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 d 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: grani- tique 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 Côntocrsye04/fu's L. : Fnnot4nssCdonnk'%ss 1 de/op/cine PEP?ZIAS, Gezs fOU/LLER as st4a4co ins Arkoseset schist's MS . ehorbonneux Bôasins skobeniens ® Alhssos étsc.Sis~s Mt tterbonnoux Gronifs dt.vrs 5r4ist4ot eorbes 9niu iti vc%hpues ANTPDEVON/EN 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 dolomi- tique, 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 .