Très connu pour sa production viticole, le Beaujolais est une région qui s'étend dans le nord du département du Rhône et dans le sud du département de la Saône-et-Loire. C'est une ancienne province française dont la capitale historique est Beaujeu (d'où son nom) mais dont la capitale actuelle est Villefranche-sur-Saône. Situé entre Loire et Saône, le Beaujolais est bordé au nord par le Macônnais et le Charollais, à l'est par les Dombes, au sud par le Lyonnais et à l'ouest par le Roannais et le Brionnais.
C'est une région très vallonnée avec des cols et des vallées bien marqués. Le point culminant de la région est le mont St-Rigaud avec 1012 m mais les reliefs dépassent rarement 900 m. Les collines sont essentiellement couvertes de forêts de résineux, avec quelques pâtures localisées à proximité des villages et dans les fonds de vallées. Les vignes se concentrent dans la partie est du Beaujolais et recouvrent intégralement les pentes qui dominent la Saône.
Le Lyonnais (région située entre Lyon et la plaine du Forez) est moins accidenté. On peut y distinguer deux parties: un vaste plateau à l'est (le "plateau lyonnais") et un secteur de collines à l'ouest (les "Monts du Lyonnais"). Le plateau est couvert de pâtures et de vergers peu à peu envahis par l'agglomération lyonnaise tandis que les collines restent couvertes de forêts de résineux.
Géologiquement, le Beaujolais fait partie de la même entité que le Morvan. Cette entité a une histoire géologique complexe centrée autour du volcanisme dévonien et viséen qui a fortement marqué la région durant l'ère primaire. Par contre, le sous-sol du Lyonnais est constitué d'une série métamorphique formée à partir de sédiments précambriens durant l'orogenèse calédonienne et remaniée durant l'orogenèse hercynienne.
Le socle cristallophyllien d'âge Ordovicien affleure de part et d'autre de la série de la Brévenne, dans les Monts du Lyonnais au sud et dans le secteur d'Affoux au nord. Il est composé d'amphibolites et de gneiss issus du métamorphisme de granites intrusifs et de laves déposées au Cambrien.
Au Dévonien, le rift de la Brévenne s'ouvre selon le principe d'une dorsale océanique. Ce fossé va être comblé au fur et à mesure de son ouverture par des dépôts successifs de basalte qui vont former une croûte océanique dont on retrouve des "pillows-lavas" parfois bien conservés. On peut aujourd'hui facilement observer les roches de cet ancien "plancher océanique" dans la grande carrière Lafarge de St-Laurent-de-Chamousset où elles sont traversées par de nombreux filons de microgranite Stéphanien.
Au début du Carbonifère, le rift cesse de fonctionner avec le début de l'orogenèse hercynienne. Celle-ci va entraîner le charriage de la série de la Brévenne sur le socle gneissique du Lyonnais. Mais c'est au Viséen que la géologie actuelle de la région va s'installer. En effet, au Viséen inférieur, une intense activité volcanique sous-marine va déverser des quantités énormes de laves acides (tufs soudés dacitiques) qui vont recouvrir et enfoncer le socle cristallophyllien. Cette épisode volcanique va ralentir temporairement au début du Viséen supérieur (phase détritique à anthracite, siltites, grés et conglomérats) avant de reprendre de plus belle (dépôts de rhyolites et d'ignimbrites). Ces roches volcaniques constituent la majeure partie de l'assise du Beaujolais et leurs affleurements sont nombreux, comme celui des "orgues rhyolitiques" de Vendranges. Parallèlement à ce volcanisme, de nombreuses intrusions granitiques se sont insérées dans la série volcano-sédimentaire du Beaujolais (granite de Beaujeu, de St Forgeux, etc...) et dans la série métamorphique du Lyonnais (granite de St Galmier, de Montagny...) à cause de l'orogenèse hercynienne très active à cette époque.
Cette dernière va d'ailleurs prendre le pas sur la sédimentation durant le Carbonifère supérieur. A cette époque, la mer recule et le socle consolidé est soumis à une phase cassante tardi-hercynienne qui génère de grands cisaillement à l'origine des bassins houillers intra-continentaux (dont celui de Ste Foy l'Argentière) et des minéralisations de haute température.
Durant l'ère Secondaire, la chaîne hercynienne a été considérablement érodée (comme en témoigne la nature détritique des sédiments du Trias de l'Arbresle) au point d'être réduite à l'état de pénéplaine d'abord recouverte de lagunes au Trias/Lias puis émergée à la fin du Jurassique et au Crétacé. Cette immersion temporaire tient au fait que la plaque africaine s'est séparée de la plaque européenne au Trias, provoquant ainsi l'affaissement du massif central et la formation d'un océan peu profond là où se trouvent aujourd'hui les Alpes. Les plateaux de l'ouest lyonnais sont les reliques de cette vaste pénéplaine tandis que les sédiments marno-calcaires du "Pays des Pierres Dorées" (partie sud-est du Beaujolais) témoignent de la transgression maritime du Lias.
L'ère Tertiaire a vu la reprise d'une activité tectonique et magmatique importante due à la surrection des Alpes. Par contrecoup, le Beaujolais s'est alors soulevé pour devenir un grand horst délimité à l'ouest par les fossés d'effondrement (grabens) du Forez et du Roannais et à l'est par l'hémi-graben de la Saône. L'érosion a ensuite taillé le relief que nous connaissons aujourd'hui (notamment durant les derniers épisodes glaciaires) et déposé les sédiments détritiques (sables et argiles) au fond des vallées.
1) Les minéralisations en gîtes stratiformes
Des amas sulfurés de type volcano-sédimentaire sont associés aux quartz kératophyres des séries de la Brevenne et du Beaujolais. On distingue deux grands districts ayant exploité ces minéralisations:
a - Les mines de Saint-Bel et Sourcieu-les-Mines ont été exploitées de 1850 à 1972 pour la production de soufre par grillage de la pyrite qu'on y trouve en grande quantité. Malgré la présence de stocks importants, la concurrence des raffineries de Feyzin a fini par entraîner leur fermeture. La minéralisation (pyrite, chalcopyrite, sphalérite et galène) y est stratifiée dans des niveaux de chloritoschistes et séricitoschistes. Il s'agit d'un amas sulfuré exhalatif sédimentaire lié au volcanisme acide (laves rhyodacitiques) du rift dévonien de la Brévenne. Les minéralisations sulfurées se sont formées par imprégnation des sédiments volcaniques à proximité de "fumeurs noirs" comme on en retrouve aujourd'hui au niveau des dorsales océaniques.
b – Le gisement de Chessy-les-Mines a été exploité pour le cuivre du Moyen-Age jusqu'en 1875. L'amas minéralisé de Chessy a eu une formation similaire au précédent. En effet, il s'agit à la base d'une minéralisation à barytine, galène, sphalérite et chalcopyrite encaissée dans des laves soda-dacitiques altérées issues du rift de la Brévenne. Cet amas a été recouvert au Trias par des sédiments argilo-gréseux dans lesquels se sont déposés des minéraux secondaire du plomb, du zinc et surtout du cuivre (azurite, cuprite, malachite, agardite, chrysocolle...) suite à des remontées de fluides hydrothermaux qui ont lessivé l'amas sous-jacent. Ce sont ces minéraux secondaires qui ont fait la réputation des mines de Chessy grâce aux superbes spécimens d'azurite (baptisée ici "chessylite") figurant aujourd'hui dans de nombreux musées. Cette réputation s'est forgée à partir de 1811 lorsque les mineurs ont ouvert la "mine bleue" qui contenait des géodes d'azurite dans lesquelles un homme pouvait entrer! A l'époque de l'exploitation, les ingénieurs distinguaient quatre parties différentes dans le gisement:
La mine jaune: minerai natif (chalcopyrite, pyrite) en mouchetures ou nodules dans les dacites du socle
La mine noire: minerai oxydé (tenorite, cuivre natif ) en nodules noirs dans les dacites altérées (contact Socle/Trias)
La mine rouge: minerai oxydé (cuprite, limonite) disséminé dans les argiles rouges du Trias inférieur
La mine bleue: minerai très oxydé (azurite, cuprite, malachite et smithonite) dans les argiles et grès du Trias moyen et supérieur. Voici la description qu'en fait M. Raby en 1845: "Le cuivre carbonaté bleu ou mine bleue ne se trouve que dans les couches de grès et dans les veines d'argile qui alternent avec elles. Elle y forme des géodes tapissées de cristaux, des boules dures et compactes dont la plupart ont une petite cavité au milieu et enfin des veines situées à divers étages et parallèles aux couches de grès. La veine la plus considérable qu'on ait exploitée avait à peu près 50 cm d'épaisseur, 30 mètres de largeur suivant son inclinaison et une longueur de 150 mètres prise horizontalement. Ces veines ne sont pas seulement composées de cuivre carbonaté, elles renferment aussi tous les éléments du grès et ne peuvent être considérées que comme des portions plus ou moins épaisses de cette roche arénacée qui ont été mélangées de substances métalliques. [...] L'étendue du terrain de grès dans laquelle on a exploité de la mine bleue a une longueur de 400 mètres prise horizontalement, une largeur de 4o mètres suivant l'inclinaison des couches et une épaisseur de 20 mètres. Divers travaux de recherche ont démontré qu'il n'en existe pas ailleurs."
Aujourd'hui, cette mine est fermée mais les haldes ont été rachetées par le club géologique de l'Arbresle qui y organise des fouilles régulières. Au prix de gros efforts de terrassements, il est encore possible de découvrir quelques-uns des 100 minéraux qui ont été répertoriés à Chessy!
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2) Les filons de haute et moyenne température
Ces filons sont fréquents dans le Beaujolais mais rares sont ceux qui contiennent autre chose que du quartz. Ils sont de même origine et de même âge que ceux du Haut-Allier (remplissage de failles à la fin du Carbonifère) mais n'ont pas une minéralogie aussi variée. La plupart sont composés de quartz massif contenant de la galène, de la stibine ou du mispickel en inclusions. Les géodes y sont peu fréquentes ce qui explique la rareté des cristaux bien formés. Les quelques exploitations tentées sur ces filons au 19ème siècle sont restées artisanales car les minéralisations n'étaient pas assez rentables. Dans le nord-ouest du Beaujolais (région des Balmes), on trouve quelques minces filons de très haute température à molybdène-tungstène-cuivre qui n'ont fait l'objet d'aucune exploitation. Une prospection menée par le BRGM en 1974 dans le secteur du Sibert (sud-est de Thizy) a révelé une vaste zone d'altération hydrothermale de type "porphyry" où se sont déposées des minéralisations à rutile, molybdénite, chalcopyrite et pyrite. Ces dernières sont encaissées dans des tufs anthracifères viséens recoupés par un réseau filonien très dense de microgranites porphyriques stéphaniens. Ces minéralisations de haute température sont parfois recouvertes par des minéralisations de basse température à calcite, fluorine et galène (on retrouve une telle paragenèse dans la carrière de Neaux). La calcite de ces filons provient sans doute du lessivage ascendant des couches de calcaire du Viséen inférieur qui se trouvent sous les tufs volcaniques du Viséen supérieur. Cette prospection n'a donné suite à aucune exploitation car celle-ci aurait nécessité des moyens disproportionnés par rapport à la rentabilité envisagée.
3) Les filons de basse température
Contrairement aux précédents, ces filons sont assez riches dans le Beaujolais. Ils ont d'ailleurs fait la réputation de cette région en raison de leur diversité minéralogique. Comme les autres filons à fluorine du nord du Massif Central, ceux du Beaujolais sont souvent des filons de quartz du Permien ayant connu deux nouveaux stades de remplissage: un stade 1 à quartz et fluorine verte/violette (trias supérieur) et un stade 2 à barytine rose/blanche, fluorine jaune/bleue, quartz, galène et pyrite (Lias inférieur). Ces minéralisations ont comblé des failles fini-carbonifère d'orientation NO-SE qui se sont réactivées au Trias (phase extensive) alors que la région était recouverte par des lagunes de saumure, entraînant ainsi des circulations hydrothermales de basse température.
Mais la principale particularité des filons du Beaujolais reste leur teneur importante en nombreux minéraux secondaires issus de l'altération des sulfures primaires (galène et chalcopyrite essentiellement). On note ainsi la présence fréquente de la cerusite et de la mimétite parfois accompagnées de minéraux plus rares comme l'anglésite, la linarite ou la wulfénite. Ces minéraux se sont formés soit in-situ dans des "dead-box" (géode ayant conservé la forme du cristal de sulfure dissous) soit dans des cavités de la gangue où les fluides d'altération ont circulé. L'origine de ces fluides est encore mal connue mais l'hypothèse la plus couramment admise est qu'il s'agit d'eau météoritique (pluie et neige) qui s'est chargée en acide carbonique en traversant la terre végétale avant de s'infiltrer dans les filons, provoquant ainsi l'altération des sulfures primaires et la formation des minéraux secondaires. Cette hypothèse est renforcée par le fait que les minéraux secondaires se concentrent dans la partie supérieure des filons ("chapeau d'altération") qui est la plus exposée aux infiltrations.
De nombreuses petites exploitations minières ont été tentées sur ces filons depuis le 15ème siècle ("mines de Jacques Coeur" à Brussieu) jusqu'au milieu du 20ème siècle. Souvent peu rentables, elles sont toutes restées relativement rudimentaires (simples tranchées ou galeries en direction) et ont pour la plupart cessé toute activité avant la seconde guerre mondiale. Leurs traces sont parfois difficiles à retrouver aujourd'hui car la végétation a repris ses droits et le patrimoine minier ne fait pas le poids face au développement de la viticulture et/ou de l'urbanisme.
Ce site extrêmement connu, situé dans les hauteurs de Beaujeu, est sans doute le plus représentatif des gîtes hydrothermaux de basse température du Beaujolais. En réalité, il se compose de trois filons distincts d'orientation NO-SE encaissés dans un granite à biotite: le filon des Monterniers (dit "filon du bas"), le filon des Bastys (dit "filon du milieu") et le filon de la Roche du Fort (dit "filon du haut"). A proximité, on trouve également les deux filons "satellites" de Bouillé et de Chappe (Les Brosses). Les premières recherches sur le site remontent à 1872 mais c'est seulement en 1927 que l'exploitation de la fluorine commença vraiment avec le fonçage d'un puits de 32 m desservant plusieurs galeries. Plusieurs exploitants se succédèrent ensuite sur le gisement et effectuèrent des travaux souterrains d'envergure variable (puits et galeries en traçage) sur chaque filon. Le dernier exploitant fut la Société des Mines du Rouergue, de 1953 à 1962. La CFMU effectua quelques recherches en 1977 mais ne souhaita pas reprendre le gisement.
Le remplissage initial des filons est constitué de fluorine violette et verte massive ou rubannée de 10 à 30 cm d'épaisseur associée à du jaspe brun-rouge qui enrobe une brèche composée de blocs de granite.
Leur remplissage secondaire est essentiellement fluo-barytique avec quelques sulfures (galène principalement). Il est très attractif pour le minéralogiste amateur car on y trouve fréquemment des petites géodes contenant du quartz hyalin, hématoïde ou légérement fumé, de la barytine rose ou blanche crêtée avec de la fluorine cubique incolore, jaune, bleue ou mauve et, parfois, des cristaux de barytine bleutée. Par endroits, cette dernière semble s'être développée dans les cavités de pseudomorphoses de scalénoèdres de calcite en quartz. Malheureusement, certaines cristallisations de ce gisement sont très fragiles et perdent de leur beauté durant un nettoyage trop rapide ou après quelques mois en vitrine. Ainsi, la fluorine en gros cubes du "filon du bas" a du décevoir de nombreux collectionneurs car elle s'avère fragile (clivages nombreux) et très sensible à la lumière en passant rapidement à un jaune laiteux moins esthetique. Cette évolution tient au fait que la couleur de ces cristaux est due à la combinaison de couches jaunes et de couches bleues. Lorsque ces dernières se décolorent à la lumière, la couleur jaune prédomine...
En fait, c'est la richesse du site en minéraux issus de l'altération de la galène qui a fait sa réputation, notamment dans le filon des Monterniers: certaines géodes y sont tapissées de mimétite jaune ou verte en cristaux acidulaires ou campyliformes souvent accompagnée de cristaux tabulaires de wulfénite orange (ou rarement bleue) qui sont actuellement les plus grands de France (le record est de ~3 cm). La relative abondance de la wulfénite serait liée au taux élevé de molybdène présent dans les granites du Beaujolais. Au-delà de cette minéralogie célèbre, une étude approfondie du gisement a récemment révélé la présence d'anatases tabulaires dans des micro-géodes du quartz des épontes, preuve que des choses restent à découvrir dans un gisement aussi connu que Lantignié!
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Ce petit village du Beaujolais se trouve à la frontière entre les départements du Rhône et de la Saône-et-Loire. Il est plus connu pour sa production viticole (crus de Morgon et de Fleurie) que pour sa minéralogie. Cette dernière eut pourtant son heure de gloire au milieu du XIXème siècle grâce à Tony Lacroix, le grand-père d'Alfred Lacroix qui deviendra minéralogiste au Muséum de Paris. En effet, c'est en étudiant des échantillons issus des travaux miniers que Lacroix découvrit la romanèchite et l'arsénosidérite. D'autres travaux plus récents ont ensuite démontré que le plus important gisement français de manganèse se trouve juste sous le village!
Ce gisement complexe est très intéressant car il a permis de comprendre comment se sont formés les gîtes stratiformes. Il se compose de deux parties:
Sa partie sud est composée de deux filons parallèles d'orientation SO-NE encaissés dans le granite à biotite de Beaujeu. Leur remplissage est essentiellement composé d'un jaspe bréchique (Permien/Trias) minéralisé en quartz, calcite, barytine rose, fluorine violette puis blanche, hématite, arsénosidérite et romanèchite (Lias inférieur). Plusieurs études ont avancé que le manganèse pourrait provenir du lessivage des amphibolites dévoniennes qui se trouvent au contact du granite de Beaujeu mais rien ne permet actuellement de vérifier cette hypothèse.
Sa partie nord, située directement sous le village de Romanèche, est à la fois filonienne et stratiforme. Le filon (dit "Grand Filon") recoupe ici les sédiments détritiques (arkoses) du Trias et les calcaires du Lias inférieur qui recouvrent le socle granitique. Dans cette partie, la zone minéralisée est bien plus large que le filon du socle car les fluides hydrothermaux ont diffusé facilement dans ces sédiments riches en micro-cavités, formant ainsi un gîte stratiforme en "auréole" autour du filon principal. Les minéralisations de cette partie du gisement sont identiques à celles de la partie sud mais sont encaissées dans des sédiments silicifiés et colorés en noir par les oxydes de manganèse.
Suite à sa découverte en 1750, ce gisement fit l'objet de nombreux travaux miniers anarchiques, chaque villageois creusant directement dans sa cave ou son jardin! La plus grosse partie de l'exploitation s'effectuait même à ciel ouvert à l'emplacement de la place publique! Ces travaux superficiels ont posé problème car ils ont parfois provoqué des effondrements. D'ailleurs, l'actuelle église présente toujours des problèmes de stabilité... Après l'établissement de la première concession en 1823, la partie stratiforme du gisement fut d'abord exploitée par une multitude de fosses et de petites galeries peu profondes qui étaient plus ou moins remblayées au fur et à mesure de l'avancement des travaux. Ensuite, de 1920 à 1955, des travaux souterrains plus profonds (jusqu'à -115 m) furent effectués afin d'exploiter les zones les plus riches. La partie filonienne au sud du village a été brièvement exploitée par plusieurs puits desservant des petits dépilages qui étaient déjà abandonnés et noyés lors de la visite de M. de Bonnard en 1840. Après avoir fourni 420.000 tonnes de minerai, l'exploitation s'est arrêtée en 1957 quand les zones les plus accessibles du gisement furent épuisées. Une campagne de recherche fut effectuée de 1958 à 1962 par la SRMR et le CEPROMA mais ses résultats ne furent pas concluants. Aujourd'hui, il ne reste rien du passé minier de Romanèche puisque toutes les galeries ont été comblées et les haldes reconverties en terrain de sport! Derrière l'église, on peut encore voir les vestiges du principal puits de mine qui a été transformé en massif de fleurs!
Les pegmatites du Lyonnais: la série métamorphique des Monts du Lyonnais est localement traversée par des petites intrusions pegmatitiques datée de la fin du Carbonifère. La plupart sont banales et ont une composition proche des leucogranites (orthose, microcline, quartz, biotite et muscovite) mais certaines peuvent contenir des minéraux plus rares: tourmaline noire (schorl), cordierite, beryl, apatite, grenats... Les pegmatites les plus célèbres (mais inaccessibles aujourd'hui) sont celles qui se trouvent au-dessus des anciens aqueducs romains de Chaponost. C'est là que le minéralogiste lyonnais Ferdinand Gonnard a découvert la dumortiérite en 1879. Mais c'est la zone située entre Sorbiers et St Martin la Plaine (versant nord de la vallée du Gier) qui contient le plus d'occurences pegmatitiques et il arrive que des travaux de voirie les mettent à jour...
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Les serpentinites de la Brévenne: Les amphibolites de la vallée de la Brévenne et les peridotites du Jarez ont été localement altérées en serpentinites par des mouvements tectoniques. Ces serpentinites sont connues pour contenir de nombreux minéraux: Actinolite, Antigorite, Chrysotile, Epidote, Hornblende, Magnesite, Magnetite, Sepiolite... Malheureusement, les affleurements sont peu fréquents et présentent rarement des cristaux macroscopiques.