TERRAINS TERTIAIRES ET QUATERNAIRES

Description des grès tertiaires du plateau central de l'Empire. — Roches pyroïdes. — Alluvions quaternaires. — Dépôts diamantifères. — Oiigiue et gisement primitif du diamant. — Bassins tertiaires au milieu de la région des gneiss. — Caractères de la surface du plateau de gneiss de l'intérieur de la province de Bahia. — Dépôts tertiaires et quaternaires de la côte. — Récifs.

95. — Nous avons décrit, dans le chapitre précédent, le puissant dépôt secondaire recouv^rant tout le plateau central du Brésil et la vallée du San-Francisco, et reposant sur les g'neiss. Ce dépôt, comme nous l'avons vu, se compose, à sa base, de couches phylladiennes avec des g*rès ou quartzites subordonnés, lesquelles supportent une puissante formation calcaire, recouverte à son tour par d'autres couches de macig'nos ou de marnes, d'arg-iles et de phyllades ; et nous avons fait remarquer l'identité de ce gTand dépôt sédimentaire, à couches encore horizontales ou faiblement inclinées, avec rétag*e métamorphique à couches fortement redressées qui le remplace sur le haut plateau de Minas-Geraes et sur divers autres points. Déjà nous avons eu occasion de citer, au-dessus de ce vaste dépôt secondaire, un autre dépôt considérable de

grès, de psammites et parfois même de grèsanag'éniques, lequel se présente en stratification discordante sur le premier, en un certain nombre de localités où celui-ci avait été disloqué, tandis que, sur la majorité de l'Empire, les deux dépôts sont l'un et l'autre sensiblement horizontaux. Le g'rand dépôt supérieur de g'rès, psammites et anag*énites, dont nous parlons ici, constitue, comme nous l'avons dit, toute la partie supérieure du g*rand plateau central ; et dans ses couches horizontales se sont creusées d'immenses vallées de dénudation, lesquelles constituent les bassins des rivières actuelles du Brésil. Le dépôt des g'rès supérieurs en question a été disloqué en un petit nombre de points seulement. Toutefois, des lambeaux isolés de ce puissant étag-e se trouvent élevés, dans la rég-ion métamorphique de Minas-Geraes, au sommet de quelques-unes des montag^nes les plus hautes, tels que le pic de ritacolumi, la Serra de Deos-te-livre, et en ces lieux ce même étag-e présente aussi des caractères de métamorphisme plus prononcé.

Les calcaires, quoique peu riches en fossiles, nous ont montré cependant un petit nombre de restes org-aniques, à l'aide desquels nous avons pu les rapporter à la période secondaire, et même reconnaître que les couches arg-ilo-marneuses, reposant sur eux, paraissent être de la fin de l'époque crétacée. Dans le puissant étag*e des g'rès, au contraire, aucun indice pouvant servir à fixer directement son âg'e g'éolog'ique n'a été trouvé, et aucune trace de fossile quelconque n'y a été jusqu'ici sig-nalée, du moins dans le règ-ne animal : j'ai fait en vain de nombreuses recherches à cet ég'ard, sur tous les points nombreux où j'ai observé des roches de cet étag'e. Dans le règ'ne vég'étal seulement, j'ai pu découvrir quelques restes : ce sont un frag'ment de bois dicotylédoné silicifîé trouvé près de l'Indaia, et quelques lig'nites montrant aussi la structure de bois dicotylédones, mais ne pouvant en aucune façon servir à des déterminations spécifiques.

En l'absence donc de tout document provenant de l'examen des fossiles, des considérations stratig'rapliiques peuvent

seules fixer l'âg'e de l'étag-e en question; mais, sous ce rapport même, cette fixation ne laisse pas de présenter beaucoup de vag-ue, et tout ce que l'on peut faire est de reconnaître que la formation de cet étag-e appartient à la période tertiaire, sans d'ailleurs pouvoir préciser à laquelle des époques de cette période il convient de la rapporter.

Les preuves par lesquelles nous devons considérer comme tertiaire l'étag-e des g'rès supérieurs des plateaux du Brésil, consistent d'ailleurs uniquement dans sa superposition à l'étag'C secondaire étudié dans le chapitre précédent, étag-e dont les couches supérieures semblent être de la fin de l'époque crétacée. Or, entre le dépôt crétacé et le dépôt postérieur de l'étag'e des g'rès reposant sur lui, il s'est écoulé un certain temps, puisque ces deux dépôts, comme nous l'avons déjà dit, sont en stratification discordante sur un certain nombre de points. D'un autre côté, la puissance de l'étag'e des g'rès est considérable et n'atteint pas moins de 500 mètres, comme j'ai eu l'occasion de l'observer nettement dans la Serra de Gurumatahy. Donc cet étag-e a exig'é un temps considérable pour se déposer. Or la réunion de ce temps et de l'intervalle écoulé entre le dépôt inférieur et le commencement de ce dépôt supérieur représente nécessairement une durée trop long'ue pour pouvoir supposer que ce dernier puisse encore appartenir à l'époque secondaire, laquelle touchait à sa fin lors de l'achèvement du dépôt inférieur. Tel est le motif pour lequel nous plaçons l'étag'e des gTès en question parmi les terrains tertiaires.

Le dépôt dont nous parlons présente une dénudation sur une échelle immense, et souvent de plusieurs centaines de mètres d'épaisseur. Cette dénudation non-seulement l'a fait disparaître totalement dans de certains bassins où on retrouve ses assises se correspondant à la même hauteur des deux côtés de la vallée, mais encore elle s'est étendue sur le dépôt secondaire inférieur en le creusant plus ou moins en divers points. En outre, dans ces mêmes vallées, sont venus se fixer d'importants dépôts quaternaires, lesquels montrent que la dénuda-

212 GEOLOGIE DU BRESIL.

tion s'était, pour la plus grande partie du moins, opérée avant la fixation de ceux-ci, et conséquemnient pendant la période tertiaire elle-même. Si donc on tient compte du temps énorme exig'é par cette importante dénudation, on ne peut rapporter le dépôt de l'étag'e des gTès en question tout à fait à la fin de l'époque tertiaire , mais bien vers le milieu de cette même période.

96. — Les g-rès constituent la roche dominante de cet étag-e. Tl s'y trouve toutefois aussi quelques couches subordonnées d'arg-ileetde phyllades. Ces gTès présentent une gTande variation dans leur composition, et sont tantôt entièrement siliceux, tantôt fortement argnleux, et assez souvent micacés, et d'autres fois fortement chargées de peroxyde de fer terreux. Leur structure varie comme leur composition, et se montre dans certains cas fortement schistoïde et dans d'autres en bancs tout-à-fait massifs. La g-rosseur des g'rains et la friabilité présentent ég-alement les plus gTandes variations. Ainsi, il y a de ces g-rès d'une dureté considérable, d'autres sont à peine ag'rég'és ; il en est à g'rains uniformes et très-fins, d'autres composés d'une pâte à gn^os gTain enveloppant des amandes de quartzites sableux ou inversement. D'autres fois, ces g-rès renferment des frag-ments de gmeiss ou de roches phylladiennes, et passent ainsi à des cong^lomérats ou g*rès anag^éniques, ou bien ils sont composés de g'rains de quartz de g-rosseur variée ou seulement de quartz à g'ros g-rain. Dans certains cas, l'arg-ile manque totalement, et d'autres fois, elle est tout à fait prédominante. La couleur est excessivement variable. Le blanc et le roug'eâtre sont toutefois les plus fréquents dans les variétés purement quartzeuses, et le roug'eâtre, le verdàtre et le gTisàtre dans les variétés psammitiques; mais il y a de ces g*rès fortement charg-és d'oxyde de fer, dont la couleur est le brun ou le roug'e foncé, et il y en a aussi de jaunâtres dans les variétés psammitiques. Les phyllades interposées dans ces g-rès sont le plus souvent trèsarg*ileuses et de couleur g-rise ou roug'C ou môme jaune. Quelquefois il s'en trouve d'assez fortement agTég^ées; il yen

a aussi accidentellement, mais rarement, de bitumineuses passant à l'amjoélite, et sur quelques points existent aussi des g-rès bitumineux.

Dans la majeure partie des cas, les gTès à g'ros g-rains constituent les couches inférieures, et les variétés à gTain fin et arg'ileuses les couches supérieures, mais cette règ-le n'est pas constante et le contraire peut être ég-alement observé : même il n'est pas rare de voir des gTès anag^éniques constituer les couches supérieures. Les argiles et les phyllades ne se montrent jamais dans l'étag^e, sinon en couches subordonnées d'épaisseur variable, et elles n'existent pas partout. En somme, les gTès très-argûleux et friables composent la plus gTande partie de la masse de l'étag'e en question, et ce sont eux qui recouvrent la presque totalité des plateauxà couches sensiblement horizontales du centre du Brésil.

Du gypse fibreux se montre quelquefois, mais rarement, en veines interposées dans les fissures des g-rès de cet étag*e, comme j'ai eu occasion de le remarquer dans des gTès supérieurs aux macig'nos, près de l'Ahaéthé. M. Glausen a aussi sig'nalé la même substance dans ces derniers g'rès, entre les Assures de la roche. Dans la province de Bahia, dans le voisinag'e du Rio de Santo-Antonio, près de Villa-do-Rio-de-Gontas, on trouve, suivant Spix et Martius, une belle variété d'albâtre. Celle-ci, sans nul doute, doit être rapportée à ce même étag-e des g'rès, d'après la description qu'ils donnent des roches du voisinag*e, roches référées par eux au vieux g*rès roug-e d'après l'aspect, identique d'ailleurs à celui de l'étag-e des g'rès dont nous nous occupons.

Du fer sulfuré cubique existe aussi en certains points dans les phyllades de cet étag-e, mais l'oxyde de fer y est la substance minérale la plus abondante et il y forme souvent le ciment de couches subordonnées de g'rès à g'ros gTain.

Des veines de quartz compacte et parfois de jaspe roug'eâtre, quelquefois noirâtre, traversent aussi fréquemment l'étag'e en question, surtout dans les parties les plus solides, dans celles où les g'rès se montrent les plus durs et comme

ayant subi une sorte de métamorphisme. Ces veines sont dues sans doute à une espèce de sécrétion de la roche elle-même. Le quartz fibreux apparaît aussi assez souvent en veines. Ces diverses veines paraissent être la source des quartz roulés compactes, hyalins et fibreux, des dépôts quaternaires accumulés dans les vallées. Ces quartz ont été mis en liberté dans la désag-rég'ation des roches sous l'influence de la considérable dénudation à laquelle l'étag-e considéré a été soumis.

Il faut rapporter à l'étag'e des g-rès dont nous parlons les g-rès itacolumites de M. Glausen. Ce voyag-eur affirme, dans les notes accompag-nant les collections vendues par lui au Muséum de Paris, avoir trouvé dans ce g'rès l'empreinte d'une coquille univalve marine, mais en trop mauvais état pour pouvoir la déterminer.

J'ai trouvé deux petits frag*ments de lig-nite dans les arg-iles subordonnées à ces grès, près des rives de l'Abaéthé. Il paraît au reste en exister dans d'assez nombreuses localités, d'après des indications que j'ai pu recueillir, notamment dans le haut de la vallée duRio-Doce.

En un lieu nommé Fonseca, près duMorrodAg-ua-Quente et d'Inficionado, il a été trouvé une couche importante d'un lig'nite me paraissant devoir être rapporté à ce même étag-e. Cette couche se présente sous une inclinaison assez g-rande et est recouverte par des lits argulo-siliceux schistoïdes, lesquels ne sont autres qu'un g'rès psammitique en décomposition. La couche inférieure en contact avec ce lig'nite est fortement ferrug*ineuse. Ces couches plong^ent sous l'étag'e des quartzites supérieurs aux itabirites et itacolumites , lesquels quartzites se montrent, comme nous l'avons vu, en lambeaux disséminés et en couches disloquées et inclinées sur ces dernières roches dans la zone fortement métamorphique de Minas-Geraes et correspondent par leur position s trati graphique à l'étag'e des g'rès à couches sensiblement horizontales, recouvrant tout le plateau central de l'Empire.

En outre, par leur aspect, les lig'nites de Fonseca semblent

fiÉOLOGlK nu BRÉSIL. 215

très-récents. On y peut observer la conformation complète (le bois dicotylédones : ils sont très-lég-ers et de couleur brune avec des parties transformées en jayet, et ils rappellent tout à fait l'état des ligmites des terrains tertiaires les plus récents. En présence de ce caractère, l'inclinaison très-notable de leurs couches, en stratification sensiblement concordante avec le g-roupe des talcites, itacolumites et itabirites, sur lequel ces couches reposent, est une preuve de plus que le déplacement de ces dernières roches, et par suite, sans nul doute, leur dernier métamorphisme est relativement très-récent et s'est opéré pendant l'époque tertiaire.

97. — Des dykes et des filons de diorite et de trapps noirs, bruns ou verdàtres, apparaissent sur un gTand nombre de points au milieu des g-rès de l'étag-e tertiaire étudié ici. Généralement dans leur voisinag-e, les g-rès sont fortement ag-rég'és, et les phyllades passent même quelquefois au schiste amphibolique. Les parties ainsi endurcies ont ordinairement mieux résisté à la décomposition atmosphérique que les autres, et des dykes dioritiques et trappéens g'énéralement alig-nés apparaissent souvent vers la base des g*rands plateaux à bords abrupts formés par les g-rès en question sur les côtés des vallées et des bassins des fleuves et des rivières principales. Ces dykes, par la solidification imprimée aux couches, ont puissamment contribué à la conservation de la direction rectilig'ne des bords de ces plateaux. La direction rectilig^ne en question se montre parfois sur de très-gTandes long*ueurs : puis, quand elle vient à cesser, elle reprend ensuite souvent un peu plus loin, dans une direction parallèle à la première, comme on peut le voir sur la carte g-énérale que j'ai dressée du cours du Rio das Velhas et du haut San- Francisco (1).

La tendance à l'alig-nement dans les filons et les dykes de roches éruptives est une chose très-connue et tout à fait semblable dans sa cause à l'alig'nement des chaînes de

(i) Voir mon ouvrage intitulé : Hydrographie du haut San-Francisco et du Rio das Velhas; Paris, 18(15, chez. Garniei' frèros.

montag-nes, car elle provient de la tendance g-énérale des fractures contemporaines du sol à s'effectuer dans une même direction. Dans le cas présent, quoique les vallées aient été creusées par la dénudation dans le g-rand dépôt superficiel formé par l'étag^e des g'rès dont les couches sont restées le plus souvent horizontales, le même caractère d'alig-nement se montre très-souvent dans les chaînes de montag-nes, et dans les bords de plateaux constitués par les restes de cet étag-e. Ce fait serait totalement inexplicable sans la présence, suivant les failles alig'nées du sol, d'éruptions de roches à l'état pâteux et métamorphosantes, lesquelles ont solidifié à un plus haut deg'ré une partie de cet étag-e, suivant des fractions de lig-nes droites. Ainsi s'explique comment la dénudation, s'effectuant sur les parties les plus tendres, ne s'est pas produite pour ainsi dire au hasard, et a laissé subsister les lig'nes en question. Vus du fond des vallées, et quelquefois à 400 ou 500 mètres au-dessus du niveau des plateaux dans lesquels celles-ci ont été creusées, les bords de ces plateaux se présentent donc souvent comme de hautes montag'nes en table, dont la projection sur le ciel forme une long'ue lig^ne droite, caractère si souvent mentionné dans les relations de tous les voyag-eurs au Brésil. Cette particularité est aussi l'orig-ine du nom de Serra da Canastra, du mot Canastra, qui sig-nifie malle plate, donné par les habitants du pays à plusieurs des chaînes constituées ainsi entre deux bassins par des plateaux élevés, comme celle, par exemple, qui se montre vers les sources du San-Francisco.

Le caractère de montag-ne en table, quoique très-fréquent, n'est pas toutefois complètement g-énéral. Non-seulement les lig-nes de dykes trappéens n'existent pas à la base ou dans l'axe de toutes les chaînes, mais encore certaines serras étroites et alig'nées, restes de l'ancien plateau ainsi conservé entre deux vallées, ont souvent été elles-mêmes attaquées à leur surface supérieure dans le sens transverse par la dénudation, et de là résulte pour la chaîne un profil sinueux, au lieu d'un profil rectilig*ne. Toutefois, cette der-

nière forme de profil est si fréquente, qu'elle joue un rôle considérable dans l'aspect g-énéral du sol de la contrée.

Quoique les éruptions trappéennes et dioritiques se soient souvent infiltrées dans les fissures du sol sans redresser les couches dans les fractures desquelles elles se sont injectées, il existe cependant un g-rand nombre de points où les couches de l'étag'e des g-rès tertiaires sont plus ou moins relevées et disloquées par ces roches. D'autres fois les éruptions trappéennes se sont épanchées à la surface sous forme de nappes, formant des séries de g-radins dans le lit de petites rivières, ou sous l'aspect de dômes, comme j'ai eu occasion de le remarquer dans quelques chaînes de la rive g-auche du haut San-Francisco au-dessus de Pirapora. J'ai observé la forme de nappes notamment dans certaines diorites micacées, et surtout dans une roche éruptive décomposée et réduite en arg'ilolithe et souvent un peu micacée, laquelle se montre très-abondante. C'est cette dernière roche qui a surtout formé des espèces de dômes. Cette roche, en se désag^rég^eant complètement à la surface sous l'action de l'atmosphère et des pluies, abandonne, à la façon de certains trachytes, des parties ovoïdes, concrétionnées et concentriques, un peu plus résistantes que le reste de la masse à la désag-rég'ation totale, quoique ces parties elles-mêmes soient ég^alement réduites en argile. Cette roche ressemble souvent à un trachyte décomposé.

Les diorites se montrent aussi quelquefois très-décomposées, mais d'autres fois, elles sont d'une solidité et d'une dureté remarquable. Des blocs isolés et très- durs de diorite brune, souvent gTanitoïde, apparaissent parfois isolés ou eng^ag-és dans les g-rès ou même dans des filons trappéens en décomposition ; des veines de métaxite gTise ou verdàtre se font voir aussi dans le voisinag'e de ces filons au milieu des g'rès.

Il existe encore, au milieu des g'rès de l'étag'e en question, des filons euritiques et des dykes d'arg'ilolithe.