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MINE D'ABBARETZ ET ARSENIC

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LA GÉOLOGIE DE LA BRETAGNE EN QUELQUES MOTS

Deux milliards d’années d’histoire géologique bretonne ...

Par Florentin Paris - février 2018

Les archives géologiques bretonnes couvrent une période de plus de 2 milliards d’années et impliquent une grande diversité de roches sédimentaires, métamorphiques et éruptives. Celles ci représentent un véritable condensé de l’histoire de la Terre car elles traduisent les grands mouvements de l’écorce terrestre responsables de la formation des montagnes et des grandes modifications climatiques.

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Le contact entre le gneiss Icartien et la microgranodiorite de Pleubian est ici enrobé par une coulée de solifluxion composée de limon et de loess.
Lithothèque de l'académie de Rennes

Les grands cycle structurants

À l’ouest du Massif armoricain, la Bretagne a acquis ses principales caractéristiques au cours de cycles de plissements majeurs : les cycles icartien, cadomien, varisque. Il n’y a pas d’Archéen en Bretagne mais, autour de la baie de Lannion, de petits affleurements de roches à composition granitique, datés de –1,8 à –2,2 milliards d’années (Protérozoïque inférieur), sont attribués au cycle icartien. Il s’agit des plus anciennes roches de France métropolitaine et même de l’Europe méridionale.

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Pincipales étapes de l’édification du socle géologique de la Bretagne.

Le socle primitif

Le cycle cadomien débute vers –750 Ma et s’achève il y a 541 Ma. Il constitue le véritable soubassement de la Bretagne. On y trouve des matériaux variés d’âge protérozoïque supérieur, notamment d’anciennes boues et sables marins modifiés au cours du temps (surtout visibles en Bretagne centrale) et du matériel volcanique (coulées de laves, tufs, cendres présents dans le Trégor et autour de la baie de Saint-Brieuc). Entraînés en profondeur lors des plissements à l’origine des montagnes cadomiennes (–600 à –540 Ma), ces roches ont été profondément modifiées par la chaleur et la pression en donnant des micaschistes, des gneiss ou des granites d’anatexie. Ces roches métamorphiques sont bien représentées près de Brest, de Guingamp et de Saint-Malo. Le cycle cadomien s’achève par l’intrusion d’énormes massifs de granite, notamment vers l’est (Bécherel, Bonnemain, Fougères).

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Carte géologique simplifiée de la Bretagne.

Le massif breton

Le cycle varisque démarre en Bretagne par le dépôt des restes de l’érosion des montagnes cadomiennes. On a d’abord des sables et des boues déposées dans une mer froide à tempérée, puis l’apparition de calcaires tropicaux avec des coraux (entre –410 et –370 Ma) et enfin les vestiges de luxuriantes forêts houillères (entre –350 et –300 Ma). Ces sédiments et fossiles traduisent un lent déplacement de la Bretagne de l’hémisphère sud vers l’Équateur. Le cycle varisque s’achève vers –320 Ma avec la formation d’une immense chaîne de montagne, résultat de la collision entre les plaques Gondwana (incluant la Bretagne) et Laurussia. Au cours de cette collision, les roches volcaniques et les sédiments marins déposés pendant plus de 150 Ma sont entraînés dans les profondeurs de l’écorce terrestre à la faveur de plissements gigantesques. Soumis à de fortes températures et pressions, ils sont profondément métamorphisés (modifiés en micaschiste, gneiss, migmatites, amphibolites). Ce type de roche est bien représenté dans le sud de la Bretagne (Loire-Atlantique, Morbihan, Finistère sud. D’immenses cassures (failles) accompagnent ces mouvements et participent au façonnement du massif breton. Le cycle varisque s’est achevé il y a 300 Ma avec la mise en place des derniers massifs granitiques (Ploumanac’h, Quintin, Le Hinglé).

Les derniers ajustements

Le démantèlement des montagnes varisques a débuté avant même la fin de ce cycle et s’est poursuivi au Mésozoïque. La Bretagne est alors devenue une île aplanie, sans doute parcourue par des hardes de dinosaures. Cette Bretagne insulaire, entourée d’une mer où se déposaient des boues calcaires, a été partiellement ennoyée lors d’épisodes de climats très chauds et de haut niveau marin, notamment au Crétacé supérieur (100 Ma). Il faut attendre le Cénozoïque pour retrouver des dépôts marins en Bretagne centrale. Il s’agit de sables coquilliers, connus sous le nom de faluns, déposés il y a 15 à 13 Ma dans un bras de mer reliant la Manche et l’Atlantique. Ce dernier retour significatif de la mer en Bretagne est sans doute un écho des mouvements alpins. Au Quaternaire (–2,6 Ma à l’actuel), lors des phases de froid les plus intenses, le développement d’immenses calottes glaciaires polaires a provoqué, à plusieurs reprises, une chute du niveau marin de près de 120 m. La topographie actuelle et le trait de côte de la Bretagne sont alors fixés.

A propos de l'auteur

Florentin Paris, né en 1945 à Bégard, partage à présent son temps entre Rennes et Crozon. Directeur de recherche au CNRS, il a développé des recherches en géologie, paléontologie et paléogéographie à l’Université de Rennes I (Géosciences). Il est l’auteur de près de 400 publications scientifiques.

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RÉSUMÉ DES CONNAISSANCES SUR LE GISEMENT D'ABBARETZ...

 

Par Yves Lulzac - décembre 2019

Yves Lulzac est un ancien géologue minier qui a commencé sa carrière dans la recherche des gisements uranifères en Bretagne. Sa carrière s'est poursuivie à travers le monde où il est à l'origine de la découverte de plusieurs nouvelles espèces minérales la dernière étant la Lulzacite, un phosphate de strontium, qu'il a découvert à St Aubin des Châteaux en 1997.
Gemmologue de laboratoire à ses heures, il a rédigé un manuel de gemmologie qui fait autorité dans le monde entier.
Breton, il est aussi l'auteur de deux ouvrages sur les manoirs Bretons.

Cadre géologique et géométrie du gisement

Ce gisement est localisé dans un niveau schisteux peu métamorphique daté de l’Ordovicien (485 à 444 Ma) moyen (schistes de Saint Perreux), orienté Est-Ouest et penté vers le Sud d’environ 45 degrés. Ce niveau est intercalé entre les schistes d’Angers plus anciens, vers le Sud et une étroite formation gréseuse (grès d’Abbaretz) plus récente, vers le Nord.

La formation stannifère exploitée est constituée d’un ensemble de filons quartzeux en général peu puissants (de 20 à 50 centimètres de large en moyenne), plus ou moins lenticulaires et fusiformes, formant le plus souvent des trains de lentilles très irrégulières d’allure boudinée, tordue ou broyée qui empruntent la même direction et la même inclinaison que celle des schistes encaissants. Rares sont les filons que l’on peut suivre sans discontinuité sur quelques dizaines de mètres.

Cet ensemble filonien, d’allure très complexe dans le détail, forme un faisceau qui s’étale sur un front d’une quarantaine de mètres de largeur. Il a été suivi et exploité ici sur une longueur d’environ 750 mètres et une profondeur d’environ 60 mètres, soit une extension verticale filonienne d’environ 85 mètres.

Au contact de ces formations quartzeuses, les schistes encaissants sont en général chargés en très petits cristaux de tourmaline noire et présentent une altération très prononcée avec formation d’argile plus ou moins kaolinique conférant à cet ensemble une faible cohésion très favorable à une exploitation simplifiée car ne faisant que rarement appel à un abattage à l’explosif.

Minéralogie du gisement

Le minerai exploité est essentiellement constitué de cassitérite (oxyde d’étain de formule SnO2) que l’on trouve sous forme d’amas en général très mal cristallisés dont la taille varie de quelques millimètres à une vingtaine de centimètres au maximum. Ces amas sont toujours inclus dans le quartz filonien, très souvent en compagnie de micas blancs (muscovite) parfois abondants. Des minéraux sulfurés très peu abondants ont été remarqués sous forme de pyrite (sulfure de fer de formule FeS2) et d’arsénopyrite (ou mispickel, sulfure de fer et d’arsenic de formule FeAsS) dans les premiers mètres de l’exploitation. Dans les niveaux les plus profonds, les sulfures sont apparus d’une manière plus fréquente, toujours sous la forme d’arsenopyrite.

Historique du gisement.

La région située à l’Ouest d’Abbaretz était connue autrefois pour ses inégalités de terrain, parfois très accentuées, que l’on appelait « mardelles » et qui passaient pour être d’anciens retranchements gaulois ou gallo-romains. Ceci jusqu’en 1897, époque au cours de laquelle, le géologue Louis Davy démontra qu’il s’agissait en réalité d’anciennes exploitations de cassitérite, ce minerai très recherché dans l’Antiquité pour la fabrication du bronze.

Sur le site du Bois Vert, cette ancienne exploitation se manifestait sous la forme d’un fossé allongé et profond d’environ 17 mètres au maximum.

Suite à cette redécouverte, une demande de concession de minerai d’étain fut sollicitée par la Société Nantaise des Minerais de l’Ouest (S.N.M.O) filiale des établissements Carnaud Basse Indre, fondée en 1910. Cette concession lui fut accordée le 12 août 1920 pour une durée de 75 ans, mais qui sera prolongée à perpétuité par décret du 19 juillet 1957.

Commence alors une période de travaux de recherches destinés à préciser la morphologie du gisement, ses teneurs en étain et son mode possible d’exploitation.

Ces travaux commencent en 1911 par le fonçage d’une descenderie (ou galerie inclinée) pentée à 33 degrès destinée à reconnaître l’aval des travaux antiques. Malheureusement, la très mauvaise tenue des terrains a conduit à l’abandon prématuré de cet ouvrage dont la longueur totale de 105 mètres fut insuffisante pour parvenir à l’aplomb de la fosse principale. Seuls quelques lentilles quartzeuses peu minéralisées en cassitérite furent mises à jour. Ces recherches profondes furent donc provisoirement abandonnées en septembre 1921 car elles ne se justifiaient pas dans l’optique d’une exploitation souterraine du gisement : faibles teneurs apparentes en étain et terrains trop peu stables.

De 1942 à juillet 1943, la S.N.M.O. en association avec la Société d’Etudes et d’Exploitations Minières (S.E.T.E.M.), décide de reprendre les recherches en procédant au fonçage d’un puits de 36 mètres de profondeur donnant accès, au niveau 32, à une galerie en travers-bancs dirigée vers le Nord et longue de 165 mètres. A 65 mètres du puits cette galerie a recoupé un filon quartzeux bien minéralisé en cassitérite, Ce filon, qui à l’époque fut considéré à tort comme étant le plus riche, fut tracé sur une longueur de 96 mètres. On ne possède que peu d’informations sur la richesse réelle de ce filon mais on peut se douter que les résultats des échantillonnages ne furent guère satisfaisants car le gisement fut déclaré inexploitable en souterrain. D’autant moins que ces travaux furent également contrariés par une très mauvaise tenue des terrains ayant même entraîné un accident mortel.

De juillet 1943 à 1946, la S.E.T.E.M. ayant fait preuve d’un manque total de clairvoyance dans la conduite de ses travaux, la S.N.M.O. décida de poursuivre, seule, les investigations sous la direction de Mr. Henry Barzin, directeur général de la société Géomines à Bruxelles qui exploitait le gisement de cassitérite de Manono au Gabon.

Ceci, enfin, dans l’optique d’une exploitation à ciel ouvert.

Ces nouveaux travaux consistèrent en :

  •  L’exécution d’une galerie en travers-bancs à partir du niveau 12 du puits de la S.E.T.E.M. Cette galerie longue de 127 mètres a permis de confirmer la poursuite, vers l’amont, des formations minéralisées recoupées au niveau 32. Ceci malgré la présence de passages remblayés correspondant aux travaux antiques.

  • L’échantillonnage détaillé de ces deux travers-bancs.

  • L’exécution, en surface, de 42 sondages verticaux au trépan de gros diamètre. Ils étaient équidistants de 20 mètres suivant 9 profils orientés Nord-Sud, eux-mêmes équidistants de 200 mètres. Leur profondeur variait de 25 à 150 mètres et les échantillons recueillis par passes de 1 mètre ont été traités à la battée.

 

A l’issue de tous ces travaux, il est apparu que ce gisement consistait en un faisceau de filons quartzeux d’environ 48 mètres de largeur réelle, sur une longueur horizontale de 800 mètres et à teneur moyenne de 2.660 grammes de cassitérite au m3 de tout-venant. Cet ensemble étant constitué en grande majorité de terrains très altérés et d’extraction aisée à ciel ouvert. Ceci contrairement aux terrains limitant le faisceau minéralisé vers le Nord et vers le Sud dont l’altération, beaucoup moins intense, coïncidait avec l’affaiblissement rapide, mais non tranché, des minéralisations stannifères

 

De janvier 1952 à décembre 1957, c’est la période la plus active puisqu’elle correspond à la mise en exploitation du panneau, tel qu’il avait été défini par les sondages au trépan, et qui fut dénommé « bloc Hector Pétin ».

L’exploitation devait s’étendre sur une longueur d’environ 750 mètres mais, en réalité, elle a surtout porté sur la moitié occidentale du gisement à la suite de la découverte d’une faille transverse ayant eu pour effet de rejeter de 50 mètres vers le Sud le tronçon oriental du gisement. Ce dernier paraissant moins minéralisé que son homologue occidental.

Bilan de l’exploitation.

Au total, il aura été extrait de cette exploitation à ciel ouvert :

  • Environ 2 millions de m3 de minerai dont environ 556.000 m3 de quartz.

  • Environ 1.735.000 m3 de découverture stérile, laquelle constitue actuellement ce que l’on nomme la « butte d’Abbaretz ».

  • 3.743,4 tonnes de concentré marchand titrant en moyenne générale 67,5% d’étain métal. Soit une production voisine de 2.527 tonnes d’étain métal.

Normalement, le potentiel théorique de ce gisement à la fin de son exploitation aurait dû être de 5.320 tonnes de concentré marchand, compte tenu de la teneur moyenne calculée au départ de 2.660 grammes de cassitérite au m3, et en supposant une récupération de 100%. D’où une perte de 1.577 tonnes de minerai correspondant à un rendement médiocre d’environ 70%. Rendement que l’on pourrait éventuellement expliquer par une surestimation initiale de la teneur moyenne du gisement.

Cependant, et sachant que le rendement d’un atelier de traitement de minerai d’étain n’est jamais de 100% mais plutôt de 75% à 85%, il faut admettre que la bonne marche de cette laverie a réellement été perturbée de différentes manières, tout du moins si l’on s’en réfère aux rapports et remarques formulées à l’époque. A savoir :

  • La modification du schéma d’extraction consécutive à la découverte de la faille transverse.

  • La modification de la méthode d’extraction par suite de l’obligation non prévue de miner les lentilles quartzeuses les plus importantes.

  • La mauvaise adaptation du système de concentration à un minerai extrêmement hétérogène, très différent du gisement de Manono qui avait alors servi de modèle pour l’étude du traitement. L’on sait, par exemple, que certains appareils de traitement (les jigs et les tables à secousses en particulier) étaient fréquemment engorgés par de brutales et imprévisibles arrivées de minerai à forte teneur ayant conduit à des pertes évaluées à 25% et peut-être même plus.

  • La mauvaise formation du personnel de laverie car l’encadrement ne comptait aucun laveur de métier.

  • Les conflits permanents entre le siège de la S.N.M.O. et les directeurs locaux qui eurent pour conséquences de nombreux gaspillages de temps et de matériel ainsi qu’un mauvais entretien des appareils de lavage et des machines d’extraction.

 

Finalement, ce mauvais taux de récupération, s’ajoutant à la baisse des cours de l’étain à partir de l’année 1957, puis à la hausse des prix de revient, seront à l’origine de la fermeture prématurée de cette exploitation.

Exploitation qui ne fut jamais rentable à cause principalement des très gros investissements en matériel d’extraction, entre autres dans l’achat d’énormes pelles électriques américaines de marque Bucyrus-Erié qui se révéleront inadaptées à la taille, finalement modeste, du gisement. A cause également de la chute des rendements en laverie.

Mode de traitement du minerai.

Il s’agissait d’un traitement classique adapté à un minerai de type alluvionnaire.

En entrée de laverie, le minerai subissait un débourbage destiné à éliminer les argiles et les fines particules de micas. Puis les éléments quartzeux et les fragments de roches non altérés étaient concassés et broyés pour produire des sables et gravillons destinés au traitement gravimétrique habituel. Ce dernier traitement, qui assurait la séparation de la cassitérite de sa gangue, faisait appel à des batteries de bacs à piston (jigs) et à des tables à secousses. Lorsque les sulfures apparurent d’une manière relativement abondante en fin d’exploitation, ces derniers ont fait l’objet de tentatives de séparation par des opérations de flottation sur des tables spéciales mais sur lesquelles on ne possède aucune information précise.

Activités de la S.N.M.O. à l’intérieur de sa concession mais en dehors du site du Bois Vert.

Cette concession, d’une superficie de 938 hectares, s’allonge sur 8,5 km depuis le bourg de Nozay jusqu’au-delà du bourg d’Abbaretz. En réalité elle couvre l’intégralité d’un faisceau filonien ininterrompu mais dont la minéralisation n’est pas distribuée d’une manière homogène. A l’ouest du site exploité du Bois Vert, au moins trois autres sites minéralisés étaient déjà connus pour avoir fait l’objet de travaux antiques. Ces sites ont également fait l’objet de travaux de recherches de la part de la S.N.M.O. et ceci dès 1911. Ils sont connus sous le nom de Beaulieu, le Bé et le Maire.

Comme au Bois Vert, ces travaux de recherches ont consisté en puits, galeries et sondages au trépan. Avec pour résultats la mise en évidence d’un gisement potentiel sur le site de Beaulieu, équivalent à celui du Bois Vert et qui, normalement, devait prendre la suite de l’exploitation de ce dernier.

De tous ces travaux, qui ne furent jamais de véritables travaux d’exploitation, on évalue la quantité de cassitérite extraite sur le site de Beaulieu à environ 4,3 tonnes, et à environ 120 tonnes sur le site du Bé.

L’existence, immédiatement à l’Est du bourg de Nozay, d’un affleurement de granite kaolinisé et également stannifère, fut mise en évidence tardivement, et d’une manière fortuite, à la suite des travaux préparatoires à la mise en exploitation du site de Beaulieu. Ce site, dénommé Ville Foucrée, fit également l’objet de recherches au moyen de petits puits peu profonds, de sondages à l’aide de gouges Banka, et de 2 sondages au trépan. Par la suite, des sondages carottés ont été effectués par la Société Minière et Industrielle de Rougé.

Activités de 1966 à 1973.

A partir de 1966, le B.R.G.M. seul ou en syndicat avec la S.E.E.M.I., la Co.Mi.Ren. et Bethleem Steel. a décidé de reprendre l’étude du district d’Abbaretz, aussi bien sous l’angle « alluvionnaire » que sous l’angle « gîtes primaires », à l’intérieur ou à l’extérieur de la concession S.N.M.O. Seul, le site du Bois Vert ne fut pas étudié puisque déjà exploité.

Les méthodes mises en œuvre à l’intérieur de la concession furent très variées, consistant principalement en prélèvements alluvionnaires et éluvionnaires, tranchées, sondages à la tarière à main, sondages percutants au wagon-drill, sondages au marteau fond-de-trou classiques ou de type Saturne, et sondages carottés.

De toutes ces méthodes, aucune ne se montra vraiment adaptée à la morphologie particulière du minerai d’Abbaretz, soit par la profondeur insuffisante des tranchées qui ne parvinrent jamais à franchir le plancher des travaux antiques, soit par le volume insuffisant des échantillons récupérés par les différents types de sondages.

Seuls, des échantillons de gros volume obtenus par sondages de gros diamètre en tubage continu , étant susceptibles de cerner au plus près les teneurs réelles des terrains minéralisés.