TERRAINS SECONDAIRES

Leiii' desciiption. — Vaste étemlue des dépôts calciiires. — Fossiles (ju'ils coiitieniieiit. — iXombreuses cavernes dans ces dépôts et phénomènes mettant sur la voie de l'explication de leur creusement et de leur remplissage. — Ossements quaternaires, accumulés dans leur intérieur. — Salpêtre. — Relations des calcaires du Brésil avec ceux des versants orientaux des Andes. — Poissons fossiles. — Dépôts secondaires de la côte: coquilles, poissons et i-eptiles fossiles. — Dépôts de lignite. — Bassins houillers des provinces du Sud. — Leur âge se rapportant probablcmenl au commencement de la période secondaire. — Mines de sels.

66. — Après avoir étudié, comme nous l'avons fait précédemment, l'élag'c des talcites phylladi formes et des gTès et calcaires subordonnés, sur les points où cet étag^e constitue un ensemble de coucbes fortement disloquées et métamorphosées en roches très-cristallines, nous avons à examiner le même étag^e partout où il a conservé un caractère plus rapproché de son état primitif et où, le plus souvent, il n'a été que faiblement déplacé de sorte que ses couches sont restées presque horizontales.

Les talcites, qui occupent surtout la partie inférieure de l'étag^e, se montrent ordinairement de couleur g-rise ou g-risbleuâtre, rarement verdàtre et assez souvent gTis-brun, et

ils passent au schiste arg'ileux. Fréquemment ils sont friables, mais quelquefois ils deviennent assez durs et alternent avec des couches tout à fait arg-ileuses. D'autres fois ils sont trèsfortement siliceux et passent au g-rès schistoïde, lequel aussi se montre tantôt friable, tantôt très-dur. Des couches d'arg-ile schisteuse g*risâtre se font voir subordonnées à ces roches. De minces couches calcaires se trouvent aussi parfois intercalées dans les talcites, et d'autres fois elles cessent d'être continues et se réduisent à de simples plaques. De puissantes couches de g-rès souvent calcarifères apparaissent fréquemment audessus des talcites. D'autres fois elles manquent plus ou moins complètement et les calcaires reposent immédiatement sur ces derniers ou sur les pliyllades qui les remplacent.

Une couche très-puissante de calcaire s'étend au-dessus de ces talcites et se montre dans toute l'extension du bassin du San-Francisco et de ses affluents. Elle y forme des strates horizontales, rarement redressées et composant par leur ensemble une multitudede chaînesdecollinesauxflancsabruptes, ou bien de collines et de rochers isolés taillés à pic de la façon la plus pittoresque et remplis de très-nombreuses fentes ou cavernes. Souventces calcaires composent de vastes plateaux dans lesquels se sont ouvertes des vallées de dénudation,ég'alement aux flancs abruptes ; et les bords des plateaux aussi bien que les chaînes de collines offrent l'aspect de falaises escarpées et parfois creusées à leur pied. Une dénudation opérée sur vaste échelle semble être la cause qui empêche cette gTande formation calcaire de se montrer parfailement continue, du moins dans un gTand nombre de localités, car d'autres fois on la voit disparaître sous des formations supérieures à elle, et dans lesquelles de puissantes couches de macignios entremêlées d'autres couches calcaires et de pliyllades arg^ileuses se font remarquer. Ces dernières formations à leur tour sont recouvertes parle gToupe des g-rès quartzeux etanag'éniques. Souvent ceux-ci reposent eux-mêmes directement sur les calcaires et paraissent indiquer ainsi la disparition des couches intermédiaires par l'effet de la dénudation. Dans ce cas, les

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grès g'isent en g'énéral horizontalement sur les calcaires, nonseulement quand ceux-ci n'ont pas été déplacés de cette situation, mais même quand ils ont été plus ou moins faiblement inclinés, et ceci indique la discordance des stratifications.

67. — Les couches calcaires dont je viens de parler, quoique généralement à grain très-fin, sont cependant d'une texture trop cristalline pour avoir conservé des traces de fossiles. Aussi la plupart des calcaires de ces rég'ions ne montrent, dans leur masse, aucun sig^ne rappelant la présence des corps organisés. Toutefois des traces de fossiles se voient en certains points, lorsque la texture de la roche devient plus grenue et moins cristalline. Ainsi, à peu de distance de Pitangui et près d'Abbadie, j'ai remarqué des calcaires noduleux et bitumineux, avec des traces tout à fait indéterminables de fossiles, parmi lesquelles j'ai distingué de petits corps lenticulaires de 2 à 3 millimètres de diamètre et qui m'ont semblé appartenir à des foraminifères, quoique le degré d'altération ne me permette d'affirmer rien de définitif. Près de la Lapa-dos-Urubus, sur la rive droite du Rio das Velhas, un peu au-dessous du confluent du Paraùna, j'ai vu un marbre à fond blanc, à couches redressées et veiné de rougeâtre et de grisâtre. En polissant des morceaux de ce marbre, j'ai reconnu des frag^ments de coquilles univalves, mais tout à fait indéterminables. Dans un autre calcaire bitumineux du même étage, j'ai trouvé des traces de crustacés cirrhipèdes plus reconnaissables et appartenant au g"enre Pollkipes^ ce qui indique pour ce calcaire une origine marine, et le rapporte à l'époque secondaire.

Dans les macig^nos des bords de l'Abaethé se trouvent d'autres fossiles montrant ég^alement que la formation en question est marine. Ce sont des empreintes du g*enre Ostrea. M. Clausen les avait déjà signalées, et, dans mon voyage sur le haut San-Francisco, j'ai eu occasion de trouver une contre-empreinte d'une huître d'assez g*rande taille et remarquable non-seulement par l'épaisseur de sa coquille, mais encore par l'extrémité très-saillante de la spire, ce qui la rapproche des gryphées. Je donnerai à cette espèce le nom d'Oatrea

Abaethensis, du nom du bassin de la rivière dans lequel je l'ai trouvée. Sur le même point, j'ai remarqué une g-rande quantité d'empreintes de la même espèce.

Dans les g-rès macig'nos j'ai vu ég-alement des empreintes moins bien conservées de divers polypiers et de frag-ments de coquilles univalves indéterminables, et d'assez g'rande taille. M. Glausen avait ég'alement fait la même remarque.

La présence d'espèces marines dans les couches horizontales de ces macig'nos, malg*ré l'élévation de celles-ci au-dessus du niveau de la mer, indique que le continent américain aurait, sur une immense extension, éprouvé un chang^ement de niveau d'une manière assez rég'ulière, comme cela paraît avoir eu lieu du reste pour les Pampas, et comme Lyell en a fait voir de notables exemples pour les Iles Britanniques. Seulement, dans le cas de TAmérique, le phénomène s'est produit sur une beaucoup plus vaste échelle. Les g'enres que j'ai pu reconnaître dans les calcaires et les macignios précédemment cités, c'est-à-dire, les g-enres Pollicipes et Ostrea, appartiennent seulement aux époques secondaires et tertiaires, et le g-enre Ostrea, en particulier, est peu fréquent avant la période crétacée. Tout indique donc que les calcaires si profondément métamorphiques de la province de Minas-Geraes et appartenant à l'étag^e dont nous parlons, ne remontent pas au-delà de la période de la craie. Leur soulèvement et par suite le métamorphisme remarquable et si profond de cette même régùon, et aussi la transformation des quartzites en itacolumites et itabi rites, sont dès lors des phénomènes postérieurs. D'après la ressemblance d'aspect et de position du gToupe phylladique et anag'énique recouvrant ces calcaires avec d'autres dépôts que nous verrons plus loin appartenir à l'époque tertiaire, on est amené à rapporter la dernière et la plus importante dislocation de ces couches à la fin de l'époque tertiaire ellemême.

68. — Les calcaires de l'étag'e dont nous nous occupons se montrent tantôt arg*ilifères, tantôt conqDactes ou finement g'renus ou cristallins. Les premiers alternent souvent avec

GÉOLOGIE nu BRÉSIL, U!i

des couches de psammite et se montrent g'énéralement prédominants à la partie inférieure de Tétag-e. Ils existent toutefois aussi en bancs intercalés dans les calcaires compactes, ainsi, que les psammites et quelquefois de minces lits de pliyllades. Ces dernières se réduisent en certains points à des couches tellement peu épaisses que leur continuité cesse, et alors on remarque de minces plaques phylladiques intercalées dans les calcaires. Les calcaires arg-ilifères sont g'énéralement très- fortement schistoïdes, et leur couleur prédominante est le blanc jaunâtre. Quelquefois ils ont une structure tout à fait feuilletée, et se composent alors de feuillets de calcaire plus compacte, g'énéralement g'risatre et parfois siliceux, alternant avec des feuillets de calcaire blanchâtre ou blanc jaunâtre arg'ilifère. Parfois les calcaires argilifères se montrent bruns ou roug'câtres, d'autres fois g'risâtres ou noirâtres, et dans ces cas ils sont g'énéralement très-bitumineux. Il y a toutefois des calcaires bitumineux de couleur pâle et jaunâtre. Bien souvent, les calcaires arg'ilifères schistoïdes renferment des nodules siliceux dans lesquels le silex se confond avec la masse calcaire ou s'isole sous la forme sphéroïdale en rog'nons semblables à ceux de la craie. Ce fait existe aussi bien pour les variétés bitumineuses que poui' les autres. D'autres fois ces silex ont des formes variées et leur couleur varie du blanchâtre ou g'risatre jusqu'au brun et au noir. Des nodules siliceux existent aussi dans les calcaires compactes, mais le silex s'isole moins fréquemment. En revanche, ces calcaires sont g'énéralement un peu siliceux, et, comme les calcaires arg'ilifères, ils se montrent parfois assez fortement charg'és de matières bitumineuses. Quelques-uns possèdent accidentellement une odeur désag'réable. La couleur prédominante dans les calcaires compactes est le g'ris bleuâtre souvent veiné de blanc par des lig'nes de calcaire spathique. Toutefois des couleurs brunes, roug'câtres, g'ris pâle ou g'ris presque noir se montrent accidentellement, dans cette variété, tantôt isolées, d'autres fois réunies dans le même échantillon où elles forment des veines et des taches. Mais en

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g*énéral, dans ces taches, par suite de l'altération due à l'état cristallin, on ne trouve g'uère de traces, ni définies ni indéterminables, pouvant être rapportées à des restes org-aniques, même dans les cas où les veines et les taches en question ne sont pas formées, comme cela a lieu le plus souvent, par des calcaires spathiques plus ou moins colorés. Parmi les variétés compactes à texture finement cristalline, soit veinées, soit de teinte uniforme, il y en a d'exploitables comme marbres.

69. — Les couches de psammites ou de schistes intercalées dans les calcaires deviennent parfois, comme ceux-ci, très-fortement bitumineuses. Il existe même des schistes inflammables soit à la partie inférieure des calcaires, soit au milieu d'eux. Parmi ces schistes, les uns sont de couleur brun clair ou jaunâtre, d'autres d'un brun noirâtre et même entièrement noirs. Ils contiennent parfois 10 ou 15 p. 100 de matière combustible et brûlent avec flamme. Après la calcination, il reste un schiste coloré en roug^e par le peroxyde de fer. Des schistes de cette nature renferment accidentellement des sphéroïdes siliceux, comme on le voit dans des échantillons de schiste noir inflammable rapportés de Tatui, dans la province de San-Paulo, par M. Pissis.

Les schistes bitumineux inflammables ont été parfois pris pour de la houille. Dans la serra de Sete-Lag*oas, des couches de cette nature avaient été indiquées comme telles.

En certains points, des filons et des dykes de diorite ont traversé les calcaires. Dans les environs de ces roches, ceux-ci se montrent fortement métamorphiques et cristallins, et parfois contiennent des pyrites disséminées. J'ai vu des schistes bitumineux, devenus pyriteux près d'un filon de cette nature, fournir de l'alun par la décomposition des pyrites et constituer ainsi de l'ampélite alunifère. Le g'ypse cristallin est assez fréquent dans les schistes bitumineux.

70. — La surface des calcaires exposée à l'air, surtout dans les variétés poreuses et passant au g-rès calcarifère ou au macigMio, est toute crevassée de trous ou creux sphériques et arrondis de I à 5 ou 10 centimètres de diamètre. Ces trous

sont très-rapprochés les uns des autres de manière à former des tranchants minces à leurs points de jonction. J'ai constaté ce fait, déjà sig'nalé par le D' Lund, partout où j'ai rencontré des calcaires, dans toute l'extension du bassin du San-Francisco , aussi bien que dans la zone calcaire comprise entre le San-Francisco et Jacobina. Cet effet de la décomposition atmosphérique est facile à expliquer. Les eaux pluviales qui s'accumulent dans les inég^alités de la surface ne peuvent s'écouler, sinon en s'infîltraTit dans la roche; par conséquent leur écoulement est beaucoup plus lent que leur réunion dans les cavités lors des fortes ondées d'orag-e. Or ces eaux acides, en séjournant dans ces trous, tendent à dissoudre la matière calcaire. Elles g'randissent ainsi les crevasses, et les matières dissoutes sont alors entraînées à travers la roche elle-même sous l'action du temps. Cette nature de décomposition n'est pas au reste particulière au Brésil et aux contrées chaudes, mais elle s'y montre sur très-g-rande échelle, aussi bien que la décomposition de toutes les roches, sans doute à cause de la g-rande fréquence et de l'acidité des pluies d'orag^e. J'ai même observé cette nature de décomposition et cette action des eaux pour creuser profondément les surfaces non-seulement sur les calcaires, mais même sur des g-rès arg'ileux et siliceux, à la fois poreux et à g'rains fins. Cela tient à l'action dissolvante exercée à la long-ue par les eaux acides non-seulement sur les calcaires, mais encore sur la silice et les silicates.

Les calcaires, comme je l'ai déjà dit, tantôt composent des chaînes de collines à flancs abrupts, ou mieux des plateaux découpés de vallées profondes de dénudation, tantôt forment des collines isolées. Une particularité fréquente dans ces dernières est l'existence de collines aplaties, comme des frag*ments de plateau très-bas et isolés, creuses dans leur centre et constituant ainsi des espèces de collines annulaires, ou mieux de bassins creux. Cette forme particulière des surfaces calcaires plus ou moins enterrées dans les dépôts arg^ileux superficiels et considérables, constitués par des alluvions ancien-

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nés, dépôts dont nous parlerons plus loin, est en connexion avec Texistence de nombreux petits lacs isolés, dispersés dans le bassin du San-Francisco, à des niveaux au-dessus de la limite des inondations du fleuve ou de ses affluents. Les nombreux lacs et étang's de la rég'ion de Jag-uara et de Lag-oa-Santa, près du Rio das Velhas, doivent leur existence à ces formes annulaires du sol calcaire.

71. — Une autre particularité fort intéressante dans ces mêmes régnons, et ég"alement en connexion avec l'existence des nombreuses g'rottes, fentes et cavernes creusées dans les calcaires, est la disparition fréquente, sous le sol, de cours d'eau reparaissant souvent de nouveau plusieurs fois consécutives après un parcours souterrain plus ou moins long*. Le nom de Siimidouro est ordinairement donné, au Brésil, aux localités où des ruisseaux et de petites rivières disparaissent ainsi dans des souterrains. Il y a fréquemment des cours d'eau dont la disparition a lieu de cette manière pendant l'espace de plusieurs lieux. Les eaux de quelques-uns des lacs dont je viens de parler s'écoulent par des sumidouros. D'autres fois, des cours d'eau sortent du sol et apparaissent tout à coup dans un bassin calcaire. La fasendadeBebida, si remarquable par ses nombreuses g'rottes, sur la rive g*auche du Rio das Velhas, doit son nom assez bizarre à un sumidouro. Tout près du corps de la ferme, un assez fort cours d'eau sort de terre dans une espèce de petit lac, puis il coule pendant l'intervalle d'une centaine de mètres pour se précipiter dans un g-ouffre profond (qui le boit, d'où est venu le nom de Bebida), et il ne reparaît qu'à plus d'une lieue de distance. Ces phénomènes si fréquents au Brésil existent, on le sait, dans une multitude de pays calcaires, surtout dans celles des formations jurassiques ou crétacées, où de puissantes couches calcaires se trouvent crevassées de nombreuses g'rottes et cavernes. Comme nous venons de le voir, les calcaires dans lesquels s'observent au Brésil ces mêmes sources et g'rottes, et les disparitions de cours d'eau sous le sol, appartiennent aussi à la formation crétacée.

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