2. OBSERVATIONS ET ÉCHANTILLONNAGE MINIER

2.1. Échantillonnage et plan de la mine

L'échantillonnage que nous avons réalisé pour l'étude minéralogique du gisement avait deux origines. Il consistait :

1. en des spécimens envoyés par des collectionneurs, membres le plus souvent de l'Association des amis des anciennes mines de Cap Garonne. Dans la plupart des cas, les échantillons nous étaient adressés pour la détermination d'une phase minérale non reconnue visuellement. La mise en commun de l'expérience acquise par les différents membres de l'association garantissait le plus souvent l'intérêt de leurs études. Ainsi, l'association a grandement facilité et accéléré la connaissance de la minéralogie de Cap Garonne. Elle nous a permis de focaliser nos efforts sur les produits de sa recherche tous azimuts dans la mine ;

2. en spécimens collectés par nos soins sur place. Une fois de plus, la participation des amateurs a été déterminante. Étant donné le mode d'occurrence des minéraux secondaires que nous décrirons plus loin, l'échantillonnage ne peut se limiter au prélèvement de spécimens massifs de place en place, comme cela se pratique pour les études pétrographiques, métallographiques ou encore celles des chapeaux de fer. Dans le cas de Cap Garonne, il est nécessaire de mettre en évidence des zones où la minéralisation secondaire est particulièrement bien exprimée (cristallisée). Cette recherche est loin d'être évidente, surtout dans une mine fermée depuis 1917, où les parois et piliers salis ont besoin d'être rafraîchis. La recherche de nombreux amateurs dans toute la mine a occasionné ce travail de "rafraîchissement" que nous aurions bien été présomptueux (à une aussi grande échelle) d'entreprendre, surtout connaissant la résistance des grès quartziques au marteau.

La grande majorité des échantillons examinés provient de la Mine Nord, essentiellement en raison de la plus grande superficie de celle-ci par rapport à la Mine Sud, mais aussi de la moindre fréquentation de cette dernière. La minéralisation secondaire de la Mine Sud est identique dans l'ensemble à celle de la Mine Nord, si l'on excepte les minéraux du pilier 80 qui n'y ont pas été rencontrés. Une des grandes originalités de la Mine Sud par rapport à la Mine Nord consiste en la présence d'un niveau uranifère bien marqué, d'une extension de plusieurs mètres. L'uranium est aussi connu en Mine Nord, mais n'y est présent dans les grès qu'en petites lentilles. Précisons que le niveau uranifère de la Mine Sud constitue la localité type de la deloryite Cu₄ (UO₂) (MoO₄)₂ (OH)₆ (SARP et CHIAPPERO, 1992) et que cette espèce est la seule, avec la francevillite, à ne pas avoir été retrouvée pour l'instant en Mine Nord.

Afin de localiser les points de prélèvements, nous nous sommes procuré ce que nous croyions être, à l'époque, les derniers plans réalisés. Il s'agissait du plan des travaux à la fermeture de la mine en 1917 et du schéma réalisé par GUILLEMIN en 1950 (cf. fig. 51). L'utilisation de ces deux documents sur le terrain montra leur inaptitude à se repérer avec précision. Nous avons alors décidé d'établir un nouveau schéma plus détaillé. En raison de l'abondance du matériel d'étude provenant de la Mine Nord et de l'importance du travail de cartographie envisagé, nous nous sommes volontairement limité à la réalisation du schéma de la Mine Nord. Les provenances des quelques échantillons de la Mine Sud peuvent être positionnées sans difficulté à partir des plans existants. Notre schéma n'est pas à l'échelle, la position des piliers les uns par rapport aux autres est relative ; seule a été déterminée à la boussole l'orientation des salles. Afin de pallier les erreurs liées à l'absence des distances exactes, tous les piliers ont été numérotés. Sur le terrain, ils se reconnaissent à un nombre rouge cerclé de jaune.

Fig. 51 - Plan des mines de Cap Garonne.

A - À l'arrêt des travaux miniers en 1917.

B - En 1950, d'après GUILLEMIN (1952).

Peu de temps après avoir réalisé ce schéma de la Mine Nord, nous avons pris connaissance d'un plan de cette mine, établi en 1985 par des géomètres professionnels. Toutefois il ne couvre avec précision qu'environ 1/4 de la mine, c'est-à-dire la superficie réservée à la visite au public.

En dehors de cette zone, quelques piliers et limites de salles ont été ébauchés, jusqu'à environ les deux tiers du développement total de la mine. Nous avons donc complété le plan des géomètres, dans ses limites, ce qui constitue le plan n° 1 de l'annexe G. Le tiers restant de la mine non relevé par les géomètres est représenté par un plan à part (cf. plan n° 2, annexe G) dont la réalisation résulte uniquement de nos observations.

2.2. Expressions de la minéralisation secondaire

La minéralisation secondaire de Cap Garonne peut être observée dans différents contextes. Nous en avons dénombré quatre. Il s'agit :

1. Des cavités résultant de la dissolution des sulfures primaires. Nous verrons (cf. chapitre Métallographie, II.3.3) que la minéralisation primaire sulfurée imprègne les joints intergranulaires des grès, avec le maximum de développement dans les points triples. C'est dans ces points triples que la dissolution des sulfures laisse le maximum de vide, permettant aux minéraux secondaires de cristalliser. Certains minéraux n'ont été rencontrés que dans ce type de contexte. Ce sont : la perroudite, la capgaronnite et l'arthurite.

2. Des fronts de taille, pour l'essentiel des minéralisations secondaires de néoformation. Ce sont principalement des sulfates comme la chalcanthite, lantlérite ou encore la brochantite qui peuvent s'y développer, mais aussi des arséniates de cuivre tels la géminite, la pradétite, la zdenekite ou encore l'olivénite.

3. Des cavités du grès, parfois de grandes dimensions (20 cm de profondeur pour 5 cm de diamètre) que nous interprétons comme résultant de la dégradation de matières organiques (probablement des morceaux de bois) piégées lors de la sédimentation. Quand de telles cavités sont rencontrées, elles sont le plus souvent remplies d'une matière pulvérulente jaune-vert constituée de métazeunérite. Cette présence d'uranium est un élément d'argumentation en faveur de l'origine que nous donnons de ces cavités, car la fixation de l'uranium par la matière organique est un phénomène bien connu dans les gisements d'uranium sédimentaire et en particulier dans le Permien. Ces cavités sont fréquentes dans le niveau uranifère de la Mine Sud, dit aussi "zone à zeunérite". Nous n'avons pas personnellement rencontré l'équivalent dans les zones à U de la Mine Nord. La deloryite n'est pratiquement connue que dans ces cavités.

4. Des diaclases. C'est principalement dans ce type d'occurrence que les minéraux secondaires sont les plus fréquents et aussi les mieux cristallisés. Leur écartement peut varier de quelques dixièmes de millimètres jusqu'à 2 cm. mais est le plus souvent très réduit. Elles sont présentes dans tout le niveau gréso conglomératique du Trias basal et recoupent aussi bien le niveau à Cu que le niveau à Pb. Leur étude permet donc d'établir la zonalité verticale des minéraux secondaires mais aussi leur succession chronologique. À ce sujet, ii est nécessaire de souligner les difficultés relatives à la détermination exacte de l'ordre de cristallisation. En effet, de par l'écartement très faible des diaclases, il y a souvent "télescopage" des minéraux secondaires développés sur leurs lèvres. Aussi, si l'échantillonnage ne permet pas de prélever les deux parois des diaclases et leurs minéraux secondaires intercalés, ou encore une paroi et sa surface de minéraux secondaires développés librement en géode sans interférence avec la paroi en vis-à-vis, l'observation peut conduire à des conclusions inverses. Nous avons pour notre part assis nos conclusions d'antériorité ou postériorité uniquement dans les cas non équivoques de minéraux cristallisés présentant à leur surface d'autres minéraux, qui ne sont ni en relation avec d'autres minéraux (excepté le minéral support) ni avec la gangue (paroi de la diaclase).

Si les diaclases sont les lieux où les minéraux secondaires peuvent le mieux cristalliser, elles sont aussi les milieux les plus ouverts aux circulations météoriques. La conséquence directe de cette propriété est l'observation des paragenèses les plus tardives dans le processus d'altération. Dans le cas de Cap Garonne, elles ne permettent d'observer à l'état frais que la séquence paragénétique de type basique. Seulement dans de rares cas, pourront y être rencontrés des minéraux antérieurs, le plus souvent pseudomorphosés en oxydes de fer ou en olivénite.