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Les mines de cuivre de Chessy-les-Mines, (Rhône) : des azurites parmi les plus belles du monde formées par interaction de grès carbonatés triasiques avec un amas sulfuré quasi-ophiolitique dévonien – Comparaison avec l'amas sulfuré voisin de Sain-Bel

Frédéric Gaudry

Professeur de SVT, Lycée Rosa Parks, Neuville sur Saône

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

06/03/2019

Résumé

Gitologie du cuivre : un gisement primaire de type ophiolitique et un gisement secondaire dans un ensemble carbonaté par remobilisation et circulation de fluides. Minéraux variés à métaux, soufre et carbonates.


Géologue, ex-collaborateur externe du BRGM, F. Gaudry est actuellement président de l'AMAC, Association Minéralogique de l'Arbresle Chessy-Les-Mines.

Quand on visite les galeries de minéralogie des grands musées d'histoire naturelle du monde (Londres, New-York…), on peut presque toujours admirer certaines pièces venant des mêmes gisements de France, et même d'Auvergne-Rhône-Alpes, car c'est là qu'on a trouvé des spécimens de telles ou telles espèces minérales parmi les plus belles et caractéristiques de la planète. On peut citer les quartz (SiO2) de l'Oisans (en particulier les quartz de La Gardette), les barytines miels (BaSO4) d'Auvergne (en particulier les barytines de la Côte d'Abot, cf. La barytine de la Côte d'Abot (Puy de Dôme) et autres barytines jaune miel d'Auvergne ), les lussatites de Limagne (cf. Un gisement d'hydrocarbures vu de l'intérieur et un trésor du patrimoine géologique français : la mine de bitume de Dallet (Puy de Dôme), dite « Mine des Rois » ) et les azurites [Cu3(CO3)2(OH)2] de Chessy-les-Mines, dans la grande banlieue de Lyon (Rhône).

Figure 1. Échantillons d'azurite et de cuprite provenant de Chessy-les-mines, exposés au Musée des Confluences, Lyon

L'azurite [Cu3(CO3)2(OH)2] variété chessylite, est un habitus particulier défini et baptisé ainsi par Brooke et Miller en 1852, la cuprite (Cu2O) est un autre minéral emblématique de Chessy.

L'Azurite de Chessy se reconnait par sa splendide couleur bleue et ses cristaux remarquables. La cuprite (Cu2O), souvent pseudomorphosée (on dit aussi épigénisée) en malachite verte [Cu2CO3(OH)2] se reconnait par ses cristaux souvent octaédriques, dodécaédriques, rarement cubiques. Ces cristaux de cuprite, d'environ 1 cm dans leur grande dimension, donnent l'échelle (maximum connu : 5 cm). Le Musée des Confluences possède sans doute la plus importante collection au monde d'azurites de Chessy dans ses réserves. Dommage que moins d'une dizaine d'échantillons soient exposés au public. D'exceptionnelles sorties des réserves furent présentées lors de la bourse minéralogique de l'Arbesle en 2012 et au musée des cristaux de Chamonix en 2017. Un bel échantillonnage y est encore présenté.


Figure 2. Vitrine d'échantillons d'azurite et de cuprite provenant de Chessy-les-mines, exposés au Musée des Confluences, Lyon

L'azurite [Cu3(CO3)2(OH)2] variété chessylite, est un habitus particulier défini et baptisé ainsi par Brooke et Miller en 1852, la cuprite (Cu2O) est un autre minéral emblématique de Chessy.

L'Azurite de Chessy se reconnait par sa splendide couleur bleue et ses cristaux remarquables. La cuprite (Cu2O), souvent pseudomorphosée (on dit aussi épigénisée) en malachite verte [Cu2CO3(OH)2] se reconnait par ses cristaux souvent octaédriques, dodécaédriques, rarement cubiques. Ces cristaux de cuprite, d'environ 1 cm dans leur grande dimension, donnent l'échelle (maximum connu : 5 cm). Le Musée des Confluences possède sans doute la plus importante collection au monde d'azurites de Chessy dans ses réserves. Dommage que moins d'une dizaine d'échantillons soient exposés au public. D'exceptionnelles sorties des réserves furent présentées lors de la bourse minéralogique de l'Arbesle en 2012 et au musée des cristaux de Chamonix en 2017. Un bel échantillonnage y est encore présenté.


L'histoire de l'exploitation minière à Chessy-les-Mines (Rhône)

Les gisements de cuivre de Chessy ont sans doute été exploités depuis l'époque celte (province ségusiave), puis romaine, mais on n'a pas de traces écrites ou archéologiques certaines de cette exploitation. On a par contre des témoignages écrits (actes royaux, concessions…) depuis la fin du Moyen-Âge, avec la (re)mise en exploitation des mines sous l'impulsion de Jacques Cœur (1444). Avec des hauts et des bas, trois mines principales ont été exploitées, principalement pour le cuivre, mais aussi pour le soufre et l'acide sulfurique extraits de la pyrite (FeS2) très présente dans le gisement. Deux mines exploitaient des sulfures et des oxydes de cuivre : la Mine Jaune exploitait surtout de la chalcopyrite (CuFeS2) et la Mine Noire exploitait des argiles et brèches de failles riches en oxyde de cuivre (ténorite, CuO). Ces deux mines fermèrent en 1877. Entre le XVe et le XIXe siècle, la production de cuivre métal de ces deux mines s'élevait de 0,5 à 60 t/a, avec un maximum au début du règne de Louis XVI. Une troisième mine, la Mine Bleue, fut découverte en 1811 et exploitée jusqu'à son épuisement en 1846. Cette mine fut la plus productive, entre 100 et 150 t/a de cuivre métal. Cette mine exploitait de l'azurite et c'est elle qui a fait la réputation de Chessy-les-Mines dans le monde des minéralogistes. Les cristaux d'azurite y étaient remarquables ; il y avait des géodes dans lesquelles un mineur pouvait rentrer selon la légende. À partir de 1825 et jusqu'à 1833, la Mine Rouge a exploité temporairement des oxydes de cuivre sous forme de remarquables cristaux de cuprite confinés dans des argiles rouges coincées dans un miroir de faille sur une épaisseur de 2 à 4 m. Pendant l'exploitation de la Mine Bleue, les mineurs et les contremaitres arrondissaient leur salaire en vendant des échantillons d'azurite aux musées, aux collectionneurs, aux (rares) touristes. Les galeries de ces mines jaune, noire, rouge et bleue sont éboulées, inondées ou condamnées. Les affleurements naturels de surface (de sulfures ou d'oxydes) ont été totalement exploités dès le Moyen-Âge. À part les anciens terrils et déblais, et quelques restes de ruines de bâtiments et travaux miniers, on ne peut plus rien voir du passé minier et des richesses minéralogiques sur place. Dommage !

Dans les années 1978-1980, le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), profitant de la compréhension de l'origine de gisements de ce type et du développement des méthodes géophysiques, repris l'exploration du secteur, en particuliers grâce à des relevés gravimétriques et des mesures électromagnétiques aéroportées. Il a ainsi découvert une énorme “anomalie” située 200 à 300 m sous les gisements anciens de Chessy-les-Mines, plus profondément que n'étaient jamais allés les mineurs du XVe au XIXe siècle. Des forages, une descenderie et des galeries de reconnaissances furent effectués de 1983 à 1986, et découvrirent un énorme amas de sulfures, principalement pyrite (FeS2), mais aussi chalcopyrite (CuFeS2) et blende (ZnS, également appelée sphalérite). Les réserves de cuivre et de zinc y sont énormes (une production de l'ordre de 5000 t/a sur 15 à 20 ans était envisagée) et le nouveau gisement de Chessy pourrait produire en 1 à 2 ans la totalité de la production locale cumulée de cuivre du Moyen-Âge à 1877. Des raisons économiques (les cours du cuivre et du zinc étaient assez bas dans les années 1990) et politico-écologiques (les Français “aiment” consommer beaucoup de métaux, dont du cuivre à la base de circuits électriques et électroniques, mais à condition qu'ils soient produits « chez les autres ») font que ce nouveau gisement n'a pas été mis en exploitation. La descenderie et les galeries d'exploration furent obstruées, et ce gisement profond est maintenant totalement inaccessible.

Il est à noter qu'à côté du cuivre, les sulfures de Chessy (et ceux du gisement voisin de Sain Bel) ont été à la base de la production d'acide sulfurique, grâce au procédé industriel mis au point en 1833 par le lyonnais Claudius Marius Perret : 4 FeS2 + 9 O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO3 , suivi de 4 SO3 + 4 H2O → 4 H2SO4 . L'acide sulfurique étant à la base de nombreux procédés chimiques industriels, Lyon est devenu la capitale française de la chimie, du fait de la proximité des gisements de sulfures de Chessy et de Sain Bel. Quand, en sortant du tunnel de Fourvière (côté Sud) pour aller en vacances, vous longerez les usines chimiques du « couloir de la chimie », pensez aux gisements de Chessy et de Sain Bel.

Le zinc, pourtant très présent à Chessy, ne fut jamais exploité ni valorisé.

Nous vous montrons 6 “tableaux” (compilés par l'un d'entre nous, Frédéric Gaudry) racontant l'histoire ancienne des mines de Chessy et ses potentialités futures.

Figure 3. Les mines de Chessy au XVe siècle


Figure 4. Les mines de Chessy au XVIIe siècle


Figure 5. Les mines de Chessy au XVIIIe siècle


Figure 6. Les mines de Chessy au XIXe siècle


Figure 7. Les mines de Chessy au XXe siècle


Figure 8. Les potentialités du gisement de Chessy-les-Mines


Le contexte géologique régional et local des gisements de Chessy-les-Mines

Les gisements de Chessy-les-Mines sont situés à cheval sur deux unités géologiques, séparées par une faille normale dont le jeu majeur est oligocène. Il y a deux types de gisements à Chessy, un type de chaque côté de la faille : un gisement primaire de sulfures sur le compartiment Ouest, et, sur le compartiment Est, un gisement secondaire (principalement des carbonates), gisement par substitution, le cuivre provenant de l'altération du gisement primaire. À l'Ouest de cette faille, on est dans le socle hercynien, ici majoritairement constitués de méta-sédiments et de méta-roches volcaniques remplissant un « bassin en extension » d'âge dévonien supérieur, le bassin de la Brévenne. Ce bassin, à croute continentale amincie voire absente recoupe des terrains tectono-métamorphisés au Silurien terminal – Dévonien inférieur. Ce bassin a la signification d'un bassin d'arrière-arc. C'est dans ce bassin profond marin que se sont épanchés d'importants niveaux volcaniques acides (des rhyolites, les « cornes » des mineurs) et basiques interstratifiés avec des sédiments. Ces roches volcaniques basiques ont quasiment la signification d'ophiolites. Les amas sulfurés comme celui de Chessy se sont mis en place grâce à un important hydrothermalisme sous-marin contemporain de ce volcanisme dévonien. L'ensemble, dont les amas sulfurés, a été de nouveau tectono-métamorphisé au Carbonifère inférieur, et intrudé de granites au Carbonifère moyen (granite de Saint-Laurent-de-Chamousset), causes de métamorphismes de contact. Tous ces évènements carbonifères ont fait recristalliser les sulfures au Carbonifère supérieur et au Permien, l'ensemble a été transformé en pénéplaine à cause de l'effondrement gravitaire de la chaîne hercynienne et de son érosion. À partir du Trias inférieur, cette pénéplaine se recouvre de grès issu de l'érosion, puis de calcaires et de marnes suite à l'ennoyement de la région durant tout le Trias et le Jurassique (de l'Hettangien au Bathonien). La région émerge au Jurassique supérieur.

À l'Oligocène et au Miocène, la région, comme tout le Massif Central, la Bourgogne et le système Vosges-Alsace subit une extension avec jeux de failles normales, qui font probablement rejouer d'anciennes failles tardi-hercyniennes, ayant sans doute déjà rejoué au Mésozoïque. Dans le secteur de Chessy, une faille normale abaisse relativement le compartiment Est par rapport au compartiment Ouest, ce qui met au contact les méta-roches volcaniques dévoniennes à l'Ouest et les sédiments gréso-carbonatés triasiques à l'Est. Les mines jaune et noire, ainsi que l'amas profond découvert dans les années 1980 par le BRGM, sont encaissés dans les roches volcaniques et sédimentaires hercyniennes. La Mine Bleue exploitait des bancs gréso-carbonatés du Trias situés à l'Est de cette faille, bancs gréso-carbonatés imprégnés d'azurite.

Figure 9. Histoire résumée de la chaine hercynienne en France

  1. Au Silurien supérieur (420 Ma), deux continents (le Gondwana et la Laurussia) sont séparés par des bassins océaniques (dont l'océan Rhéic et l'océan Galice-Massif Central), océans contenant des microblocs continentaux (Armorica, Léon…).
  2. Au Dévonien inférieur (390 Ma), la subduction de l'océan Galice-Massif Central se poursuit par une subduction continentale et une collision.
  3. Au Dévonien supérieur (360 Ma), la subduction des bassins océaniques du Nord entraine la formation d'un bassin arrière arc recoupant la nouvelle chaine de collision qui vient de s'édifier au Sud : le bassin de la Brévenne, bassin à croute continentale amincie et/ou à croute océanique.
  4. Au milieu du Carbonifère (330 Ma), le rapprochement Gondwana-Laurussia fini de “résorber” les bassins océaniques (ou à croute continentale amincie). La convergence hercynienne est achevée.

Figure 10. Agrandissement du stade 3 (Dévonien supérieur) de la figure précédente

L'orangé et le marron représentent le matériel “acide”, le vert foncé le matériel basique (croûte océanique en place ou amphibolite – méta-croûte océanique déjà incluse dans la chaine hercynienne en devenir), le vert intermédiaire le manteau lithosphérique, et le vert clair l'asthénosphère. Le magmatisme calco-alcalin du Morvan (qui n'est pas traité dans cet article) est figuré en blanc avec des points rouges. Les petits points rouges sous le fossé de la Brévenne indiquent la fusion partielle du manteau, des amphibolites et du matériel acide à l'origine du volcanisme bimodal de la Brévenne. La petite tache jaune représente (avec une taille exagérée) un amas sulfuré comme ceux de Chessy-les-Mines et de Sain-Bel. Si on recherchait un équivalent actuel au bassin dévonien de la Brévenne, on pourrait penser à la Méditerranée occidentale ou bien à la mer Tyrrhénienne qui se sont ouvertes au sein de la chaine alpine en formation (cf. Les sphérolites de wollastonite de l'ile d'Elbe (Italie), témoins métamorphiques de la mise en place d'un granitoïde pendant une extension lithosphérique à partir de la figure 15) et qui finiront par être ”résorbées” et “écrasées” entre l'Europe et l'Afrique lors de leur collision finale d'ici quelques millions à dizaines de millions d'années.


Figure 11. Localisation de Chessy-les-Mines sur la carte géologique de France au 1/1 000 000


Figure 12. Détail de la carte géologique au 1/1 000 000 localisant Chessy-les-Mines (flèche verte)

Le secteur de Chessy-les-Mines se trouve sur une faille séparant les terrains mésozoïques (Trias + Jurassique, en bleu) des terrains volcaniques dévoniens du bassin de la Brévenne (d2 en orange avec points bleus).


Figure 13. Localisation du secteur de Chessy-les-Mines (flèche jaune) sur la carte géologique de Lyon au 1/250 00

Le secteur de Chessy-les-Mines se trouve sur une faille séparant les terrains mésozoïques (Trias en orangé foncé + Jurassique, en bleu) des terrains volcaniques dévoniens du bassin de la Brévenne (ξβ, en marron). L'astérisque jaune localise l'amas sulfuré de Sain Bel / Saint-Pierre-la-Palud / Sourcieux-les-Mines pour lequel il n'y a pas de contact anormal avec des terrains carbonatés, d'où l'absence d'azurite.


Figure 14. Le secteur minier de Chessy-les-Mines (ovale rouge) sur la carte géologique au 1/50 000 d'Amplepuis

Les secteurs en quadrillé noir fin représentent les déblais des anciennes mines. On voit que ces déblais sont de part et d'autre d'une faille séparant les tufs (= pyroclastites rhyolitiques) notés ραβ du Trias noté “t” (on peut regretter le choix des couleurs, quasiment identiques pour les pyroclastites dévoniennes et les grès triasiques).


Figure 15. Vue aérienne du secteur de Chessy-les-Mines “habillée” par la géologie

La faille séparant les roches volcaniques acides (nommées ici tufs rhyolitiques) et le Trias gréso-carbonaté est figurée en rouge. Les principaux déblais et terrils correspondent aux taches jaunes. L'étoile jaune correspond à l'entrée de l'ancienne descenderie BRGM (maintenant obstruée) des années 1980.


Cette histoire géologique (faille normale cénozoïque séparant le socle hercynien d'une couverture sédimentaire méso-cénozoïque) est banale et se retrouve sur toute la bordure Est du Massif Central, du Morvan aux Cévennes. Ce qui fait la particularité du secteur de Chessy-les-Mines, c'est (1) que le socle hercynien est ici constitué majoritairement de roches volcaniques acides et basiques sous-marines dévoniennes, mises en place dans un bassin d'extension à signification de bassin d'arrière-arc, bassin constitué de croute continentale amincie et/ou de croute océanique (qui a donc actuellement presque la signification d'ophiolite), et (2) que ces roches volcaniques dévoniennes contiennent des amas de sulfures (Chessy et Sain-Bel) et d'autres amas sulfurés (plus petits) également présents dans les terrains volcano-sédimentaires du Carbonifère inférieur. De plus, à Chessy, (3) la tectonique oligocène a presque juxtaposé amas sulfuré dévonien et carbonates mésozoïques. C'est cette quasi-juxtaposition improbable qui, comme on le verra, est à l'origine des extraordinaires minéraux de la Mine Bleue.

Figure 16. Affleurement de pillow lavas basaltiques de la série volcanique dévonienne du bassin de la Brévenne

Cet affleurement se trouve sur le bord de la D596, à 3 km au NE de l'Arbresle.


Figure 17. Zooms sur un pillow basaltique de la série volcanique dévonienne du bassin de la Brévenne

Cet affleurement se trouve sur le bord de la D596, à 3 km au NE de l'Arbresle.


Figure 18. Zoom sur la bordure “variolée” du pillow de l'affleurement ci-dessus

La présence de varioles (cf. figures 20 et 21 de Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments ) confirme que ce débit en boules est bien dû à la forme des pillows . Mais, ici, les coussins basaltiques ont été tectono-métamorphisés au Carbonifère inférieur. S'il est difficile de voir que le pillow a été aplati-étiré par cette tectonique, la forme elliptique des varioles (initialement sphériques) ne laisse aucun doute.


Les minéralisations de sulfures (pyrite, chalcopyrite, blende…) de Chessy-les-Mines et de Sain-Bel sont des dépôts hydrothermaux, associées à ce volcanisme sous-marin principalement dévonien. Des études in situ dans les océans, des études dans des massifs ophiolitiques (cf. Les ophiolites en 180 photos – 7/7 L'hydrothermalisme ), dans d'ancienne zones de rifting avec un volcanisme sous-aquatique peu modifiées par des évènements tectoniques postérieurs… ont permis de faire le “portrait-robot” des gisements de sulfures massifs volcanogènes (VMS, en anglais, pour Volcanogenic Massive Sulfides ) dus à l'interaction entre une circulation hydrothermale localement anormalement importante et un plancher volcanique sous-marin. Les gisements de ce type sont souvent appelés « de type Kuroko », du nom d'un gisement japonais qui sert de référence. Un cours de métallogénie de Georges Beaudoin de l'Université Laval (Québec) traite entres autres de ce type de gisement (cf. pp. 69-81 de Gîtologie et métallogénie ).

Les sources hydrothermales sous-marines (au niveau des dorsales, des volcans sous-marins type point chaud, des volcans de bassins d'arrière-arc immergés…) émettent des fluides (H2O) chauds et riches en ions sulfure (S2−). Le fer, le cuivre, le zinc… sont des éléments « thiophiles » (= qui aiment le soufre). On peut noter que les géologues préfèrent le terme « chalcophile » (= qui aime le cuivre) au terme thiophile, car les éléments ayant des affinités avec le soufre ont aussi des affinités avec le cuivre, et comme les amis de nos amis sont nos amis…

Ces eaux chaudes riches en soufre remontant à travers les roches volcaniques (basalte au niveau des dorsales “normales”, basalte et rhyolite à Chessy-les-Mines et à Sain-Bel) et lessivent les éléments thiophiles qu'elles contenaient. En arrivant à la surface, la baisse de pression et surtout de température insolubilisent beaucoup les sulfures qui étaient solubles dans les fluides chauds. Ces sulfures (et sulfates), devenus insolubles, précipitent au niveau et autour des points de sortie des fluides. Il se dépose alors au fond de la mer sulfures de fer (pyrite FeS2, pyrrhotite FeS), sulfures de fer et de cuivre (chalcopyrite, CuFeS2), sulfures de zinc (blende également appelé sphalérite ZnS), sulfures de plomb (galène PbS) et sulfates de baryum (barytine, BaSO4)… Ces sources hydrothermales sous-marines déposent aussi souvent de la silice interstratifiée avec les sulfures.

Les eaux des sources hydrothermales sous-marines sont très riches en soufre, et ce pour deux raisons. (1) Les fluides volcaniques sont naturellement riches en soufre réduit (S2−, ion nommé sulfure en français, sulfide en anglais). (2) Les eaux de mer sont riches en soufre oxydé (SO4 2−, ion nommé sulfate, ion sulfate qui est le deuxième anion de la mer en abondance après Cl). Au début de leur cheminement dans les roches volcaniques, ces ions sulfates sont largement réduits en sulfures par les ions Fe2+ des silicates comme l'olivine, le pyroxène… Ces néo-ions sulfures s'ajoutent aux sulfures d'origine purement magmatique, ce qui explique la richesse en sulfures des sources hydrothermales volcaniques sous-marines.

Figure 19. Portrait-robot d'un gisement VMS ( Volcanogenic Massive Sulfides ) de type Kuroko

Les schémas “idéalisés” qui suivent et qui concernent Chessy-les-Mines sont inspirés de tels portraits-robots.


Les études géologiques dans l'Est du Massif Central ont identifié 7 amas sulfurés inclus dans ces séries volcaniques dévoniennes (et carbonifères inférieures), amas assez semblables à celui de Chessy (mais non recoupés par une faille oligocène, et donc ne se trouvant pas au contact avec les séries sédimentaires mésozoïques). Trois de ces amas ont donné lieu à une importante exploitation minière : Chessy-les-Mines et Sain-Bel (gisement à cheval sur trois communes : Sain-Bel, Sairt-Pierre-la-Palud et Sourcieux-les-Mines) dans le Rhône, et Chizeuil en Saône et Loire.

Figure 20. Carte géologique du Nord-Ouest du Massif Central montrant l'ensemble du volcanisme dévono-dinantien (Dinantien = ancien nom de l'ensemble Carbonifère inférieur et moyen) et localisant sept amas sulfurés, tous inclus dans des terrains volcaniques (acides ou basiques) dévoniens ou carbonifères inférieurs

Seuls Chizeuil, Chessy-les-Mines et Sain-Bel ont donné lieu à une exploitation industrielle importante. Les roches volcaniques dévoniennes sont à dominante basique (vert) ou mixte (acide et basique) comme dans le bassin de la Brévenne (vert et rose). Les roches volcaniques carbonifères sont à dominante acide (rose pâle). On peut noter l'importance des terrains volcaniques s'étant mis en place dans et pendant la « collision hercynienne » (cf. Le plus méconnu des volcanismes, le volcanisme des zones de collision, et son volcan actif le plus emblématique : le Mont Ararat (Turquie orientale) ).


Les gisements de Chessy-les-Mines

Les gisements (souterrains) de Chessy-les-Mines sont inaccessibles en 2019 (galeries inondées, éboulées, ou fermées) et étudier le gisement en place est impossible. Pour reconstituer la géométrie et la minéralogie des gisements, il faut se référer aux travaux des mineurs anciens et à ceux du BRGM, qui ont fait des kilomètres de galeries dans les mines jaune, noire et bleue ainsi que dans l'amas sulfuré profond découvert (et non exploité) dans les années 1980. On peut aussi se référer aux échantillons présents dans les collections et à ceux qu'on peut trouver dans les terrils.

Figure 21. Carte de toutes les galeries d'exploitation et d'exploration qui ont été creusées jusqu'en 1877, année de la fermeture définitive des mines

La couleur indique la profondeur des galeries.


Figure 22. Carte de la descenderie et des galeries de recherche effectuées par le BRGM dans les années 1980 dans l'amas principal, amas que ne connaissaient pas les anciens mineurs

Cet amas se trouve entre 200 et 300 m sous la surface.


Tous ces travaux ont montré que la Mine Jaune exploitait un diverticule latéral (remonté par une faille d'âge non déterminé avec certitude, tardi-hercynien et/ou cénozoïque) de l'amas principal. La Mine Noire exploitait des argiles et des brèches riches en cuivre (surtout sous forme de ténorite, CuO) le long de cette même faille, oxyde de cuivre déposé dans ces argiles et brèches de faille par des fluides venant de l'amas principal. La Mine Bleue, qui fait l'originalité et la célébrité de Chessy-les-Mines, exploitait des bancs de grès triasique à ciment carbonaté, bancs mis au contact des roches volcaniques paléozoïques par une faille normale oligocène recoupant l'amas principal situé 150 à 200 m plus bas. Des fluides acides (acide sulfurique dû à l'oxydation des sulfures) riches en cuivre circulaient le long de cette faille. En arrivant au niveau des grès à ciment carbonaté, les eaux acides ont partiellement dissout les carbonates de calcium et/ou magnésium et le cuivre s'est substitué au calcium ou a précipité dans les vides ainsi crées sous forme de carbonate de cuivre (azurite, malachite) ou de zinc (smithsonite, ZnCO3) dans les niveaux plus dolomitiques. L'azurite remplissait des fissures, formait des couches contenant de grosses masses cristallisées géodiques, et surtout avait cristallisé dans la masse des grès, en partant de centres de nucléation. Cela faisait des concrétions plus ou moins sphériques, des « rognons » (ou des sphérolites) d'azurite cristallisée cimentant des grains de quartz ou de feldspath résiduels du grès initial. Les mineurs appelaient ces cristallisations sphériques des « fleurs de mine ». Trois couches principales avaient chacune une épaisseur de 50 cm d'azurite !

Dans cette même faille, séparant socle hercynien et couverture sédimentaire triasique, la Mine Rouge a exploité brièvement la cuprite (Cu2O, oxyde cuivreux avec l'ion Cu+) dans une argile rouge formant une bande verticale de 2 à 4 m de large.

Si Chessy est unique dans tout le Massif Central, c'est à cause de cette faille tardive, oligocène, qui a presque mis en contact un amas sulfuré riche en cuivre et des grès riches en carbonates. Les autres amas sulfurés de la région (Chizeuil, Sain-Bel…) n'ont pas eu cette “chance” et on n'y trouve que des sulfures.

Figure 23. Coupe géologique simplifiée des gisements de Chessy-les-Mines

Cette coupe est en fait la projection sur un même plan Ouest-Est de deux coupes séparées par quelques centaines de mètres, une coupe Sud passant par les mines jaune et noire, et une coupe Nord passant par la Mine Bleue. Les anciens mineurs n'étaient jamais descendus au-dessous de la cote 144 m (altitude au-dessus du niveau de la mer). Ils ne connaissaient donc pas l'amas principal qui se trouve 100 à 150 m plus bas. On peut noter que l'amas principal doit se poursuivre plus profondément, à l'Est de la faille, en base de série du bloc affaissé.


Figure 24. Écorché idéalisé du gisement de Chessy-les-Mines

Sont localisés (1) la Mine Jaune et la Mine Noire, les premières exploitées, (2) la Mine Bleue exploitée de 1811 à 1846, qui a fait l'originalité et la célébrité de Chessy, et (3) l'amas principal découvert dans les années 1980 dont l'exploitation, un moment envisagée, n'a jamais débuté.

On retrouve en 3D ce que le BRGM avait dessiné en 2D sur la figure précédente. La Mine Jaune correspond à un diverticule latéral de l'amas principal, diverticule décalé par une faille ; la Mine Bleue correspond à l'imprégnation de grès triasique à ciment carbonaté par des fluides riches en cuivre remontant de l'amas principal par une autre importante faille cénozoïque.


Figure 25. Schéma idéalisé de l'amas sulfuré principal découvert en 1980

Cet amas s'est mis en place sous la mer, pendant (ou juste après) l'émission des laves acides inférieures. Cet amas dû à un intense hydrothermalisme a ensuite été recouvert par les laves acides supérieures. Tout cela s'est déroulé au cours du Dévonien supérieur. Ce schéma de l'amas principal tient compte des résultats des recherches du BRGM, mais s'inspire aussi des portraits-robots des gisements de type Kuroko (cf. figure 19).


Figure 26. Coupe schématique des mines jaune et noire

La Mine Jaune exploitait un diverticule distal de l'amas principal (alors inconnu), diverticule décalé par une faille intra-paléozoïque. La Mine Noire exploitait des argiles et des brèches de failles imprégnées par des oxydes cuivreux, le tout situé le long d'une faille (que l'on sait maintenant se rattacher à l'amas principal). L'autre faille séparant Paléozoïque et Mésozoïque se situe 200 à 300 m plus à l'Ouest, d'où les tiretés blancs pour “rapprocher” ces deux failles sur le dessin.


Figure 27. Coupe schématique de la Mine Bleue et de sa voisine temporaire, la Mine Rouge

La Mine Bleue, qui fait l'originalité et la célébrité de Chessy-les-Mines, exploitait des bancs de grès triasique à ciment carbonaté, bancs mis au contact des roches volcaniques paléozoïques par une faille normale oligocène recoupant l'amas principal situé 200 m plus bas. Des fluides acides riches en cuivre ont circulé par cette faille. En arrivant et en circulant dans les niveaux de grès à ciment carbonaté, les eaux acides ont imprégné ces grès, dissout les carbonates, et le cuivre a précipité dans les vides ainsi créés sous forme de carbonates de cuivre (azurite, malachite) et de zinc (smithsonite). Ces couches de grès riches en azurite sont représentées en bleu.

La Mine Rouge a exploité temporairement des argiles et des brèches de faille riches en oxydes ferriques (Fe3+) et en cuprite (Cu2O).


Il ne reste aucun affleurement à l'air libre des gisements de Chessy. Les sulfures de la Mine Jaune qui affleuraient à l'époque romaine ont été totalement exploités depuis longtemps. Les galeries des XVe au XIXe siècles sont actuellement inaccessibles, et l'entrée de la descenderie du BRGM a été condamnée. Aucune photographie de la Mine Bleue et de ses extraordinaires géodes ne semble exister ; il est vrai que la mine a fermé en 1846 alors que la photographie n'a été “popularisée” par Daguerre que 7 ans plus tôt (1839). Malgré cela, on peut avoir une idée de ce à quoi ressemblaient Mine Jaune et amas principal d'une part, et Mine Bleue d'autre part.

Échantillons et affleurements de sulfures

On peut savoir à quoi ressemblaient les roches de l'amas principal et quel était leur agencement. Certaines archives du BRGM sont disponibles. Par exemple, le rapport de synthèse BRGM / Chessy (Rhône) Cuivre – Zinc écrit : « l'horizon principal montre fréquemment une zonalité verticale avec au sommet un minerai à alternance de rubans tantôt riches en blende, tantôt riches en pyrite et chalcopyrite, et présentant des figures de sédimentation ( slumps , plis d'écoulement…). Il surmonte un minerai plus massif, peu ou pas rubané et très pyriteux . » Et pendant que le BRGM creusait descenderie et galeries dans les années 1980, des tonnes d'échantillons étaient entreposés en vrac près de la sortie de la descenderie, dans un terrain non clos. L'un de nous (Pierre Thomas) a pu en ramasser quelques échantillons en 1989 (ils sont maintenant dans la collection de l'ENS de Lyon) avant que le BRGM ne les évacue.

Figure 28. Deux échantillons ramassés en 1989 dans les déblais de la descenderie et des galeries du BRGM, Chessy-les-Mines

On voit très bien le litage dont parle le BRGM, lits à dominante de pyrite + chalcopyrite (clairs jaunes à dorés), et lits plus riches en blende (sombres). Ces échantillons doivent venir des niveaux supérieurs. Les lits sont plus épais dans l'échantillon de gauche que dans celui de droite. On ne voit pas, hélas, les figures sédimentaires dont parle le BRGM. Ces échantillons ont une teneur moyenne de 7 % de zinc, et de 3 % de cuivre.


Et on peut imaginer à quoi pouvaient ressembler les affleurements de la Mine Jaune pendant son exploitation, et à quoi pourrait ressembler l'amas principal profond si celui-ci était exploité à l'air libre. En effet, à 12 km au Sud de Chessy-les-Mines, on trouve à un amas sulfuré au moins aussi important que celui de Chessy (mais bien moins riche en cuivre). Cet amas, connu sous le nom d'amas de Sain-Bel, a été exploité pour la pyrite (matière première servant à la fabrication d'acide sulfurique) de 1825 à 1971, et a fourni au total 20 millions de tonnes de pyrite. Si les galeries sont actuellement inaccessibles, il existe un intéressant musée de la mine qui expose une belle collection de minéraux dont des minéraux de Chessy et de Sain-Bel, des plans et du matériel de l'exploitation, la reconstitution d'une galerie de mine… Mais surtout, il existe une ancienne carrière à ciel ouvert où le front de taille affleure, n'est pas trop végétalisé et expose une coupe de l'amas sulfuré : la carrière de Saint-Antoine. Cette ancienne carrière sert maintenant de station d'épuration par lagunage, et est clôturée. Mais la mairie autorise des visites sous certaines conditions (au moins jusqu'en 2014). Nous vous montrons 11 photographies d'affleurements (ou d'échantillons) prises dans cette carrière Saint Antoine, analogue de ce que pouvait être la Mine Jaune et de ce qu'est encore (mais à 200 m sous terre, et inaccessible, le BRGM ayant renoncé à la concession de la Ronze) l'amas principal de Chessy.

Figure 29. Vue d'une partie du front de taille de l'ancienne carrière Saint Antoine (Saint-Pierre-la-Palud, Rhône) tel qu'il se présentait en 2014

La roche grise (détails sur les 4 figures suivantes) correspond à un mélange quartz + pyrite. La dépression rouge est remplie d'argile riche en oxyde ferrique. C'est un chapeau de fer, analogue de celui situé au-dessus de la Mine Rouge au XIXe siècle (cf. figure 27).


Figure 30. Le front de taille de la carrière Saint Antoine tel qu'il se présentait en 2014

La roche est constituée d'une alternance de silice et de pyrite, matériaux vraisemblablement tous deux d'origine hydrothermale. La géométrie du litage et des alternances est probablement d'origine hydrothermalo-sédimentaire, comme celui qu'on peut voir dans les terres d'ombre de Chypre ou d'Oman (cf. Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments ). Ce litage hydrothermalo-sédimentaire a été redressé et peut avoir été parallélisé-transposé avec une schistosité par la tectonique carbonifère (plus importante à Sain-Bel qu'à Chessy-les-Mines). La pyrite ne montre jamais (ou très rarement) de beaux cristaux cubiques ou octaédriques isolés (cf. Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2) ), bien qu'un métamorphisme schiste vert carbonifère ait affecté toute la région et ait sans doute fait “grossir” les cristaux.


Figure 31. Le front de taille de la carrière Saint Antoine tel qu'il se présentait en 2014

La roche est constituée d'une alternance de silice et de pyrite, matériaux vraisemblablement tous deux d'origine hydrothermale. La géométrie du litage et des alternances est probablement d'origine hydrothermalo-sédimentaire, comme celui qu'on peut voir dans les terres d'ombre de Chypre ou d'Oman (cf. Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments ). Ce litage hydrothermalo-sédimentaire a été redressé et peut avoir été parallélisé-transposé avec une schistosité par la tectonique carbonifère (plus importante à Sain-Bel qu'à Chessy-les-Mines). La pyrite ne montre jamais (ou très rarement) de beaux cristaux cubiques ou octaédriques isolés (cf. Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2) ), bien qu'un métamorphisme schiste vert carbonifère ait affecté toute la région et ait sans doute fait “grossir” les cristaux.


Figure 32. Zoom sur le front de taille de la carrière Saint Antoine tel qu'il se présentait en 2014

La roche est constituée d'une alternance de silice et de pyrite, matériaux vraisemblablement tous deux d'origine hydrothermale. La géométrie du litage et des alternances est probablement d'origine hydrothermalo-sédimentaire, comme celui qu'on peut voir dans les terres d'ombre de Chypre ou d'Oman (cf. Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments ). Ce litage hydrothermalo-sédimentaire a été redressé et peut avoir été parallélisé-transposé avec une schistosité par la tectonique carbonifère (plus importante à Sain-Bel qu'à Chessy-les-Mines). La pyrite ne montre jamais (ou très rarement) de beaux cristaux cubiques ou octaédriques isolés (cf. Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2) ), bien qu'un métamorphisme schiste vert carbonifère ait affecté toute la région et ait sans doute fait “grossir” les cristaux.


Figure 33. Zoom sur le front de taille de la carrière Saint Antoine tel qu'il se présentait en 2014

La roche est constituée d'une alternance de silice et de pyrite, matériaux vraisemblablement tous deux d'origine hydrothermale. La géométrie du litage et des alternances est probablement d'origine hydrothermalo-sédimentaire, comme celui qu'on peut voir dans les terres d'ombre de Chypre ou d'Oman (cf. Les ophiolites en 180 photos – 4/7 Basaltes en coussins, coulées et sédiments ). Ce litage hydrothermalo-sédimentaire a été redressé et peut avoir été parallélisé-transposé avec une schistosité par la tectonique carbonifère (plus importante à Sain-Bel qu'à Chessy-les-Mines). La pyrite ne montre jamais (ou très rarement) de beaux cristaux cubiques ou octaédriques isolés (cf. Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2) ), bien qu'un métamorphisme schiste vert carbonifère ait affecté toute la région et ait sans doute fait “grossir” les cristaux.



Figure 35. Échantillon ramassé en 1975 dans la carrière Saint Antoine montrant un bloc de pyrite massive

La pyrite qu'on peut voir dans la carrière Saint Antoine ne fait pas de beaux cristaux comme on peut trouver dans d'autres gisements (cf. Cube, cubo-octaèdre, octaèdre, dodécaèdre… les différentes formes cristallines de la pyrite (FeS2) ). Il semble qu'il en était de même à Chessy-les-Mines, que ce soit dans la Mine Jaune ou dans l'amas principal découvert par le BRGM en 1980.


La pyrite de Sain-Bel contient un certain pourcentage de chalcopyrite, beaucoup plus faible qu'à Chessy-les-Mines, mais non nul. Sous l'effet de l'altération (oxydation, pluie...) qui affecte cette carrière Saint Antoine depuis l'arrêt de l'exploitation, les eaux de ruissellement qui coulent sur les parois de la carrière se chargent en sulfate de cuivre, qui peut cristalliser après évaporation dans les zones à l'abri de la pluie. Des bactéries participent aussi à cette altération des sulfures (cf. fig 11 et 12 de Les extrémophiles dans leurs environnements géologiques – Un nouveau regard sur biodiversité et sur la vie terrestre et extraterrestre ).

Figure 36. Encroutements de sels de cuivre (probablement des sulfates) ayant cristallisé dans des zones à l'abri de la pluie dans la carrière Saint Antoine

Cela prouve qu'il y a du cuivre dans les sulfures de l'amas de Sain-Bel.


Figure 37. Encroutements de sels de cuivre (probablement des sulfates) ayant cristallisé dans des zones à l'abri de la pluie dans la carrière Saint Antoine

Cela prouve qu'il y a du cuivre dans les sulfures de l'amas de Sain-Bel.


Figure 38. Encroutements de sels de cuivre (probablement des sulfates) ayant cristallisé dans des zones à l'abri de la pluie dans la carrière Saint Antoine

Cela prouve qu'il y a du cuivre dans les sulfures de l'amas de Sain-Bel.


Figure 39. Encroutements de sels de cuivre (probablement des sulfates) ayant cristallisé dans des zones à l'abri de la pluie dans la carrière Saint Antoine

Cela prouve qu'il y a du cuivre dans les sulfures de l'amas de Sain-Bel.


L'amas de Sain-Bel, comme celui de Chessy-les-Mines, a subi des épisodes de failles, failles tardi-hercyniennes ou cénozoïques. L'un de nous (Pierre Thomas) a eu la chance qu'un ancien mineur lui donne il y a plus de 40 ans un échantillon de pyrite qu'il avait ramassé au fond d'une galerie avant 1972 (année de la fermeture définitive de la mine), échantillon dont l'une des faces est un beau miroir de faille. Merci à lui.

Figure 40. Échantillon de pyrite de Sain-Bel dont une face est un très beau miroir de faille


Les échantillons de la Mine Bleue

Pour ce qui est d'imaginer ce que pouvait être la Mine Bleue, on en est réduit à “coller” par la pensée des échantillons sur la paroi d'une galerie virtuelle. Le problème, c'est que les échantillons des musées et des collections privées sont souvent des échantillons remarquables, extraordinaires, et sans doute pas très représentatifs de ce que voyaient les mineurs dans la première moitié du XIXe siècle. Mais l'un d'entre nous (Pierre Thomas) a ramassé quelques échantillons lors d'une rapide visite dans les terrils de Chessy-les-Mines en 1975 de retour de vacances (j'étais étudiant). N'ayant passé que 30 minutes sur ces vieux terrils, sans creuser, et sans avoir le temps de sélectionner-éliminer les échantillons, on peut raisonnablement penser que ces échantillons sont représentatifs des faciès usuels qu'on rencontrait dans les galeries de la Mine Bleue. Nous vous montrons ici quatre de ces échantillons “normaux”, où l'on voit l'azurite remplir une fissure ou imprégner des grès dont les grains de quartz ou de feldspath sont encore apparents.

Figure 41. Échantillon ramassé en 1975 montrant un petit morceau de grès à ciment calcaire intact, caractéristique du Trias inférieur local

Ce grès est entouré en haut et en bas de fractures pleines d'azurite. Il est traversé par des micro-fractures elles aussi remplies d'azurite.


Figure 42. Une « fleur de mine », ramassée en 1975 dans les terrils de la Mine Bleue, Chessy-les-Mines

Il s'agit d'une masse sphérique de grès où le ciment calcaire a été complètement remplacé par de l'azurite (bleue) et un peu de malachite (verte). Il reste les grains de quartz et de feldspath non dissouts par la circulation des eaux acides. L'azurite a cristallisé dans la masse des grès, en partant de centres de nucléation, ce qui engendre des concrétions plus ou moins sphériques, des « rognons » (ou des sphérolites) appelées « fleur de mines » par les mineurs de la Mine Bleue.


Figure 43. Section d'une « fleur de mine » échantillonnée en 1975 dans les terrils de la Mine Bleue, Chessy-les-Mines

On voit très bien les grains quartzo-feldspathiques entourés d'azurite.


Figure 44. Vue externe d'une belle « fleur de mine », échantillonnée en 1975, englobant un gros cristal de feldspath présent dans le grès triasique initial

On reconnait aussi de nombreux cristaux de quartz. On voit surtout la forme des cristaux d'azurite à la surface de la “fleur”. C'est sans doute un intermédiaire entre les faciès “classiques” et les faciès remarquables (sans grains de quartz ni de feldspath) qu'on voit dans les musées et les collections privées et qu'on va voir dans les photos qui suivent.


Mais à côté de ce tout-venant montré par les quatre images précédentes, il y a les échantillons exceptionnels dont certains dorment dans des greniers d'arrières-petits-fils de mineurs, dans des collections privées, et bien sûr dans des musées. Nous vous montrons maintenant 24 échantillons “remarquables”, échantillons de la collection de l'un d'entre nous (Frédéric Gaudry), actuel président de l'AMAC, association propriétaire des terrils de la Mine Bleue et qui fouille les stériles des reliques de terrils laissés à l'abandon depuis 1846. Ces échantillons remarquables forment parfois des groupements où les « fleurs de mines » ne sont pas disjointes, où ces “fleurs” d'azurite ne contiennent plus (ou quasiment plus) d'éléments de grès triasique, où ces azurites sont parfois associées à d'autres minéraux... On peut supposer que ces azurites aux formes et aux cristallisations parfaites ont cristallisé dans des cavités en cours de formation, cavités sans doute dues à la dissolution totale de portions de la couche triasique qui étaient localement totalement calcaire, alors que son faciès usuel est celui d'un grès quartzo-feldspathique à ciment calcaire. Et, à côté des échantillons d'azurite, on peut aussi trouver de la malachite [Cu2CO3(OH)2], de la cuprite (Cu2O), de la ténorite (CuO), de la smithsonite (ZnCO3), de l'aurichalcite [(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6], de l'agardite  [(REE[1],Ca)Cu6(AsO4)3(OH)6,3H2O], du gypse (CaSO4,2H2O)… un total de 114 minéraux (espèces valides) listés sur mindat.org.

Figure 45. Groupement de petites fleurs de mines encore contenues dans leur matrice de grès



Figure 47. Fleur de mine d'azurite quasiment dépourvue de grains de quartz et à la surface parfaitement cristallisée, mais avec une morphologie cristalline différente de celle de la photo précédente

Échantillon dit « époque mine », mis en collection lors de l'exploitation dans les années 1820.


Figure 48. Fleurs de mine d'azurite coalescentes quasiment dépourvues de grains de quartz et à la surface formée uniquement de tout petits cristaux

Échantillon « époque mine ».


Figure 49. Groupe de cristaux d'azurite parfaitement formés


Figure 50. Groupe de cristaux d'azurite parfaitement formés


Figure 51. Gros plan sur des cristaux d'azurite parfaitement cristallisés

Le plus gros cristal mesure environ 0,8 mm de côté.


Figure 52. Gros plan sur des mini-cristaux d'azurite partiellement transformé en malachite (verte)

Le plus gros cristal mesure environ 1 mm de côté.


Figure 53. Ténorite sur azurite




Figure 56. Cuprite octaédrique épigénisée en malachite sur azurite




Figure 59. Cuprite squelettique (épigénisée en malachite)

Cette morphologie où les faces de l'octaèdre sont creuses serait due soit à une croissance des arrêtes plus rapide que celle des faces, soit plus vraisemblablement à une altération/dissolution plus rapide des faces que celle des arrêtes.


Figure 60. Sphérolite de malachite sur smithsonite

Chaque sphérule mesure de 2 à 4 mm de diamètre.


Figure 61. “Oursin” de malachite (diamètre d'environ 1,5 mm)

Si tous les cristaux étaient jointifs, on aurait une sphérolite “pleine” semblable à celles de la figure précédente.



Figure 63. Petite géode de smithsonite (ZnCO3) au sein des grès à ciment carbonaté

Chaque cristal mesure environ 1 mm dans sa plus grande dimension.


Figure 64. Gros plan sur des cristaux de smithsonite

Chaque cristal mesure de 1 à 3 mm.


Figure 65. Cristallisation d'aurichalcite

Le champ de la photo mesure 8 mm.


Figure 66. “Oursin” d'agardite, arseniate hydraté de cuivre, calcium et terres rares

Cet “oursin” mesure 1 cm de diamètre.


Figure 67. Sphérolite de malachite sur un feutrage d'agardite

Le champ de la photo mesure 5 mm.


Figure 68. Cristallisation de gypse

Le champ de la photo mesure 1 cm.


Que peut-on voir en 2019 quand on va à Chessy-les-Mines (et à Sain-Bel) ?

Pour Chessy-les-Mines, la première réponse est (hélas) : pas grand-chose. Mais il faut nuancer cette réponse assez décourageante de prime abord. À Chessy, aucun affleurement de minerai n'est visible. Par contre, il existe un sentier avec panneaux explicatifs, le « sentier des mines », qui parcourt ce qu'on voit encore des anciennes installations minières (restes de bâtiments détruits, terrils, galeries d'évacuation des eaux...). On peut aussi voir les installations qui traitent aujourd'hui les eaux sortant des anciennes galeries, eaux dites d'exhaure, eaux acides et riches en métaux. En se promenant dans les environs, on peut voir des affleurements de roches volcaniques acides ou basiques, avec parfois des pillows .

Figure 69. Inventaire des puits et déblais du secteur minier de Chessy-les-Mines

Il reste encore de-ci de-là, le long du parcours vert, des vestiges de l'activité minière mais aucun des travaux souterrains n'est accessible.


Figure 70. Débouché de la grande galerie d'écoulement des eaux d'exhaure avant qu'elles soient neutralisées par de la chaux

Les eaux qui sortent des diverses galeries anciennes ou modernes (BRGM) sont très acides, l'oxydation des sulfures donnant des sulfates et de l'acide sulfurique. Elles doivent être neutralisées par de la chaux (ce qui donne des sulfates de calcium, insolubles) et décantées, filtrées avant d'être rejetées dans le milieu naturel.


Figure 71. Bassin de rétention des flux des eaux d'exhaure



Figure 73. Cuve de réception du trop-plein d'eau en cours de neutralisation


On voit beaucoup plus de choses à Sain-Bel qu'à Chessy-les-Mines, parce que l'exploitation n'y a cessé qu'en 1972 (les dernières mines de Chessy ont, elles, définitivement fermé en 1877), et qu'en 1972, on était beaucoup plus sensibilisé à la conservation des patrimoines naturel et industriel qu'en 1877. Certains des bâtiments et installations minières n'ont pas été détruits, et un sentier (avec panneaux explicatifs) parcourt le secteur. Peu de temps après la fermeture, une association (dont font partie de nombreux anciens mineurs) a créé le Musée de la mine, qui expose entre autres une belle collection de minéraux (dont des minéraux de Chessy-les-Mines et de Sain-Bel), des plans et du matériel de l'exploitation, la reconstitution d'une galerie de mine… Et, avec l'autorisation de la mairie qui peut faire ouvrir les portes sous certaines conditions, des groupes d'adultes peuvent accéder au front de taille de la carrière Saint-Antoine où se trouve maintenant une station d'épuration-lagunage.

Et, depuis avril 2018, il existe un Géopark du Beaujolais labélisé par UNESCO. Chessy-les-Mines est sur le territoire de ce Géopark, Sain-Bel (hélas) ne l'est pas. Dès 2019, et cela va croitre au cours du temps, des “géosites” vont être aménagés sur le territoire du Géopark, des médiateurs accompagneront-encadreront des sorties scolaires et des visites géologiques… On ne peut qu'espérer que ce qui reste à Chessy-les-Mines soit valorisé, que des affleurements de pillow lavas et autres roches volcaniques soient débrousaillés, sécurisés et mis en valeurs. Il faudrait aussi que les animateurs (et leur visiteurs) puissent franchir les  “frontières” du Géopark pour parcourir le sentier pédestre qui fait le tour des installations encore debout à Sain-Bel / Saint-Pierre-la-Palud. On peut aussi souhaiter que le Géopark passe des accords (1) avec le Musée de la mine et de la minéralogie de Saint-Pierre-La-Palud afin que ce musée soit inclus dans certains parcours géologiques proposés par le Géopark, et, surtout, (2) avec la municipalité de Saint-Pierre-la-Palud pour que les animateurs du Géopark puissent amener les visiteurs à la carrière Saint-Antoine pour découvrir un objet géologique unique en France en 2019 : un amas sulfuré encore visible « de l'intérieur ».

Et dans un monde idéal où il n'y aurait pas de problèmes d'argent, on pourrait rêver à une réhabilitation-sécurisation de certaines galeries non éboulées à Chessy-les-Mines et/ou à Sain-Bel, et il en existe.

Les amas sulfurés de Chessy et de Sain-Bel ainsi que leur annexe géologique (la Mine Bleue) font partie du patrimoine géologique, historique, industriel… d'Auvergne-Rhône-Alpes et de la France.

Sauvons et valorisons ce qui peut encore l'être !

Pour en savoir plus sur le gisement de Chessy.

R. Ascençao Guedes et al., 2003, Mines et minéraux de Chessy , Le Règne minéral, Hors série n° IX, pp. 88 (230 photographies)

Frédéric Gaudry, 2017. Mines de cuivre et minéraux de Chessy-les-Mines , Bulletin du club Minéralogique de Chamonix, du Mont-Blanc et des Alpes du Nord, n°67

Musées français dans lesquels admirer des spécimens remarquables de Chessy, « époque mine ».

Les minéraux cités dans cet articles, par ordre d'apparition dans le texte :

  • azurite – Cu3(CO3)2(OH)2
  • cuprite – Cu2O
  • malachite – Cu2CO3(OH)2
  • pyrite – FeS2
  • chalcopyrite – CuFeS2
  • ténorite – CuO
  • blende (sphalérite) – ZnS
  • pyrrhotite – FeS
  • galène – PbS
  • barytine – BaSO4
  • smithsonite – ZnCO3
  • aurichalcite – (Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6
  • agardite – (REE,Ca)Cu6(AsO4)3(OH)6,3H2O
  • gypse – CaSO4,2H2O
  • lampadite – hydroxyde de Mn et Cu

D'autres gisements de substances utiles sur Planet-Terre

Depuis la fin du Néolithique, l'Homme extrait du sous-sol puis transforme des “minerais” pour ses besoins. Cela a commencé par des métaux usuels (cuivre, fer, plomb…), puis a continué par des substances énergétiques (charbon, pétrole…), puis par des matières premières pour la chimie (halite, soufre…) et l'agriculture (potasse, phosphate…), puis par des “métaux modernes” pour des usages technologiques (lithium pour les batteries, platinoïdes pour la catalyse…). Sans ces ressources géologiques, les civilisations humaines, dont la notre en 2019, ne seraient pas ce qu'elles sont. Bien peu de politiques, de décideurs, de médiateurs… en ont conscience. Mis à part charbon, pétrole et gaz, la genèse et la gitologie de ces “minerais” utiles sont très peu abordées dans les enseignements à l'université, et, par “ruissellement”, encore moins abordées dans l'enseignement secondaire.

Face à cette problématique des ressources minérales, le Français est plus un consommateur ignorant qu'un citoyen “sachant” et responsable.

À défaut d'avoir écrit 92 séries d'articles (un article par type de gisement pour les 92 éléments de la table périodique de Mendeleïev), Planet-Terre vous a déjà présenté quelques articles sur tels ou tels gisements, ou tels ou tels minerais. Par ordre alphabétique, et sous forme d'un inventaire à la Prévert, citons :



[1] REE siginifie Rare Earth Elements , nom anglais des terres rares, éléments chimiques maintenant indispensables dans les technologies de l'électronique, de l'informatique, des énergies renouvelable… À l'heure où on commence à se plaindre et à prendre conscience du “monopole” chinois des terres rares, monopole qui nous rend dépendants d'un pays dont la démocratie et les bonnes intentions sont discutables (la Chine), on voit qu'il y a des terres rares ailleurs qu'en Chine, et que le “monopole” chinois actuel est un monopole capitalisto-économique et non pas un monopole géologique. Mais que ne feraient pas états, industriels, actionnaires, usagers, nous tous… pour vendre ou acheter des portables et des tablettes qu'on change au bout d'un an, et qu'on veut fabriquer ou acheter pour le moins cher possible ?

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