TROISIÈME PARTIE

Les arséniates de cuivre et les espèces associées
du gîte de Cap Garonne

I - DONNÉES GÉNÉRALES ET ÉTUDES DE TERRAIN

1. LA MINE DE CAP GARONNE

1.1. Localisation

L'ancienne mine de cuivre et de plomb de Cap Garonne se situe à 12 km à l'Est de Toulon entre le Pradet et Carqueiranne dans le département du Var. Les travaux miniers ont suivi un niveau conglomératique subhorizontal d'âge triasique, principalement minéralisé au niveau de la colline dite de la Croix des signaux. L'altitude de cette dernière culmine à 140 m. La concession minière, déchue en 1983, est à cheval sur les communes du Pradet, de Carqueiranne et de la Garde. Elle couvre une superficie de 660 ha, dont les limites sont au Sud et à l'Ouest, la côte et au Nord et à l'Est deux droites reliant Château Richet à la plage de la Garonne et Château Richet à la Pointe Peno (cf. fig. 48).

Fig. 48 - Localisation de la mine de Cap Garonne et limites de concession

L'exploitation n'a porté que sur le niveau conglomératique de la Croix des signaux ; le même niveau affleurant à la Gavaresse (quelques centaines de mètres au Nord) n'a fait l'objet que de travaux de recherches.

De par l'existence d'une faille normale E-W décalant avec un rejet maximal de 17 m le niveau minéralisé de la Croix des signaux, l'exploitation a été conduite sur deux niveaux ne communiquant entre eux que par des bures. Ces deux niveaux (ou blocs) sont désignés communément par Mine Sud et Mine Nord, relativement à leur position par rapport à la grande faille E-W. Leur projection en plan affecte une forme ovoïde de 200 x 180 m mesurée selon les axes principaux.

1.2. Cadre géologique

Les formations permotriasiques de la Colle Noire qui comprennent les mines de Cap Garonne constituent la terminaison occidentale de la dépression permienne bordant le massif métamorphique des Maures. Ces formations sédimentaires sont affectées par un léger bombement anticlinal et limitées au Nord par les phyllades antécarbonifères du Cap Sicié. Cette unité est chevauchante vers le Sud et, à son contact, les formations permo-triasiques sont pincées en synclinal. Les termes permiens sont prédominants à l'affleurement, seuls quelques panneaux de Trias ont été conservés, en particulier dans le synclinal pincé en limite des phyllades et au niveau des mines de Cap Garonne. Dans cette zone, seul le Trias inférieur a été préservé. Son extension est limitée à l'Ouest et à l'Est par deux failles normales de direction N-S (cf. fig. 49).

Fig. 49 - Carte géologique simplifiée de la région de Cap Garonne (d'après MARI et ROSTAN, 1987).

La succession stratigraphique des formations permo-triasiques (MARI et ROSTAN, 1986) commence, en discordance sur le Carbonifère, par un dépôt de grès fins beiges d'environ 30 à 40 m d'épaisseur qui contient quelques niveaux de pélites, tufogrès ou encore tufs dacitiques. Lui succèdent 100 m d'une formation de grès gris mauve et arkoses dans laquelle s'intercalent (possibles laccolithes) 7 coulées de lave doléritique d'un chimisme proche de celui connu dans l'Esterel. Ces dernières sont présentes à l'affleurement à l'Est de Cap Garonne en bordure de côte. Le Permien se termine par des grès arkosiques rouges et des pélites gréseuses ou micacées violettes, qui dans les tous derniers mètres présentent des passées siliceuses interprétées par certains auteurs comme résultant d'une activité fumerollienne ou thermale.

La sédimentation du Trias débute en très légère discordance avec le Permien sous-jacent. Le premier terme triasique attribué au Werfénien par DELAUNAY (in GUILLEMIN, 1952), est constitué par un niveau gréso-conglomératique à granoclassement positif de 5 à 8 m d'épaisseur, avec parfois quelques récurrences. Les galets du conglomérat sont roulés et présentent des traces d'érosion éolienne. Ces observations caractérisent une sédimentation continentale en régime fluviatile, sous un climat chaud et semi-désertique. À ce banc gréso-conglomératique compact faisant saillie dans le paysage, succèdent quelques dizaines de mètres de grès arkosiques, pélitiques ou psammitiques de teinte lie-de-vin.

De par sa compétence, le Trias inférieur gréso-conglomératique a enregistré les différentes phases de déformation tectonique, qui se traduisent à l'échelle du gisement par les deux grandes failles N-S déjà évoquées, mais aussi par une faille normale E-W qui partage le niveau en deux compartiments avec rehaussement de plus de 10 m du bloc sud. Ces fracturations sont responsables à plus petite échelle de nombreuses diaclases entraînant le débit prismatique de la roche. Ces diaclases présentent le plus souvent un écartement très faible (< 1 mm), mais pouvant atteindre 1 à 2 cm. Ce sont sur leurs lèvres que la minéralisation secondaire est le plus souvent exprimée.

1.3. Métallogenèse

La mine de Cap Garonne est un gisement de type "red-bed". Sa minéralisation est caractérisée par des imprégnations de sulfures, tennantite principalement, dans les grès et conglomérats du Trias inférieur. Elle est présente à la base de cette formation, à la limite avec le Permien, sur une épaisseur variant de 0,1 à 1,2 m, soit donc au maximum 1/8 de l'épaisseur totale du niveau (cf. fig. 50). Son pendage est très faible, entre 3 et 10° vers le Sud. Les variations d'épaisseur du niveau minéralisé et son extension amènent à envisager la précipitation des sulfures dans des structures en chenaux. Ce phénomène est bien visible au niveau de la galerie de recherche de la Gavaresse et est comparable aux structures mises en évidence par A. COURNUT (1966) au Luc en Provence.

Fig. 50 -Allure générale et position de la couche minéralisée cuprifère dans les premiers termes du Trias inférieur (d'après MARI et ROSTAN, 1986).

La couche minéralisée présente par endroits des zones de cémentation enrichies en sulfures de cuivre secondaires (chalcocite, digénite et covellite). Nous en attribuons la formation à la densité de la fracturation plus qu'à d'éventuelles fluctuations du niveau de la nappe phréatique et ce en raison de la quasi horizontalité du gisement.

La minéralisation est aussi caractérisée par la superposition d'un niveau à plomb et d'un niveau à cuivre, possédant entre eux une limite nette. Le niveau supérieur contient essentiellement de la galène ou de la cérusite, celui inférieur de la tennantite. L'épaisseur du niveau à Pb dans les zones observées (pilier 80) est d'environ 0,20 m ; elle est de 1 m pour le niveau cuprifère.

Cette disposition nous a amené à réfléchir sur un mode de formation "per ascensum" ou "per descensum". Des éléments de réponse, développés dans les chapitres "Métallographie et isotopes du Pb", nous incitent à proposer le mode per ascensum. Le fluide hydrothermal dia- à épigénétique contiendrait à la fois du cuivre et du plomb tout en étant sous saturé en ce dernier élément. À l'interface Permien - Trias, le cuivre précipiterait d'abord sous la forme de tennantite, dans les strates essentiellement gréso-quartziques ; le plomb attendrait d'être réduit lors de son passage dans la strate supérieure de nature gréso-carbonatée.

L'expression du Pb sous la forme de cérusite pourrait donc être d'origine primaire. GUILLEMIN (1952) voit dans cette superposition le résultat d'un phénomène de cémentation sur une minéralisation à galène et tennantite héritée, anté-sédimentaire. Il reprend l'idée de LOTTI (1901) du démantèlement d'un filon hercynien proche et de la sédimentation de ses éléments métalliques dans le Trias basal. Pour cela, il se base sur la présence de galets minéralisés dans le conglomérat, en particulier de galets de galène. Les résultats de nos études sur les isotopes du Pb de la galène de Cap Garonne ne peuvent accréditer cette hypothèse : les signatures isotopiques obtenues sont très différentes de celles des filons hercyniens proches. MARI et ROSTAN (1985) interprètent la présence de ces galets comme résultant du démantèlement d'une minéralisation proche imprégnant le Trias inférieur. Ils auraient par la suite été incorporés dans les conglomérats de Cap Garonne, qui auraient été eux-mêmes soumis à un même processus minéralisateur hydrothermal dia- à épigénétique.

Cette hypothèse pourrait s'avérer si des galets à galène avaient été rencontrés dans la couche cuprifère ; or, nous n'avons jamais rien observé de tel. Pour nous, ces galets représentent des épigénies formées durant le processus minéralisateur.

En accord avec C. VINCHON (1984) pour les gisements permo-triasiques du dôme du Barrot et MARI et ROSTAN (1985), la minéralisation de Cap Garonne est liée à un fluide hydrothermal dia- à épigénétique selon, à notre avis, un mode de progression "per ascensum" avec réduction de sa charge métallique à l'interface oxydo-réducteur Permien - Trias. Quant à la source des métaux, on peut en raison de l'affinité classique du cuivre pour les roches basiques, évoquer une remobilisation de cet élément ainsi que du plomb dans les laccolithes doléritiques permiens. L'étude des isotopes du Pb de ces laves pourrait peut-être permettre d'y répondre.

1.4. Historique de l'exploitation

L'historique de l'exploitation des mines a été abondamment développé par MARI et ROSTAN dans le volume n° 1 (1985) de leur monographie sur le gîte de Cap Garonne. C'est pourquoi nous n'en rappellerons que les traits essentiels.

La présence de cuivre dans les terrains permotriasiques de la Colle Noire a été mentionnée pour la première fois par PEYRESC (1580-1637) (in MARI et ROSTAN, 1985) sous la forme du "bleu de Montagne" (azurite). Ce minéral et son occurrence sont ensuite signalés, à titre de curiosité, dans de nombreux ouvrages jusqu'à ce qu'en 1857 les travaux de recherche exécutés par LAYET et MARTEL les amènent à demander une concession pour cuivre et plomb. Celle-ci leur sera accordée le 3 août 1862. D'abord commencée en carrière, l'exploitation sera ensuite essentiellement souterraine, selon le procédé de dépilage en chambres et piliers que facilite la bonne tenue des strates gréseuses.

Entre 1857 et 1917, année de fermeture définitive des mines, plusieurs exploitants se succédèrent ; nous donnons dans le tableau 64 les caractéristiques principales de l'activité de chacun d'eux. Le bilan final de 38 années d'exploitation est bien maigre et se solde par l'extraction d'environ 25 000 t de minerai de cuivre et 500 t de minerai de plomb. La teneur moyenne du minerai de cuivre extrait oscillait autour de 5%, ce qui permet d'estimer une production d'environ 1250 t de cuivre métal. Quant aux résultats financiers, si certains exploitants ont pu équilibrer leurs comptes, dans l'ensemble l'opération est déficitaire : 1 300 000 F investis pour 1 100 000   de revenus.

(1) récupérés dans les haldes riches et ayant donné 30 t de sulfate de cuivre.

Tabl. 64 -Principales caractéristiques des périodes d'activité de la mine de Cap Garonne, modifié d'après MARI et ROSTAN (1985).

1.5. Statut actuel des mines

En 1946, une partie des mines est utilisée en champignonnière. C'est dans le cadre de cette activité que sont construites des cloisons en briques rouges dont certains vestiges sont encore visibles.

Cette champignonnière cesse son activité en 1953. La mine de Cap Garonne semble de nouveu condamnée à l'oubli ; cependant, sa richesse minéralogique mise en évidence dès 1868 et établie par GUILLEMIN (1952) sera à l'origine de son nouvel essor.

Vers le début des années 1970, l'engouement pour la minéralogie pousse de plus en plus de personnes à visiter les mines. La recherche des minéraux, comme toute pratique de masse, a ses extrémistes et l'emploi d'explosifs qu'en font certains amènent les autorités à prendre des mesures sur les questions de sécurité. Les entrées de la mine sont alors fermées au public par l'installation de portes métalliques. Ces dernières ne résistent pas longtemps à l'assaut des collectionneurs privés de leur hobby et le problème est de nouveau posé. Cependant, la situation va évoluer avec l'idée de la création d'un musée minéralogique in situ. L'élaboration d'un projet d'aménagement est alors confié à J.P. FORÊT de la DDE du Var.

Le 2 août 1983, la déchéance de la concession est prononcée et le 13 décembre 1984, un arrêté préfectoral approuve la constitution d'un syndicat intercommunal entre les communes du Pradet, de la Garde et de Carqueiranne. Ses objectifs sont la conservation et l'aménagement des mines de Cap Garonne dans une optique culturelle et scientifique.

Parallèlement, une association loi 1901, intitulée Association des amis des anciennes mines de Cap Garonne, est créée en date du 12 octobre 1984. Elle se fixe pour buts de regrouper toutes les personnes intéressées par les minéraux de Cap Garonne et désireuses d'en faire progresser la connaissance (rappelons que c'est grâce à ses membres que de nombreuses découvertes ont pu être faites et qu'en conséquence une place prépondérante dans les futures structures du musée devra leur être réservée). Les premières actions du syndicat concernent la surveillance du site : un gardien est nommé et logé sur place en 1988 dans une maison dont le syndicat finance la construction. Toutes les entrées sont remblayées à l'exception de deux, l'une à proximité de la maison du gardien, en mine Nord, l'autre en Mine Sud.

Les premiers travaux du musée commencent en 1990 et concernent la mise en sécurité du parcours destiné à la visite du public (environ 1/4 de la superficie de la Mine Nord). Ces travaux consistent principalement en la stabilisation du toit des chambres par la fixation de tire-fond, ainsi que de filets de protection parfois renforcés par du béton ^projeté. Une fois aménagée, la mine devrait permettre d'observer des reconstitutions de mineurs au travail et leur technique, ainsi que quelques expressions de la minéralogie du cuivre aussi bien primaires que secondaires. En février 1993, l'aménagement en était aux essais d'éclairage. Pour terminer, malgré la dénomination de "Centre minéralogique et géologique de Cap Garonne" que reçoit le musée en 1991, les initiatives du syndicat prises sans concertation avec les scientifiques ou encore l'Association des amis de la mine de Cap Garonne montrent une forte tendance à une future exploitation purement commerciale des mines. D'ailleurs, à titre d'exemple, les amis des mines ont été écartés et privés de visite depuis maintenant deux ans. L'aide fondamentale qu'ils ont apportée dans nos travaux ne semble pas avoir été reconnue des autorités.