par une fente

de raccordement, laquelle était généralement serrée dételle sorte qu'elle avait échappé aux premières recherches. Cet exemple, décrit par M. Bauer, a détruit une des objections principales faites à la continuité des filons en profondeur, et l'existence des minerais retrouvés au-dessous de ces changements d'allure confirme, par un fait de plus , les principes établis par la géologie.

Ainsi, non-seulement des exploitants peuvent être conduits à abandonner un filon par la rencontre de parties moins avantageuses , et même par une disparition momentanée du minerai , mais un simple accident mal interprété peut arrêter les travaux. L'abandon peut encore s'expliquer dans beaucoup de cas par l'insuffisance des moyens d'exploitation ; nous en trouverons des exemples même en Cornwall , où l'esprit de recherche et d'exploitation est cependant plus actif et mieux secondé que partout ailleurs.

En Cornwall , les mines s'approfondissent en effet d'une manière générale et rapide , par l'application des machines à vapeur sur la plus grande échelle , et les produits vont toujours se développant en raison des travaux. Les capitaines des mines de ce pays sont sans contredit les plus hardis praticiens ; la stérilité des affleurements ne les effraye pas , et nombre de filons , qui ne présentaient dans les parties supérieures que le gossan stérile, ont été trouvés productifs dans des zones de 200 à 400 mètres. On avait d'abord cru qu'à partir de 400 mètres la richesse diminuait un peu, mais aujourd'hui beaucoup de mines ont atteint avec succès des profondeurs de 500 à 600 mètres.

Les mineurs du Cornwall admettent comme règle générale dans leurs travaux que les parties qui se trouvent au-dessous des milieux les plus métallifères, sont celles qui présentent les plus grandes chances pour la continuation de travaux fructueux.

La production des filons du Cornwall est plus stable que partout ailleurs , en raison des ressources dont les exploitations disposent. Néanmoins , on y trouve encore des exemples de travaux abandonnés par suite d'appauvrissements supposés,

repris ensuite avec des moyens plus énergiques et donnant en profondeur les produits les plus avantageux. Parmi ces exemples, il n'en est pas de plus frappant que le filon principal exploité par la compagnie de Great Deron Consoh. Ce filon, après trente-cinq années d'abandon , fut repris sur la simple pensée que les parties supérieures ayant été riches, ne pouvaient pas être stériles au-dessous des anciens travaux, et le succès obtenu fut tel , qu'on en extrait par année plusieurs milliers de tonnes de minerais préparés.

Que l'on recueille ainsi tous les documents, toutes les opinions compétentes qui peuvent expliquer l'abandon d'un grand nombre de filons , même dans les pays où l'industrie des mines est très-active, et l'on verra que cet abandon résulte généralement d'accidents et d'appauvrissements qui n'étaient que passagers, ainsi que le démontrent les succès obtenus dans les travaux de reprise. De ces contrées instruites et expérimentées dans l'art d'exploiter, transportons-nous en Algérie , où tout est nouveau , pratique et théorie , et nous y trouverons également les deux méthodes de travail ; celle qui prend pour guide la négation des théories, et celle qui procède d'après les principes de continuité admis en Allemagne et en Angleterre.

L'Algérie est une des contrées où l'idée de la continuité des minerais en profondeur présente la plus grande importance. On y rencontre tantôt des filons de baryte sulfatée et de fer spathique contenant du cuivre gris , comme dans la vallée de Mouzaïa ; tantôt des filons à gangue de spath calcaire, ferrifère et magnésien, contenant de la pyrite cuivreuse, comme dans la vallée de l'Oued-Merjah , près Blidah , et dans celle de l'Oued- Allelah , près de Tenès . Ces filons , généralement peu puissants et très-ramifiés à la surface, traversent des terrains que l'on considère comme les équivalents de nos terrains crétacés supérieurs.

Les minerais qui viennent affleurer vers la surface, le plus souvent en veines multipliées et ramifiées, présentent-ils des garanties suffisantes de continuité pour qu'on puisse y ouvrir des travaux importants et profonds, sans lesquels l'exploita-

tion ne pourrait être établie d'une manière sérieuse et durable? Telle est la question que Ton s'est posée, et à laquelle la théorie seule pouvait répondre, dans un pays nouveau où l'on ne trouve aucun précédent d'exploitation, aucune tradition pratique qui puisse servir de guide.

Les travaux exécutés depuis dix ans peuvent déjà fournir quelques éléments de réponse à cette question.

Les mines de Mouzaïa , qui comprenaient les filous les plus puissants, ont été exploitées les premières et d'après les principes de la négation de continuité en profondeur. Si l'on examine les opinions émises par les adversaires de la continuité des minerais , et d'autre part les travaux exécutés sur les filons de Mouzaïa, il semble, en effet, que ces travaux soient l'application exacte des doctrines qui posaient en principe : que l'on doit exploiter le minerai qui se présente, le suivre tant qu'il est visible, mais ne point hasarder de travaux de profondeur dans les roches stériles , sur des idées de continuité, idées purement théoriques et qui peuvent devenir dangereuses. Les filons furent attaqués à ciel ouvert et suivis par des descenderies tant qu'on put les croire avantageux à exploiter.

Cette méthode de travail peut être jugée par ses résultats. Les filons ainsi poursuivis, par des travaux maintenus dans le gîte, présentaient des chantiers d'extraction qui s'appauvrirent successivement et furent successivement abandonnés, de telle sorte que les régions supérieures se trouvèrent épuisées sans qu'il y eût rien de préparé pour l'avenir, et sans que l'on ait rien appris sur la loi de distribution des minerais en profondeur ' .

Les défauts de cette méthode sont palpables. La continuité des gîtes n'entraîne pas, en effet, la continuité absolue et régu-

1. Nous ne voulons pas parler ici des travaux commences en 1R15 par M. Pothier ; ces travaux, qui révélèrent l'importunco des filons, consistaient en galeries de traverse qui recouvrent les filons, et en galeries d'ullongement qui préparèrent l'ubatage régulier dos massifs; mais ce système fut abandonna par les successeurs de M. Pothier, qui ont attaqué les filons principaux parle» nllleurements.

49i DE LA CONTINUITÉ DES MINERAIS EN PROFONDEUR.

lière des minerais ; il n'est pas do partie riche qui ne finisse par s'appauvrir, et lorsque cette partie riche a été suivie par des travaux irréguliers , le service d'extraction et d'épuisement y devient difficile , de telle sorte que le premier appauvrissement est nécessairement le signal de l'abandon. On arrive ainsi à cribler les affleurements de travaux qui n'ont aucune valeur pour la suite de l'exploitation, et, après avoir exploité les richesses faciles , sans avoir rien préparé pour la profondeur, et sans avoir rien appris sur les lois qui peuvent exister dans la distribution des minerais , on n'a plus d'autre alternative que l'abandon , ou l'entreprise des travaux par lesquels on aurait dû commencer.

Tel est l'historique de la première période de l'exploitation de Mouzaïa , mais cependant la conviction qui résulte de ces premiers travaux, tout incomplets qu'ils ont été, est que nonseulement les filons se continuent en profondeur, mais que les minerais se continuent également, malgré l'irrégularité apparent de leur distribution.

Sur quelques points , et notamment aux filons d'Aumale, on a constaté que les ramifications nombreuses que présentent les affleurements sont superficielles, et qu'un grand nombre de ces veines d'affleurements se réunissent en profondeur pour former un filon puissant et régulier.

Cette disposition convergente de plusieurs filons de la surface, pour se réunir dans la profondeur en un seul, est un fait qui n'est pas nouveau dans l'histoire des mines , mais qui paraît se répéter souvent en Algérie. Dans les argiles crétacées qu'ils traversent, les filons sont volontiers dispersés et coî/reurs; mais, en profondeur, et lorsqu'ils traversent un milieu plus solide, ces petits filons se réunissent et forment un seul faisceau dont l'unité est très- avantageuse à l'exploitation. Les filons de la vallée de Boukandak, prèsTenès, sont dans ce cas (planche XXVI).

Ce petit vallon , exploré pour la première fois en 1845, présentait, sur l'un de ses versants, une grande quantité de veines

composées d'un fer spathique impur et décomposé, et de pyrite cuivreuse disséminée dans cette gangue et disposée en plaquettes et ruban nements ; un piton , particulièrement sillonné par ces filons coureurs , avait l'apparence d'un véritable stockwerk. Les travaux qui ont été entrepris ont démontré que la plupart de ces petits filons convergeaient en profondeur vers un filon principal qui est devenu le siège de l'exploitation et dans lequel le minerai s'est non-seulement soutenu , mais enrichi. Des puits ont été foncés de manière à recouper le plan du filon , et les travaux ont été conduits d'après ce principe : que le minerai ne pouvait faire défaut tant que l'on suivrait l'allure de la zone riche, et qu'en donnant une bonne direction aux puits et galeries, on arriverait à suivre les minerais en profondeur et à les exploiter dans les meilleures conditions. Cette méthode a permis de déterminer la loi de distribution du minerai. On a en effet reconnu que les minerais formaient, dans le plan du filon, une zone oblique, ayant une largeur moyenne de 45 mètres , et descendant en profondeur sous un angle de 50 degrés , de manière à passer dans une vallée voisine où l'on ne voyait aucun affleurement, et où cependant un puits fut ouvert , qui trouva le filon en profondeur riche et développé.

Cette disposition des minerais dans le filon de Boukandak répond aux principales objections dont le principe de continuité en profondeur a été l'objet. La zone riche est oblique, limitée du côté du nord par un étranglement sinueux, et du côté du sud par un accident en forme de rejet au delà duquel le minerai continue , mais sensiblement plus pauvre. Dès lors, les descenderies normales à la direction, après avoir suivi le minerai pendant une certaine hauteur, doivent nécessairement le perdre et entrer dans la partie pauvre ; d'où résulterait qu'après le percement de plusieurs bures intérieurs, on aurait pu se croire autorisé à déclarer qu'il n'y avait pas continuité en profondeur et qu'il y avait lieu d'abandonner le filon.

Les filons de l'Algérie sont destinés à soulever plus d'une

iîH DE LA CONTINUITÉ DES MINERAIS EN PROFONDEUR

fois le^ questions de théorie, et, plus d'une fois déjà, les ingénieurs qui se sont consacrés à l'exploitation de ces filons ont eu occasion d'appliquer les principes de continuité en profondeur, et de donner l'exemple d'une heureuse conviction dans les faits constatés par la pratique de tant de siècles et confirmés par les théories modernes.

En résumé, si l'on se reporte à la description que nous avons précédemment donnée de l'allure des zones métallifères dans les filons du Dillenburg, du Harz, etc., on se rendra compte des irrégularités que ces zones présentent, irrégularités qui peuvent rendre l'exploitation d'un filon difficile et intermittente, mais ne sauraient faire obstacle à ce que toutes leurs allures soient définies par des travaux persévérants et intelligents.

Cet examen des formes affectées par les zones métallifères dans les filons vient donc à l'appui de toutes les autres observations pour démontrer que les filons sont bien réellement des cassures produites dans l'écorce terrestre, cassures plus ou moins écartées , plus ou moins remplies par les débris incohérents des épontes écroulées , et dont les parties vides ont servi d'évents aux émanations de l'intérieur du globe vers la surface. Ces parties vides , ainsi que celles qui étaient obstruées par des débris non tassés , ont été progressivement remplies par tous les phénomènes d'émanation et par toutes les réactions qui ont produit les minerais et leurs gangues spéciales , telles que le quartz cristallisé, les spaths calcaires, magnésiens ou ferrifères, le spath fluor et la baryte sulfatée.

Ces cassures n'ont pas toujours été bien nettes et indépendantes du terrain encaissant, comme celles du Harz, de la Saxe, du Cornwall, etc. Les clivages naturels de l'écorce terrestre, c'est-à-dire les plans de stratification et de séparation des terrains stratifiés, surtout lorsque ces terrains ont été relevés jusque près de la verticale , ont présenté des phénomènes de distension et d'écartement qui ont donné naissance aux filons de contact dans lesquels la distribution des minerais paraît soumise à des conditions encore plus complexes.

DANS LES GITES IRRÉGULIERS

l»e la continuité des minerais dans les gîtes irréguliers. — Parmi les gîtes irréguliers , ceux qui se rapprochent le plus des filons , les filons de contact , présentent déjà beaucoup moins de régularité dans la distribution intérieure des minerais ; les oscillations entre la richesse et la pauvreté sont d'autant plus sensibles, que l'on passe d'accumulations considérables à des parties complètement stériles. Cependant, en examinant ces gîtes avec soin, on reconnaît que dans beaucoup de cas, les profondeurs du sol ne présentent pas moins de richesses que les parties voisines de la surface.

Le beau filon de Monte-Catini en Toscane fut exploité, pendant neuf années, par l'honorable M. Porte, dont l'existence fut si laborieuse dans la reprise des mines de ce pays. Les produits avaient été toujours médiocres, et la confiance de M. Porte était ébranlée, lorsque la compagnie qui lui succéda trouva , à 80 mètres en contre-bas de la première galerie d'écoulement, une des plus belles accumulations de cuivre panaché et pyriteux qu'on puisse citer dans l histoire des mines. Depuis quinze années, les travaux se poursuivent dans ce filon, sans appauvrissement bien sensible, et les exploitants, guidés par cette continuité, ont entrepris avec confiance des travaux qui doivent assurer un approfondissement considérable.

Les mines de Rocca-Tederighi sont ouvertes sur un filon placé comme celui de Monte-Catini , au contact des gabbros et des serpentines. Les minerais s'y trouvent dans des conglomérats de frottement formés aux dépens des serpentines et des roches métamorphiques en contact avec elles ; ils sont disséminés en rognons , en blocs , en amas isolés et cependant assez rapprochés pour former des zones métallifères dont on a pu constater et prévoir les allures. Mais au lieu d'affecter l'allure rubannée des filons-fentes , ces minerais affectent une allure en chapelet qui soulèvent quelquefois de grandes incertitudes sur leur continuité.

Les filons de contact ne peuvent être aménagés comme les

filons-fentes , pour une production régulière ; leur puissance et leur richesse métallifère sont trop variables , et la production y subit nécessairement des alternatives considérables d'abondance et d'exiguïté. C'est alors que l'on voit les compagnies, qui n'ont pas fait de réserve pendant la prospérité , succomber dès que la mine se trouve réduite à l'extraction des minerais les plus pauvres. Et pourtant, dans ce cas encore, on peut bien dire qu'il y a irrégularité dans la distribution des minerais , mais non pas discontinuité absolue.

Les mines de Toscane présentent . sous ce rapport , des exemples convaincants. Les affleurements de ces filons sont généralement peu riches et peu puissants , et dans beaucoup de cas , les minerais des profondeurs du sol n'étaient indiqués vers la surface que par des minerais comparativement trèspauvres.

Cette dispersion irrégulière des minerais dans les gangues argileuses de certains filons de contact est déjà un premier élément d'incertitude; les variations considérables que subit la puissance, qui de moins d'un mètre s'élève souvent à plus de dix, en constituent un autre non moins influent sur les exploitations. Nous serons à même d'étudier ces variations dans tous leurs détails, en examinant les gîtes irréguliers de contact, subordonnés aux calcaires carbonifères.

Le calcaire carbonifère, que l'on appelle ordinairement en Angleterre calcaire de montagne ou calcaire métallifère , à cause des formes accidentées de sa surface et des nombreux gîtes de minerais qu'il renferme, peut recevoir les mêmes dénominations dans tout le pays rhénan. 11 y présente, en effet , les mêmes formes montagneuses , les mêmes phénomènes de redressement , et contient une quantité considérable de gîtes de minerais de fer, zinc et plomb.

Tous ces gîtes sont de véritables filons de contact, situés le plus souvent entre les couches redressées du calcaire carbonifère et les schistes houillers ou anthraxifères qui lui succèdent. Ces filons , le plus souvent étranglés, présentent, d'intervalle

DANS LES GITES IRRÉGULIERS

en intervalle , des écartements considérables aujourd'hui remplis d'argiles, de sables et de minerais , c'est-à-dire de masses minérales toutes particulières dans lesquelles les minerais émanés de l'intérieur sont mêlés à des débris sédimentaires tombés de la surface.

L'étude de ces gîtes présente un intérêt tout particulier, car ils ont moins de rapport que tous les autres avec les roches éruptives ; ce qui s'explique précisément par ce motif que leur formation étant due aux plans de fracture produits suivant les clivages naturels du sol, le voisinage des roches éruptives a été beaucoup moins nécessaire à leur création. De plus, le mélange fréquent des débris sédimentaires de la surface avec les minerais, jette, au premier abord, une telle incertitude sur leur origine, qu'il y a dix ans encore on les regardait comme produits par de véritables remblais tombés du jour dans des excavations naturelles.

Les principaux gîtes métallifères de nos contrées commencent à se montrer en Belgique , depuis Huy jusqu'au-dessous de Liège, dans la partie de la vallée de la Meuse qui suit le contact du calcaire carbonifère et du terrain houiller. Entre Liège et Aix-la-Chapelle , la Meuse quitte cette ligne géologique et, en même temps, les minerais qui continuent à suivre la même direction jusqu'au delà de Stolberg, et cessent lorsque le calcaire carbonilère est recouvert par les terrains modernes qui forment la vallée du Rhin. Mais aussitôt que le calcaire vient à reparaître de l'autre côté du Rhin, vers Elberfeld et Brilon, les gîtes métallifères reparaissent avec lui.

Tous ces gîtes subordonnés aux calcaires carbonifères sont caractérisés par les mêmes minerais, qui 6ont : les oxydes de fer terreux et quelquefois le fer carbonaté concrétionné; le sulfure et le carbonate de plomb quelquefois mélangé de chlorure ; le carbonate et les silicates de zinc formant des mélanges désignés sous la dénomination de calamines.

Les gîtes calaminaires de la vallée de la Meuse suivent, depuis Huy jusqu'au delà de Chockier, le système supérieur du i. 32

calcaire carbonifère. Ce système comprend un étage de calcaire dolomitique , un étage de calcaire compacte , puis enfin un schiste alumineux qui forme la base du terrain houiller. Sur une ligne d'environ 50 kilomètres de longueur, l'ensemble de ces couches est non-seulement redressé, mais renversé, de manière à présenter une stratification inverse de la stratification réelle. Le terrain houiller et l'ampélite ou schiste alumineux semblent au premier abord antérieurs au calcaire carbonifère, qui les surplombe.

Les calcaires, dont les escarpements dominent la vallée, sont souvent couronnés par des terres rouges disposées sur les cimes en formes de remblais . souvent même versées par-dessus le • cale lire jusqu'au bas des escarpements. Ces terres rouges, qui semblent former des bastions sur les plateaux supérieurs, sont les schistes alumineux, exploités et grillés pour la fabrication de l'alun , qui , avant la séparation de la Belgique et de la France, était très-active sur toute cette ligne. C'est à peine si depuis trente ans une végétation jaune et chétive a pu se développer sur ces terres calcinées, et ces saillies apparentes des anciennes haldes servent aujourd'hui de repères à une ligne géologique très-importante; elles marquent la séparation du terrain anthraxifère et du terrain houiller, formée par les ampélites.

Cette ligne de contact des terrains anthraxifères supérieurs avec les ampélites alumineux qui constituent la base du terrain houiller, est en effet la ligne métallifère la plus remarquable de la Belgique. C'est suivant le plan de contact des deux terrains que se trouvent enclavés les principaux amas ferriferes, zincifères et plombifères qui sont, à partir de Huy : ceux de Corphalie, de Flône , de la Mallieue , du Dos et des Fagnes , près Engis, sans compter un nombre d'autres qui fournissent des minerais de fer aux fourneaux des environs de Liège. Ces divers gîtes consistent en amas lenticulaires placés vers le contact assez enchevêtré des schistes alumineux et des calcaires anthraxifères, mais sans suivre exactement le plan de stratifica-

DANS LES GITES IRRÉGILIERS.

tion qu'ils coupent quelquefois par un pendage rapide pour pénétrer dans les calcaires. On ne saurait mieux les comparer, lorsqu'ils ont été vidés, qu'à des soupiraux irréguliers montant vers le jour.

Ces gîtes quelquefois rapprochés sont sujets à se souder par des bifurcations bizarres et inattendues, à se ramifier par des branches qui, tantôt se terminent en traînées décroissantes, et tantôt en poches arrondies. La coupe du gîte de la Mallieue, près Engis (planche XXVII), indique assez bien les irrégularités de cette allure.

La composition des gîtes de la Meuse est assez homogène ; c'est un mélange de zinc carbonaté, d'argile et d'hydroxyde de fer. Ce mélange n'a aucune structure définissable, et les divers minerais y sont tour à tour dominants sans qu'on ait pu saisir aucune loi de structure. La calamine et l'oxyde de fer s'isolent en blocs et morceaux cariés, cloisonnés et mamelonnés, enchevêtrés irrégulièrement les uns dans les autres, et cimentés par des parties argileuses ou même sablonneuses , comme les meulières dans certains sables dfs environs de Paris. La calamine se trouve surtout vers les zones extérieures des gîtes, au contact des calcaires, le centre étant ordinairement plus terreux ; enfin, on rencontre souvent, concentrées vers les périmètres et même remplissant des espaces spéciaux, de la blende, de la galène et de la pyrite de fer blanche et radiée.

La blende qui caractérise ces gîtes a une physionomie tout à fait particulière : elle est d'un blanc jaunâtre, et tellement compacte, qu'elle ressemble à un calcaire d'un aspect un peu résineux ; souvent elle est mamelonnée, et forme des noyaux concentriques avec la galène et la pyrite de fer.

Après l'étude des matières qui remplissent les gîtes , celle des roches encaissantes est sans contredit la plus intéressante, car elle peut seule guider l'exploitation dans des terrains aussi mélangés et si peu réguliers.

Le calcaire, lorsqu'il est enclavé dans les gîtes, où il forme

im DE LA CONTINUITÉ DES MINERAIS EN PROFONDEUR

volontiers des blocs isolés, est ordinairement transformé à l'état de dolomie plus ou moins ferrugineuse et zincifère. Cette dolomie est jaunâtre, un peu friable, très-fendillée , sillonnée de petits filets calaminaires. Le contact général du calcaire avec les minerais a plus ou moins subi les mêmes transformations, et lorsqu'il n'est pas altéré dans sa composition, il est saccharoïde et même clivable , au point de fournir des rhomboèdres d'assez grande dimension. Le plus souvent il participe des deux caractères, il est cristallin et pénétré de petites veines dolomitiques ; en un mot, il est dans un état métamorphique très-prononcé.

Le contact des gîtes et du calcaire est rarement lisse comme celui des filons , mais très-enchevêtré et très-inégal ; on remarque que les parties calcaires les plus saillantes et les plus engagées dans les minerais sont les plus complètement transformées , tandis que l'altération est d'autant moins prononcée qu'on s'éloigne davantage des contacts.

Les altérations que nous venons de signaler s'appliquent surtout aux roches du toit, les roches du mur ayant le plus souvent des caractères différents. Le schiste a lu in in eux forme en effet, dans beaucoup de cas, le mur des gîtes. Ce schiste, à l'état normal, est tendre et très -fendille, mais, au contact des minerais, il devient dur et même siliceux ; il est fendillé, et les fissures sont souvent pénétrées de minerais qui le transforment en une sorte de brèche. La blende, la galène et la pyrite, quelquefois rassemblées vers le mur des gîtes, empâtent les schistes endurcis et altérés, et présentent les magmas les plus divers, dont l'apparence éveille tout d'abord l'idée d'une action métamorphique des plus énergiques.

La pénétration des minerais dans les schistes est d'autant plus intéressante à examiner qu'elle exprime souvent, sur une petite échelle, des phénomènes de structure qui, dans certains cas, se reproduisent sur une échelle très-considérable. Ainsi, le groupement des minerais sulfurés est surtout globuliforme et à zones concentriques ; de telle sorte qu'en brisant un morceau de ëchiste, on trouve quelquefois une section de ces rognons

DANS LES GITES 1RRËGUL1ERS.

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pyriteux, formant une sorte de cocarde irrégulière, à structure bacillaire, et qui semble isolée dans un milieu tout à fait distinct. Mais, en cassant la roche dans un sens perpendiculaire, on reconnaît ordinairement que ces minerais, en apparence isolés, se relient à d'autres masses par des filets et des rameaux de même nature. Ces échantillons démontrent ainsi comment des amas ont pu se former en ne communiquant avec le foyer principal que par des canaux sinueux et de section réduite , et comment des veinules métallifères étranglées et presque insignifiantes peuvent conduire à des poches remplies de minerais.

On voit en effet, d'après l'ensemble des caractères que nous venons de décrire, que les gîtes calaminaires ne peuvent être attribués qu'à des phénomènes postérieurs aux terrains encaissants.

Ces phénomènes ont-ils agi de bas en haut, ainsi qu'il paraît d'abord démontré par l'état cristallin et dolomitique des calcaires et le métamorphisme des schistes, aussi bien que par la présence des minerais sulfurés qui accompagnent la calamine et l'hydroxyde de fer? ou bien ne doit-on pas plutôt les considérer comme des actions de précipitation et de remblais venus d'en haut, qui auraient comblé des vides préexistants, ainsi que semblent l'indiquer l'état non cristallin et non rubanné des minerais, et le mélange d'argile et même de sables qui s'isolent en masses considérables ? ou plutôt encore les phénomènes ne sont-ils pas mixtes, et ne doit-on pas reconnaître dans ces gîtes sinueux l'existence d'antiques solfatares métallifères, dont les émanations souterraines ont dû traverser des matières amenées du jour?

Cette dernière hypothèse, que dans nos Études sur les minés nous avions déjà indiquée pour le gîte de Moresnet, noua paraît aujourd'hui démontrée d'une manière évidente par les gîtes de la vallée de la Meuse. Le remplissage mixte explique l'état peu cristallin des minerais, car plus les influences du jour ont eu de part au remplissage, moins les minerais sont cristallins. La calamine de la Mallieue est criblée de géodes

cristallines et de mamelons saccharoïdes , lorsqu'elle s'isole en masses pures et de grandes dimensions ; lorsqu'au contraire elle est très- mélangée d'argiles et de sables, la structure est compacte et cariée. Le même fait peut être observé à Moresnet, où les carbonates et silicates sont d'autant plus cristallins qu'ils sont plus isolés des argiles.

L'origine souterraine de ces minerais une fois démontrée, leur continuité en profondeur l'est également. Sans doute il existe des étreintes ou étranglements, mais ces étreintes ne peuvent être que passagères, et les artères de continuité en profondeur étant supposées découvertes, il suffira de les suivre pour arriver à de nouveaux renflements.

Si l'on compare l'ensemble des minerais extraits aux environs d'Engis à ceux de la Vieille-Montagne, on y voit des différences assez prononcées. Le gîte de la Vieille-Montagne peut être considéré , non pas comme un amas unique , mais comme un groupe de plusieurs amas enveloppés dans le calcaire dolomitique et dans les argiles qui forment ce qu'on a appelé le bol calaminaire. Le carbonate de zinc y est accompagné d'une grande quantité de silicates qui constituent la calamine proprement dite ; rarement ces minerais sont mélangés de quelques sulfures métalliques, mais ils sont plus cristallins que les calamines de la Meuse. D'autre part, les calamines de la Meuse ne consistent guère qu'en carbonates ; les silicates ne s'y trouvent pas, mais les sulfures tels que la galène , la blende et la pyrite de fer y sont toujours en trèsgrande proportion.

Malgré ces différences, tous ces gîtes appartiennent évidemment aux mêmes phénomènes de formation.

D'après l'origine que nous avons supposée aux gîtes calaminaires, le plan de séparation du terrain houiller et du calcaire anthraxilère peut être considéré comme le .clivage le plus facile suivi par les émanations métallifères; cependant elles n'ont pas constamment suivi ce plan, et quelques gîtes se trouvent soit dans le système supérieur du calcaire carbonifère, entre le

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calcaire bleu et le calcaire magnésien, soit dans les systèmes inférieurs, entre les couches schisteuses et calcaires.

Mais si les gîtes appartiennent à des phénomènes postérieurs , qui ont ainsi suivi des plans de clivage des terrains superposés, ils doivent être liés à des perturbations locales dans la stratification, puisqu'en réalité ils n'existent pas d'une manière continue et régulière suivant les clivages des couches. De pareilles masses ne peuvent, en effet, avoir été intercalées sans qu'il y ait eu des mouvements antérieurs ou contemporains qui ont en quelque sorte préparé leur place et leur gisement. Ici vient se placer une série d'observations des plus intéressantes, dues aux recherches de M. Victor Simon. +

Les couches du système anthraxifère et du système houiller sont concordantes et généralement inclinées de 50 à 70 degrés. Si donc on projette sur un plan les affleurements de direction de ces couches, on obtient une série de lignes parallèles qui, de Huy jusqu'à Choekier, suivent précisément la direction de la Meuse.

Parmi ces lignes , celle qui indique le contact des calcaires supérieurs et du système houiller se maintient sur la rive gauche, à une distance de 3 à 600 mètres du fleuve ; elle est d'autant plus facile à saisir, qu'elle se trouve signalée, ainsi que nous l avons dit, par les nombreuses haldes des anciennes exploitations d'alun. Or, si l'on vient à la tracer rigoureusement, on remarque que cette ligne, régulière dans son allure générale, subit en quelques points des inflexions brusques dont la convexité est tournée vers la Meuse, c'est-à-dire vers les couches du terrain anthraxifère : ces dépressions indiquent précisément les emplacements occupés par les gîtes.

Ainsi considéré, le phénomène de la formation des gîtes calaminaires s'agrandit et prend tout l'intérêt d'une loi géologique. L'action qui a soulevé et renversé tout ce système de couches a également déterminé des points d'affaissement où le système calcareux a fléchi et laissé des vides intérieurs, le système houiller n'ayant suivi que d une manière incomplète les mêmes inflexions. Ces vidée ont dû être immédiatement rem-

plis par les influences que nous avons précédemment signalées, et les émanations métallifères sont la suite naturelle des phénomènes qui ont délerminé cette grande révolution dynamique.

L'observation de M. Simon est la preuve la plus concluante qu'on puisse désirer de l'origine souterraine des gîtes calaminaires , et par conséquent de leur continuité en profondeur. Sous le rapport géologique, elle classe de la manière la plus heureuse, dans la théorie générale des gîtes métallifères, ces amas irréguliers dont les caractères spéciaux avaient pu paraître des anomalies.

Ajoutons une autre observation de M. Lesoinne, et l'on verra comment, dans une exploitation, tous les faits sont solidaires de la théorie. - Il est à remarquer, dit-il, qu'on a rencontré des eaux aussitôt qu'on a atteint les gîtes : cette présence constante des eaux dans les dépôts métallifères de ce genre est générale pour toute la province et très-digne d'attention. A Corphalie, par exemple, si l'on aperçoit dans les travaux quelque suintement venant du calcaire, on le suit par une galerie ; si le suintement se bifurque, on établit deux galeries, et presque toujours on est conduit ainsi à des cavités remplies de calamine. -

Cette remarque sur le régime des eaux souterraines n'est elle pas la conséquence naturelle de celle de M. Simon, puisque les eaux suivent toujours les fractures principales du sol dans lequel elles circulent.

Les caractères observés dans les gîtes des environs d'Engis se retrouvent dans tous ceux de la vallée de la Meuse. Ainsi les gîtes de Corphalie, plus connus sous le nom des mines de Huy, sont dans des conditions géologiques tout à fait analogues à celles des gîtes précédemment décrits ; l'exploitation a porté sur un amas principal, défini comme une masse cunéiforme dont la section horizontale était lenticulaire, et dont les plus grandes dimensions étaient vers la surface. Une pareille forme pourrait certainement éveiller l'idée d'un remplissage par le haut, si les minerais n'avaient été précisément remarquables

DANS LES GITES IRRÉGULIERS

par la proportion de blende et de galène qu'ils renfermaient , et si les altérations des roches en contact n'eussent été tellement prononcées qu'elles suffiraient seules pour accuser l'action souterraine. Aussi , malgré les circonstances qui avaient fait considérer le gîte comme épuisé lorsqu'on fut arrivé à la partie inférieure de l'amas, les recherches pour en trouver les prolongements ont réussi à soutenir l'exploitation.

Indépendamment des gîtes que nous venons de signaler sur la rive gauche de la Meuse , il s'en trouve encore quelques-uns entre Engis et Moresnet, qui sont plus connus par la tradition et les travaux des anciens que par les exploitations modernes. Tels sont les gîtes de Verviers et de Prayon , qui paraissent dans des conditions de forme et de gisement analogues à celles que nous venons de signaler. Le gîte de Verviers est le seul qui ait été l'objet de travaux développés, et les faits qui ont été mis en évidence par ces travaux ajoutent encore quelques traits nouveaux à ceux que nous venons de signaler.

La forme du gîte de Verviers peut être considérée comme celle d'un canal à section grossièrement circulaire ou elliptique, dont les dimensions se développent à mesure que les travaux des niveaux actuels descendent en profondeur. La planche XXVIII, qui en représente la coupe verticale, montre à la fois cette disposition et la manière dont ces travaux ont été conduits.

Une galerie d'écoulement, prise vers le fond de la vallée, au niveau des rues de Verviers , a dégagé environ 35 mètres de hauteur du gîte, que l'on a trouvé sillonné par les travaux des anciens qui avaient enlevé la galène dont la calamine est pénétrée : vers la partie supérieure, cette calamine semble s'épancher à la surface et forme une nappe horizontale, de sorte que l'affleurement occupe un espace qui semble d'autant plus grand qu'un resserrement prononcé succède à cetépanchement.

Un premier fait résulte de la structure de ce gîte : c'est que la portion qui se trouve ainsi dénudée à la surface devait être la base d'un renflement considérable ; que ce renflement communiquait par une partie étranglée à la partie souterraine

du gîte, qui, à la profondeur actuellement connue au-dessous de la galerie d'écoulement, a toujours continué à suivre une allure croissante. Le centre est occupé par un noyau dolomitique qui se dilate aussi en profondeur et donne à la section horizontale du minerai l'apparence d'une zone annulaire.

La dolomie qui forme ce noyau central est jaune, très-fendillée, quelquefois grenue ; elle contient plusieurs centièmes de zinc, et souvent est pénétrée de veines et de petits filons réticules de calamine ou d'oxyde de fer, de manière à présenter l'apparence d'un stockwerk.

La présence de ces blocs dolomitiques dans les gîtes cal ami naires soulève naturellement beaucoup de réflexions sur les détails du remplissage. Lorsqu'ils sont de petite dimension, on est conduit à les considérer comme simplement détachés du toit; mais ici, de même qu'à Moresnet, c'est une irrégularité de l'hiatus que le sol a dû présenter et qui a été remplie par les émanations métallifères. Le contact du minerai avec le calcaire est d'ailleurs très-inégal ; outre une multitude d'anfractuosités de détail, il présente de nombreuses ramifications, formant des filons déserteurs qui ne tardent pas à s'amoindrir en s'éloignant de la masse ; on les abandonne généralement après quelques mètres de poursuite.

La composition du gîte de Verviers paraît devoir subir en profondeur des transformations considérables. Toute la partie supérieure est remplie de calamine ferrugineuse plus ou moins imprégnée de galène ; cette galène avait déjà une assez grande importance, puisque les travaux des anciens ont été conduits jusqu'à 50 mètres de la surface, quoique le gîte fût très-aquifère ; mais à mesure que l'on est descendu dans la profondeur, la proportion de la galène a augmenté, tandis que celle de la calamine diminuait.

Cette galène est d'ailleurs assez remarquable par diverses structures. Tantôt elle est en gros noyaux sphéroïdaux, radiés du centre à la circonférence et noyés dans une argile ferrugineuse et calaminaire ; d'autres fois elle est disséminée en ro-

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gnons, dont la surface présente une multitude d'octaèdres; enfin on la trouve constituant un sable grossier, dont les grains octaédriques ou arrondis sont empâtas dans l'argile ordinaire du gîte. Dans les travaux du fond, elle est mélangée d'une proportion notable de blende, et l'hydroxyde de fer qui accompagnait la calamine dans les parties supérieures se transforme aussi, en pyrite blanche concrétionnée.

Ainsi le zinc carbonaté et l'hydroxyde de fer se trouvent à un certain niveau presque complètement remplacés par des minerais sulfurés. L'exploration à une plus grande profondeur prend donc ici un grand intérêt, non-seulement sous le rapport des conditions de l'exploitation, mais aussi sous le rapport de l'instruction pratique qui peut en résulter pour beaucoup d'autres mines du pays. Il est probable qu'en descendant en profondeur, la proportion des sulfures augmentera toujours dans ces gîtes, et il doit résulter de cette transformation que certaines mines, notamment parmi celles qui fournissent les minerais de fer, deviendront inexploitables.

La plupart des minerais de fer exploités le long de la Meuse et qui alimentent les hauts-fourneaux des environs de Liège, appartiennent en effet, soit à des amas irréguliers, soit à des filons dont l'origine paraît se confondre avec celle des gîtes calaminaire8, et l'on peut dire que c'est seulement par exception que les minerais de zinc ou de plomb sont devenus dominants. La nature généralement calaminaire de ces minerais de fer se manifeste, dit M. Davreux, par la condensation des cadmies d'oxyde de zinc vers les gueulards des hauts-fourneaux, et l'on trouve aujourd'hui sur un grand nombre de points où il existait des fourneaux, des accumulations de ces cadmies sous forme de plaques compactes nu cellulaires. Ces cadmies attestent la nature calaminaire des minerais de fer exploités. Quelques-uns de ces minerais, comme ceux qu'on extrait aux environs d'Angleur, donnent à l'analyse jusqu'à 5 et 10 pour 100 de zinc et établissent la liaison minéralogique des minerais de fer avec les calamines.

Tous ces gîtes affectent des formes analogues à celles qui sont définies par les planches XXVII et XXVIII , l'une présentant l'exemple d'une allure dont la puissance se développe en profondeur , tandis que dans l'autre il y a une diminution rapide de la section.

Si nous jetons un coup d'œil sur l'ensemble du phénomène qui a donné naissance à la formation de ces minerais, nous reconnaîtrons qu'une action postérieure aux dépôts houillers a soulevé ces dépôts ainsi que tous ceux des formations anthraxifère et ardoisière du pays , en donnant aux couches les plus fortes inclinaisons et les comprimant de manière à les renverser et à les ployer suivant les dessins si connus que nous fournissent les coupes des houillères ; que cette action de soulèvement et de compression a déterminé les rides est-ouest dont la vallée de la Meuse est une des expressions les plus marquées , et que si les roches soulevantes , qui accompagnent ordinairement les perturbations de cette nature , n'ont pu se faire jour jusqu'à la surface du sol , la force expansive s'est cependant manifestée , après les phénomènes dynamiques , par des actions métamorphiques et des intrusions métallifères.

Ces actions se sont principalement exercées suivant les clivages les plus naturels des couches soulevées, et leur siège fut surtout le plan de séparation des formations anthraxifère et houillère. Ainsi les schistes qui forment la base du système houiller ont été transformés en ampélites alumineux , c'est-àdire désagrégés, pénétrés de pyrites et de sulfate d'alumine. Outre cette altération des schistes, produite sur une grande échelle, il en est une, plus locale, qui ne se rencontre qu'au contact presque immédiat des gîtes ferriferes et calaminaires, c'est leur transformation en une espèce de schiste siliceux ou grès, dont la couleur intérieure reste noire, tandis que les surfaces des fendillements dont la roche est sillonnée en tous sens sont jaunâtres et ferrugineux. Ce grès fut d'abord considéré comme formant une couche particulière qui se trouvait à la base île la formation , mais les observations de M. Simon

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conduisent à conclure qu'il n'existe réellement que là où il y a des minerais, à tel point qu'il fait en quelque sorte partie des gîtes eux-mêmes.

L'altération métamorphique des massifs calcaires enclavés dans les calamines, massifs qui sont complètement transformés en dolomies ferrifères et zinciferes, tandis qu'au simple contact cette transformation est moins prononcée et qu'elle diminue en raison directe de l'éloignement des minerais, est un fait remarquable dans tous ces gîtes. C'est une observation de plus à ajouter à la théorie de la dolomisation de M. de Buch, théorie tant de fois attaquée et que les faits viennent sans cesse confirmer Un second effet de l'action soulevante et métamorphique fut l'établissement, suivant le plan de contact des schistes avec les calcaires, d'évents métallifères de formes irrégulières, tantôt consistant en soupiraux longs et sinueux, tantôt en véritables fractures à filons. Ces évents furent remplis par des hydroxydes de fer, des carbonates et silicates de zinc, des blendes compactes et des galènes, minerais auxquels se mélangèrent des sables et des argiles dont les éléments sont quelquefois empruntés aux roches voisines, et d'autres fois semblent d'une provenance éloignée et épurés par une longue act'on sédimentaire. La ligne principale, suivie par ces intrusions métallifères s'étend d'une manière continue de Huy à Ampsin, Amay, Flône, Engis et Chockier; elle reparaît d'une manière interrompue par les gîtes d'Angleur, Prayon, Verviers, Moresnet, Membach ; elle entre en Prusse par les gîtes d'Herrenberg, de Diepenlinchen, de Breniegerberg, etc., aux environs de Stolberg, et se perd près de Duren, sous les terrains d'alluvion du Rhin, pour reparaître de l'autre côté avec les calcaires carbonifères d'Elberfeld.

Parmi les gîtes qui de distance en distance jalonnent cette longue traînée métallifère , il en est deux principaux dont l'étude peut fournir des éléments à la solution du problème de la continuité en profondeur. Ce sont les gîtes de Moresnet et de Diepenlinchen, célèbres tous deux, l'un parla grande masse de calamine qu^l fournit aux usines de la Vieille-Montagne,

l'autre par une production non moins considérable en minerais de plomb.

Le gîte de Moresnet est celui qui peut fournir les arguments les plus spécieux contre la continuité des minerais. On y trouve en effet l'exagération d'une circonstance que nous avons déjà signalée dans les gîtes de la Meuse : une dilatation excessive vers la surface et une grande accumulation des plus beaux minerais sur une étendue de plus de dix hectares, surface qui diminue en profondeur par des étreintes rapides, de manière à faire douter de la continuité des minerais.

Ce gîte , enclavé dans les calcaires , présente vers le centre un noyau dolomitique de plus de 100 mètres de diamètre, qui sépare les minerais en deux groupes et se dilate en profondeur de manière à réduire progressivement leur section ; de telle sorte que la calamine, circonscrite de tous côtés par les inclinaisons rapides des calcaires et encaissée par des argiles ferrugineuses , semble avoir été déposée dans un bassin complètement fermé en profondeur. Telle fut l'hypothèse admise sur le gîte de Moresnet, jusqu'à ce que l'étude de tous les gîtes de même nature eût démontré que ces minerais si puissants à la surface devaient se continuer par des veines plus ou moins rétrécies. Ces veines représentent les cheminées adductrices qui ont accumulé les minerais dans un évasement superficiel , où les émanations de l'intérieur se sont mélangées à des produits sédimentaires Les travaux exécutés semblent en effet indiquer une véritable prolongation des minerais au delà des limites prévues, mais toujours est il que l'exploitation souterraine se trouvera, en s'enfonçant, dans des conditions à la fois bien plus difficiles et moins fructueuses que l'exploitation à ciel ouvert des minerais superficiels.

Si l'on compare l'allure du gîte de Moresnet à celle du gîte de Verviers, on trouvera entre eux des analogies et des différences considérables.

Le gîte de Verviers formait, à la surface, une sorte de bassin de plus d'un hectare d'étendue; à 26 mètres de profondeur

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sa section était réduite à 150 mètres carrés , et ce n'est qu'en profondeur qu'il reprend une section plus considérable (planche XXVIII j; il peut arriver que plus bas il soit de nouveau réduit à de plus faibles dimensions. Il existe, au centre de ce gîte, un noyau dolomitique qui, à Verviers comme à Moresnet, donne aux minerais exploitables la forme d'une zone annulaire, mais ici l'intervention de ce noyau n'empêche pas le développement des minerais. L'allure du gîte de Verviers, qui peut être citée comme exemple de continuité, est par conséquent un argument en faveur de la poursuite en profondeur des travaux de Moresnet.

Ces espèces de cratères superficiels, dans lesquels les produits métallifères des émanations souterraines se sont mélangés à ceux des actions sédimentaires de la surface , ne sont pas d'ailleurs des faits exceptionnels. 11 est probable qu'on en pourrait multiplier les exemples si l'on avait des renseignements exacts sur beaucoup de gîtes qu'on signale comme superficiels et terminés en coins dans la profondeur. Ainsi, quelques gîtes de l'Amérique paraissent s'être présentés dans des conditions tout à fait analogues à celles que nous venons d'indiquer. Les parties supérieures étaient puissantes, évasées en forme de bassin superficiel ; on y trouvait du cuivre natif et oxydulé, des hydrosilicates et des carbonates, tandis qu'en profondeur la pyrite cuivreuse, devenue à peu près le seul minerai, remplissait des canaux étranglés et sinueux.

Si ces faits n'aHèrent pas le principe de la continuité en profondeur, il n'en est pas moins vrai que les formes irrégulières, rétrécies et difficiles à suivre, peuvent, dans les gîtes irréguliers , transformer les conditions de l'exploitation et les rendre désavantageuses. Il est également vrai que, dans certains cas, des gîtes semblables, déclarés finis en profondeur, ont été repris avec succès : tels sont, dans la contrée qui nous occupe, les gîtes de Corphalie près de Huy, et ceux de Diepenlinchen près de Stolberg , composés d'amas lenticulaires de plomb carbonaté, calamine et galène.

Le gîte de Diepenlinchen est situé dans la vallée de Mausbach, près de Stolberg. Cette vallée, dont le fond suit des alternances redressées et déprimées de grauwackes, est encaissée par les relèvements parallèles du calcaire carbonifère, sappuyant au nord sur des schistes anthraxiferes qui forment les coteaux de Diepenlinchen, et, vers le sud, sur des grauwackes inférieures dont les couches, fortement redressées, forment les coteaux de Brenieg.

Les plateaux et les versants de Diepenlinchen et de Brenieg sont couverts de déblais et présentent une multitude de dépressions qui résultent évidemment d'anciennes exploitations. Dans les haldes principales, on trouve des débris d'oxydes de fer, de calamine, de galène et de plomb carbonaté, et sur ces indices des travaux considérables furent entrepris pour retrouver en profondeur les gîtes autrefois exploités. Les affleurements avaient été tellement perforés, qu'on n'avait que des idées très-vagues sur la composition de ces gîtes et sur leur forme ; les travaux eurent cependant un succès complet, et à Diepenlinchen ils ont parcouru, sur une distance de plus de 2000 mètres, un filon situé au contact des calcaires et des schistes.

Au contact du filon, le calcaire est généralement très-dolomitique, de telle sorte que le terrain présente trois zones distinctes et rapprochées, les schistes, les dolomies et les calcaires. Le filon, placé entre les schistes et les dolomies, a une puissance ordinairement comprise entre 1 et 5 mètres , mais souvent il pénètre dans des cavités dolomitiques de manière à occuper une largeur beaucoup plus considérable , et présente alors des caractères analogues à ceux que nous avons cités pour les gîtes calaminaires. Des sables et des argiles, évidemment venus des parties supérieures, se mélangent aux minerais, et forment des magmas dont l'origine semble tout à fait différente de celle des autres gîtes métallifères.

Les minerais de Diepenlinchen présentent des différences notables avec ceux des filons proprement dits. La gangue est principalement formée d'argile ferrugineuse, dans

DANS LES GITES IRRÉGULIERS

laquelle les minerais sont dispersés en blocs, veines et rognons de toutes dimensions. Les minerais principaux sont le plomb carbonaté, compacte et terreux, et la calamine compacte ou cariée ; la galène ne se rencontre qu'accidentellement dans le filon, mais elle exclut presque complètement le carbonate dans les gîtes latéraux qui pénètrent la dolomie. Tout ce remplissage est peu cristallin, peu rubanné, et par conséquent diffère sensiblement du remplissage des filons réguliers.

Ce filon devait être une espèce de solfatare métallifère établie dans un clivage naturel du sol, et par conséquent dans une véritable cassure concordante avec la stratification. Les actions qui ont rempli les vides souvent considérables que présentait la cassure, durent se prolonger pendant une période fort longue, ce dont on trouve la preuve dans la nature même des minerais.

En effet, l'ensemble des minerais de plomb de Diepenlinchen est argentifère , mais la proportion de l'argent y est extrêmement variable. Dans un même amas métallifère, le plomb carbonaté sera complètement privé d'argent, et contiendra des rognons de galène dans lesquels la proportion d'argent s'élèvera à deux, trois et jusqu'à cinq millièmes. Pour qu'un pareil départ de l'argent ait pu s'effectuer entre le carbonate et le sulfttre de plomb, il faut nécessairement admettre que les affinités en vertu desquelles il s'est produit, ont duré un temps considérable. La disposition de ces minerais en rognons isolés dans les argiles ferrugineuses et jusque dans la dolomie, indique d'ailleurs une action très -lente pendant laquelle tous les phénomènes de liquation et d'agglomération ont pu se produire.

Les détails du gisement des minerais à Diepenlinchen se retrouvent dans un grand nombre d'autres gîtes de la contrée. Les calamines et galènes d'Herrenberg, les plombs carbonatés et sulfures mélangés de calamine de Busbach , les galènes et calamines de Brenieg, reproduisent une partie des caractères déjà signalés.

Si donc on joint aux faits qui résultent de l'étude de ces gîtes, ceux que nous avons précédemment cités, il y a peu de motifs pour repousser le principe de la continuité des minerais en profondeur, même dans les gîtes irréguliers. Sans doute, les variations si prononcées dans la puissance et les formes de ces gîtes donnent lieu à des problèmes difficiles à résoudre et à de grandes variations dans les produits , mais ces problèmes et ces variations sont des caractères spéciaux à la classe des gîtes irréguliers, dont il faut subir les conséquences, et qui ne permettent pas de contester les principes établis par l'étude des filons.

Il nous reste à examiner avec détail un ordre- de faits que nous avons seulement indiqué, et qui exerce sur la production des mines une influence au moins aussi grande que ceux qui sont relatifs à la forme des gîtes. Ce sont les transformations que subissent fréquemment les minerais, depuis leurs affleurements jusqu'aux plus bas niveaux atteints aujourd'hui par les exploitations.

Variations que subit la composition des minerais en profondeur.

Les faits précédemment indiqués tendent à démontrer que, dans la plupart des cas où des mines ont été déclarées épuisées en profondeur, ce prétendu épuisement était dû soit à une mauvaise interprétation d'accidents passagers ou à des recherches insuffisantes, soit aux difficultés croissantes que présentent les travaux souterrains à mesure qu'ils s'approfondissent; nous pouvons ajouter, qu'on peut l'attribuer encore aux changements fréquents qui surviennent dans la nature minéral ogique des minerais.

Beaucoup de gîtes métallifères, réguliers ou irréguliers, présentent, en effet, dans leurs parties supérieures, une composition qui se modifie en profondeur; ces variations, qui portent à la fois sur les gangues et les minerais , ont été attribuées , soit à des altérations spontanées, soit à des transports moléculaires postérieurs à leur formation.

Ainsi, dans tous les pays de mines, on connaît le fait si fréquent de l'altération des affleurements, auxquels les Allemands ont donné le nom de chapeaux de fer, et que, dans le Cornwall , on désigne sous la dénomination de gossan. Le trait le plus saillant de cette altération est la coloration de la masse par les couleurs ocreuses dues à la décomposition des pyrites, et un ramollissement général du gîte, dont les gangues argileuses sont pourries , suivant l'expression des mineurs , et dont les gangues quartzeuses sont cariées et caverneuses.

Ces modifications n'atteignent pas seulement les affleurements, elles s'étendent à des profondeurs variables, qui souvent dépassent 50 mètres, et vont même, dans certains cas, au delà de 100 mètres. Dans ces régions supérieures, les minerais caractéristiques des gîtes se présentent souvent dans des conditions toutes particulières. Certains filons plombifères, par exemple, dont la galène est le minerai normal en profondeur, contiennent principalement, dans toute la région supérieure, le carbonate et le phosphate de plomb, et quelquefois le sulfate, l'arséniate et le chlorure. L'argent, si intimement mélangé à la galène , s'isole au milieu des minerais oxydés ou carbonatés à l'état d'argent natif en filaments , rameaux et dendrites ; dans beaucoup de cas, il est à l'état de chlorure et de bromure. Le zinc, qui se trouve à l'état de carbonate ou de silicate dans les gîtes calaminaires superficiels, a une tendance à se présenter à l'état de blende en profondeur.

Les gîtes cuprifères sont ceux qui offrent les différences les plus complexes et les plus saillantes. Ainsi, tandis que les minerais sulfurés, panachés ou pyriteux, constituent en profondeur le minerai normal , la région supérieure contient du cuivre natif, des oxydes terreux ou cristallins, des hydrosilicates, des hydrocarbonates, des phosphates, des arséniates, des chlorures ; minéraux remarquables par leurs belles couleurs, et qui donnent alors aux gîtes une physionomie toute particulière. Le passage de ces minerais des régions supérieures, aux sulfures qui les excluent en profondeur, ne se fait pas d'une manière

oi6 DE LA CONTINUITÉ DES MINERAIS EN PROFONDEUR.

brusque. Il y a toujours une zone de caractères mixtes, et dans laquelle les minerais sont mélangés.

Un autre caractère concorde avec la transformation de la composition en profondeur, c'est la modification de la structure. Dans les filons, par exemple, on sait que la structure rubannée, c'est-à-dire en zones parallèles au toit et au mur, est un fait général ; or ce rubannement n'existe plus dans les parties altérées des régions supérieures, qui ont une structure toujours massive et fragmentaire sans régularité. Dans les gîtes irréguliers et dans les filons qui ne sont pas sujets au rubannement, bien que la transformation de la structure en profondeur soit difficile à saisir, on la remarque cependant parce que les éléments sulfurés et cristallins de la profondeur sont presque toujours coordonné? à un système dominant de structure. Ces sulfures métallifères se trouvent soit en zones épaisses, soit en veinules, soit en druses, soit en rognons, soit en masses lenticulaires et arrondies; tandis que les parties modifiées ne présentent que des masses confuses et des imbibitions irrégulières.

Tels sont les caractères généraux de variations dont on trouve des exemples dans tous les districts métallifères. Le Cornwall, les Vosges, la Belgique, les provinces Rhénanes, la Saxe, l'Oural, etc., contiennent des types nombreux de ces gîtes modifiés. Les pacos et les colorados argentifères de l'Amérique du Sud sont également les gossans métallifères de gîtes sulfurés en profondeur .

Ayant eu occasion d'étudier un assez grand nombre de ces gîtes variables, nous sommes arrivés à douter que les différences de composition des parties supérieures fussent réellement dues à des altérations postérieures à la formation de ces gîtes, et nous pensons que, dans un grand nombre de cas, ces différences résultent de faits contemporains de la génération des gUes.

Si les décompositions provoquées par les agents atmosphériques, par les eaux souterraines qui circulent la plupart du temps dans les filons, ou encore par la grande conductibilité

électrique des filons, étaient l'origine de l'état d'altération que nous avons signalé, cet état serait aussi général que les causes qui l'auraient déterminé. Or, il n'en est rien, et nous pouvons citer des districts entiers où ces décompositions n'ont pas atteint les sulfures métalliques. Dans les districts où les régions supérieures de certains gîtes paraissent ainsi trèsmodifiees , un grand nombre d'autres ne le sont pas et présentent immédiatement les sulfures métalliques. Nous trouvons même cette divergence de caractères dans des filons qui sont parallèles , juxtaposés et soumis à des conditions physiques absolument identiques.

L'Atlas, en Algérie, contient un grand nombre de filons dont les minerais sont le cuivre pyriteux ou le cuivre gris arsénifère et antimonifere. A Mouzaïa, où les affleurements de ces filons formaient des murailles très -saillantes, c'est à peine si les décompositions spontanées avaient pu atteindre les parties déchaussées; les premiers coups de marteau suffisaient pour y découvrir des parties saines et métalliques. Dans la vallée de l'Oued Boukandak, près Tenès, ainsi que dans celle de l'Oued Tafilès , les filons contenant la pyrite cuivreuse la présentent immédiatement, sans aucune décomposition, avec un éclat que le passage des eaux suffit pour aviver dans le fond des vallées. Le même fait s'est présenté dans les filons de la Chiffa et de l'Oued- el-Kebir. de telle sorte que l'on est encore à trouver dans ce vaste pays un seul filon qui ait subi les altérations profondes, dont certains filons cuivreux de l'Allemagne nous présentent l'exemple.

Parmi les filons plombiferes altérés dont la région supérieure est principalement caractérisée par des phosphates et des arséniates de plomb, tandis que la galène domine en profondeur, nous citerons un des filons du faisceau de Silbach, près d'Holzappel, dans le Nassau. Ce filon contient encore une proportion notable de phosphate à 50 mètres du jour, et dans sa partie supérieure le phosphate de plomb était le minerai principal , tandis que tous les autres filons du même faisceau étaient

exclusivement caractérisés par la galène. Comment une altération si profonde n'eût-elle attaqué qu'un seul filon, sur quatre dont les conditions physiques , l'exposition aux agents atmosphériques , et les conditions de gisement sont absolument identiques? Si l'on vient à comparer les gangues du filon altéré avec celles des filons qui ne le sont pas, on trouve que le quartz, compacte dans ces derniers, est carié et caverneux dans l'autre ; que les roches des épontes qui, dans les filons sains, n'ont rien de particulier, sont pénétrés de phosphate vert et jaune, cristallin ou terreux.

En voyant les gangues quartzeuses, dures, compactes, bien séparées du minerai qui caractérisent l'ensemble des filons , devenues dans un seul , cariées , poreuses et pénétrées par d'autres principes métallifères, on ne peut s'empêcher de conclure que des actions atmosphériques assez énergiques pour produire de pareilles altérations eussent attaqué tous les filons appartenant au même faisceau. Il est plus rationnel de supposer que ces différences de composition sont dues à des actions contemporaines, qui seules ont pu agir avec autant de force , et par exception sur un seul filon.

Ces anomalies, dont nous pourrions multiplier les citations, doivent nécessairement jeter quelques incertitudes sur l'hypothèse des altérations postérieures. Pour fixer l'esprit , pénétrons maintenant dans l'intérieur de quelques filons qui peuvent être cités comme des types d'altération profonde des parties supérieures, et étudions les détails de cette altération.

Le filon de Kautenbach ,.sur la rive droite de la Moselle (province du Hunsdrilck), est comme ceux de Bemcastel, dont il est voisin, un filon plombifère à gangue de quartz. Toute la partie supérieure de ce filon, jusqu'à une profondeur qui est en certains points à plus de 60 mètres du jour, abonde en phosphate de plomb jaunâtre, qui a longtemps été le minerai normal , aussi bien que la galène. La puissance du phosphate compacte ou cristallin a dépassé sur plusieurs points 0m,60, et, bien qu'il soit impossible de faire aucune évaluation de la quan-

tité de phosphate fournie par ce filon depuis les premiers temps de son exploitation, toujours peut-on dire que pendant bien des années cette production s'est comptée par centaines de tonnes.

En 1846, on extrayait encore des quantités très-notables de ces phosphates, quoique les chantiers fussent à 60 mètres du jour, et nous avons pu faire sur les minerais les observations suivantes . le phosphate était compacte, brun ou blanc jaunâtre, et sillonné de géodes cristallines comme l'eût été un minerai sulfuré ; en plusieurs points , il était intimement mélangé de galène , et souvent les cristaux de phosphate de 0m,005 à 0m,020 de diamètre, parfaitement nets, étaient empâtés dans de la galène ; on trouvait encore dans les géodes la galène recouvrant les groupements cristallisés de phosphate, et même des cristaux hexaèdres de galène, épigénies du phosphate.

Cette pénétration intime des deux combinaisons ne permet guère de supposer que les phosphates de plomb soient postérieurs à la galène et résultent de sa décomposition. D'où serait venue cette énorme quantité d'acide phosphorique, qui ne se trouve ni dans les autres minéraux du filon, ni dans les roches encaissantes? N'est-il pas plus logique d'admettre que les phosphates ont été formés en même temps et par les mêmes voies que la galène, et qu'ils se sont principalement condensés près du jour, peut-être parce qu'ils étaient plus volatils que la galène qui occupa la profondeur ?

Parmi les filons cuprifères, celui de Rheinbreitbach peut être cité comme exemple de grandes variations de composition en profondeur. Ce beau filon, composé de quartz compacte, présente, au niveau de 120 mètres, pour minerai normal, un mélange intime de cuivre sulfuré , panaché, et de cuivre pyriteux , tandis que , dans toute la partie supérieure , le cuivre phosphaté était le minerai dominant.

Les phosphates des régions supérieures étaient mélangés de quelques combinaisons accidentelles , telles que des arséniates de cuivre, de la malachite, du cuivre natif et oxydulé. En s'approfondissant , les minerais sulfurés se mélangèrent à tous ces

minerais et finirent par les exclure. On a pu faire intervenir l'hypothèse d'une décomposition spontanée des sulfures de la région supérieure dans les gîtes cuprifères de la Sibérie , où la malachite leur est substituée ; dans les gîtes de Santiago de Cuba, où c'est le cuivre natif et oxydulé ; mais ici comment expliquer l'intrusion d'une immense quantité d'acide phosphorique dans un filon d'une composition si simple ?

Le quartz , qui sert de gangue aux minerais phosphatés aussi bien qu'aux minerais sulfurés , présente lui-même quelques variations qui peuvent éclaircir ces questions théoriques. Dans i toute la région des phosphates et des oxydes . ce quartz contient des druses et des géodes calcédonieuses , et c'est dans ces géodes que se trouvent des cristaux ramuleux de cuivre natif, et ces beaux oxydes rouges, capillaires, si recherchés des minéralogistes. En profondeur, dès que les minéraux sulfurés ont exclu les phosphates, le caractère calcédonieux est éliminé; il n'y a plus ni druses, ni géodes, et le remplissage est uniquement composé de quartz compacte. Ainsi donc à la difficulté d'expliquer la nature des transformations du minerai par des altérations spontanées se joint l'impossibilité d'attribuerà cette même origine l'état en partie calcédonieux du quartz et la création de druses et de géodes dans une matière absolument compacte.

L'intervention de l'eau , dans les phénomènes du remplissage de la partie supérieure du filon , est indiquée à la fois par la nature calcédonieuse et stalactiforme de la gangue , et par la composition hydratée des phosphates. Que l'on suppose cette intervention favorisée par le voisinage de la surface , supprimée au contraire en profondeur par l'effet de la température et de la pression, et I on aura fait un grand pas vers une théorie probable. C'est donc avec raison que les filons ont été assimilés à des solfatares métallifères par lesquelles l'intérieur du globe était mis en communication avec la surface, et c'est seulement par cette hypothèse que l'on peut concevoir comment l'intervention des phénomènes de la surface a souvent pu modifier le remplissage produit par les émanations souterraines.

Après avoir étudié ces modifications des filons plombifôres et cuprifères , nous hésiterions encore à généraliser nos conclusions , si les gîtes calaminaires de la Belgique et de la Prusse rhénane ne nous apportaient des faits saisissants , développés sur une échelle des plus vastes , et exprimant avec encore plus de précision les différences qui ont pu exister entre les phénomènes de remplissage vers la surface ou dans les profondeurs.

Nous avons considéré les gîtes calaminaires comme des amas en chapelets , réunis entre eux par des canaux sinueux et de section très-réduite : la section horizontale de ces amas est quelquefois très -considérable , tandis que celle des canaux qui les réunissent se réduit souvent aux dimensions les plus restreintes. Ces cheminées irrégulières, en communication avec les émanations souterraines, paraissent, en certains cas, avoir débouché au jour dans des espèces de vallons ou bassins remplis d'eau, dans lesquels agissaient en même temps des phénomènes sédimentaires.

Les grands bassins superficiels que présentent quelquefois les gîtes calaminaires contiennent des matières évidemment stratifiées par les eaux : telles sont les argiles bolaires bariolées de Moresnet , et les sables du Dos accompagnés de poudingues à cailloux roulés de quartz blanc cimentés par la calamine. Dans le gîte de la Mallieue , et dans celui de la Nouvelle-Montagne, près Verviers, ces produits sédimentaires, consistant en sables arénacés purs ou mélangés d'argile , se trouvent à d'assez grandes profondeurs, par exemple à 25 ou 50 mètres du jour, et occupent à ces niveaux des espaces assez considérables.

D'après cette composition de la région supérieure des gîtes, dont les minerais principalement oxydés , carbonatés et silicatés , sont mélangés avec des produits évidents de transports et de sédiments dus à l'action des eaux , la première idée des exploitants fut de conclure que ces gîtes étaient de simples remblais superficiels, qui n'avaient aucune continuité en profondeur. Ces idées théoriques furent assez générales jusqu'à ce

que le grand développement de la fabrication du zinc eût conduit à approfondir les travaux.

On vit alors que les oxydes de fer, les calamines et les plombs carbonates de la surface étaient remplacés en profondeur par une proportion croissante de pyrite, de blende et de galène. Dans quelques mines, la substitution est complète et l'on ne doute plus aujourd'hui que tous les gîtes oxydés et carbonatés à la surface ne se transforment dans la profondeur en minerais sulfurés. Or si les sulfures doivent être attribués à des phénomènes agissant de bas en haut , il est difficile de ne pas attribuer la même origine aux carbonates, oxydes et silicates ; seulement l'influence des phénomènes de la surface a été pour beaucoup dans la transformation des minerais.

Les gîtes calaminaires de la Silésie, étudiés par M. Delesse, lui ont suggéré des idées analogues : ils résultent de la sédimentation , stratifiant avec des argiles les produits d'émanations souterraines. Les bassins de la Silésie sont beaucoup plus vastes que ceux de la Belgique , et les conduits inférieurs n'ont probablement plus aucune importance de section , comparativement à celle des dépôts.

Les gîtes de Los-Santos, en Espagne, nous ont offert un exemple analogue. Un filon très-puissant, du moins dans la partie supérieure , présente une composition mixte où les phénomènes , non plus de sédimentation arénacée , mais de précipitation chimique d'un travertin calcaire, ont eu autant de part au remplissage que les émanations souterraines qui produisaient le fer spathique et les minerais de cuivre.

En étudiant les mines du Chili, M. Doraeykoest arrivé à conclure que les chlorures d'argent, abondants à la surface, étaient remplacés en profondeur par des minerais sulfurés, et que cette modification résultait, non pas d'actions postérieures, mais d'actions contemporaines à la formation des gîtes. La même explication s'applique aux minerais natifs oxydéset chlorurés des pacos et colorados argentifères du Mexique et du Pérou qui , dans la profondeur, se transforment en ney ros, c'est-à-dire en minerais sulfurés.

Concluons donc que les différences de composition signalées dans beaucoup de gîtes résultent de ce que les émanations métallifères se sont modifiées en approchant de la surface, sous l'influence des eaux; ou de ce que des minerais plus volatils que les sulfures se sont condensés vers les parties les plus voisines du jour. Ces différences doivent par conséquent être attribuées non pas à des altérations postérieures, mais bien aux phénomènes générateurs eux-mêmes.

Nous ne voulons pas étendre ces conclusions d'une manière absolue, en prétendant que tous les phénomènes attribués aux altérations spontanées l'ont été à tort. Parmi les exemples mêmes que nous avons pris pour types, le filon de Rheinbreitbach nous offre plusieurs circonstances d'altérations et de transports moléculaires ; nous y trouvons un filon croiseur rempli de débris stéatiteux et basaltiques, pénétré vers son contact avec le filon métallifère de cuivre natif qui tapisse les fissures du conglomérat, jusqu'à plusieurs mètres de distance. Ce fait, comme beaucoup d'autres modifications de détail que peuvent présenter les minerais, est bien le résultat d'une action postérieure. Mais les grandes variations dont nous avons signalé plusieurs exemples diffèrent complètement de ces phénomènes de détail , et sont hors de proportion avec les causes auxquelles on les attribuait.

Ces considérations peuvent contribuer à préciser encore la théorie générale des gîtes métallifères. Elles nous montrent en effet les résultats des émanations souterraines se modifiant de plus en plus à mesure qu'on s'éloigne du siège des actions génératrices, de manière à former, suivant les observations de M. Élie de Beaumont, des zones horizontales de nature différente.

La zone la plus rapprochée de la surface est souvent caractérisée par les métaux natifs ou oxydés, par les carbonates, silicates, chlorures, bromures, phosphates, arséniates, etc. ; par la nature compacte, cariée et concrétionnée des gangues. Poursuivis en profondeur, ces minerais et gangues sont bien-

tôt remplacés par les sulfures et par les gangues cristallines qui appartiennent particulièrement à la zone inférieure.

Cette seconde zone est caractérisée non-seulement par les sulfures, mais par l'état cristallin et géodique des minerais, et par le rubannement des gangues. Les pyrites, les falherz, la galène, la blende, l'argent rouge, etc., appartiennent à cette catégorie de minerais évidemment formés par sublimation.

Les faits nous manquent pour apprécier les épaisseurs comparatives de ces deux zones. La zone inférieure nous apparaît comme ayant, en quelque sorte, une épaisseur indéfinie et qui ne peut être sondée ; des travaux de 800 mètres de profondeur pratiqués dans certains filons n'ayant pu constater aucune variation qui annonçât une transformation dans les conditions générales de la composition des gîtes. Quant à la zone supérieure, 50 mètres seraient presque une moyenne, et 100 mètres un maximum ; son épaisseur est donc très -faible comparativement à celle de la zone inférieure , et elle n'a pour nous une grande importance que parce que c'est celle qui se présente la première à nos recherches et à nos travaux d'exploitation.

Si nous examinons maintenant les variations des minerais relativement à leur traitement métallurgique , nous trouverons que dans beaucoup de cas elles expliquent l'appauvrissement et l'abandon des travaux.

Ainsi, beaucoup des exploitations d'argent de l'Amérique du Sud ont été ouvertes dans les pacos et colorados , c'est-à-dire dans des terres ocreuses, tendres et faciles à extraire, qui contenaient l'argent à l'état natif ou à l'état de chlorure, et par conséquent dans les conditions les plus favorables à l'amalgamation. Ces mines s'approfondissent, les travaux deviennent plus coûteux et en même temps les minerais se transforment en sulfures, c'est-à-dire qu'ils deviennent durs à abattre et d'un traitement métallurgique très-difficile dans une contrée qui manque de combustibles. N'est-il pas évident que, dans ce cas, un grand nombre de gîtes seront déclarés épuisés? Mais, aux yeux du géologue, la continuité du minerai reste un fait

acquis, il n'y a que sa nature minéralogique qui s'est modifiée.

Prenons un cas non plus de simple modification minéralogique, mais de transformation plus ou moins complète par la substitution d'un métal à un autre, la conclusion sera la même.

Le filon de Bleiberg, entre Liège et Aix-la-Chapelle, présentait dans ses parties supérieures un des plus beaux remplissages de galène que l'on puisse citer ; la puissance du minerai pur et sans aucun mélange de gangue dépassait 0m,60 et quelquefois un mètre. Les eaux étaient très abondantes , et l'on n'hésita pas à faire la dépense de deux machines de six cents chevaux. Mais, au niveau de 100 mètres, la galène se trouva en grande partie remplacée par de la blende qui vaut cinq à six fois moins. On comprend qu'une pareille transformation dut réagir d'une manière bien fâcheuse sur l'entreprise, et l'on peut dire, jusqu'à un certain point avec exactitude, que le minerai s'était supprimé en profondeur , quoiqu'en réalité la richesse métallifère fût aussi grande.

Concluons de toutes ces considérations et de tous ces exemples que le principe de la continuité des minerais en profondeur se trouve suffisamment démontré, mais comme une généralité théorique qu'on ne peut appliquer dans toute sa rigueur.

La continuité ne peut être absolue ni régulière, pas plus dans la profondeur des gîtes que dans les parties plus rapprochées du jour. Toutes les variations des minerais, tous les accidents qui les interrompent dans les régions connues, peuvent se présenter en approfondissant les travaux ; mais c'est seulement en restant pénétré des conditions de l'origine de ces minerais et du principe de leur continuité en profondeur, que l'on pourra donner aux travaux souterrains cette direction logique et persévérante sans laquelle il ne peut exister d'exploitation durable.