Le sous-sol de Bourgogne-Franche-Comté contient de l’argile, du grès, du calcaire (qui fournit par exemple les pierres de construction du Châtillonnais, de Comblanchien et de Molay), du gypse et des alluvions (sablières de Lure) exploités dans des carrières et de nombreuses ressources minéralogiques (voir la carte ci-dessus pour plus de détails) anciennement exploitées dans des mines telles que des métaux précieux, du minerai de fer et du sel gemme : dans le Jura (salines d’Arc-et-Senans, de Salins-les-Bains et de Lons-le-Saunier) et en Haute-Saône avec les salines de Gouhenans, Saulnot et Mélecey.
La principale ressource du sous-sol est le charbon, dont l’extraction est abandonnée depuis la seconde moitié du xxe siècle, surtout localisée dans le sud de la Bourgogne avec les houillères de Blanzy formées de trois gisements : Blanzy, Épinac et Decize entourés de petits gisements restés indépendants : La Chapelle-sous-Dun et Aubigny-la-Ronce. L’important gisement du Sud Nivernais découvert assez récemment (son existence a été rendue publique en 1986) est inexploité pour ne pas nuire à l’environnement. À l’est, les bassins houillers des Vosges et du Jura comptent trois gisements sur le territoire comtois : le sous-vosgien et le bassin keupérien ont été exploités dans une moindre mesure que Blanzy, seules les houillères de Ronchamp, fermées en 1958 ayant été industrialisées ; le bassin stéphanien jurassien est uniquement prospecté et seules de faibles quantités de gaz y ont été extraites jusqu’en 1964. De l’anthracite est extrait à Sincey-lès-Rouvray jusqu’en 1908 et du lignite anciennement exploité en Côte-d’Or, dans l’Yonne et dans le Doubs. Le sous-sol contient également du schiste bitumineux, exploité de façon industrielle jusqu’en 1957 dans la mine des Télots dans le gisement de schiste bitumineux d’Autun et plus brièvement, dans l’entre-deux-guerres, dans celle de Creveney, non loin de Vesoul.
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