COMMISSARIAT a L'énergie ATOMIQUE U

PRESIDENCE DU CONSEIL COMMISSARIAT A L'ÉNERGIE ATOMIQUE u

LES SCHISTES URANIFERES DU VERSANT ALSACIEN

DES VOSGES MOYENNES

A. GRIMBERT 1- et A. CARLIER

Rapport C.E.A. n° 634

1957

Centre d' Etudes nucléaires de Saclay Service de Documentation Bolte postale n•2 Ctr sur Yvette (S et 01 LES SCHISTES URANIFÈRES 'DU VERSANT ALSACIEN DES VOSGES MOYENNES

Le lambeau houiller du Sèhaentzel près de Saint-Hippolyte (Haut-Rhin)

A . GRIMBERT

A. CARLIER

• TABLE DES FIGURES

PLANCHES ET . CARTES

Plan de situation des lambeaux houillers du versant oriental des Vosges (d' après, J . JUNG) . . . ro

2 . Relations stratigraphiques du Houiller dans les Vosges moyennes (d'après J. JUNG). . . .

3. Plan de situation du lambeau houiller du Schaentzel.

Ii . Carte géologique du lambeau houiller uranifère du Schaentzel 20

Coupes du lambeau houiller du Schaentzel.

Les planches I, II, III de coupes microscopiques `figurent à la fin du mémoire.

TABLE DES- MATIÈRES

- I. INTRODUCTION 8

II. — LE VERSANT ALSACIEN DES VOSGES MOYENNES . 9

A. CADRE GÉOGRAPHIQUE.

B. CADRE GÉOLOGIQUE

10) Structure générale et pétrographie. 2°) Géologie du Houiller 34) Tectonique générale 4°) Filons et minéralisations

III. —. LE GITE URANIFERE DU SCHAENTZEL . 17

A. SITUATION — AccEs 17

B. HISTORIQUE DES RECHERCHES . . 17

C. ETUDE DES SONDAGES 19

D. RÉSULTATS DES TRAVAUX 21 Io) Formations rencontrées 21

a) les Grès — 21 b) les Schistes 22 c) les Arkoses 23 d) le Granite 2l4

2o) Structure du lambeau 24 a) les formes et les dimensions 24 b) les failles 26 c) le comportement tectonique des roches. . 27 30) L'Uranium — Etat - Répartition — Relations . 27 a) à l'échelle macroscopique 27 b) à l'échelle microscopique 28 c) relations avec la composition minéralogique des schistes 29 d) relations avec le composition chimique des schistes 3o e) relations avec la stratigraphie 3o f) relations avec la tectonique 31

E. COMPARAISON DES SCHISTES URANIFÈRES . DU SCHAENTZEL AVEC LES AUTRES SCHISTES URANIFÈRES CONNUS . 31

IV. - INTERPRETATIONS 33

I, Paléogéographie du Houiller duns les Vosges. 33

2. Géologie du Schaentzel 35

3. Origine de la minéralisation uranifère 36 a) minéralisation uranifère contemporaine de la sédimentation 37 b) minéralisation uranifère postérieure à ta sédi- mentation 38

V. -- CONCLUSION . . .

LIST BIBLIOGRAPHIQUE 42

-D — INTRODUCTION

La découverte, en 1951, de schistes uranifères dans la région de Ribeauvillé (Haut-Rhin), par une Mission de recherches prélimi- naires (1) du Commissariat à l'Energie Atomique, a attiré l'attention sur l'intérêt que pouvaient présenter les gites uranifères à faible teneur. Ce fut l'origine en France d'autres découvertes de même genre et d'un intérêt nouveau pour les gites sédimentaires d 'uranium à faible teneur, délaissés jusqu'à ce jour 'au profit des formations cristallines et de leurs gisements filoniens. Il nous a semblé intéressant de rendre compte des travaux effectués jusqu'ici et des résultats obtenus pour apporter notre contribution à la connaissance générale des schistes uranifères. La présente note prétend moins apporter des, solutions originales, que poser des problèmes. Elle est tin aperçu de nos connaissances actuelles, et prépare le cadre .de notes futures, dont l'objet sera de présenter les résultats précis et limités, fournis par la poursuite de nos recherche' s. Un seul lambeau de schistes uranifères est actuellement bien connu dans la région que nous étudions : celui du Schaentzel. Il constituera la partie principale de notre étude.

(I) Composée de P . BERTHELET, B . BLANCHET, R . FCURNIER, prospecteurs CI. .A. GRIMHERT, Géologue, Chef de Mission . • II. - .Lt VERSANT, ALSACIEN -.DES .VOSGES .MOYENNES '.

A) GEOGRAPHIQUEMENT, la ré&ion'nolis intéresse - est située sur le versant alsacien des Vosges Moyennes .e tre la vallée.du Giesen (Ville) au Nord et la vallée de la Weiss {Kaysersberg) _ ;au ,Sud. 'C'est dans .cette région que se rencontrent tops lés gisements_ de schistes houillers des Vosges n 'exception du gîte de `Roncliam'p (quifait l'objet d'une 'étude séparée) 'et des petits lambeaux de Lubine et de Colroy-la-Grande qui rï en sont pas'três éloignés (fig . r ). En marge de la ligne de crête des Vosges ., une croupe. sép. ar.e Aa vallée de la Liepvrette (Ste . .Marie-aux-D'Iiries) du versant de Ribeaui- villé . Cette croupe est jalonnée du -S.W au NE. par le sommet: granitique du . Bressoir (r 23o m) et les 'hauteurs' grésetises du Taénnchel (990 ni) du :Schaentzel (654,m) et d_u Haut-Koenigsbourg (6gr rn). .,Les cours d'eau de la :région ont leui .origine sur le pourtour de, ces sommets gréseux, qui jouent le rôle de chateau d'eau ; et rejoi gnent le Rhin par l'intermédiaire de I'Ill. B) SUR LE PLAN GEO-LOGIQUE, cette zone situee. ..dans la' partie la plus profonde des Vosges hercyniennes, correspond- à . une remontée du socle entre le primairedes-schistes de Steige ail ord et celui des Ballons au Sud. C'.est dans ce socle granitogneissique plissé, . faillé, . arasé que se sont trouvés encastrés les quelques lambeaux houillers, échappés à .-la pénéplénation . tardi-hercynienne. Une couverture permotriasique profondément érodée :repose én discordance générale-sur lés for mations. antérieures (voir fig. a, page suivante)..

I o) Structure générale et pétrographie:

:Le . soubassement -gneissique- apparait largement=-dans -ia .valléc -- de Ste Marie aux Mines. Dans la région du Schaentzel, qui nous .:

PLAN DE S/TUAT/ON DESLAMBEAUX HOU/LLERS

DU VERSANT. OR/ENTAL DES VOSGES LEGENDE flair Andlcn >— Ruisseou .-~..~ Route

' AyytaoaProtion Limite o'e ' deporlemenns

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Sehklee de Steges aloe vié . 1771 Gneiss 'Iris ken * o4J.I.n~

intéresse particulièrement, il passe par des faciès a' granitoïdes » au, granite franc, suivant une ligne de contact très sinueuse . . . Les gneiss les plus fréquents . sont à biotite ; les feldspaths vont de l'orthose à .l'andésine. Parfois ;l'amphibole est présente. Les textures rubannées n'ont été rencontrées que très localement.

Le Granite à structure porphyroïde d'âge postdinantien constitue la formation la plus répandue . de la région. Il présente . de grands cristaux d'orthose ou de microcline, de petits cristaux de plagioclases (15 zo 0/0 d'an.) et de la 'biotitè. en grande quantité. La hornblende peut remplacer partiellement-la biotite. Les faciès à grain. fin dans lesquels apparaît la muscovite, forment des taches de petites dimensions . . - Le 'granite à muscovite : seule ou à z ' micas est rencontré dans .le massif du Bressoir et dans. la bande de granite laminé du Bilstein à proximité, de. Ribeauvillé .

LES' ROCHES SÉDIMENTAIRES.

, Le houiller est constitué par des arkoses plus ou moins grossières, parfois charbonneuses, surmontées par des. schistes noirs, à grain fin, chargés de façon variable' en matières organiques, et contenant de minces veines de houille, qui ont fait l'objet de petites exploi- tatipns. Les arkoses reposent sur le soubassement granitagneissique, soit directement, soit par, l'intermédiaire de conglomérats à galets de granite, dé gneiss et de quartz .. Du Sud au Nord le Houiller se rencontre dans les•, lambeaux . des Verreries, de Thannenkircb, du Hury (autour du Taenchel), de Rodern, de 'St Hippolyte et du Schaentzel (à proximité . du ,Haut- Koenigsbourg), de Lalaye (dans la région faillée d'Urbeis. ), et d'Albé (dans là- région de Villé)'. On peut également citer de ' -petits affleurements de Houiller à proximité du col du Bonhomme 'et à Echery. Dans les lambeaux méridionaux on trouve une flore, lacustre attribuée au Westphalien moyen et au Stéphanien infériëur. . Les autres lambeaux sont d'autant plus récents qu'ils sont situés plus au Nord, le, plus élevé dans l'échelle stratigraphique étant le bassin d'Albé-Villé (Stéphanien supérieur). Ces indications d'âge reposent sur les déterminations paléobota- niques du Sterzel et de Boulay : Celles-ci seraient sujettes à caution

d 'après: Mathieu qui considère impensables ' certaines associations d'espèces. • Nous n'avons encore fait faire auéun contrôle de ces analyses paléobotaniques . Force nous est donc de considérer (provisoirement) ces différents lambeaux -comme correctement datés. Nous reviendrons sur ce problème dans une prochaine publication.

Le Permien comprend divers niveaux clans le détail desquels nous n'entrerons pas. Dans la région du Schaentzel . il est constitué par des grès. felspathiques généralement grossiers, à ciment dolomitique, qui recouvrent localement les schistes du Houiller . Il présente, une certaine extension dans la région du Haut-Koenigsbourg.

Lé Trias, repose sur le- Periiiien, et il est difficile d'établir la limite des deux formations . Les assises de base, constituées par le a grès: vosgien » de teinte rose -A rouge saumon, (A ciment généra- lement . ferrugineux, Comprennent divers niveaux à galets. Ces grès se rencontrent avec des puissances variables à des altitudes très différentes par .suite des effondrements post-hercyniens, mais leurs affleurements les plus importants sont situés sur les sommets comme ceux du Schaentzel, du Taennchel, du Haut-Koenigsbourg.

20) Géologie du . houiller.

'"-La 'structure ancienne; et mènüe actuelle, du Houiller, S. assez. discutée. Ces arkoses et ces schistes charbonneux se sont-ils déposés dans une; série 'de petits lads isolés, ou" au contraire, dans un lac unique, dont les seuls témoins seraient les quelques compartiments effondrés et dispersés connus aujourd'hui ? ' " Quant à la structure actuelle, pouvons-nous dire si le Houiller s'étend régulièrement à la base des grès vosgiens, ou au contraire si 'cette extension.: présente des lacunes .- M . Jung — en r927 - a apporté ses réponses à ces différentes questions il ne retient pas l'hypothèse des petits lacs isolés : car, ' selon . lui, s'il existe des variations de faciès dans l'ensemble du houiller des Vosges, ces , variations ne sont pas sensibles à . l' intérieur d'un même lambeau . .0r; écrit cet .auteur, les variations de faciès A l'échelle régionale. sont grandes. Ainsi, le lambeau du -Hurt' contient un conglomérat- de `base .A éléments .à peine roulés. Dans le lambeau de Rodern ; par contre, les éléments du conglo- - mérat..sont non seulement .moins.développés,.mais arrondis et calibrés.

Cesconsidérations sont aujourd'hui contestées, car on peut faire, intervenir le façonnage continental des galets. Notons toutefois pour mémoire que M . Jung imagine une dépres- sion unique où-le Houiller de Rodern avait une position plus cecc- tralé que celui du Hury, situé en bordure même de la cuvette. Toujours, selon les idées de M . Jung en 1927, vers la fin du Stéphanien se. p oduit-un'môüveméntde bascule dù Sud' Vers le. Nord, qui détermine la cuvette d'Albé-Villé et fait émerger les dépôts précédents . Ceux-ci sont érodés à l'exception des quelques lambeaux effondrés entre dés failles ôontemporaines du -mouvement de bascule et d'ailleurs parallèles aux accidents antérieurs qui rejouent . Selon ce schéma, les grès permiens et triasiques sont discordants sur ces' témoins houillers: (Voir fig. 2, page suivante), alors que les dépôts 1 (tardifs : Stéphanien sup. ?) de la cuvette d'Albé-Villé forment par contre une. transition continue avec le Permien, L'histoire du Houiller telle qu'elle est rappôrtée ici, montrerait qu'il ne faut pas s'attendre — en dehors de la cuvette d'Albé-Villé , -- à trouver. systématiquement du Houiller entre les grès et le _socle cristallin Ainsi J . Jung ne pense pas qu'il existe de Houiller sous ' le Taennchel - (Le problème - du Taennchel fera fol let de: notre part d'une note ultérieure).

Les 3 dislocations les plus importantes des Vosges moyennes sont i Yo) La- dislocation EW : Lalaye-Lubine — qui pousse vers le Nord les gneiss d'Urbeis: (hercynienne . et antëgranitique) :'_ 20) La dislocation N S : de Lièpvre d la Bresse — longue de: 3o Km' . (hercynienne et postgranitique). 30) 'La faille bordière des . Vosges -- (effondrement rhénan de l'Oligocène);

' La-région que nous étudions est encadrée par le groupe des. accidents précédents. . Io) Au N., par la prolongation sous le bassin permien d'Albé de la, dislocation Lalaye-Lubine. 20) A l'Ouest, par la dislocation Lièpvre-La Bresse elle-même .. Au' Sud, par un faisceau qui se détache de l'accident précédent : les fractures de Ribeauvillé. 30) A l'Est, par la faille d'effondrement du Rhin .

RELATIONS STRATIGRAPHIQUES DU HOUILLER .

. . .DANS LES VOSGES MOYENNES

S' H IPPOLYTE . ' 1.ohöys .Albe)"

; 0

- N. Cj . Gris bi9arrs Ba. Stéphoni .n Perrnleh Westphalian Cöuehès d'Albé Sib Socha plissé

b loprec J. Jung : " Concrbution ô to gâ.ohe&ie des Vosges ha éyrMnnu ' a'Àlease Fig . 21 - Po9e 410

Fig 2

Rappelons qu'il existe une: phase : tectonique: hercynienne' Tardive _(Stéphanien supérieur) . : responsable de l'enfouissement des quelques lambeaux houillers conservés.

4°) Thons et minéralisations.

lies filons très -.inégalement êépartis `se rencontrent ; principalement crans certaines zones -tectoniques . favorables. Citons- ; . — en relation avec là Zone mylonitique Lalaye-L'ubine es filons minéralisés en Cd,- Pb,---Zn; Sb; As, Ba. en relation avec la grande faille bordière„ la galène; la fluorine et la. barytine à St Hippolyte et Bergheim. Les multiples filôns -de la zone: gneissiqùé de Ste Marie aux Mines

où galène (souvent argentifère), chalcopyrite, cuivres vgris, arsenic natif, mispickel 'etbismuih, s'associent à : des minéralisations cob'alti- fères et nickelifères. .de Les-,zonés de graniite. porphÿroide ,sont presque dépourvues filons: . - ,- 'Signalons que l'on trouve <. Quelgiies àirias de pegmatites (passant à des aphtes) au voisinage du contact granite-gneiss. Des filous"de nucrogranite, dans la région granitique de Rodern- 'Bergheim, dans les gneiss aû N.' de Ste Marieaux-Mines et à proximité du Hury . .

5°) Radioactivité.

Le versant Alsacien des Vosges Moyennes a fait l'objet d'une radio-prospection de reconnaissance de juin 1951 à mars . 1952. Ni les grands accidents tectoniques, ni les minéralisations très intéressantes de Ste Marie-aux-Mines n'ont encore révélé d'activités 'anormales, mais les recherches en dehors de certains lambeaux houillers n'ont pas dépassé la phase de la première reconnaissance à grande maille. Cette reconnaissance faite à l'aide du gammaphone type C .E.A. a permis de constater que chaque formation rencontrée avait une acti- vité moyenne qui lui était propre .

;r 6 Voici les activités moyennes notées Grès triasiques r4 à 'r8 c/sec. chiffres voisms de la radidactivité ambiante.

Arkosespermiennes 22 à 25 c/sec. ce qui permet exceptionnellement de les différencier des formations triasiques. Schistes noirs houillers . 20 c/sec . Localement au sein de cette série, on trouve des zones présentant, une activité très forte et pouvant atteindre le :centuple . de l'activité moyenne . Ce sont elles qui constituent les gisements étudiés dans cette note.

Arkoses et conglomérats-houillers, 18 à 26 c/sec. '

'Gneiss, 20 c/sec. mais peut atteindre 35 c/sec. dans certains faciès ' granitiques. Granites, a) 'fins, à grain, -moyen ; ou .à 2 micas = 25 à -35 c/sec. b) porphyroïdes . à biotite — 35 .à 4o c/sec. c)-porphyroïdes ä amphibole --jusqu'à 7o .c/sec:

En dehors d'une connaissance géologique succincte de la région, cette étude préliminaire a donc montré que--le granite porphyroïde avait une activité moyenne assez élevée et surtout que les schistes de certains lambeaux houillers présentaient des' activités anormales : L'a . présence de I'U dans ceux-ci était confirmée par des analyses chimiques. Une partie de nos recherches s'est alors concentrée sur les lem- beaux houillers . jugés dignes d'intérêt, et en premier lieu sur le lambeau de Schaentzel, qui semblait présenter les conditions : les plus avantageuses étant données la teneur en U dé ses schistes,'ses dimensions et ses facilités d'accès. (Fig. 3).

-16

III. — LE DITE ..URANIFERE DU SCHAENTZEL

A) SITUATION ACCES

Le lambeau houiller' du Schaentzel s'étend sur une partie' des -territoires des comm unes de -Bergheim., . Rodera, Rohrschwihr et St Hippolyte: dans le dépärtement du Haut-Rhin . (fig:- 3;-page. suivante): Ce lambeau distant de 8 kms de Sélestat (.Bas-Rhin) et de 25 kms. de Colmar (Haut-Rhin) est traversé élans sa partie moyenne 'par la route N2 42, reliant Thannenkrich A Si Hippolyte, dont il est distant de 5 kms. - St Hippolyte est desservi par la ligne de chemin de fer Strasbourg-.

B) HISTORIQUE DES RECHERCHES

Le lambeau houiller- du Séhaentzel avait fait l'objet de .recherches p'our la houille aux xvtn c ét -xixe siècle, au moment de l'exploitation des mines de houille de St Hippôlyte. Des traces de fouilles et des galeries subsistent en plusieurs points du Schaentzel ; mais il ne semble pas que ces recherches aient été couronnées de succès. En ;juin 1951, la Mission des Vosges du Commissariat ù l'Energiè Atomique, chargée d'une prospection de reconnaissance dans la région (le Ribeauvillé découvrit des activités anormales dans les parties schisteuses du lambeau houiller du Schaentzel .. Des recherches complémentaires furent entreprises de février à juin 1952. i »t Moviryvbnor9 T I, ..

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' lles . comprimaient principalement l u) une étude géologique accompagnée de. profils de radioactivité, 2°) une série de tranchées et. le réaménagement dés anciennes galeries, 36) quatre sondages de reconnaissance géologique. Ces travaux ont abouti à une'meilleure .connaissance des limites du lambeau: La stratigraphie, la tectonique, la répartition des zones fictives furent précisées. Pendant le 2° semestre 1953, une campagne dp sondages systéma- tiques verticaux, d'une profgndeur` ihoyenne- de Ad nl . sur toute l'étendue du lambeau donna enfin .une connaissance-détaillée : — de la structure et des limites :du lambeau (fig . la, page suivante). —. des teneurs et du tonnage des schistes. uranifères exploitables .. Ces sondages ont été implantés suivant un réseau à la maille de 50 m ., avec une ligne de base parallèle à la faille principale NN\V- SSE, limitant le lambeau houiller.

Cj ETUDE DES'SONDAGES

L'exécution des sondages a été confiée en aoùt 1953 à la' Société Soletanche, sous la surveillance géologique Carlier, Chef de Mission du C.E .A. Un soin tout particulier'_ était demandé pour le carottage mécanique : au minimum 85 a/o dans le schiste, roche particulièrement friable. Pour ce travail délicat, la Société Solétanche a utilisé 3 sondeuses sensitives Craelius (XF), munies de carottiers doubles (à carottiers intérieurs tournants), diamètre 86 nun . .. . Chaque sondage terminé a été a radiocarotté » = un tube comp-' teur Geiger Muller enfermé. clans un tube sonde et relié en surface à un appareil de mesure est descendu dans le forage ; une lecture tous les 5o cm permet de connaître la radioactivité des terrains traversés. . : On mesure la teneur en U des carottes correspondantes dans un petit laboratoire provisoire installé à St I3ippolyte . Les carottes sont découpées par sections de 5o cm, puis chaque section est sciée longi- tudinalement ; on conserve une moitié comme archive géologique, tandis que l'autre est concassée jusqu'à passer sans refus à la maille. de 8 mm ; on réserve une partie des schistes concassés. pour les études de concentration, tandis que l'autre est finement broyée . On mesure alors la teneur en U du schiste en fonction du rayonnement 3 et Y émis par la. poudre; suivant la formule : 99 l ègenrre

Duns de Arès En) Grès Schistes ® Arrose ('Ii 'Granite i la Pailles

(a Chemin lonslier Sainte! ® Pults. Sandage

Fig. 4. — Carte géologique iht'lnmheml houiller uranifère du Sehaenlzcl .

~A . i CSRLleFOc

T Teneur en :U en a(u . C — Coefficient 'déterminé par (i) T— G( -K ,i par l'expérience ~ . K = Coefficient déterminé :avec avec un sel . de Ra étalon Des contrôles chimiques sont effectués.

La technique du radiocarottage trous "pèrmêt cfüâint'à`elle d'erstiï ser la teneur moyenne des terrains traverses par un sönâagé t 5'b/ö . - près, dans 60 0/ô des cas. q " "' ' Nous espérons uneamélioratiön'Prochaine . par la mise ër , point de `tables de correction et l'utilisation de nouveaux appareils .-' Notons toutefois que le radiocarottage ne 'fournit que les raÿonne- ments y des Terrains. Si le. rayonnement (i n'est pas étïöiteiûenit lié mi rayonnement y - c'est le tas pour les terrains du Schaéntzei — le problème se trouve fort compliqué, car on ne peut appliquer hi formule (r). Nous. nous trous;oils donc obligés d'entreprendre une étude statistique.

Autres travaux. — Signalons le fonçage en sont 1954. .l'un puits de 15 m pour étudier en place les schistes actifs rencontrés par le sondage J2, et. définir 'la . répartition de. la minéralisation. '

D) RESULTATS DES TRAVAUX

1) Formations rencontrées.

a) Les grés, constitués par des grains de quartz arrondis avec quelques rares feldspaths, de la .séricite et des oxydes de fer, ont les caractères du grès vosgien. La partie inférieure, à proximité du niveau houiller, prend une teinte grise ou, violacée. Le grain est plus grossier ; la proportion de feldspaths augmente en môme temps . qu'apparaît de la dolomie, qui constituera bientôt la partie essentielle de la roche ' (cf. les niveaux permiens du Val de Villé). Lanes minces de , grès (voir planche I - Fig. r et Fig . 2). Le contact des . grès et des schistes se fait .généralement par une zone de transition de 1 ou 2 m, représentée . par une . formation pre- nant peu à peu les caractères normaux du schiste noir franc . C'est un niveau privilégié 'de circulal.ion des eaux.

2 i.

Ces . grès recouvrent ::la. partie N E du lambeau du Schaentzel. Leur'puissance maxima; Fecou lée par nos sondages, est de 35 m .-

b) 'Les schistes,' de: teinte noire ou brunâtre, finement lités, se brisent facilement en plaquettes dans les zones altérées. Aucun fossile n'a été trouvé jusqu'ici. La roche est constituée ,par des grains de quartz à peine visibles à l'oeil nu, quelques rares feldspaths accom- pagnés ,tde :fines. ;pai l tees : de mica . .et-de , chlorite orientés au sein d'une pâtq,;,sombre de matière organique et argileuse (kaolinite + illite) sillonnée par des veinules de carbonates (sidérose). -Localement les grains de quartz augmentent . de dimension. et la quantité de ciment diminue pour donner des niveaux gréseux irré- guliers , dont la fréquence et l'importance s'accroissent à . proximité des formations arkosiques sous-jacentes. Des niveaux lenticulaires de houille de o,l à 2 cm d'épaisseur s'intercalent aussi dans les . schistes. - Citons:encore des niveaux ferrugineux peu puissants (2 'à 5 cm) contenant de la sidérose m angasifère' et de l'hématite (des sphérosi- dérites de même nature existent généralement à proximité). Grâce a tous ces niveaux particuliers on vérifie que la . schistosité des schistes concorde bien avec la stratification. Les zones. ,d',ltération superficielle et les zones faillées sont colo- rées par les oxydes de fer. La pyrite est abondante dans le schiste. On a trouvé aussi quelques cubes de galène et de la blende . De la silice et des carbonates- (principalement sidérose) remplissent certaines fissures . .

Lane mince de schistes (Voir-planche I — Fig. 3)

Analyse chimique d'un. .échantillon moyen. de schiste

— Sic), 33,34-0;o = Tio, - o,69 0/0 . — At2pa : . . 22,12 0/o — Fezo3 11,65 0/o CaO : . . . . 1,81 0/o — Mgo r .01 0/o — Mno.1 : : o ;18 %

K,o: : : : • 2,74 % —. Pao 1 ;5o 00 — S- (natif) : : o,.jo 0/o

Analyse .Fi*cher

- Eau de schiste . o,b00 . — Distillat liquide : i-,8 Résidu solide . : 87,3 %o Gaz. et pertes : : o/o

Anàlyse Organique 1,91 .910 - H ro;go'0/o - C —.. Résidu : 76,7 oie Le passage des schiste'§ aux arkoses 'sous-jacentes' se fait-le plus souvent par une zone broyée et argileuse, urovoquee parla diffé- rence de résistance aûs mouvements tectoniques des deux- roches en contact. 45. La puissance des schistes , atteint localement m (sous les- grès),

c) Les arkoses, comme les schistes, ont des caractères assez varia- -bics. La dimension des :.éléments'clastiques-se modifie considérable- meiit d'un niveau à l'autre : (o,r à ro mm) . . Les grains de quartz 'et. de feldspath généralement anguleux, sont réunis par un climat phylliteux peu important . On y- trouve également quelques grains.. de tourmaline et d`apatite. Au sein des-arkoses . existent-souvent des récurrences de schistes peu -francs (o,r à 5o. cin) .et des veinules ; . de . charbon- pur- (6,.r à r cm) . - - En général les arkoses à gros éléments se . rencontrent ,dans •la . partie inférieure de la formation, tandis que les récurrences schisteuses se trouvent à proximité .des schistes . - Mais .- ces deu règles souffrent de multiples exceptions. Signalons en particulier -qu'il n'existe aucune continuité latérale -entré les différents-faciès:-On ne- peut .distinguer de niveau-repère, ni dans les schistes, ni dans les arkoses . - Citons le sondage, h ;r, qui dans 3o ni . d'arkose ne rencontre .pas moins del--3o : intercalations schisteuses franches (5 cm à'50 cin), intercalations q-ui n'existent plus . dans les terrains : rencontrés' par lés sondages voisins (i) . On pourrait -faire des remarques identiques pour les intercalations gréseuses dans les schistes.

(rl'°Sauf' .dans J-3oir' ton rencontre . égalcu,enl. -3o- intercalations :mir 3o Dirais avec une npirtilion_ UUln :diffçrentc.i - ,_

a.3 Lanza mince d'une erlcose (Voir planche I —; JFig. 1_ Le passage des arkoses au granite du substratum se fait souvent liar l'intermédiaire d'arènes consolidés . On y retrouve , souvent,' presque intacts, les .phénocristaux (3 à 6 cm) du granite pörphyroïde, dans une roche; qui a la teinte et l'aspect extérieur du granite) . , Elle ne se distingue d'ailleurs du granite sous-jacent que .. par l:n tendance au litage . de la biotite, plus ou moins altérée qui entoure les cristaux et par la présence de séricite dans les craquelures des cristaux' (Voir planche I — Fig . 5). Cette formation de transition peut atteindre au-dessus du granite une épaisseur de 5 à 6 mètres. Les arkoses présentent une stratification nettement entrecroisée. Dé plus, du fait du relief accidenté du granite sous-jacent ; les variations latérales de puissànce sont brutales. Ainsi, on voit sur la coupe des sondages B (Fig : 4) la puissance en 2 points distants de 5o un, être déjà très différente.

Sondage B o 33 m (axe du lambeau) Sondage B t 12 m (plus près de la bordure Est)

d) Le granite, constitue tin relief fossile nal aplani. Il n'a été recoupé que sur quelques décimètres par un sondage sur trois. Le type en est le granite des m'êtes . A phénocristaux d'orthose et de microcline (avec microperthites développées), assez chargé en biotil.e, contenant parfois des zircons avec 'auréoles pléochroiques et 'de l'àpatite.

Lanae . innre (Wh— planche 1 — Fig. 6)

2e)- Structure di lambeau.

Grâce à la campagne de sondages systématiques nous avons aujour- d'hui une bonne connaissance des limites et de la structure du lambeau _ du Schaentzel (voir les coupes "de la fig . 5, page suivante).

a) 'Les formes et les dimensions.

. .Le Houiller épouse en gros, au sein du granite porphyroïde, la forme d'un fond de bateau allongé NNW-S'S E . Le flanc Est ;reniante . ;It

1+ - +++

! n \`• t I+ + .++

+ + t+ .++++ +1+ t + + { +lt + + O O - + 1- +i+ + + ° + + o +1-h + + + + + 4 o +1+ + + o c + + 1- -d c +I+ + + f 0 O " + + + +I+ j-+ + + ~• + + +

I + +++ 1 ++ -{-++ + ++++++ + -1- + + + . + + 4- -h

+ ;+ + + +-+ + + - + + i +I+

moins brutalement (20 grades) que le flanc Ouest marqué tout le long par uné :__ . .._ . . . .. Ce bassin der kin de long affleure sür environ r5 hectares, super- ficie comprenant les Aines de faible recùuvrement gréseux (max. 35 nm.) . . La dénivelée . du bassin' en-surface est 'assez forte : 17o ni (cote supérieure Q3o in .) . Le pendage'général ides couches varie de rot à 3o grades -vers l'WSW ; sà :composanté suivant l'allongement .du lambeau est donc horizontale comme le montre là coupe longi- .tudinale de-la Fig. 4 . C'est dine à un . jeu de failles en marches (l'escalier qu'est due hi conservation du schiste sur .une telle dénivelée. Le lambeau du Schaentzel peut être divisé .en 5 zones du Nord au Sud (Voir carte de la fig . 3). r o) Zone Nord — Schaentzel, juegu'(ila lignc -des sondages « n » environ. Les schistes affleurent . - 2°) Zone comprise entre la ligne des sondages ä rr » et la taille F4. Les schistes ont, été érodés et toute. la'zo.ne est occupée par les arkoses . - .

30) Zone. comprise entre la faille Pli et la route le 3'hannenlcirclr .. La faillé F4 restitue tonie la puissance des schistes et même une certaine épaisseur des grès - (35 ni sur la bordure Est).

40) Zone comprise entre lci route-et la faille F7. Les schistes affleu rent-de nouveau . . 50) Zone au. Sud de F7. La faille F7 . a été . l'occasion-d'un certain ravinement des schistes en contrebas, ravinement comblé ultérieu- renient par des éboulis de pente (puissance maxima 25 m), cons- titués de sable et de blocs ; gréseux . Sous ces éboulis peu de schistes la presque 'Totalité .a, été ,érodée . - Quelques .mètres de . schistes affleurent clans le lhalweg. .du sondage n 7, où les -éluvions gréseuses- ont lité enlevées'

b) Les failles.

Leur représentation,sur les coupes n'est pas facile, en l'absence totale de niveaux repères, . puisque le .sonmet (lu granite est. accidenté (ancien relief) et que la iiissance des arkoses, matériél-de comble- ment, est essentiellement variable. Pour ne pas abuser de la liberté d'interprétation qué permet'l'in- déterniination du problème, pons nous sommes fixé un principe :

ne _tracer .que -les failles.dont la nécessité -est :imposée par. les, coupes -et le . terrain. - On distingué principalement les failles suivantes Fi .faille diiécte (pendage-63 gr vers , N ^t o gr E), reconnue par . les .. sondages sur mie longueur 'de .goo' m. Fait butter les -schistes contre le granite . -Elle constitue la limite_ Ouest du lambeau . Elle . est affectée par l'effondrement des compartiments Sud.

F2 faille inverse, parallèle en pente et en direction à la précédente. Constitue la limite orientale- des schistes du Nord-Schaentzel,- mis en contact latéral avec les arkoses . . :Cette faille est visible dans la galerie 'Brune, portée sur la carte . . .

F3 faille inverse.— mal connue — limitant le compartiment schisteux vers le Nord,- également par contact latéral: avec les arkoses.

F4 et F7 de direction N E-S W, la première pontée vers le S E, la sec6n'de verticale. Affaissent. le lambeau ' en marches d'escalier vers le Sud en repoussant la faille Tt vers l'Ouest .-

Le comportement tectonique des roches.

Nous avons traversé trop peu de grès au Schaentzel, dont au resté le bon carottage n'était pas exigé, pour bien connaître son comportement tectonique . Nous n'avons toutefois pas .trouvé dans ces grès les multiples broyages et variations brusques de pendage lisibles dans . les carottes de schistes: - - La-phase tectonique supplémentaire subie par les schistes ne . doit pas être rendue seule responsable de ces différences . Sans Mettre en -doute l'existence de cette ..phase; il faut signaler que-lés propriétés mécaniques particulières des roches en présence, peuvent rendre - Compte- d'une partie des observations . Granite, arkose, et grès d'une part matériaux rigides ont cassé 'par grands plans ; tandis que, d'autre part, les schistes intercalaires essentiellement plastiques — ont dû amortir dans leur masse une partie des mouvements.

3 ") L'uranium, _ Etat — Répartition — Relation

a) A l'échelle macroecôpigne.

L' activité est localiséedans les schistes ou la nunéralisahonurani-

Père n'est . d'ailléirrs visible -a V eil nu pie dans des cas. tout: ü fait exceptionnels. En un point.. de l'autunite a été trouvée dans•une zone d'altéra- tion superficielle . Elle formait un revêtement micacé de teinte vert clair, très fluorescent, tapissant certains plans de schistosité et quelques diaclases perpendiculaires: Quelques échantillons' de carotte présentent des filonnets noirs brillants de carburane dont lés directions sont indépendantes de la schistosité (Planche II — Fig. i et . 2). Dès anomalies de l 'activité' ont également été notées ad sein des arkoses = elles correspondaient toujours à la présence de minces lits schisteux . .

b) A : l'échelle microscopique:

Les études en lames minces ou en sections polies n'ont pas permis de déceler la . présence de minéralisations uranifères au sein du ciment argilo-organique qui constitue le fond des schistes . Les examens en lumière réfléchie ont révélé la présence de chalcopyrite, (le galène, de blende et de mispickel, avec des relations très variables entre eux, généralement associés à des carbonates (siderose principalement) soit en petits filonnets de 1:ordre de 1/Io mm soit en petits amas de l'ordre de mm (Voir planche II — Fig . 3, 4, 5, 6) et planche.Ill — Fig: r et 2). On. peut signaler également l'existence dans quelques sections polies de filonnets (r/ro à 3/ro mm) de graphitoïdeet de'carburane — anisotrope = gris brun -légèrement . pleochroïque (Planche III -- Fig . 3 et 4). Les études des traces d'alpha dans les émulsions nucléaires (plaques Ilford) ont apporté les quelques précisions 'suivantes : a) Toutes les trajectoires .sont inférieures. A- 3-9 compte tenu de l'angle dont elles s''.enfoncent dans. la gélatine. Il n'y -a donc ,pas de thorium . . , . - h) Les sections parallèles à la schistosité montrent un fond continu dè trajectoires, dans lequel on remarque des inclusions uranifères presque ponctuelles. c) Les sections perpendiculaires à la schistosité montrent des zones extrêmement minces parallèles à la schistosité possédant une forte teneur en U au sein desquelles on distingue des. inclusions fortement'u-rnnifèi'és nà'déliassant pas r/ro mm . Lés faibles dimensions des inclusions ne permettent pas de savoir si elles correspondent ü des 'minéralisations. Dans des cas exceptionnels on distingue également des filonnets sinueux dont la direction générale est sans rapport avec la schis- tosité. Ces filonnets présentent ' parfois une bande centrale riche en U (In -ia 15 0/o) . bordée de chaque' côté par une zone moins uranifère, alors que le fond de . la roche a .une teneur de l'ordre de ro/o (Plan- che III — Fig . 5 et 6). On ignore sons quelle forme se trouve l'U situé dans le fond des schistes . Les essais de mise, en solution ont montré que cet U était facilement entraîné par l'eau acidulée (Soi Ila à ro o/o) ou - par une solution de Coi Naz ßi .5 0/o lorsque l'on a pris la précaution d'ajouter un oxydant._ c) Relations avec la composition minéralogique des schistes.

11 est macroscopiquement impossible de -distinguer un échantillon de schiste uranifère d'un échantillon de schiste non uranifère. Tout au plus a-t-on pu noter que les schistes les plus riches en U étaient fins et noirs. .Des études de plaques Ilford sur des . sections (le schistes .perpendiculaires ü la schistosité opt montré é-que les lies les plus foncés étaient les plus chargés en .uranium. -Ces critères .sont-loin d'être-des indications certaines de la présence d'uranium car -des schistes .relativement grossiers . peuvent présenter . des activités notables . alors qu'un niveau voisin, .fin et :chargé en matières organiques, se montre -inactif. La courbe de radioactivité présente d'ailleurs cle nombreuses' sinuosités dans la traversée de bancs homogènes. Les études en lames minces et en sections polies n'ont pas , montré dé différences essentielles de nature entre les composants des schistes actifs et des schistes non actifs: -Les minéralisations .(pyrite, galène, blende, .chalcopyrite, mispickel et sidérose) ne constituent pas des indices de la .présence d'uranium. Nous ne savons pas encore s'il existe des . relations quantitatives entre 'l'uranium et l'un ou plusieurs' constituants associés ou -bien encore avec un ou plusieurs caractères physiques de ces schistes (texture, porosité, etc . . .). Nous savons seulement que la' répartition est très diffuse ainsi que - l'ont montré les études des traces d'alpha sur les émulsions n'ucléai- res . De . plus les études granulométriques sur un échantillon . moyen

dc 2 kgs .ont. révélé que. la teneur en .0 était ' construite quelle clue soit la dimension des grains (.i) -

Désignation Poids en Teneur en U des tamis U Total en g. kil0grann ©s en o/e (Série Tyler) ro/2o 6 0,038 2 .28 20/40 4,5 0,0352 1,58 40/60 2 .5 0.035 0,875

6o/roo 1 .o5o o,o33i . o,348 100/120 - 0,800 0.02•g5 0,236

120/15o 1 .r 7 o o,o38 •oÀ45 15o/zoo ) .r^o 0,038 0.673 <200 r,800 0.0357 0,643

d) Relations avec la composition chimique des schistes.

Des analyses spectrographiques de schistes actifs et. non actifs n'ont pas permis de noter de différences essentielles de composition chimique ni la présence permanente de certains . ions caractéristiques dans les schistes actifs . Outre la présence cons- fe nte en fortes traces de nickel, de plomb et de zinc, on trouve d'une façon irrégulière -des traces d'arsenic, d'argent, .de cuivre, de vanadium et de bismuth. Le thorium et le germanium font totalement défaut. Des analyses sont actuellement en cours pour rechercher les relations qui peuvent exister entre la teneur en uranium, la teneur en matières organiques d'une part et: la teneur en argile d'autre part. Des études statistiques de ces résultats .pourront peut-être éclairer d 'un jour nouveau .ce problème.

e) Relations . avec la stratigraphie.

Les courbes de teneurs en U reportées sur les coupes géologiques. ne font pas ressortir de relation stratigraphique entre les points a forte teneur des différents sondages (a une exception près).

(,l lilude effectuée par ln e Section d'ludes des Irailemenis chia,iques des minerais pmf rei > du' C .E .A.

Il . fixisl.e•À tous los niveaux des couches, préfèrent iellemem 'Aisées, usais d'une façon: non homogène ..: . Ceci-peut être Constaté, pour un 'niveau relativement étendu . signalé dans les schistes -à . r ou -z ni au-dessus-del'arkose parles sondages . h t, g r, et -g o. = dans chacun -des 3 sondages (distants de 56 m) ce niveau est marqué par une très forte activité Absolument isolée (i ). Dans le sondage Hip fi S-, situé au rentre du triangle ii ' i, g r,'g o', la. couche équivalente est stérile . A une échelle plus restreinte , des observations comparables ont été faites dans diverses fouilles. Dans le puits J 2 par exemple, les anomalies de la radioactivité épousent la direction, de la schistosité, en affectant d'ailleurs-des couches qu'on. ne pent différencier macroscopiquement' dés 'autres ; mais-la encore la répartition de l'activité dansa 'couche minéralisée est lenticulaire.

T.) Relations avec la tectonique. _ Un fait est évident ; La faille T, joue un rôle important dans la répartition actuelle de l'U, au sein du compartiment schisteux Nord- Sclïaenlzel (2) . Pratiquement les fortes teneurs débutent à 2 ou 3 in de cette faille, augmentent peut-être encore en , s'éloignant (25 ni) puis décroissent régulièrement . Or, fait remarquable": seule la zone schisteuse broyée de la faille elle-même est stérile. Le rôle des autres failles est beaucoup moins net .. -Des -éludes de détail semblent indiquer que les filonnets . riches en U. signalés plus haut, sont plus fréquents à proximité des failles. Le - rôle de la tectonique, ne serait-ce que dans une phase de remise en mouvement de la minéralisation primitive, n'est pias douteux.

E) . COMPARAISON DES SCHISTES URANITERES DU SCHAENTZEL AVEC LES AUTRES SCHISTES URANIPERES CONNUS

Lorsque nos recherches sur l'ensemble des lambeaux houillers du . versant Alsacien des Vosges Moyennes seront plus avancées, il sera d'un grand intérêt de rechercher les caractères communs aux lain-

(t) ll s 'agit de l 'exception notée précédemment. (2) Cette. relation est d'ailleurs visible bien que moins nette sur toute la longueur de la faille, soit you nu.

beaux minéralisés,• ét les . caractkre4, qui los 1 . lés lambeaux stériles . Les lambeaux :de Thannenlcirch et: de St Hippolyte ont déjà :révélé des indices prometteurs: Par contre ceux situés au Nord du groupe précédent semblent. .moins•intéressants. Deux' remarques, 'provisoires, sont donc à faire :- i) .T.es lambeaux minéralisés sont groupés . (i+tcidenr..; .da-ai.rta; ; .?) Les lambeaux minéralisés sont les plus 'anciens = .WTestphalien moyen (incidence de l'époque 'de sédimentation). Dans un cadre plus général, signalons une différence foudaauentale, entre la plupart des schistes uranifères connus dans le monde et ceux de St 'Hippolyte ; les premiers sont d'origine murine, alors que les seconds sont d 'origine lacustre . — INTERPRETATIONS

Avant nos travaux, plusieurs problèmes géologiques concernant les lambeaux houillers de la région de St-Hippolyte, étaient en suspens. Nous ne prétendons pas les avoir résolus . Nus appoijons seulement quelques éléments fournis par la campagne de - sondages du Schaentzel - qui aideront peut-être à les éclaircir. Classons les problèmes :

Io) Paléogéographie.-du houiller dans les Vosges. z°) Géologie ,du Schaentzel (Tectonique post-houillère et anté-gré - seuse . Existence d'une discordance angulaire entre le houiller et les grès permotriasiques).

30) Origine de le •minéralisation uranifère. - Origine sédimentaire. - -Origine superficielle. ',Origine profonde hydrothermale.

o) Paléogéographie du. houiller dans les Vosges.

Les lambeaux houillers sont-ils .les émoins de petits lacs isolés, ou d'Un grand bassin fragmenté? Précisons quelques faits . : a) le conglomérat de basé des arkoses — galets arrondis et cali- brés de granite et de gneiss — existe dans le lambeau de Rodern et" dans le chemin de Funiivaldy qui limite au sud le lambeau de Thannenkirch. b) le conglomérat existe également au Hury, mais ici les éléments sont beaucoup plus développés, anguleux, à peine roulés. c) dans le Schaentzel, aucun galet n'a été trèuvé par les sondages:

Aucun galet non plus dans les premiers sondages sur le lambeau de St-Hippolyte et sur la partie Nord du lambeau de Thannenkircli. d) la finesse 'des éléments clastiques contenus dans les schistes traduit un éloignement relatif des bords de la cuvette. . De ces dernières observations, il résulte déjà que l'hypothèse de petits lacs isolés est peu vraisemblable . Comment expliquer l'ab-

sence totale de gilets däns•le' Schieiifzel ; 7si -l'on d'orme pour origine à ce lambeau un petit lac de quelques centaines de mètres d'extension seulement ? - L'absence de galets — dans l'hypothèse d'un bassin plus étendu — s'explique plus aisément. : Si -nous reprenons les idées de J . Jonc; le conglomérat à éléments à_peine roulés .du Hury 'ét de :Lièpvie, d'une part, et* 'congloniérnt à%,éléments calibrés de Rodera et :de-&Thannenkirch,- d 'autre ,pari; pourraient être en' .continuité.:, Toùs les éléments proviendraient :du Nord du bassin. Dans cette hypothèse .le Schaentzel . .aurait-été constitué par un haut-fond, situé au--dessus. de là basé des arkoses " — ou -dans une zone'. de_ dépôt 'tranquille éloignée- (lu Cône de-dejection d'nh des torrehts- 'lallïmite Sud; ,du'bassin.:n'est -pas Connue -(fig. n). Nous préférons — pour notre Bart'-"imaginer une cuvette plus restreinte. Il est en effet .plus simple .de' penser qu'il- n'eiste plus de. galets au Nord d'une certaine ligne :.Rodern-Thannenkirch (qu'il y aura lieu de préciser) et que l'on .est là à proximité_du rivage méridional de l'ancien lac. . dont . la Nord se situait vers ln ligne Liepvre-le Hury . - 11,n :y a-toutefois_;pas heu 'ici d'être trop -affirmatif: car on pourrait contester. la signification des lignes de galets, qui peuvent dési- gner . :autre chose qu'un rivage: A l'appui' de notre idée, rappelons toutefois-que l'exiguïle relative du bassin ainsi défini — qui englobe tout :de -mênie la plupart des témoins' actuels du Westphalien moyen — semble confirmée par la räpuhte des variations latérales de facies dans les arkoses . Lors du dépôt des schistes ; le dom ain e (le fa sedimentation s est probablement çfendu: L'étude détaillée des sondages qui vont couvrir prochainement les lambeaux -de St Hippolyte 6f de Tliannenkir'cb, permettra peut-être d'apporter -des ' eliments no veaux' ä jce prôblênie' ei de dresser des cartes ° paléogéogràphiques .de,'la region;

Géologie du Sàl aentsel:

-ll convient )de préciser l'âge des failles F4 Est la seule faille qui .puisse être datée avec certitude. Elle affecte lès- grès. Elle est donc tertiaire (Oligocène). L'âge 'de cette faillé entraîné celui de - F2 interrompue par elle, mais qui ne se retrouve pas au-delà (même,: darts_ les schistes sous les grès), bien que_ l'on sache que le décrochement latéral par .F4 soit 'négligeable.: Fs est donc contemporaine de :F4 .. F3: C'est . arbitrairement que nous avons. _interrompu F, _ et F_ par cette faille qu'on ne peut dater, et qui n'a ôté recoupée que par i- un . et . une .tranchée. F7 Son âge est postérieur :à-F,, qu'elle décroche . .. . F, ' '' I e problème le plus intéressant est l'âge de la faille de plus grand rejet '=- F '(uüuimum . 8o m .).

La=forriie--du. dépôt dès arkoses dans la ; partie _Nord Sclisentezl montre qu'une .cuvette très Focale pouvait déjà exister ici au sein :dû grand lac (r) . Ce fait est-il -dé au hasard- de da topographie„grâni-- tique? Il n'est pas exclu que ' la faille Fr -fut déjà amorcée . et en partie responsable de -la dépression allongée que formait le- Nord du bassin, mais. "ceci ne petit être 'prouvé. Du reste,' dans la partie Sud- dù lambeau, les coupes dans les arkoses ne militent pas en faveur de , cette- hypothèse: : : - , Une seule chose' est certaine, la faille F a joué ou rejoué :après le-dépôt dés schistes (aricoses 'et-schistes ;broyés, pendages perturbés et fortement redressés à proximité — schistes en, contact: avec le granite —).

re) Selon toute probabilité ,— car cela-entre dans le cadre e la géologie régionale classique (2) — elle a joué au Stéphanien supé- rieur, où elle enfouit, profondément-dans les granites - le lambeau houiller, ainsi protégé de l'érosion anté-gréseuse . - ' La charnière de ce mouvement — ou la faille compensatrice, était beaucoup plu-'s, à l'Est. ae) Fi a, sans dilute, rejoué d'une_vingtaiiie de Mètres au tertiaire.

(i) - Ou un petit lac isolé, dans . l'hypothèse que not avons combattue plu_ bout . (s)' Voir la Géologio dil . Ilogiller k la page. 4 . -

85 Cette .fois les terrains houillers beaucoup,plus -indurés, sont cassés par une faille compensatrice située à proximité (Fz) . Ce rejeu est limité au compartiment Nord Schaentzel. qui s'encastre un peu plus. Les. corrélations de rios, coupes démontrent que là faille F, est la plus ancienne, et de nombreuses considérations permettent de l'attri- buer en majeure partie . à la phase hercynienne du stéphanien supérieur.

En résumé, la succession des' phénomènes géologiques' peut être envisagée de la façon suivante — Formation d'une cuvette au fond irrégulier, qui va être comblée pendant le Westphàlien 'et le début du Stéphanien par des . sédiment; continentaux. — Encastrement dans le granite de certains lambeaux de ce bassin au Stéphanien' supérieur par des failles du type F, . - - Elimination des formations houillères des compartiments non effondrés et recouvrement . des formations qui affleurent (Rouiller — granite — gneiss) par des dépôts gréseux permotriasiques. Morcellement . des zones voisines de l'effondrement rhénan par des failles nouvelles (types Fz -- F4 = F2 ), et le rejeu de failles anciennes (type F,) à l'Oligocène.

30) Origine de la . minéralisation uranifère.

Nous n'étudierons que 'le cas du Schaentzel, le seul assez bien connu. On peut émettre 2 catégories d'hypothèses concernant la minéra l . lisation uranifère : - mise en place contemporaine de la sédimentation. - mise en place postérieure à la sédimentation.

Rôle des failles au Stéphalien . supérieur:

Quelle que soit l'origine première de. lâ- 'minéralisation, tin fait..esl. . certain : les failles du Stéphanien supérieur' ont ' joué' an rôle pril mdrdial-dans la répartition :aètuelle de 1'U. En effet,' dans le lambeau du Schaentzel r0) La faillé F1, la plus ancienne, est du Stéphanien supérieur: 2 0) Elle est la ligne directrice de là répartition actuelle de J'U,

Ge rapprochement est assez convaincant . Rappelons que la' 'zone broyée de la faille elle-même est stérile, mais ' que l'activité déjà forte à 3 m .'de la faille s'accroit légèrement jusqu'à• 25 m . de celle-ci, puis décroît régulièrement . - Rappelons aussi qu'il existe des' bancs minéralisés préférentielle- ment mais -jamais d'une 'manière :homogène, et enfin que 's'il existe des minéralisations sulfurées dans des 'gangues- .carbonatées; la relation de l'U avec ces minéralisations n'a pas été bien vue. Celui=ci semble'plutôt être en relation avec le ciment organique ou phylliteux des schistes : Le mécanisme 'de la fixation de "l'U par les schistes carbonés peut être envisagé,' soit par absorption- des argiles et 'des matières organiques, soit par échanges ioniques dans les composés organiques sans que l'on puisse préciser si ce phénomène est syngé- nétique ou postgénétique . - Nous allons examiner successivement comment les faits précédents peuvent trouver leur explication dans l'une ou l'autre des hypothèses de base. .

a) Minéralisation uranifère contemporaine de la sédimentation.

L'U provient de la démolition de roches préexistantes, des granites essentiellement, dont la teneur en U varie de 5 .10-5 à 2 .10-4 dans la région ou, avec une plus faible probabilité, de filons uranifères aujourd'hui • disparus. Les eaux superficielles de ruissellement contenant l'uranium, en solution, se rassemblent dans -une cuvette et il se- produit une fixation de l'U par les sédiments carbonés ou phylliteux de ce bassin qui sé trouve être un milieu réducteur. - La mise en solution aqueuse naturelle est possible puisque des prélèvements de` l'eau 'de ruissellement à proximité de haldes' schisteuses ont donné des teneurs de 13,6 /1. Les études sur la fixation de l'U par des sédiments charbonneux, bitumineux ou argileux, ont par ailleurs donné des résultats positifs. l'enrichissement en U `a' proximité de la faille peut s'expliquer par un lessivage latéral des schistes et une remise en - mouvement de l'U qui enrichit la zone proche de la faille au détriment de la partie située plus à l'Est. On ne doit pas oublier que l'extension des schistes vers l'Ouest pouvait être grande au Stéphanien supérieur, surtout au début de la période d'érosion . -La quantité d'U contenue dans le lambeau actuel 37

du $chaentzel peut donc être le produit du lessivage d'une quantité importante de schistes. Ultérieurement, le rajeunissement' alpin replace leSchaentzel dans la zone de circulation des eaux. Celles-ci traversent les grès dolomi- tiques surmontant les schistes, se chargent d'éléments carbonatés et en .circulant dans la faille Fi, nettoient cette faille de toute minéra-. lisation . tout en ,appauvrissent les épontes immédiates . De petites remises en mouvement sont par ailleurs; provoquées par les failles actuelles. . Ce processus d'appauvrissement de la . zone de la faille Fr elle même reste d'ailleurs valable dans les hypothèses suivantes.

h) Minéralisation uranifère postérieure à la sédimentation. Première Hypothèse mi n éralisation'per . descensum . Du fait de la faillé F, un surplomb important de granite pouvait exister au-dessus du lambeau schisteux au Stéphanien supérieur . Il n'est pas impossible que la faille Fr ait été le drain du lessivage par les eaux de surface d'un volume de granite. assez considérable. Ce lessivage, qui minéralise en U les schistes proches de la faille, se serait produit essentiellement au Stéphanien supérieur . L'appauvrissement-des épontes immédiates de . la faille serait un phénomène actuel. . Deuxième Hypothèse : minéralisation per ascensum . Le fait que les schistes étaient particulièrement aptes à fixer l'U et-les associations minérales que l'on , j- rencontre -permettent d'imaginer une origine profonde assez banale . La faille Fr pouvait être la voie d'accès d'une venue hydrothenüale uranifère . La présence d'U dans les eaux pouvait aussi résulter du lessivage -des granites sous-jacents ou d'un filon de pechblende situé en profondeur . Le voisinage de Sté-Marie-aux-Mines dont les minéralisations présentent des para- gèüèses' et dès conditions 'de gisement semblables à . celles des gites uranifères de l'Erz Gebirge pourrait renforcer cette hypothèse. Le rôle de la faille F, s'est sans doute manifesté dans une périoda proche de l'Hercynien, où l'activité profonde était générale. L'appau- vrisseinent. en uranium de la faille F., intervient ensuite comme dans les hypothèses précédentes.

Dans toutes les hypothèses il'. reste à préciser le processus de la fixation de l'U par les schistes houillers. Plusieurs études sont en cours.

38 Comme on lé voit, de nombreux problèmes restent . à résoudre. Pour l'origine des lambeaux houillers, nous rejoignons les idées de J : JUNG sur l'hypothèse d'un lac unique effondré et morcelé, mais nous pensons que . ce lac avait sa limite peu au Sud d'une ligne ]lodern-Thannenkirch. L'existence, même locale, de schistes sous les grès est un problème élémentaire de la géophysique (r), à laquelle il appartiendra un jour de lever_ le doute. Enfin la genèse même du gîte uranifère reste ù _préciser . Dans l'état actuel de nos connaissances, différentes hypothèses offrent une certaine vraisemblance. .

I o ) origine sédimentaire et remise en mouvement au Stéphanien supérieur par les eaux superficielles.

2 i origine per descensum =lessivage des granites situés à l'Ouest. de la faille F, qui draine les produits de lessivage et minéralise les schistes . (Stéphanien supérieur).

30) origine per ascensum le long-de la faille hercynienne F,. Dans les 3 cas, une remise en mouvement actuelle appauvrit la faille F, elle-même.

Sur le plan économique, les sondages sur le Schaentzel ont révélé un tonnage d'uranium très important . Mais n'est pas encore entière- ment résolue" la question du mode de traitement de ces schistes ura - nifères, dont la teneur quoique faible comparée à celle des gîtes

(r) Remarque identique pour le L'entichai . filoniens, est intéressante par rapport aux autres gisements Je ce type connus dans le monde. Le . sùccès de la campagne du Schaentzel a attiré l'attention sur les lambeaux houillers voisins, dont certains semblent promettre un intérêt scientifique et industriel encore plus grand. ..Rappelons enfin' que ces travaux du Commissariat à l'Énergie Ato'mique, dans les Vosges, ont permis de révéler pour la première fois en France l'existence pôssible de gites uranifères importants clans des dépôts houillers non marins.

4o t REMERCIEMENTS

Nous tenons à exprimer ici .nos remerciements à la Direction des Recherches Minières du C .E.A. qui nous•a encouragés dans la rédac- tion de ce mémoire . A M. LENOBLE, Chef du Service Central des Recherches, qui . nous a éclairé de ses conseils . A tout le personnel du Laboratoire de Minéralogie et des Teneurs du .C.E.A. à qui nous devons une partie des études microscopiques et des analyses que nous présentons ici, et également, à nos divers collaborateurs de la Mission des Vosges. Nous 'exprimons enfin notre reconnaissance à M . le Professeur Millot qui a accepté de publier ce travail et qui a bien voulu relire notre étude. Nous n'avons pu, comme nous l'aurions aimé reprendre certains points de cette étude à la lumière des observations de M. Millot. Mais une publication paraîtra dans quelques mois pour faire les mises au point nécessaires . Cette publication comprendra, en outre, les résultats des nombreux travaux qui auront été réalisés par le C.E'.A ., à cette époque .

LISTE .BIELIOGRAPHIQUE

DELBOS & KaeCHLIN Description géologique et minéralogique du Départe- ment du Haut-Rhin. Colinot 1866.

BOULAY Recherches sur le terrain houiller des Vosges. (Bulle- tin Sté Hist . Nat. Colmar XX, 1879) . '

JUNG Le houiller dans les Vosges moyennes (B .S.G.F., T. XXIV, 1924).

Aamsu. Sur la tectonique du champ de Fractures de Ribenn- villé. .(C .R.A.C. Sciences, T. 181, p. 4oI, I 925).

Sur une dislocation peu connue des Vosges moyennes (B.S.G.F . T. XXVI, 1926, p . 413).

Tectonique du champ de fractures du Haut-Koenigs- bourg (C.R.S.G.F., 192 7, p . z15).

JUNG Contribution à la Géologie des Vosges hercyniennes d'Alsace. (Mémoire du Service de la Carte Géologique d'Alsace- Lorraine, N. 2, 1927).

CIIOunERT & GA11DET Le Permien des Vosges. (Revue Géog . physique 1835, vol . 8g).

Etat de nos connaissances sur le Carbonifère de l'Est de la France (Bulletin Assoc . Philomatique d'Alsace et de Lorraine, N. 8, Fas . 3-193G).

Les espèces minérales des gisements de combustibles solides. (Revue Scientifique No 325g, 15/Io/46, p. 423-427).

`VEIL & JAnovoy Catalogue des espèces minérales d'Alsace. (Bulletin du Service de la Carte Géologique d'Alsace et de Lorraine, T . 6, 1g5o).

RENODAAD Observations sur la stratigraphie et la flore des couches Stéphaniennes et Permiennes du bassin de Villé (Bulletin du Service de la Carte Géologique d'Alsace et de Lorraine, T . 3, 1g36).

MAZmeu Notions sur l'altitude des bassins houillers du stéplm- nien entre Sarre et Mesogée (Bulletin de 1'Ecole de Geologie Appliquée et. prospection minière, T. rr, 1949, No 1)

J. VIN ; and W. MooaE Charbons uranifères et roches carbonées de la région. de Fall Creek, Bonneville Country, Idaho . (Geological Survey Circular, No 212).

E. Ross : Etude autoradiographique des schistes marins. (Econo- mic Geology, Vol. 49, Na 8, Décembre 1952).

W. MoonE Extraction de l'uranium de solutions aqueuses par le charbon et d'autres matériaux . (Economic Geology, .No 6, 1954) .

LEGENDE DE LA PLANCHE I

Fsc . r . — Grès (L .N.) grossissement Go. FIG 2 . — Grès dolomitique (L .N.) grossissement- Go. Fm . 3. — Schiste (L .N.) .grossissement 6o. FIG . 4. — Arkose (L .N.) grossissement Go. Fm . 5. — Arènes consolidées (L .N .) grossissement Go.' Fm. 6. — Granite (L .N .) grossissemént Go.

LEGENDE DE LA PLANCHE II

FIG. 2 . — Zone riche en carburane dans schiste (auloradiographie macroscopique) . Fia . r . — FilonneLs de carhurane dans -schiste (autoradiographie macroscopique). Fr9 3 . — Minéralisations dens schiste (L .N .) grossissement . 78. Fm . 4 . — Minéralisations dans schiste (L .N.) grossissement 78. Fm. 5. — Minéralisations dans _schiste (L.N.) grossissement 78: Fie . 6. — Minéralisations dans schiste (L .N.) grossissement 78.

LEGENDE DE LA PLANCHE III

Fm . .r . — Pilonna de carbonate dans schiste (L .N.) grossissement 78. Fco . 2 . — . Filonnet de carbonate dans schiste (L .N.) . grossissement 78 : _ I'm. 3. — Filonnet de . carbonate et de carburane dans schiste (L .N.) grossissement 78. FIG . 4 . — Filonnet de carburane dans schiste (L.N .) grossissement 78. Fu:. 5. — Carottes de schistes. Fia . 6. — Girofles d'arkuses . -

45 PLANCHE I

Figure 3

Figure 5 Figure 6' PLANCHE Il

Figure x.

' Figure 3 Figure 4

'Figure 5 Figure G PLANCHE III

Figure 1 Figuré 2

Figure 3 Figure 4

Figure 5 Figure 6