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Mines de cuivre de Saint-Véran

A cache by Liodan13 Send Message to Owner Message this owner
Hidden : 3/17/2017
Difficulty:
2 out of 5
Terrain:
3 out of 5

Size: Size: other (other)

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Geocache Description:


DESCRIPTIF EN FRANÇAIS (FR) : (SEE ENGLISH DESCRIPTION (EN) BELOW)

Saint-Véran dans Haut Queyras, est le village où le coq picore les étoiles. Situé à 2042 m, c'est la plus haute commune d'Europe. Là-haut, dans la montagne, au pays des marmottes et des chamois, à 2400 m d'altitude, à proximité de la chapelle des Clausis, on voit encore les vestiges d'une mine de cuivre.

LE CUIVRE

Le cuivre est l'élément chimique de symbole Cu, et de numéro atomique 29. Il s'agit d'un métal rouge orangé, malléable et ductile (qui peut s'étirer sans se rompre). Relativement mou, le métal peut ainsi aisément être étiré, laminé et tréfilé.

Il s'altère superficiellement après une longue exposition à l'air en une fine couche de carbonates de cuivre basique d'un beau vert (vert de gris avec malachite et azurite), qui forme la patine de certains toits recouverts de cuivre.

Il existe à l'état natif (métal pur), dans le système cubique, mais est rarement bien cristallisé et se présente souvent en fils dendritiques (arborescents, ramifiés), en feuilles ou en imprégnations.

Frotté, ses surfaces dégagent une odeur particulière et désagréable, effet indirect de la densité d'électrons libres au sein du réseau cristallin métallique.

L'élément cuivre, du fait de son attirance chimique pour l'élément soufre S, apparaît le plus fréquemment sous forme de sulfures, en accompagnement de l'élément fer Fe. Les minéraux sulfures comme la Chalcopyrite (CuFeS2), Bornite (Cu5FeS4), Cubanite (CuFe2S3) et surtout la Covelline (CuS) et la Chalcosine (Cu2S) sont des sources intéressantes de cuivre, de même que ses carbonates : Azurite (Cu3(CO3)2(OH)2) et Malachite (Cu2CO3(OH)2) et un de ses oxydes : Cuprite (Cu2O).


Chalcopyrite Bornite & Quartz

On le trouvait en quantités importantes dans l'île de Chypre surnommée l'île aux mille mines. En effet, le cuivre vient de "cyprium" qui désigne l'île de Chypre en grec ancien. Puis "cuprum" en latin. L'histoire méditerranéenne antique du cuivre est en effet intimement liée à l'île de Chypre sur laquelle furent exploitées de nombreuses mines de cuivre qui permirent à des civilisations humaines méconnues de prospérer, bien avant les civilisations minoenne, mycénienne et phénicienne.

Aujourd'hui métal usuel, il est le plus ancien métal utilisé par l'homme, à l'état natif. Les hommes du Néolithique avait accès à ce matériau facile à mettre en forme, en le martelant légèrement.

FORMATION DU CUIVRE ET GISEMENTS ASSOCIES

Les gisements de cuivre natif (métal) sont souvent associés à un hydrothermalisme (circulation d'eaux chaudes 100-400°C sous pression, liée à la cristallisation d'un magma, riche en minéraux qui peuvent précipiter et se concentrer en filons) très actif, et à la présence de roches magmatiques basiques (résultant de la cristallisation d'un magma dont la concentration en silice est faible), de type basaltes.

Mais on les rencontre aussi dans les roches sédimentaires (telles que les grès), ou métamorphiques (telles les schistes), ou encore dans les météorites, en petites quantités.

Les solutions géothermales ainsi concentrées, remontent à la surface, et en s'amalgamant avec d'autres métaux (fer, or, argent, platine), précipitent en se déposant en veines à travers la roche. Le cuivre se dépose alors en sulfures de cuivre, ou sous forme de métal pur.

Les minéraux de cuivre les plus communs en zone hydrothermale sont : Bornite (Cu5FeS4) ; Chalcopyrite (CuFeS2).

Quelques gisements remarquables pour le cuivre natif sont :

  • Bolivie : Coro-Coro, Province de Pacajes, Département de La Paz ;
  • Canada : Mine Normandie, Saint-Joseph-de-Coleraine, Les Appalaches RCM, Chaudière-Appalaches, Québec ;
  • États-Unis : Presqu'île de Keenawa, et Lac –Supérieur, Comté de Keweenaw, Michigan ;
  • France :
    • Les Clausis, Saint-Véran, Hautes-Alpes,
    • Pélites Permiennes du Dôme de Barrot, Alpes-Maritimes,
    • Chessy, Rhône,
    • Saint-Jean-de-Jeannes, Mont Roc, et le Burc, Tarn ;
  • Pologne : Bassin de Lubin (Basse-Silésie).

PROPRIETES DU CUIVRE

Comme l’argent et l’or, le cuivre se travaille facilement. On trouve usuellement le cuivre, comme la plupart des métaux à usage industriel ou commercial, sous une forme polycristalline à grains fins. Les métaux polycristallins présentent une meilleure solidité que ceux sous forme monocristalline (un seul cristal), et plus les grains sont petits, et plus cette différence est importante.

La résistance à la traction est faible et l'allongement avant la rupture est important. Après le fer, le cuivre est le métal usuel le plus tenace. Les propriétés mécaniques du cuivre confirment les techniques anciennes de mise en forme de ce métal, à froid communes et à chaud plus rares. Sa malléabilité explique en partie la fabrication de vase ou forme par martelage au repoussé.

La densité pratique du cuivre fondu est de l'ordre de 8,8 à 8,9. Elle augmente sensiblement avec le laminage jusqu'à 8,95.

Le cuivre présente une couleur rougeâtre, orangée ou brune. Le cuivre pur est de couleur rose saumon. Le cuivre, l’osmium (bleu) et l’or (jaune) sont les trois seuls métaux purs présentant une couleur autre que le gris ou l’argent. La couleur caractéristique du cuivre résulte de sa structure électronique : le cuivre constitue une exception à la règle de Klechkowski (méthode empirique qui décrit l'ordre de remplissage des électrons dans les sous-couches d'un atome), n’ayant qu’un électron dans la sous-couche 4s au lieu de deux.

Ainsi, la lumière réfléchie par le cuivre ne comporte pas certaines longueurs d’ondes bleue / violette et apparaît rouge. Ce phénomène est également présent pour l’or. Le cuivre liquide apparaît verdâtre, une caractéristique qu’il partage avec l’or lorsque la luminosité est faible.

La facilité avec laquelle on peut lui donner la forme de fils, ainsi que son excellente conductivité électrique le rendent très utile en électricité.

La similitude de leur structure électronique fait que le cuivre, l’argent et l’or sont analogues sur de nombreux points : tous les trois ont une conductivité thermique et électrique élevée, et tous trois sont malléables.

Parmi les métaux purs et à température ambiante, le cuivre présente la seconde conductivité la plus élevée, juste après l’argent.

Toutefois, la résistivité du cuivre est sensible aux traces d'impuretés, elle augmente fortement avec de faibles teneurs étrangères, contrairement à celle du fer. Aussi le cuivre pur a été et est utilisé abondamment comme fil électrique, pour confectionner les câbles sous-marins et les lignes aériennes.

Ce métal est un très bon conducteur de la chaleur, moins toutefois que l'argent. C'est en partie pourquoi le cuivre est utilisé comme ustensile de cuisine, réfrigérant de brasserie, dans les chaudières d'évaporation, des alambics aux sucreries. Il existait une autre raison au choix de ce métal, les capacités catalytiques du cuivre dans un grand nombre de réaction thermique.

Le cuivre fond vers 1085 °C. Il se vaporise à une température plus élevée, son point d'ébullition étant situé vers 2562 °C. Sa vapeur brûle avec une flamme verte intense, ce qui permet sa détection quantitative en spectrométrie de flamme ou qualitative par simple test de flamme.

METALLURGIE DU CUIVRE

La métallurgie extractive du cuivre est l'ensemble des opérations permettant la fabrication du cuivre métallique à partir du minerai, ou plus rarement à partir de déchets métallurgiques recyclés contenant du cuivre.

La source la plus commune de minerai de cuivre est la chalcopyrite (CuFeS2) qui représente plus de 50% de la production. La teneur en cuivre dans les minerais varie généralement de 0,5 à 5%. A l'heure actuelle, la teneur en cuivre des gisements riches est de l'ordre de 4%.

Pour extraire le cuivre, il faut séparer le minerai de sa gangue (roche sans intérêt qui emballe le minerai). On procède par concassage, broyage, criblage-tamisage, et triage, pour obtenir une poudre grossière que l'on traite par lavage et décantation pour obtenir un concentré du minerai.

Pour séparer le cuivre du fer (dans le cas de la Bornite par exemple), il faut ensuite porter le concentré obtenu à 1300 °C avec addition de silice pour former, avec le fer, un laitier (scories formées en cours de fusion d'un métal par voie liquide) facile à éliminer.

GEOLOGIE LOCALE

Les affleurements du Queyras sont observables dans trois secteurs d'étude : Bric Bouchet, Saint Véran et Ceillac.

Les terrains y sont essentiellement constitués de schistes lustrés (sédiments océaniques métamorphisés) qui emballent quelques fragments de lithosphère océanique (ophiolites).

Les masses ophiolitiques sont constituées de serpentinites, de métagabbros et de métabasaltes complètement dissociés et dilacérés. Ce démembrement incombe à l'écaillage de la lithosphère océanique lors de la subduction (enfoncement de grande ampleur d'une portion de croûte terrestre sous une autre).

Le gisement de Saint-Véran est de type exhalatif sédimentaire (formé par émanations hydrothermales) ; il a été mis en place par des sources chaudes sous-marines dans un contexte de fond océanique, composé ici de gabbros, chloritoschistes et serpentinites. Aujourd’hui redressé et d’allure pseudo-filonienne avec un très fort pendage, il se développe sur un versant escarpé entre 2600 et 2250 m d’altitude.

MINE DE SAINT-VERAN

Le gisement de Saint-Véran, situé à 2400 mètres d'altitude, dans la partie méridionale des Alpes occidentales près de la frontière avec l’Italie, est connu depuis la Préhistoire (fin du Néolithique). Il a vu se développer dès le début de l’âge du Bronze ancien, il y a près de 4000 ans, une exploitation de cuivre à grande échelle.

Le minerai exploité ici est de la Bornite (Cu5FeS4). Il se présente sous la forme d’une couche massive subverticale, ponctuellement puissante de plus de 40 cm, qui constitue le premier intérêt de ce minerai. Cette couche est intercalée entre des chloritoschistes tendres du socle océanique (et parfois des serpentinites) et des quartzites massives.

Le second avantage de la Bornite est lié à sa nature proprement dite : il s’agit non seulement d’une formation hyposulfurée (pauvre en soufre), mais de plus caractérisée par un ratio Cu/Fe relativement élevé. Ce minerai contient ainsi près de 45% en masse de cuivre métal. En comparaison, le minerai de cuivre chilien, exploité dans d'énormes mines à ciel ouvert, ne comporte que 3% en masse de métal.

Cet aspect confère au gisement un caractère tout à fait exceptionnel car les sites comportant ainsi de tels sulfures riches et massifs accessibles aux mineurx préhistoriques sont tout à fait exceptionnels ; le gîte de Saint-Véran, sur un plan purement minier, ne peut être mis en concurrence avec les autres gîtes sulfurés régionaux ou français, en particulier avec les filons de quartz à chalcopyrite du massif alpin où le minerai, plus pauvre, est dispersé dans une gangue très tenace.

A cette époque reculée, les travaux miniers s’y sont développés sur une profondeur importante, de l’ordre de 80 m. L’examen de ces travaux miniers a montré que la Bornite avait été récupérée partout avec le plus grand soin, sur 2 niveaux, et les vides laissés par l’exploitation préhistorique, tout comme les haldes intérieures (amoncellement formé par les déchets et stériles issus de l'extraction du minerai), sont particulièrement pauvres en minerai.

La Bornite était tout d'abord grillée en plein air à 550-600°C, pour éliminer le soufre en excès. Elle était ensuite reprise dans un four, en couches alternées avec du charbon de bois, et portée à plus de 1000°C en atmosphère oxydante, grâce à une tuyère inclinée sur le bain de fusion.

Puis, les siècles passent, avant que le site ne soit redécouvert en 1846, et remis en exploitation dès 1901.

Rapidement, on retrouve ainsi des traces de l'exploitation préhistorique aux abords de la mine (grillage, réduction de minerais, etc.), qui en font alors un site archéologique de première ampleur.

D'ailleurs, une monnaie d'Antonin le Pieux (empereur romain de 138 à 161 après JC), trouvée à l'entrée d'une galerie, prouve que la mine de cuivre de Saint-Véran était connue des Romains.

L'affleurement préhistorique étant épuisé, il a fallu creuser des galeries de plus en plus basses pour atteindre le filon qui s'enfonce dans le sol pratiquement à la verticale.

On imagine la difficulté de ce travail en pleine montagne, dans le froid, la neige, la glace, notamment en début ou en fin de saison, et la difficulté d'évacuation du minerai vers la vallée, à dos d'homme sans doute, de mulet peut-être.

Dès 1901, on s'efforce d'adopter des techniques modernes d'exploitation, abattage à l'explosif, transport des stériles et du minerai par des wagonnets sur voie ferrée, broyage et lavage du minerai. Des kilomètres de galerie ont été creusés à différentes époques pour extraire ce cuivre, qui était ensuite concentré avant d'être expédié et transformé en cuivre métal. Les travaux de la laverie se faisaient en surface.

Une fois extraite, la roche passait dans un concasseur, puis tombait dans une goulotte jusqu’au broyeur. Trois moteurs diesel faisaient fonctionner l'installation. Il a fallu creuser un canal pour acheminer l’eau du torrent de l’Aigue Blanche pour la laverie. Ils étaient une vingtaine à travailler à la mine.

Ces travaux avaient lieu à la belle saison, dès le dégel, puisqu'ils nécessitaient beaucoup d'eau. Pendant l'hiver, les mineurs creusaient les galeries ; ils faisaient sortir les déblais et stockaient les blocs de minerai dans la trémie.

Le site est ainsi exploité artisanalement pendant près de 60 ans. Les galeries d'accès s'allongent, car il faut aller chercher la veine de plus en plus profondément. Puis, le minerai extrait n'est plus traité sur place, mais expédié sur des sites métallurgiques tels que la fonderie de Vedène (Vaucluse) ou Swansea dans le sud du Pays de Galle. Six sociétés minières se succèderont durant cette période, mais les difficultés d'exploitation liées à l'altitude et le coût du transport sont tels qu'ils empêcheront une réelle rentabilisation de l'extraction du minerai.

En 1957, suite à de graves inondations ayant entrainé de lourds dégâts humains et matériels, les investissements pour remettre en route la mine sont lourds. Même si le minerai était très riche, les conditions d’extraction et d’expédition rendaient l’entreprise peu rentable. Les maints efforts entrepris, seront stoppés nets suite à la mort de 2 mineurs en 1959, qui entrainera la fermeture définitive de la mine en 1961. Le réseau de galerie est important, mais n'est plus accessible de nos jours.

Si le dernier bâtiment a été emporté par une avalanche il y a quelques hivers, les vestiges de la mine sont suffisamment importants pour que l'on comprenne le fonctionnement de l’exploitation minière.

Les recherches et études archéologiques entreprises depuis 1988 sur le site ont permis de mettre en évidence 3 phases de fréquentation de la mine :

  • Le Chalcolithique – Bronze ancien, avec les travaux miniers au niveau de la tranchée des anciens et des travers-bancs 2 et 2bis (2277 à 1773 avant JC), et l'installation minéralurgique et métallurgique au lieu-dit Cabane des Clausis (2455 à 2029 avant JC) ;
  • L'Age du Fer ;
  • puis l'Epoque Gallo-romaine avec les travaux miniers et les vestiges découverts sous le rocher de Pinilière.

Ces études permettent d’estimer l'activité de la mine pendant près de 300-500 ans, durant laquelle sont extraits près de 2000 tonnes de cuivre métal. Cela représente entre 4 à 7 tonnes annuel de métal produit.

Les vestiges de la laverie de la mine de cuivre, visibles depuis la route de Clausis, ne manquent pas d'intriguer les promeneurs. Ces quelques machines imposantes et rouillées sont la face visible de l'Iceberg, et témoignent de cette période faste.

VISITE & ACCES A LA EARTHCACHE

Depuis le mois de juillet 2014, un sentier d'interprétation de la Mine de cuivre a été réalisé par le Parc Régional du Queyras en collaboration avec la Municipalité de Saint-Véran. Il permet de découvrir les anciens vestiges de la mine, et éventuellement d'apprendre son histoire avec un guide de pays, qui organise des visites tous les étés.

On ne saurait trop recommander une excursion à la mine de cuivre. Le site est magnifique, et la visite instructive.

Personnellement, on vous conseille d'accéder à la mine depuis le parking de la croix situé à 2010 m d'altitude au PK (N44°41.746 / E06°52.489), au sud du village de Saint-Véran. De là, un sentier de 4,7 km, bien aménagé, permet d'atteindre le PZ de la mine à 2268 m d'altitude, en 1h30 / 2h00. En chemin, vous pourrez admirer : la vue sur le village, la vallée des Aigues, et plus haut sur les sommets de la Rocca Bianca (3059 m) et la Tête des Toillies (3175 m) ; les oratoires de Jésus et de Saint-Antoine ; la chapelle Sainte-Elisabeth et la maison Pré-Rolland, et enfin, la chapelle de Clausis.

On vous conseille également, dans le centre du village, la visite du Four à pain banal des Forannes (1933) qui recèle un petit musée de la mine de St-Véran : coordonnées N44°42.139 / E06°51.889 ; ainsi que du Musée du Soum, une ancienne habitation traditionnelle qui évoque notamment l'exploitation de la mine à la Préhistoire : coordonnées N44°42.174 / E06°51.812. Ces deux lieux vous permettront également de répondre à certaines des questions posées plus bas.

POUR VALIDER CETTE EARTHCACHE

Afin de se conformer aux directives éducatives des Earthcaches, vous devez répondre aux questions suivantes, ce qui peut nécessiter quelques recherches : sur place aux PZ et PZ2, dans les musées de Saint-Véran (voir plus haut), et/ou sur internet (voir descriptif géologique ci-dessus et sources associées).

Loguez cette Earthcache "Found It" et envoyez-nous vos réponses soit par mail via notre profil, soit par la messagerie géocaching (message center), nous vous contacterons en cas de problème. Tout log sans réponses consécutives sera effacé.

Q1 : Qu'appelle-t-on cuivre gris ? ;

Q2 : Citez 5 des plus grandes mines à ciel ouvert du Monde ;

Q3 : Quelles sont les principales propriétés biologiques du cuivre ? ;

Q4 : Au PZ de la Earthcache (N44°40.704 / E06°54.900), à 2268 m d'altitude, approchez vous des 2 blocs de roche qui sont cachés derrière le rectangle rouge de la photo ci-dessous. Chacun de ces blocs est composé principalement d'un minéral cristallisé en amalgame qui possède une couleur spécifique. Quelles sont les 2 couleurs observées, sur le bloc de gauche, et sur le bloc de droite ? Bien préciser les blocs dans votre réponse.

Q5 : Rendez-vous maintenant au PZ2 (N44°40.626 / E06°55.135), à 2305 m d'altitude. Vous allez y trouver deux panneaux explicatifs d'un lieu particulier.

  • 5.1- Quel est ce lieu ? ;
  • 5.2- De quoi est-il constitué ? ;
  • 5.3- De quoi est-il le témoignage ? ;
  • 5.4- On peut y observer des traces particulières. De quoi s'agit-il ? ;
  • 5.5- Sous la photo en N&B visible sur l'un des 2 panneaux, on y parle des Alpes. De quelles Alpes s'agit-il ?.

Facultatif : Prenez une photo de vous ou de votre GPS avec la mine en arrière-plan, ça nous fera plaisir, et ça validera votre passage sur le terrain.

DONNEES SOURCES

Mine et métallurgie en haute montagne dès la fin du Néolithique et le début de l'âge du Bronze : l'exemple de St-Véran en Haut-Queyras (Carozza, Mille, Bourgarit, Rostan, Burens-Carozza / HAL Archives ouvertes – 12/2013).

Vingt ans de recherches à St-Véran, Hautes Alpes : état des connaissances de l'activité de production de cuivre à l'âge du Bronze ancien (Bourgarit, Rostan, Carozza, Mille, Artioli / Trabajos de Prehistoria / 07-12/2010).

Dictionnaire de géologie – Foucault et Raoult – Ed° Masson.

http://www.queyras-locations.fr/page/cuivre

https://vimeo.com/parcqueyras

Wikipédia

ENGLISH DESCRIPTION (EN) :

Saint-Véran in Haut Queyras, is the village where "the rooster pecks the stars". Located at 2042 meters, it is the highest town in Europe. Up in the mountains, in the land of marmots and chamois, at 2400 meters, near the Clausis chapel, you can still see the remains of a copper mine.

COPPER

Copper is a chemical element with the symbol Cu, and atomic number 29. It is a red, orange, malleable and ductile metal (which can stretch without breaking). Relatively soft, the metal can thus easily be stretched, rolled and drawn.

It develops superficially after a long exposure to air in a thin layer of green copper carbonates of a beautiful green (gray green with malachite and azurite), which forms the patina of certain roofs covered with copper.

It exists in the native state (pure metal), in the cubic system, but is rarely well crystallized and often presents itself in dendritic threads (arborescent, branched), leaves or impregnations.

Scratched, its surfaces give off a peculiar and unpleasant odor, an indirect effect of the density of free electrons within the metallic crystal lattice.

The copper element, due to its chemical attraction to the sulfur element S, appears most frequently in the form of sulphides, in conjunction with the iron element Fe. Sulfide minerals such as Chalcopyrite (CuFeS2), Bornite (Cu5FeS4), Cuan (CuFe2S3), Covelline (CuS) and Chalcosin (Cu2S) are interesting sources of copper as well as its carbonates : Azurite (Cu3(CO3)2(OH)2) and Malachite (Cu2CO3(OH)2) and one of its oxides : Cuprite (Cu2O).


Chalcopyrite Bornite & Quartz

It was found in large quantities on the island of Cyprus, known as the island of a thousand mines. Indeed, copper comes from "cyprium" which designates the island of Cyprus in ancient Greek. Then "cuprum" in Latin. The ancient Mediterranean history of copper is indeed intimately linked to the island of Cyprus, where numerous copper mines were exploited, allowing unrecognized human civilizations to prosper, long before the Minoan, Mycenaean and Phoenician civilizations.

Today it is the oldest metal used by man, in the native state. Neolithic men had access to this material easy to shape, hammering it lightly.

COPPER FORMATION AND ASSOCIATED DEPOSITS

Native (metal) copper deposits are often associated with hydrothermalism (circulation of warm waters at 100-400 °C under pressure, linked to the crystallization of a magma, rich in minerals which can precipitate and concentrate in veins). And the presence of basic magmatic rocks (resulting from the crystallization of a magma with low silica concentration), of the basalt type.

But they are also found in sedimentary rocks (such as sandstones), or metamorphic (such as shale), or in meteorites in small quantities.

The geothermal solutions thus concentrated, rise to the surface, and amalgamating with other metals (iron, gold, silver, platinum), precipitate by depositing in veins through the rock. The copper is then deposited in copper sulphides, or in the form of pure metal.

The most common copper minerals in the hydrothermal zone are : Bornite (Cu5FeS4); Chalcopyrite (CuFeS2).

Some remarkable deposits for native copper are :

  • Bolivie : Coro-Coro, Pacajes county, La Paz county ;
  • Canada : Normandie mine, Saint-Joseph-de-Coleraine, The Appalaches RCM, Chaudière-Appalaches, Québec ;
  • United-States : Keenawa peninsula, Upper lake, Keweenaw county, Michigan ;
  • France :
    • The Clausis, Saint-Véran, Hautes-Alpes,
    • Permian pelites of Barrot dome, Alpes-Maritimes,
    • Chessy, Rhône,
    • Saint-Jean-de-Jeannes, Mont Roc, and the Burc, Tarn ;
  • Pologne : Lubin basin (Basse-Silésie).

COPPER PROPERTIES

Like silver and gold, copper can be easily worked. Copper, like most metals for industrial or commercial use, is usually found in fine-grained polycrystalline form. Polycrystalline metals have better strength than those in monocrystalline form (a single crystal), and the smaller the grains, the greater the difference.

The tensile strength is low and the elongation before rupture is high. After iron, copper is the most persistent metal. The mechanical properties of copper confirm the old techniques of shaping this metal, commonly cold, and more rarely hot. Its malleability explains in part the manufacture of vase or form by hammering.

The practical density of the molten copper is about 8.8 to 8.9. It increases significantly with rolling up to 8.95.

Copper has a reddish, orange or brown color. Pure copper is pink salmon colored. Copper, osmium (blue) and gold (yellow) are the only three pure metals with a color other than gray or silver. The characteristic color of copper results from its electronic structure : copper is an exception to the Klechkowski rule (empirical method which describes the order of electron filling in the underlayers of an atom), having only one Electron in the underlayer 4s instead of two.

Thus, the light reflected by the copper does not have certain wavelengths blue / violet and appears red. This phenomenon is also present for gold. Liquid copper appears greenish, a characteristic that it shares with gold when the light is weak.

The ease with which it can be given the form of wires, as well as its excellent electrical conductivity, make it very useful in electricity.

The similarity of their electronic structure means that copper, silver and gold are analogous on many points : all three have high thermal and electrical conductivity, and all three are malleable.

Among the pure metals and at room temperature, copper has the second highest conductivity, just after silver.

However, the resistivity of copper is sensitive to traces of impurities, it increases strongly with low foreign contents, unlike that of iron. Also pure copper has been and is used extensively as an electrical wire, to make submarine cables and overhead lines.

This metal is a very good conductor of heat, less than silver. This is partly why copper is used as cooking utensil, brewing refrigerant, in evaporative boilers, from stills to sweets. There was another reason for choosing this metal, the catalytic capabilities of copper in a large number of thermal reactions.

The copper melts at about 1085 °C. It vaporizes at a higher temperature, its boiling point being around 2562 °C. Its steam burns with an intense green flame, which allows its quantitative detection in flame or qualitative spectrometry by simple flame test.

COPPER METALLURGY

Extractive metallurgy of copper is the set of operations used to manufacture metallic copper from ore, or more rarely from recycled metallurgical waste containing copper.

The most common source of copper ore is chalcopyrite (CuFeS2), which accounts for over 50% of production. The content of copper in the ores generally varies from 0.5 to 5%. At present, the copper content of the rich deposits is around 4%.

To extract the copper, it is necessary to separate the ore from its gangue (rock without interest which packs the ore). The process is carried out by crushing, grinding, sieving-screening and sorting to obtain a coarse powder which is treated by washing and decanting to obtain a concentrate of the ore.

In order to separate the copper from the iron (in the case of Bornite, for example), the concentrate obtained must be brought to 1300 °C. with the addition of silica, to form, with the iron, a slag (slag formed during melting of a metal by liquid way) easy to remove.

LOCAL GEOLOGY

The outcrops of the Queyras are observable in three sectors of study : Bric Bouchet, Saint Véran and Ceillac.

The lands are essentially composed of lustrous schists (metamorphosed oceanic sediments) which pack some fragments of oceanic lithosphere (ophiolites).

The ophiolitic masses consist of serpentinites, metagabbros and metabasalts which are completely dissociated and dilacerated. This dismemberment is due to the chipping of the oceanic lithosphere during subduction (large-scale breaking of a portion of the earth's crust under another).

The Saint-Véran deposit is of the sedimentary exhalative type (formed by hydrothermal emanations) ; It was set up by underwater hot springs in an oceanic background, composed here of gabbros, chloritoschists and serpentinites. Today upright and pseudo-vein-like with a very strong dip, it develops on a steep slope between 2600 and 2250 m high.

SAINT-VERAN'S MINE

The Saint-Véran's deposit, located at 2400 meters above sea level in the southern part of the Western Alps near the border with Italy, has been known since Prehistory (late Neolithic). From the beginning of the Early Bronze Age, there was a large-scale copper mining operation nearly 4000 years ago.

The ore used here is Bornite (Cu5FeS4). It's a massive subverticale layer, punctually powerful more than 40 cm, which is the primary interest of this ore. This layer is intercalated between soft chloritoschists of the oceanic basement (and sometimes serpentinites) and massive quartzites.

The second advantage of Bornite is related to its proper nature : it is not only a hyposulphurized (low sulfur) formation, but also characterized by a relatively high Cu/Fe ratio. This mineral thus contains nearly 45% by weight of copper metal. By comparison, Chilean copper ore, mined in enormous open pit mines, contains only 3% by mass of metal.

This aspect confers on the deposit an entirely exceptional character because the sites thus comprising such rich and massive sulphides accessible to prehistoric miners are quite exceptional ; The lodging of Saint-Véran, on a purely mining level, can't be competed with the other regional or French sulphide deposits, in particular with the chalcopyrite quartz veins of the Alpine massif where the poorer ore is dispersed in a very tenacious gangue.

In this remote period, the mining work developed there on an important depth, about 80 m. Examination of these mining works showed that the Bornite had been recovered everywhere with the utmost care on two levels, and the voids left by the prehistoric exploitation, as well as the internal piles (piles formed by waste and waste rock of ore mining), are particularly poor in ore.

Bornite was first roasted outdoors at 550-600°C to remove excess sulfur. It was then taken up in an oven, in layers alternating with charcoal, and brought to more than 1000°C in an oxidizing atmosphere, by means of a nozzle inclined to the melting bath.

Then, centuries passed, before the site was rediscovered in 1846, and put back into operation as early as 1901.

Soon there are prehistoric exploitation signs in the vicinity of the mine (grating, reduction of minerals, etc.), which then make it an archaeological site of first level.

Moreover, a coin of Antoninus Pius (Roman emperor from 138 to 161 AD), found at the entrance of a gallery, proves that the Saint-Véran's copper mine was known from the Roman period.

As the prehistoric outcrop was exhausted, it was necessary to dig lower and lower galleries to reach the vein which sinks into the ground practically vertically.

One can imagine the difficulty of this work in the mountains, in the cold, snow, ice, especially at the beginning or at the end of the season, and the difficulty of evacuating the ore to the valley, with mule perhaps.

As early as 1901, efforts were made to adopt modern techniques of exploitation, explosive slaughter, transport of waste rock and ore by railway wagons, grinding and washing of ore. Miles of gallery were dug at different times to extract this copper, which was then concentrated before being shipped and transformed into copper metal. The laundry was done on the surface.

Once extracted, the rock passed through a crusher, then fell into a the crusher. Three diesel engines were operating the system. It was necessary to dig a canal to carry the water of the torrent of Aigue Blanche for the laundromat. There were about twenty of them working at the mine.

This work took place during the summer, from the thaw, since they required a lot of water. During the winter the miners dug the galleries ; They removed the cuttings and stored the blocks of ore in the hopper.

The site is thus handcrafted for nearly 60 years. The galleries of access are lengthened, because one must seek the vein more and more deeply. The extracted ore is no longer processed on site, but is shipped to metallurgical sites such as the Vedène (Vaucluse) or Swansea smelter in southern Wales. Six mining companies will succeed each other during this period, but the operating difficulties associated with the altitude and the cost of transport are such that they will prevent a real profitability of the extraction of the ore.

In 1957, following severe flooding that resulted in heavy human and material damage, investments to restart the mine were heavy. Even though the ore was very rich, the extraction and shipping conditions made the business unprofitable. Numerous efforts have been made to halt network following the death of two miners in 1959, which will lead to the permanent closure of the mine in 1961. The gallery network is important but is no longer accessible today.

If the last building was swept away by an avalanche a few winters ago, the remains of the mine are sufficiently important to understand the operation of mining.

The archaeological research and studies undertaken since 1988 on the site have revealed 3 phases of attendance of the mine :

  • The Chalcolithic - Ancient Bronze, with mining work at the level of the trenches of the old and cross-benches 2 and 2bis (2277 to 1773 BC), and the mineral -urgical and metallurgical installation at the place Cabane des Clausis (2455 to 2029 BC) ;
  • The Iron Age ;
  • then the Gallo-Roman Period with the mining works and the remains discovered under the rock of Pinilière.

These studies make it possible to estimate the activity of the mine for nearly 300-500 years, during which nearly 2000 tonnes of copper are extracted. This represents between 4 and 7 tons of metal produced annually.

The vestiges of the laundry of the copper mine, visible from the road of Clausis, do not fail to intrigue the walkers. These few imposing and rusty machines are the visible face of the Iceberg, and bear witness to this period of splendor.

VISIT & ACCESS TO THE EARTHCACHE

Since July 2014, an interpretive trail of the Copper Mine has been realized by the Regional Park of Queyras in collaboration with the Municipality of Saint-Véran. It allows to discover the ancient vestiges of the mine, and possibly to learn its history with a guide of country, which organizes visits every summers.

An excursion to the copper mine can't be overly recommended. The site is beautiful, and the tour instructive.

Personally, you are advised to access the mine from the parking lot of the cross located at 2010 m high (PK : N44°41.746 / E06°52.489), south of the village of Saint-Véran. From there, a 4.7 km trail, well laid out, allows to reach the PZ of the mine at 2268 m high, in 1h30 / 2h00. On the way you can admire : the view of the village, the valley of the Aigues, and higher up the summits of the Rocca Bianca (3059 m) and the Tête des Toillies (3175 m) ; The oratories of Jesus and Saint Anthony ; The chapel of St. Elizabeth and the Pre-Rolland house, and finally the chapel of Clausis.

In the center of the village, you can also visit the Foranne Bread Oven (1933), which contains a small museum of the St-Véran mine : coordinates N44°42.139 / E06°51.889 ; As well as the Soum Museum, an old traditional house that evokes the exploitation of the mine in prehistory : coordinates N44°42.174 / E06°51.812. These two places will also be able to help you to answer some of the questions below.

TO VALIDATE THIS EARTHCACHE

To comply with the educational guidelines of the Earthcaches, you must answer the following questions, which may require some research : on-site at the PZ and PZ2, in the museums of Saint-Véran (see above), and/or on the internet (see geological description above and related references).

Log this Earthcache "Found It" and send us your answers either by mail on our profile, or by geocaching message center, then we will contact you in case of problems. All unanswered log will be deleted.

Q1 : What is called gray copper ? ;

Q2 : Give 5 of the largest open-pit mines in the world ;

Q3 : What are the main biological properties of copper ? ;

Q4 : At the coordinates PZ of the Earthcache (N44°40.704 / E06°54.900), at 2268 m of altitude, approach the 2 blocks of rock that are hidden behind the red rectangle of the picture below. Each of these blocks is composed mainly of an amalgam crystallized mineral which has a specific color. What are the 2 colors observed on the left block and on the right block ? Specify the blocks in your answer.

Q5 : Go now to PZ2 coordinates (N44°40.626 / E06°55.135), at an altitude of 2305 m. You will find there two explanatory panels of a particular place.

  • 5.1- What is this place ? ;
  • 5.2- What is it constituted ? ;
  • 5.3- What it is the testimony ? ;
  • 5.4- Special traces can be observed. What is it about ? ;
  • 5.5- Under the black&white photography that you can see on one of the 2 panels, one talks about the Alps. Which Alps are they ?.

Optional : Take a picture of you or your GPS with the copper mine in the background, it will be a pleasure for us, and it will validate your presence on the spot.

REFERENCES

Mine et métallurgie en haute montagne dès la fin du Néolithique et le début de l'âge du Bronze : l'exemple de St-Véran en Haut-Queyras (Carozza, Mille, Bourgarit, Rostan, Burens-Carozza / HAL Archives ouvertes – 12/2013).

Vingt ans de recherches à St-Véran, Hautes Alpes : état des connaissances de l'activité de production de cuivre à l'âge du Bronze ancien (Bourgarit, Rostan, Carozza, Mille, Artioli / Trabajos de Prehistoria / 07-12/2010).

Geology dictionary – Foucault et Raoult – Ed° Masson.

http://www.queyras-locations.fr/page/cuivre

https://vimeo.com/parcqueyras

Wikipedia

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