Le fer

Introduction
La Pyrite
La Marcassite
La Limonite
La Sidérite
La Goëtite
L'Hématite
Les gisements de fer Belges et français de la Calestienne
Le gisement de Resteigne (Carrière)
Le gisement du Fondry des Chiens du et Fondry Matricolo
Le gisement de la mine de Sautour-Vodecée
Le gisement de la mine de fer de Dourbes
Le gisement de la mine de Resteigne
Le gisement de la mine de Tohogne
Le gisement de la mine de Heure
Le gisement de la mine de Durbuy
Le gisement d'Olloy sur Viroin
Le gisement de Merlemont
Le gisement de Wellin
Le gisement de la carrière Lhoist
Le gisement de la mine d'Erezée
 

Introduction

Tout comme la galène, le minerai de fer a été exploité dans de nombreuses localités de la Calestienne qui en sont devenues célèbres.  Ici aussi, des mines ont été ouvertes au début du XIXème siècle, avec des fortunes diverses.  Certains villages portent des noms évocateurs comme "Ferrières", des ruisseaux portent aussi des noms particuliers comme "le Feron" qui coule à Hastière... Mais aussi des noms de rues ou de quartiers qui ont gardé une mémoire qu'il convient de raviver : "rue des Forges" à Seloignes, et "Forge de Petit Jean" entre Chimay et Cul-des-Sarts.

Toutes les roches contenant du fer ne sont pas qualifiées de minerai de fer. En effet, bien que le fer soit un des éléments les plus abondants et les mieux répartis dans le monde (4% de l'écorce terrestre), toute roche en contenant ne peut être utilisée. Selon sa localisation, son degré de concentration et le stade de développement des techniques d'extraction et de traitement, toutes ne sont pas économiquement exploitables.

La présence de minerai de fer dans les roches de la Calestienne a permis la naissance de beaucoup d'exploitations artisanales mais le manque de rentabilité a scellé leur destin.

Il existe à travers le monde un nombre important de roches contenant du minerai fer. Elles sont en général réparties en plusieurs catégories : les minerais oxydés, les carbonates, les minerais sulfurés et les silicates.

Minerai

Répartition chimique

Couleur

Caractéristiques

Minerais oxydés

Magnétite Fe3O4

72,36% fer
27,64 % oxygène

Gris foncé à noir

C'est une roche très magnétique. Elle a pris de plus en plus d'importance avec le développement des techniques de concentration magnétique et l'utilisation accrue de produits de haute qualité.

Hématite
Fe2O3

69,94% fer
30,06% oxygène

Gris acier à rouge vif

L'hématite est l'un des principaux minerais de fer. Cette roche possède une dureté qui peut aller de 5,5 à 6,5 selon la famille à laquelle elle appartient. C'est la forme de roche la plus répandue à la surface de la terre et c'est également celle qui est le plus souvent employée dans l'industrie.

Limonite (ou Hématite brune)
FeO(OH).nH2

62,85% fer
27,01% oxygène
10,14% eau

Jaune ou marron, parfois noir

Les limonites sont également une source importante de minerais à travers le monde. Elles sont à la fois oxyde et hydroxyde de fer. La goëthite qui est une sorte de limonite se rencontre souvent en association avec de l'hématite.

Ilménite
FeTiO3

36,80% fer
31,57% titane
31,63% oxygène

noir

On la rencontre parfois en association avec de petites quantités de magnétite. Elle est généralement exploitée pour le titane qu'elle contient. Le minerai de fer peut être alors extrait en tant que sous-produit au cours du traitement de la roche. Contrairement à l'hématite ou à la magnétite, cette roche n'est pas magnétique.

Les carbonates

Sidérite
FeCO3

48,20% fer
37,99% CO
2
13,81% oxygène

Blanc à gris vert, elle peut virer au brun, en présence d'humidité

Les sidérites contiennent en général une proportion assez variable de calcium, magnésium ou manganèse.

Les silicates

Chamosite,
Stilpnomélane,
Greenalite,
Minnesotaite,
Grunerite.

La formulation chimique est difficile car nous sommes en présence d'un groupe très complexe d'aluminosilicates alcalins de magnésium, aluminium, manganèse, baryum et fer.  Les minerais de ce type, bien que d'une importance assez limitée en tant que tels pour la production de minerai de fer, présentent un certain intérêt en tant que source de minerais oxydés.

Les sulfurés

pyrite
FeS2

46,55% fer
53,45% soufre

Jaune cuivré

Cette roche est souvent connue sous le nom d'or des fous du fait de sa grande ressemblance avec l'or. Elle est la roche contenant du minerai de fer la plus répandue. Comme l'ilménite, elle n'est souvent pas exploitée pour le fer qu'elle contient mais pour sa teneur en soufre. Le fer en est le sous-produit le plus communément extrait.

pyrrhotite FeS2

60,4% fer
39,6% soufre

Bronze

 

marcassite FeS2

 46,55% fer
53,45% soufre

 Jaune cuivré

Très proche de la pyrite, de même composition chimique mais de forme cristalline différente

La fabrication du fer sur le continent européen date de 1700 avant Jésus-Christ. Elle est restée la même depuis cette époque jusqu'à la fin du Moyen Âge et consistait à chauffer simultanément du bois et du minerai jusqu'à obtention d'une pâte métallique qui devait être ensuite martelée à chaud afin d'obtenir du fer à l'état brut par l'élimination des impuretés qui pouvaient encore s'y trouver. Les quantités produites étaient faibles et le travail pénible.

Vers 1400 après Jésus-Christ est née la première génération de hauts fourneaux qui permit le développement du procédé de fabrication de la fonte. La fonte est un alliage dont la teneur en carbone est supérieure à 2,11% et dans lequel peuvent apparaître, avec la cémentite, des particules de graphite de formes diverses ; notamment en forme de lamelles, ce qui explique en particulier la fragilité des fontes. Ces particules peuvent être globularisées et la fonte dite à graphite sphéroïdale est alors ductile.

L'acier est un alliage de fer et de carbone obtenu par affinage de la fonte, c'est-à-dire par diminution, jusqu'au niveau désiré de la teneur en carbone du mélange (souvent en dessous de 2%). Des éléments sont souvent présents dans l'acier, ce sont principalement :
- des impuretés appelées scories en général moins de 0,1% qu'il s'agira de retirer. Ce peut être de l'oxygène, du phosphore ou du soufre,
- des nouveaux produits (ou adjonctions entre 0,1% et 10% voire plus) comme le silicium, le manganèse, le chrome, le nickel, le cobalt, le molybdène, le vanadium, l'aluminium ou le cuivre par exemple. L'ajout de ces éléments est destiné à améliorer les caractéristiques physiques et/ou mécaniques de l'alliage. Grâce à son caractère polyvalent, ce métal est devenu l'élément clé de la révolution industrielle.

A la fin du XVIIIème siècle, ce sont les scientifiques français Berthollet, Monge et Vandermonde qui sont à l'origine de la définition exacte de l'interaction existant entre le fer, la fonte et l'acier et qui mettent à jour le rôle tenu par le carbone au sein de cette relation. Ce n'est qu'un siècle plus tard, avec l'invention des fours de Bessemer, Thomas et Martin que l'acier pourra être produit en grande quantité.

Le premier mode de fabrication de l'acier fut celui de la cémentation, un processus qui visait à chauffer des barres de fer à l'aide de charbon de bois dans un four fermé de sorte que la surface du fer acquiert une importante teneur en carbone. La méthode dite au creuset initialement développée afin de retirer les scories de l'acier issues de la cémentation, permet de fondre ensemble le fer et d'autres substances dans un récipient (le creuset) composé d'argile réfractaire et de graphite. C'est par cette méthode que sont fabriqués les couteaux de Damas et de Toledo par exemple.

Parmi les procédés plus récents, on trouve celui de Bessemer, à foyer ouvert à base d'oxygène plus généralement utilisé dans la sidérurgie actuelle, le four à arc électrique une innovation qui offre la possibilité de produire à grande échelle de l'acier de haute qualité.

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La Pyrite

 

Nom, étymologie et historique

On la connaissait déjà dans l'Antiquité. Son nom vient du grec «puritês » étincelant, car elle produit des étincelles quand on la casse.  Les Grecs la considéraient comme un remède qui devait, selon Pline, éviter la «pourriture du sang» et on la portait en amulette. Les Incas en faisaient des miroirs.  On a trouvé dans leurs tombeaux de grandes feuilles luisantes de pyrite que l'on appelle aussi, pour cette raison, la «pierre des Incas ». Les savants du Moyen Age avaient sur la pyrite des connaissances pratiques qui venaient de l’expérience des mineurs, mais ce n'est: que bien plus tard qu’on a acquis des connaissances plus précises sur la pyrite et les minéraux qui lui ressemblent.

Le minéralogiste allemand J. Fr. Henckel, dans son ouvrage «Pyritologia oder Kiess-Historie » (1725) a donné à la pyrite le nom amusant de « Hans auf allen Strassen ». En effet; la pyrite se trouve partout.  Tout le monde a remarqué des morceaux de charbon des petits grains ou des cristaux jaunes qui évoquent de l’or. La poudre noir verdâtre de la pyrite (à la différence de la poudre jaune de l'or) permet d'éviter cette erreur.

On parle du «problème de la pyrite» pour désigner un phénomène de gonflement de certains remblais utilisés en construction résidentielle. La pyrite (et d'autres minéraux ferreux de la même famille) se retrouve dans plusieurs formations rocheuses. C'est le cas notamment des schistes argileux (shale) qui ont pu être utilisés comme remblais sous les dalles de fondation des sous-sols et des garages.

Sous certaines conditions chimiques spécifiques, l'humidité et l'oxygène provoquent l'oxydation des sulfures de fer de la pyrite. Cette réaction entraîne un gonflement susceptible de faire lever la dalle de béton. Dans certains cas, la sulfatation peut aussi attaquer le béton lui-même.

La pyrite s’oxyde facilement, c'est pourquoi il faut consacrer une grande attention aux échantillons de pyrite dans les collections, car en se décomposant elle dégage de l'acide sulfurique qui attaque souvent tout dans ses environs. De telles transformations se passent évidemment aussi dans la nature. La pyrite s'y oxyde aussi très facilement, donnant naissance à divers sulfates comme le gypse, l'aluminite (sulfate hydraté alcalin d'aluminium), l'alun (sulfate double hydraté d'aluminium), la mélantérite et autres, comme les oxydes hydratés de fer, la limonite et la goëtite.

Ses propriétés chimiques rendent sa présence inopportune dans les roches employées pour l'ornementation extérieure des bâtiments, car elle provoque vite des taches et des veines de rouille peu gracieuses.

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

FeS2

Classe minéralogique Sulfures
Bisulfure de fer

Système cristallin

Cubique
Densité 4,9 à 5,2
  Dureté 6 à 6,5
  Forme des cristaux

La pyrite forme souvent des cristaux. Les formes caractéristiques sont des cubes à faces striées, des octaèdres et des dodécaèdres pentagonaux. Les cristaux parfaits proviennent des filons.

Cependant on trouve encore plus souvent de la pyrite en grains ou en morceaux.

Cube Dodécaèdre Giroèdre Hexoctaèdre
Tétraèdre Diploèdre
  Clivage Indistinct.
  Fracture Conchoïdale.
Couleur Sa couleur jaune laiton à jaune d'or éclaire souvent la surface, le plus souvent en bleu, en vert ou en rouge, car elle s'oxyde facilement, surtout en surface.
  Trace Poudre noir-verdâtre
  Eclat Métallique
Transparence Opaque
  Fluorescence Nulle
Genèse

 

On la rencontre dans des roches de toute nature et de tout âge géologique, mais surtout dans les roches métamorphiques et sédimentaires où elle y prend naissance par déposition à l'abri de l'air.   Elle existe soit à l'état primaire soit sous forme d'imprégnation disséminée ultérieurement à travers la roche. La pyrite est souvent associée à des gisements de houille et à des lits argileux.
Réaction à l'acide La pyrite se décompose aisément par l'acide nitrique en dégageant un gaz à odeur d'oeufs pourris (H2S) et est facilement fusible.

Principaux gisements mondiaux

Les plus grands producteurs de pyrite sont l'Espagne (Rio Tinto) et le Japon. Les plus beaux cristaux proviennent de l'île d'Elbe mais on en trouve aussi dans d'autres gisements italiens (Gavorrano), dans la Chalcidique grecque, en Suède à Gallivare et aux Etats- Unis dans l'Utah.

Utilisations

La pyrite est pour l'industrie une matière première très importante. On s'en sert, en particulier, pour la fabrication d'acide sulfurique, de sulfates, de soufre, de colorants et de vernis. On la traite le plus souvent par le grillage. Les déchets constituent un minerai de fer de qualité inférieure.

Certaines pyrites contiennent de l'or et du cuivre devenant ainsi un minerai de ces métaux. L'importance de la pyrite comme matière première pour l'obtention du soufre est, de nos jours, de plus en plus reléguée au second plan par l'extraction de soufre naturel pur dans les nouveaux gisements et la réduction de l'emploi des gaz industriels con- tenant du soufre de charbon. On peut aussi utiliser la pyrite pour des applications artistiques.

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La Marcassite

 

Nom, étymologie et historique

Elle a la même composition chimique que la pyrite.  Dans l’Antiquité, leur coloration quasi identique et un grand nombre de propriétés communes ont fit que l’on confondait les deux minéraux sous la même appellation de pyrites (étincelant).  Au Moyen Age on utilisait indistinctement l’une et l’autre comme remède.  Ce n’est qu’en 1814 que les recherches du minéralogiste René-Just Haüy ont permis de distinguer, de façon certaine la pyrite de la marcassite.  Toute une série d’essais permettent de distinguer les deux minéraux, sans risque de confusion.

La marcassite a une structure interne différente de celle de la pyrite.  Elle en diffère très visiblement par la forme de ses cristaux qui sont le plus souvent des petits cristaux tabulaires allongés suivant l’axe horizontal.   Dans les crevasses de la houille, on trouve aussi de la marcassite en couches dont la surface est en rognons, désignée sous le vocable de foie de pyrite.  Les agrégats rayonnants finement dans le charbon, ou des concrétions rayonnantes radialement sont appelés oranges par les mineurs. On peut dire qu'elle a une grande diversité de forme. La marcassite se distingue un peu de la pyrite par la couleur. Elle est comme elle d'un jaune laiton pâle, mais avec un reflet gris-vert. Il est donc assez difficile de distinguer ces deux minéraux par la couleur.

La différence entre les formes des cristaux est beaucoup plus caractéristique, due à une intensité moindre de la marcassite. On les trouve ensemble dans le charbon et dans les roches sédimentaires ou méta- morphiques. Elle forme des concrétions dans l'argile et dans le calcaire et apparaît, mais plus rarement, dans certaines veines de minerais. Leur formation est également semblable. Mais la marcassite est moins abondante que la pyrite. Cependant, elle se trouve en petites quantités en de nombreux endroits. Elle reste d'habitude dans les parties superficielles de l'écorce terrestre où, à la différence de la pyrite, elle se forme à partir de solutions hydrothermales de basse température ou par la désagrégation de plantes ou d'animaux.

Incorporée à la lignite, elle forme souvent de beaux cristaux en crêtes de coq, en druses et des rognons. Il n'est pas rare qu'elles soient recouvertes par de petites pyrites hexaédriques. Malheureusement ce sont ces marcassites qui sont les moins stables et qui se désagrègent et se décomposent le plus vite. Etant donné sa moindre répartition dans la nature, elle a également une moindre importance pratique que la pyrite, même si elle peut s'utiliser de façon identique.

 

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

FeS2

Classe minéralogique Sulfures
Bisulfure de fer

Système cristallin

Orthorhombique

Densité 4,8
  Dureté 6 à 6,5
  Forme des cristaux Cristaux en forme de tablettes, fer de lance, prisme, macle...
Souvent, les cristaux se développent en groupements complexes.  Les cristaux de forme lancéolée se regroupent cycliquement par 5 (quintuplés).  Cette disposition se complique encore du fait que de minces cristaux s’attachent parallèlement au dessus.  La macle multiple en crête de coq est un groupement parallèle caractéristique de nombreux cristaux jumelés.  Souvent aussi, les agrégats sont d’aspect très variés, en grains, en tubes ou rayonnants avec une surface en rognons. 
Sphénoèdre Pyramide
  Clivage Imparfait
  Fracture Inégale
Couleur Jaune laiton avec reflets fréquents
  Trace Gris verdâtre à noir
  Eclat Métallique
Transparence Opaque
  Fluorescence Nulle
Genèse Hydrothermale, sédimentaire, souvent en compagnie de galène, sphalérite, pyrite... et autres sulfures.
Réaction à l'acide Soluble dans HNO3, fond et donne une boulette magnétique, donne une flamme bleue sur charbon.

Principaux gisements mondiaux

On trouve des gisements de marcassite en particulier à Folkestone et à Douvres, dans le Sud de l'Angleterre, qui contiennent de beaux sulfures lancéolés dans les calcaires, ainsi qu'à Freiberg, en Saxe. On en trouve en assez grande quantité dans les bassins de lignite, au pied des monts des Géants, surtout aux environs de Sokolov (Tchécoslovaquie).

Gisements français remarquables

Les exploitations de craie sont souvent riches en boules de marcassite et le Cap Blanc Nez est célèbre pour ses macles en "crête de coq".  D'autres sites en France sont localisés dans le Haut-Rhin.

Utilisations

Seuls, quelques gisements sont assez riches pour que l'extraction de la marcassite, en tant que matière première pour la fabrication d'acide sulfurique, soit rentable.

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La Limonite

 

Nom, étymologie et historique

Etymologie: dérivé du latin limus = boue, vase.  La limonite est à la fois oxyde et hydroxyde de fer. C'est en substance la rouille naturelle.  Elle se forme très fréquemment un peu partout, surtout par oxydation d'autres minerais de fer auxquels elle donne superficiellement sa couleur.  C'est pour cela que les anciens mineurs allemands l'appelaient "chapeau de fer".  Elle se présente le plus souvent  sous l'aspect pulvérulent ou terreux, mais aussi en éléments grossiers, en rognons, ou en concrétions.  Les variétés terreuses ou poudreuses s'appellent terres ou ocres, les variétés compactes et morcelées à l'éclat poisseux s'appellent stilpnosidérites (du grec stilpnos = brillant et sidéros = fer).  On la distingue de l'hématite avec laquelle elle se présente souvent dans la nature, par la couleur de la poudre.

Elle est abondante dans les minerais oolithiques. Les deux principaux minéraux dont fait partie la limonite est la goëtite et la lépidocrocite. Notez que ce minerai n'est plus utilisée aujourd'hui dans les industries sidérurgiques car il contient du phosphore.

 

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

FeO(OH).nH2

Fe2O3 89,86%, H2O 10,14%

Classe minéralogique Hydroxydes

Mélange d'oxydes de fer hydratés naturels, soit une Goëthite associée à de l'eau.  Contient souvent des impuretés de silice colloïdale, d’argiles, d’oxydes de manganèse, etc.

Système cristallin

 Orthorhombique
Dureté moyenne, fragile
Densité 4,30
  Dureté 5,20
  Forme des cristaux Souvent non cristallin. Généralement en agrégats, masses compactes, fibreuses, nodulaires, mamelonnées, concrétionnées, souvent poreuses à pulvérulentes ou terreuses.
  Clivage Parfait et net sur les spécimens cristallisés et non clivable sur les spécimens terreux
  Fracture Conchoïdale, fibreuse
Couleur Brun-noir à noir, jaune brunâtre, brun-rouge, ocre-jaune à brun orangé.
  Trace Poudre jaune-brun.
  Eclat Eclat terreux, mat, vitreux, soyeux, luisant dans les variétés mamelonnées.
Transparence Opaque.
  Fluorescence Nulle
Genèse C’est un minéral de la zone d'oxydation des gîtes de fer et de la plupart des gîtes polymétalliques, présent dans zone supérieure de la plupart des gisements de fer souvent associé aux hydroxydes et oxydes de fer, cuivre et minéraux de la zone d'oxydation.
Réaction à l'acide Lentement soluble dans HCl

Principaux gisements mondiaux

Pratiquement ubiquiste, on rencontre de beaux échantillons dans l’île d’Elbe (Italie), à Nassau et Siegen (Allemagne) et en Carinthie (Autriche).  Les plus importants gisements se trouvent en Suède et en Finlande où on l'appelle "fer des marais" ou "fer des lacs", parce qu'elle se forme au fond de certains lacs, sous l'action de micro-organismes.  Comme la limonite contient relativement peu de fer (48 à 63 %) son exploitation n'est rentable que là où elle se présente en assez grande quantité ou quand elle est associée à d'autres minerais de fer.  On trouve de curieux échantillons de limonite en Slovaquie en formes concrétionnées à reflets bleutés et composés de couches concentriques brunes à rouille en passant par le jaune.

Utilisations

Important minerai de fer

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La Sidérite ou Sidérose

 

Nom, étymologie et historique

Découverte en 1845 par HAIDINGER.  Son nom vient du grec "sideros" = fer, faisant allusion à sa composition.  La sidérite est un carbonate de fer qui contient 62% de fer et 38% de gaz carbonique. La sidérite est rarement pure à l'état naturel, on la rencontre le plus souvent avec le titane ou le nickel. Lorsque le minerai est concentré et contient peu d'impureté, il peut-être exploité commercialement. La sidérite devient magnétique lorsqu'elle est chauffée et s'altère en limonite ou goëtite. Elle a été exploitée dès le début du VIII ème siècle dans la montagne de l'Erzberg près d'Eisenerz, en Autriche.  Cette montagne, où l'extraction se continue encore, est presque entièrement constituée de sidérite.  Sa naissance est très intéressante.  C'était à l'origine une montagne calcaire, mais les solutions hydrothermales venues des profondeurs ont dissous le calcaire et lui ont substitué le dépôt de sidérite. C'est ce qu'on appelle la métamorphose hydrothermale.  Pendant ce processus, il s'est formé du carbonate de calcium "Fleur de fer".  En beaucoup d'endroits, la sidérite forme des filons où coexiste avec d'autres minerais, de cuivre, par exemple.  Dans tous les gisements de ce type, la sidérite est compacte ou cristallisée.  Les plus beaux échantillons de ces cristaux rhomboédriques, groupes en rosettes, ou en druses proviennent le plus souvent de filons.  Ces gisements n'ont actuellement aucune importance pratique.  par contre, on utilise la aluminosidérites que l'on trouve sous formes globuleuses dans certains bassin houillers.  La sidérite reste un important minerais de fer, malgré sa faible teneur en métal, car elle est très pure et facile à travailler.

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

FeCO3

Classe minéralogique Carbonates
Carbonate de fer

Système cristallin

Rhomboédrique ou Trigonal

Densité 3,7 à 3,9
  Dureté 3,5 à 4,5
  Forme des cristaux Les cristaux sont rhomboédriques, tabulaires, prismatiques et scalénoédriques. Présentent souvent des surfaces courbes. Présence occasionnelle de macles. Le faciès peut être massif, botryoïdal, oolithique, compact ou granulaire.
Tétartoèdre rhomboédrique Rhomboèdre Scalénoèdre Rhomboèdre hémimorphe
Moyennement dure et lourde, fragile
  Clivage Parfait
  Fracture Inégale
Couleur La palette de couleurs de ce minéral est assez large dans les tons ocres : jaunâtre pâle, grise, brune, verdâtre, rougeâtre ou presque noire et même blanche, ce qui provoque dans ce dernier cas, une confusion avec la calcite.
  Trace Blanche
  Eclat Vitreux vif mat
Transparence Transparente à opaque
  Fluorescence Nulle
Genèse

Se trouve dans les roches sédimentaires comme les calcaires et les schistes, dans les filons hydrothermaux et dans les filons métallifères.

Réaction à l'acide Comme tous les carbonates, la sidérite réagit en présence d'HCl : elle se dissout lentement à froid et il y a effervescence quand l'acide est chauffé.

Gisements français remarquables

La sidérite a été exploitée en Haute Savoie.  Le minerai a été d'abord le fruit du ramassage en surface.  Plus tard on exploitera la sidérite, dès le XIIIe siècle, dans des fosses et des galeries.  Au Moyen Age, les moines métallurgistes de la Chartreuse de Saint-Hugon (Savoie) exploitaient des mines en Pays d'Allevard (France) pour alimenter leurs usines à fer situées en France et en Savoie. La mine de La Gardette a produit également de gros cristaux de sidérite.  Une autre mine historique d'Oisans est la mine des Challanches, exploitée à partir de 1767 jusqu'à la fin du XVIIIème qui, elle aussi a produit de beaux cristaux de ce minéral.

Utilisations

Important minerai de fer, mais on le trouve rarement sous forme de gisements suffisamment importants.

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La Goëtite

 

Nom, étymologie et historique

On la trouve souvent dans les cavités de la limonite et on la considérait autrefois comme l'une de ses variétés.  On l'a identifiée en 1806 comme un nouveau minéral et on l'a nommée goëthite en l'honneur du grand poète allemand Johan Wolfgang Von Goethe (1749-1832), qui était un grand collectionneur de minéraux et un observateur attentif de la nature .  Elle est proche de la limonite par la couleur et la composition chimique.  A la différence de celle-ci, elle ne forme le plus souvent que de minuscules cristaux en aiguilles d'où son nom de « fer aciculaire », .  La variété dite "ruban de velours", qu'on trouve à Pribram en Bohême se distingue par sa couleur brun-rouille et surtout par la beauté de ses cristaux qui font penser à la douceur du velours.  La goëthite se forme ne même temps que la limonite par oxydation de la pyrite ou par déshydratation de la limonite elle-même.  Les gisements les plus connus se trouvent dans le Siegerland en Allemagne, et dans les Cornouailles en Grande-Bretagne.  On l'exploite comme minerai de fer en Slovaquie dans les gisements où elle existe en quantités suffisantes, en même temps que la limonite.  Son importance n'est pas considérable.  Son aspect remarquable en fait un minéral très recherché des collectionneurs.  On trouve des goëtites velours des parties superficielles des mines de minerais de Pribram dans presque tous les grands musées du monde.  On les appelait jadis "pribramites".  Mais lorsque, plus tard, ce même nom fut donné à la wurtzite de Pribram, on a abandonné cette dénomination pour les deux minerais.

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

FeO(OH)

Classe minéralogique

Oxydes

Hydroxyde de fer

Système cristallin

Orthorhombique

Densité 4,3
  Dureté 5 à 5,5
  Forme des cristaux

Le plus souvent la goëtite se forme en prismes, parfois très allongés et striés verticalement, moins fréquemment en formes aplaties, constituées de fines tablettes.

Elle est très rare en cristaux isolés en fait, les cristaux distincts sont presque toujours réunis en agrégats aciculaires, fibreux, foliacés ou écailleux. La goëtite se présente plus communément en masses compactes, réniformes ou stalactiformes, à la structure radiée ou terreuse.

Sphénoèdre Pyramide
  Clivage Prismatique facile et parfait
  Fracture

Irrégulière

Couleur Sa couleur est normalement brun noirâtre dans les cristaux, rougeâtre ou jaune-brun dans les masses compactes, de brun jaunâtre à jaune-ocre dans les variétés terreuses.
  Trace Jaune-brun.
  Eclat Adamantin, qui apparaît soyeux dans les variétés fibreuses.
Transparence Opaque en masse, elle est au contraire translucide en fins fragments.
  Fluorescence Nulle
Genèse

La goëtite est tout d'abord un produit d'altération d'autres minéraux de fer, dont la pyrite, la magnétite et la sidérite. Dans divers gisements, elle est aussi associée à l'hématite, à des oxydes de manganèse et à la calcite. On en trouve aussi souvent en beaux groupes de cristaux radiés, à l'intérieur de géodes de quartz formées dans des environnements hydrothermaux.

Réaction à l'acide La goëtite est lentement soluble dans l'acide chlorhydrique

Principaux gisements mondiaux

Il existe de beaux cristaux à Pribram, en République tchèque et à Saint Just, en Cornouailles, en touffes ou en agrégats aciculaires, la goëtite est présente dans des géodes de quartz provenant du Maroc, du Mexique et des Etats-Unis.

Gisements français remarquables

En France, de beaux cristaux de goëtite ont été rencontrés dans les géodes de limonite d'Albanle-Fraysse (Tarn) ainsi que dans le gîte filonien à sidérite et fluorite du Kaymar (Aveyron). Cependant, les plus célèbres proviennent de la carrière de barytine de Chaillac (Indre), où ils peuvent atteindre 5 cm. Leur aspect est cependant trompeur, l'éclat est métallique sur les faces, rappelant celui de la pyrolusite, et la nuance rougeâtre typique de la goëtite est peu visible alors que la poussière brune est caractéristique.

L'aspect fibro-lamellaire, fibroradié ou stalactiforme est fréquent, la surface des concrétions est alors particulièrement lisse, avec un aspect noir brillant, elle forme d'énormes géodes dans la zone alté­rée des filons de sidérite de Rancié (Ariège).

Utilisations

La goëtite fait partie des constituants essentiels de divers produits limonitiques, elle apparaît aussi dans la composition des ocres jaunes, utilisées comme pigments.

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L'Hématite

 

Nom, étymologie et historique

Dans l'Antiquité, on la connaissait et on l'exploitait déjà.  On en trouve même mention dans l'Enéide de Virgile.  Le fameux poète romain du Ier siècle av.J.C. y célèbre la beauté de ces cristaux aux nuances variées, provenant de l'Ile d'Elbe.  Les couleurs sont provoquées par la décomposition de la lumière dans la couche superficielle du minéral.  Les Babyloniens et les Egyptiens l'utilisaient comme pierre précieuse, comme en témoignent les fouilles.  Les cristaux d'hématite étincelants sont parfois appelés fer spéculaire (du latin speculum qui signifie miroir), car on les utilisaient en effet comme miroirs dans l'antiquité.

C'est l'hématite qui colore en rouge de terre les pierres ou les rochers tout entiers.  En cours de taille, l'hématite colore en rouge l'eau de refroidissement. C'est d'après sa couleur rouge qu'elle a reçu son nom (du grec haima-atos, sang) "pierre de sang" . Les hématites anglaises et tchèques servaient à la préparation de pierres pour les bagues.  Faisons tout de même attention au fait qu'en anglais, le nom bloodstone désigne l'héliotrope (jaspe sanguin) et non l'hématite.

L'hématite Fe2O3 possède une structure très similaire à celle du corindon, sauf que le fer remplace l'aluminium. Sa couleur gris d'acier à noir est très variable mais la poudre est toujours rouge cerise à brun rougeâtre. On trouve l'hématite sous les formes les plus diverses.   La variété la plus courante est une hématite à grains fins qu'on appelle ocre rouge.  L'hématite oolithique constituée par des dépôts marins a une grande importance.  On désigne ordinairement du nom d'hématite les variétés cristallisées et cristallines plus dures.  L'hématite micacée est de l'hématite lamellaire qui se présente en grains, souvent associé au quartz.  Si elle est stratifiée et forme une roche, on la désigne comme micaschiste ferreux ou itabirite (du nom de son gisement dans le plateau d'Itabire au Brésil).    

Caractéristiques physico-chimiques

  Composition chimique

Fe2O3

Classe minéralogique Oxydes
Oxyde de fer

Système cristallin

Rhomboédrique
Densité 5,26
  Dureté 5 à 6
  Forme des cristaux Cristaux tabulaires minces ou épais, en croissances souvent subparallèles ou en rosettes.  Les faces sont souvent striées.  Mais on la trouve aussi sous d'autres formes : massives, grenues, fibreuses ou terreuses.
Tétartoèdre rhomboédrique Rhomboèdre Scalénoèdre Rhomboèdre hémimorphe
  Clivage Difficile
  Fracture Subchonchoïdale et très inégale
Couleur Gris d'acier parfois irisé
  Trace Rouge sang à rouge cerise
  Eclat Métallique à submétallique pour les cristaux et terne mat pour les variétés terreuses
Transparence Translucide à opaque
  Fluorescence Nulle
Genèse L'hématite naît dans la nature de multiples façons.  C'est un des plus abondants minéraux.   En dehors des roches sédimentaires, elle naît aussi dans les roches métamorphiques, ainsi qu'en petites quantités dans les veines hydrothermales, dans les roches magmatiques et dans les zones d'oxydation.
Réaction à l'acide  

Principaux gisements mondiaux

Les gisements d'hématite sont très nombreux.  Les gisements les plus riches se trouvent en Suède et en Russie.  Les "roses alpines" forment dans les gisements alpins de beaux ensembles de cristaux plats.

Utilisations

En tant que minerai, elle contient 70% de fer. 

On l'utilise comme abrasif et pour polir.

De belles hématites peuvent être polies en cabochons pour l'ornementation des colliers, peuvent être façonnées en forme de bagues et les plus beaux cristaux de qualité gemme peuvent être taillés.

On l'utilise pour fabriquer des colorants.  L'hématite rouge (aussi appelée "ferret d'Espagne") ou fer oligiste donne une base chimique de l'ocre rouge, du rouge de Mars : la sanguine.  A partir de l'âge classique, au XVIIIème siècle, on perfectionne le procédé de fabrication de la sanguine dont l'usage se répand considérablement.  On fabrique des bâtonnets à l'aide de poudre d'hématite adjointe à de la gomme arabique.  Dilués dans l'eau, ils fournissent une très belle encre, "l'encre sanguine", utilisée pour les académies. Le bâtonnet - qui peut sembler légèrement cireux - peut être trempé directement dans l'eau et donne alors un trait épais.  Plus couramment, l'artiste fabrique une encre en dissolvant patiemment le bâton dans un peu d'eau ou d'alcool au creux d'une assiette ou d'un bol (il faut "crayonner" au fond du récipient durant une à deux minutes). Il se sert ensuite - alternativement ou simultanément - de cette encre, à la plume ou au pinceau et du bâtonnet, détrempé ou sec.

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Les gisements de fer belges et français de la Calestienne.

1. Le gisement de Resteigne   

De Wellin, prendre la direction Halma, Chanly et Resteigne.   A l'entrée du village, près de l'église, prendre à gauche en direction de Belvaux.  Garer la voiture près du pont qui enjambe la Lesse et la carrière est juste là.  Il y a une dizaine d'années qu'elle n'est plus exploitée mais elle est encore riche.                                                

Pour ce qui est des minéraux, par l'intérieur de la carrière on atteint le rez-de-chaussée où nous pouvons récolter de la Calcite et de l'Aragonite (CaCO3) et le 1er niveau où nous trouvons de la Limonite (FeO(OH).nH2O).  La Calcite se présente sous forme de petites géodes de cristaux blancs et transparents tandis que la Limonite se présente sous forme de lentilles brunes ou d'un encroûtement jaune-ocre.  Par le sentier à droite de l'entrée, nous pouvons atteindre le 2ème et le  troisième niveau où nous pouvons trouver du Quartz (SiO2) en petits cristaux transparents, de la Goetite (Fe2O3) sous forme d'un encroûtement noir brillant, un filon d'Hématite (Fe2O3) en petites paillettes brun foncé à noir, du grès ferrugineux de couleur rouille, du Wad sous forme d'un aspect terreux brun-rouge-violet tachant les doigts (oxydes et hydroxydes de manganèse, Pyrolusite et Limonite mélangés), de la Dolomite (CaMgCO3) de couleur jaune-rose, mais aussi de la Sidérite (FeCO3) en petits rhomboèdres bruns-noirs.

Superbe pièce provenant du filon métallique de Resteigne avec :  en couche superficielle du Wad sous forme d'un aspect terreux brun-rouge-violet tachant les doigts (oxydes et hydroxydes de manganèse, Pyrolusite et Limonite mélangés), en dessous, une couche ocre de limonite et au centre des couches noires brillantes d'Hématite et de Goëtite.  Les petites veines blanches sont de la calcite avec des cristaux de quartz micro. (Échantillon de 7 cm x 7 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Au niveau inférieur, à gauche, face à la station d'épuration, on peut voir une porte qui mure l'entrée d'une galerie.  Certains parlent d'une entrée de mine... c'est faux.  Il s'agit simplement de l'entrée d'une grotte qui a été mise à jour par les travaux de la carrière et qui a été fermée afin de créer une réserve naturelles pour les Chiroptères.

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2. Le gisement du Fondry des Chiens et du Fondry Matricolo

Nous sommes sur la route Couvin-Nismes-Treignes.  A Nismes, nous entrons dans le village et nous montons, d'une part, en passant devant les Pompes Funèbres Trembez au Fondry Matricolo et d'autre part en passant par la rue Orgeveau au Fondry des Chiens.  Ce sont deux butes calcaires portant en leur sommet de larges crevasses au fond desquelles on peut trouver des lentilles de limonite, des blocs de calcaire avec des inclusions de limonite rubanée.  

Limonite rubanée (Échantillon 15 cm x 15 cm)
Photo L.V.B.
Collection L.V.B.

Exploitées dès l'époque romaine, ces deux "mines" recèlent encore ici et là des grains de limonite que nous pouvons ramasser sur le pourtour.

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3. Le gisement de la Mine de Sautour/Vodecée aussi appelée "Galerie de la Vache"

Sur la route Philippeville-Givet, dans le village de Villers-le-Gambon prendre à droite en direction de Sautour.  On entre dans Sautour par la  place du jeu de balle.  Juste après, se trouve le carrefour De La Croix avec à gauche la direction Villers-en-Fagne et La Gueule de Loup.  Prendre à droite une route qui descend très fort.  Au bas de la côte, on traverse l'Hermeton, on passe devant une ferme à droite et N.D. de Beauraing à gauche.   Monter la route devant soi et s'arrêter au bord d'une pâture  en face d'une carrière de marbre rouge Fr1p.  Nous sommes à la limite Sautour-Vodecée.  Rejoindre le ruisseau et on pourra trouver sur la gauche une ancienne entrée de mine.   C'est un travers banc de 220 mètres se terminant des éboulis.  De l'entrée sort une forte venue d'eau.  L'entrée, de 1m80 de haut sur 80 cm de large est maçonnée de briques sur près de 20 mètres de long.  Plus loin, la galerie s'élargit fortement pour atteindre 2 à 3 mètre de haut pour 2 mètres de large.  C'est dans la première portion qu'une vache, à la recherche de fraîcheur se coinça.  De là vient le nom actuel de la galerie

Personnellement, je ne suis pas entré plus loin que les premiers mètres sous le toit de briques. S'y engager plus loin est hasardeux, voire suicidaire.  De toute manière, aujourd'hui, l'entrée est grillagée.  Dans le ruisseau, se trouvent les fondations de l'ancien lavoir du minerais.  De la marcassite et de la pyrite oxydée s'y trouvent encore en grande quantité ainsi que de la calcite avec des incrustations de pyrite oxydée.   De  l'autre côté de la rivière, en haut de la colline, se trouvent des galeries à ciel ouvert qui ont aussi donné leur lot de minerais de fer.     

L'entrée de la "Galerie de la Vache"
Photo L.V.B.

L'entrée de la galerie de face.  Remarquons la forte venue d'eau sortant de la galerie... c'est sans doute une des raisons de l'abandon de l'exploitation...
Photo L.V.B.

La région de Sautour a suscité l’intérêt des prospecteurs pour les minerais métallifères depuis 1848, date à laquelle la concession pour «les mines de plomb et de calamine» fut octroyée. Elle fut étendue aux «pyrites de fer» (et marcassite) en 1853. De 1848 à 1852 on y a extrait, jusqu'à épuisement, du plomb et de la calamine. Entre 1853 et 1869 (arrêt de l’exploitation), seule la marcassite a été produite.  Sur le site de Sautour, coexistent des gisements de deux types différents : l’un est filonien (minéralisation concentrée dans une fracture sécante aux strates), l’autre est lié aux strates (minéralisation disséminée dans une formation bien précise, «parallèlement» à la stratification). Le premier type est constitué de filons grossièrement orientés nord-sud, comme par exemple au nord de la localité de Sautour. La minéralisation consiste principalement en sphalérite, marcassite et accessoirement galène.

Bloc de limonite (Échantillon de 5 cm x 7 cm) sans doute à l'origine de la pyrite ou de la marcassite aujourd'hui totalement oxydée
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Bloc de limonite (Échantillon de 12 cm x 5 cm) sans doute à l'origine de la pyrite ou de la marcassite aujourd'hui totalement oxydée
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Bloc de marcassite fibreuse dont une partie a été totalement oxydée en limonite (Échantillon de 9 cm x 5 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.
 
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4. Le gisement de la mine de fer de Dourbes

A Dourbes, de nombreux indices nous amènent à penser que le fer a été exploité depuis bien longtemps.

Non loin du château de Hauteroche, une ancienne mine de limonite datant de l'époque romaine a été découverte lors de fouilles. (Une poterie de cette époque a été découverte au fond de la mine par des archéologues atteste de la période d'exploitation.) Cette ancienne mine se présente sous forme d'un puits vertical de 7 mètres que rejoint une galerie à travers banc partant du flanc de la colline.  Pour préserver le travail des archéologues (travail toujours en cours), je n'en dirai pas plus.

Non loin de l'Institut de Physique du Globe, de nouveaux indices s'offrent à nous.  Dépasser l'Institut et le jardin clôturé qui le jouxte.  A droite, dans le sous bois, une bonne dizaine de trous en forme d'entonnoirs entourés de gravas recouverts de mousse nous montrent des anciens puits ou des anciennes galeries à travers banc.

Un entonnoir.  On voit nettement la roche en place, sans doute le toit de la galerie rebouchée
Photo L.V.B.

Un autre entonnoir...
Tout autour, dans les gravas, on peut ramasser de la limonite mamelonnée et en plaquettes.

Limonite en plaquette (marcassite totalement oxydée en limonite) (Échantillon de 12 cm x 5 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Limonite mamelonnée (marcassite totalement oxydée en limonite) (Échantillon de 10 cm x 4 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Un dernier détail : une histoire qu'on raconte mentionne le fait que l'Institut de Physique du Globe aurait les senseurs de ses sismographes installés dans une galerie d'une ancienne mine.  C'est une belle histoire mais cela en reste là car c'est en 1949, lors de la création de l'Institut qu'une galerie a été creusée spécialement pour ces senseurs.  Encore une rumeur qui tombe à l'eau...

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5. Le gisement de la mine de Resteigne

De la carrière de Resteigne, traverser le pont et juste avant le "Café de la Lesse", prendre à gauche un sentier forestier qui remonte la rivière par la rive gauche.  A droite du sentier, nous avons le pied du "Massif des Brûlins".  Quelques 300 mètres plus loin, la Lesse s'écarte du sentier et est remplacée par un étang.  Juste après, le sentier amorce un virage à 90° par la gauche et devant nous nous avons une prairie.  Juste à droite, une tranchée mentionnée sur le plan de demande de concession de 1834 semble mener à une galerie totalement rebouchée et effondrée dont plus rien ne subsiste.

Les recherches minérales que j'ai menées dans les gravas tout autour ne n'ont apporté qu'un peu de limonite.  C'est bien peu mais cela reste assez pour attester de la présence d'une exploitation de fer.

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6.  Le gisement de la mine de Tohogne

En rive gauche de l'Ourthe, à 2 kilomètres en amont de Barvaux

A cet endroit, on découvre une prairie en pente douce qui longe la rivière. C’est la première depuis Barvaux . Dans le bois derrière cette prairie, nous trouvons le remblai d'une ancienne voie Decauville (petit train de l’exploitation dont l’écartement des rails est de 60 à 80 cm ), perdu dans la végétation.  Elle conduit à un effondrement caractéristique dans le flanc du coteau qui indique la présence d’un ancien puits de mine.  Un petit mur de moellons à peine visible permet d'affirmer que là se trouvait l’entrée de la mine, à 17 mètres au-dessus du niveau de la rivière.

C’est au bord de l’Ourthe que le minerais était trié et ensuite, il était acheminé en barques vers Barvaux. Aujourd’hui, on peut encore, après quelques recherches, trouver à cet endroit et dans la rivière, des morceaux de pyrite blendo-galèneuse totalement oxydés en limonite.

Petits morceaux de marcassite crêtée totalement oxydée en limonite (Échantillons 6 cm x 3 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Cette galerie, dite Galerie de Rinzée, avait un développement de quelque 600 mètres.

A 470 mètres de l'entrée, elle communiquait avec la surface par un puits de 69 mètres débouchant au lieu-dit : Les Vieilles Minières. L’extrémité Nord du filon, dit Filon de Warre était exploitée par une galerie de 200 mètres, creusée au lieu-dit : Fond des Godinettes.

Les Vieilles Minières et le Fond des Godinettes ont disparu des mémoires et des cartes.

C'est en 1827 que la Compagnie du Luxembourg entreprit le creusement de la Galerie de Rinzée, après une première tentative menée à 4 mètres au-dessus de l'Ourthe.  En 1838 les travaux sont abandonnés aux 125 mètres.  En 1845, suite à un arrangement avec la compagnie concessionnaire, c'est la Société de Sclessin qui reprend l'exploitation, et ce, jusqu'en 1873.  En 1874, l’Etat belge reprend les biens de la Compagnie du Luxembourg et la mine devient propriété domaniale.  En 1878, l'exploitation est abandonnée.

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7.  Le gisement de la mine de Heure

De Heure vers Nettine.  Sur la droite de la route, on verra un petit parking, juste pour une ou deux voitures.  On s'y gare et on revient à pied en arrière de plus ou moins 100 mètres.  Le crassier de l'ancienne exploitation se trouve là, à gauche.

De nos jours on ne voit plus que la dallé de béton recouvrant le puits et les blocs qui supportaient la machine à vapeur.

En 1777, Ferraris signale déjà la mine sur la carte des Pays-Bas Autrichiens.  Les derniers travaux furent effectués en 1938-1939 et l'exploitation fut définitivement abandonnée suite à un orage violent qui a complètement noyé la mine.

Les anciens murs et les restes des bâtiments de l'exploitation.  A l'avant plan, recouvert de mousses, le socle portant encore les boulons qui devaient maintenir la machine d'extraction.
Photo L.V.B.

Nathalie sur le crassier
Photo L.V.B.

Les minéralisations sont très semblables à ce qu'on trouve à Durbuy : on y trouve une espèce de brèche calcaire (on ne peut pas trouver un cristal de calcite correct...), de la limonite, de la marcassite oxydée, du calcaire, de la calcite, le tout formant une espèce de conglomérat, d'aggloméré avec ciment de gypse de couleur rouille.  Le gypse s'est formé après le dépôt du crassier, par décomposition des sulfures.  Le tout est, comme à Durbuy, assez peu esthétique et il est bien difficile de trouver une minéralisation à peu près correcte.

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8. Le gisement de la mine de Durbuy

De Durbuy vers Barvaux par la route Nationale.  A Bohon, prendre le sentier touristique qui rejoint puis longe l'Ourthe en direction de Barvaux.

On passe sur le petit pont qui traverse la rivière et on poursuit jusqu'à un virage sur la droite.  Ce virage indique le début du méandre en épingle à cheveux.

Dans le sous-bois, à gauche on trouve un petit talus, reste de l'exploitation du filon dit "de Warre"

A gauche de ce sentier se trouve le talus, vestige de l'exploitation minière.
Photo L.V.B.

Les recherches sur le talus.
Photo L.V.B.

Ce qu'on trouve sur place est assez étonnant.  On y trouve de la dolomite brun clair, de la limonite, de la marcassite oxydée, du calcaire, de la calcite, le tout formant une espèce de brèche avec ciment de gypse brune.  Le gypse s'est formé après le dépôt du crassier, par décomposition des sulfures.  Le tout est assez peu esthétique et il est bien difficile de trouver une minéralisation à peu près correcte.

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9. Le gisement d'Olloy sur Viroin (Carrière Frimoye)

Nous sommes sur la route Couvin-Nismes-Treignes et nous arrivons à Olloy sur Viroin. En face de l'entrée principale du village, nous prenons à gauche une petite route en macadam puis en béton et là où la route tourne en épingle à cheveux, on prend en face de nous une petite route en terre tout juste carrossable. Elle nous conduit jusqu'à la carrière de Frimoye ou Flimoye (selon les appellations) qui est une Réserve Naturelle du Cercle des Naturalistes de Belgique (Centre Marie Victorin de Vierves).

Le site de la carrière Frimoye à Olloy-sur-Viroin est localisé sur le flanc sud du Synclinorium de Dinant, sur le bord de la Calestienne et sur le versant nord de la vallée du Viroin (adret). La roche exploitée est un calcaire bleu noir sur cassure fraîche, ne contenant que bien peu d'argile, si bien qu'il ne prend que difficilement une patine brune avec le temps.  Ce calcaire porte de nets joints de stratification et est bien diaclasé.  C'est nettement un calcaire Givetien du membre des Trois Fontaines.  Les couches au départ, déposées horizontalement au fond de l'océan Paléozoïque ont été, à la faveur des plissements, redressées à la verticale, ce qui fait de cette carrière, un objet pédagogique de grande valeur. 

Les couches verticales de la carrière Frimoye
Photo L.V.B.

Je pense qu'un autre intérêt pédagogique de grande valeur que présente cette carrière est le fait que de nombreux blocs présentent des Stylolites.  Ce sont des structures en forme de colonnettes s'interpénétrant au sein de roches calcaires ou marno-calcaires en dessinant des joints irréguliers,
généralement soulignés par une surface noirâtre ou brunâtre (produits charbonneux ou argileux). 

Les stylolithes (joints sombres irréguliers)
Photo L.V.B.

Les figures, que l'érosion peut mettre en relief, correspondent à des surfaces de dissolution sous pression, et permettent notamment de déterminer la direction de la compression qui leur a donné naissance et qui est parallèle à l'allongement des colonnettes.

Les stylolithes à découvert
Photo L.V.B.

Les stylolithes : le même bloc mais à contre-jour afin de bien visualiser ces formations
Photo L.V.B.

L'origine des pressions de dissolution peut-être sédimentaire (charge lithostatique, contrainte maximale verticale) ou tectonique (contrainte maximale verticale ou horizontale). On les trouve principalement dans les roches sédimentaires telles que les grès et les calcaires. Leur étude a pour but de comprendre leur rôle dans la compaction des séries géologiques, induisant de forts changements de porosité par des déplacements de matière et des cimentations.

Quelques explications supplémentaires...

Leur nom vient de l'ancien Grec : stylo qui veut dire colonne rappelant la forme des pics stylolitiques et de lithos signifiant pierre. On trouve fréquemment des joints stylolitiques parallèles à la stratification dans les calcaires, les morphologies des pics sont très variés et étudiés depuis ces dernières années grâce aux méthode mathématiques comme les fractales.

Les joints stylolitiques apparaissent toujours plus sombres que leur roche hôte car les résidus de dissolution qui remplissent les épontes sont essentiellement constitués d'argiles, de matières organiques, de sulfures et parfois de quelques minéraux néoformés. A l'échelle d'un front de taille les joints stylolitiques se rencontre sur plusieurs dizaines voire centaines de mètres!

Dans la croûte terrestre, sous l'effet des contraintes mécaniques régnant dans les roches poreuses saturées en fluide intersticiel, ont lieu des processus de pression dissolution. Aux interfaces fluide/roche, des réactions de dissolution ont lieu dans les zones les plus chargées mécaniquement, puis un transport a lieu sous forme dissoute, ensuite les matériaux reprécipitent dans les zones de moindres contraintes. Ces processus ont lieu dans des roches sédimentaires sous l'effet des contraintes lithostatiques, et au sein des gouges des zones de failles sous l'effet des contraintes tectoniques.

Ils donnent naissance à des motifs caractéristiques reconnaissables sur des faciès rocheux ou des coupes, laissant une fois le fluide évacué, de fines interfaces rugueuses solide/solide, nommées stylolites. Celles-ci sont couramment utilisées en géologie comme marqueurs de la direction de contrainte principale. La modélisation du processus créant de telles morphologies constitue donc un défi important pour l’interprétation des données de terrain.

De plus, ces processus jouent un rôle important dans la dynamique de la croûte fragile : notamment, dans les roches sédimentaires, ils permettent d'accommoder une partie importante de la déformation. Ils jouent dans ce contexte un rôle clé dans les processus de compaction, dont la modélisation a notamment d'importantes applications pour la compréhension de la formation et dynamique des réservoirs d'hydrocarbures – en créant des zones de perméabilité préférentiels et des barrières scellées.

Parfois on peut y découvrir quelques fossiles indégageables...

Un gastéropode pulmoné
Photo L.V.B.

Au cours de cet été 2004, l'exploitation a repris.  Quelques tirs ont eu lieu et un superbe filon de calcite massive de près d'un mètre de puissance sur toute la hauteur du front de taille a été mis à jour.

Dans ce filon j'ai pu observer de la superbe calcite rhomboédrique et dans une poche au centre de la calcite, de la superbe limonite, brillante, très dense.  Aux abords de cette "poche" de 75 cm de haut et 30 cm de large j'ai pu récolter de superbes lentilles de calcite brune qui semblent être de la sidérite.

 

Le filon de calcite
Photo L.V.B.

Calcite massive, un peu de baryte, d'aragonite et de sidérite
Photo L.V.B.

Bloc de calcite grise avec des cavités remplies de cristaux lenticulaires de sidérite brune.
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Les taches de sang de ce bloc sont en fait des noisettes de marcassite qui s'oxydent et coulent sous forme de rouille.

Mais nous pouvons aussi y découvrir d'autres minéraux qui sont présents à divers degrés d'occurrence : fluorine (CaF2) en mouchetures, blende (ZnS) en cristaux micro, pyrite (FeS2) en "noisettes" et plaquages, galène (PbS) en plaquages et mouchetures dans le calcaire.

Calcite recouverte d'un plaquage de minuscules cristaux brillants de marcassite. Pour voir l'autre face aller voir la page consacrée à la "calcite". (Échantillon 6 cm x 4 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.
 
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 10. Le gisement de Merlemont

Sur la route Philippeville-Givet, à Merlemont, une carrière de dolomie de chaque côté de la route peut livrer des produits dolomitiques divers mais aussi et surtout de la dolomie massive, rubanée, de beaux cristaux de dolomite jaune, blanche et accessoirement rose. (Carrière aujourd'hui interdite au public)

Prendre la route suivante à gauche en direction de Merlemont et se garer sur le parking à droite, avant l'entrée du village.  Prendre à pied le chemin forestier à droite et là, on entre dans une ancienne carrière de dolomie servant aujourd'hui de ball-trap.

Ces carrières sont ouvertes dans le Tienne de Merlemont qui fait partie du massif de l'anticlinal de Philippeville, d'âge Frasnien. Ce tienne s'étire d'est en ouest sur près de 2 km, entre le lieu-dit "Malplaque" et le village de Merlemont. Ce coteau est traversé par une voie ferrée désaffectée aujourd'hui reconvertie en RAVeL et est actuellement en grande partie entamé par deux carrières, une petite carrière de marbre rouge aujourd'hui désaffectée, la carrière de l'Abreuvoir et une grande carrière de dolomie exploitée par la S.A. Dolomies de Merlemont. Cette dernière consiste en une excavation creusée sur environ 1km et profonde d'une vingtaine de mètres.        

 

Bloc de limonite caverneuse (Échantillon 6 cm x 6 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.
 
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11. Le gisement de Wellin (Carrière du Fond des Vaulx et Carrière des Limites)

De Wellin, prendre la direction de Han sur Lesse. On longera la carrière du Fond des Vaulx (en activité...autorisation !!) qui se continue le long de la E 411 par la carrière les Limites (aussi en activité... mais autorisation aujourd'hui impossible). Toute la carrière est à explorer surtout la partie gauche derrière la trémille tout au fond, à gauche et à droite.

Marcassite et calcite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière de Fond des Vaulx.
(Échantillon 4 cm x 4 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Marcassite et calcite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière des Limites. (Échantillon 3 cm x 2 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Marcassite et pyrite (peut-être aussi chalcopyrite, mais c'est moins sûr) sur calcite et dolomite, le tout sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière du Fond des Vaulx. (Échantillon 7 cm x 4 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Marcassite et dolomite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière du Fond des Vaulx. (Échantillon 3 cm x 2 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Pyrite sur calcite et dolomite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière des Limites. (Échantillon 3 cm x 2 cm)

Collection L.V.B.

Photo L.V.B.

Une autre vue de la même pièce...

Marcassite et calcite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines de la carrière des Limites. (Échantillon 13 cm x 12 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Marcassite et calcite sur calcaire givetien du Membre des Trois Fontaines. (Détail) (Échantillon 13 cm x 12 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.
 
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12. Le gisement de la carrière Lhoist

A Rochefort, prendre la direction de Jemelle.  Au rond point, prendre la direction de Marche, Malagne-la-Romaine.  En haut de la côte, nous  arrivons face aux exploitations Lhoist.  Prendre à gauche une route  passant entre les tas de produits de la carrière et aller jusqu'au bout de ce chemin. (+-2 km)  Nous sommes à la carrière de La Boverie qui  exploite le calcaire gris à stromatopores (bioherme) de deux lentilles  récifales.  Cette carrière est très riche en fossiles : coraux, crinoïdes et brachiopodes mais aussi minéraux : calcite, limonite, pyrite, galène, marcassite et chalcopyrite.

Lors de la sortie du 18 mars 2001, en prenant à droite en entrant dans la carrière (le côté gauche étant en voie de remblayage), nous nous sommes rendus d'abord deuxième étage  et nous avons pu prospecter manganite, sidérite, pyrite, marcassite, calcite, dolomite, fluorite, galène et chalcopyrite.  Ces minéraux se retrouvent dans les failles toujours bien minéralisées et dans les cheminées de dissolution.  Ce dernier minéral, la chalcopyrite, prouve, une fois de plus si c'est encore nécessaire, que l'occurrence du cuivre en Fagne Famenne est bien réelle.  Au premier étage, sur le dessus de la lentille calcaire, nous avons pu récolter de nombreux blocs de galène souvent recouvert d'un encroûtement de cristaux gris : la cérusite. 

Pyrite mamelonnée (Échantillon 4 cm x 4 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Pyrite mamelonnée avec recristallisation d'une gerbe de pyrite en cristaux  (Échantillon 5 cm x 3 cm)
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.
 
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13. Le gisement de la mine d'Erezée

A 200 mètres au Nord-Nord-Ouest de l'église, en rive droite du ruisseau de l'Estinale, sous le hameau de Clerhé, anciennement appelé Clerheid. La mine n'est en fait qu'un petit couloir de 9 mètres de long se terminant par une partie inondée. 

Au niveau du ruisseau, nous pouvons encore trouver les ruines de l'ancien lavoir mais de minéralisations, plus rien à trouver.

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Luc Van Bellingen

 

 

 

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