C. Teneur des minerais et ses variations

D. Dykes et failles.

E. Origine et mode de formation des conglomérats aurifères et de Vor qu'ils contiennent.

* On dit souvent Ranci, par abréviation, au lieu de Witwalersrand.

La constitution géologique de l'Afrique du Sud présente des caractères très remarquables et qui ont, depuis longtemps, été mis en pleine lumière par M. Suess. La petite carte ci-jointe (fig. 5), esquissée par nous en utilisant les travaux de Dûnn, Schenck, Halvernick, etc. *, permettra aussitôt de s*en faire une première idée.

Si Ton examine cette carte, après s'ôtre rendu compte de Tordre de succession des terrains qui y sont représentés, on voit que l'Afrique australe apparaît comme une sorte de grande conque, dont la bordure, notamment sur toutes les côtes, est formée de terrains anciens, archéens et paléozoïques et dans l'intérieur de laquelle les couches, appartenant à l'étage généralement désigné sous le nom de Karoo, sont d'autant plus récentes qu'on se rapproche davantage du centre.

Celte première impression, dont on pourrait être tenté de se méfier comme d'une simple illusion, correspond — d'une façon, il est vrai, approximative, mais néanmoins bien curieuse, — à la réalité.

Tout ce que nous savons, en effet, de la géologie de l'Afrique australe nous amène à penser que l'histoire de ce grand conti-

* Dunn, Geol. sketch map. of South Afrika.

Schenck. Die qeologische Entwickelung Sild-Afrikas, (Petermauns Mittheiluogen, t. XXXIV, p. 216.; Ualvernick. Carte du Transvaal. (Peteriiiaiiiis Mittheilungen, 1884, t. XXX, p. 41.

Cf. Atlas physique de Berghaus, carie géologique d'Afrique au 30000000 *

160 LES MISES UOll DU TKANSVAAL

ncnt a élé absolumcnl diUft-rcnte de celle de l'Europe ou de l'Asie, et c'est cette histoire (dont nous essaierons bientôt de donner une idt5e), qui a amené sa disposition orograpliique très spéciale, en forme de vaste plateau formant une masse compacte et d'une pénétration difficile.

Fi". 5. — Carie ci^olojjiaiie de l'Afri'iiie méridionale . — Echelle de •

1701'OOiXJ

Tandis que l'Europe et l'Asie ont vu, jusque dans les temps les plus voisins de nous, les mers secondaires ou tcrliaircs passer cl repasser sur les pays que nous habitons aujourd'hui et nous présentent des chaînes de montagne, dont l'apparition, par suite des plissements du sol, est tout à fuit récente (comme c'est le cas des Pyrénées, des Alpes, des Apennins, des Carpathes), l'Afrique australe, dès la fin de l'époque primaire, est sortie définitivement du fond des mers pour ne plus jamais s'y enfoncer : aussitôt après la période carbonifère, peut-ôtre même dès la fin du dévonien, il s'est constitué là un grand continent, qui, ainsi que nous

le verrons, s^étendait probablement alors très loin vers TEst, vers Madagascar, vers les Indes, peut-ôlre vers le Sud de T Australie et c est dans d'immenses lacs d'eau douce, au milieu de ce continent, notamment dans la grande conque du Karoo, à laquelle nous faisions allusion tout à Theure, que les dépôts sédimentaires ont continué à se former depuis le carbonifère jusqu'au rhétien, c'est-à-dire jusqu'à l'aurore des temps secondaires.

A partir de ce moment, le continent sud-africain n'a plus bougé, n'a plus été l'objet d'aucun plissement ni d'aucune incursion des eaux ; sur sa bordure seulement, entre lui et Madagascar, entre Madagascar et les Indes, d'énormes effondrements ont amené l'incursion de l'Océan Indien à travers ce qui avait dû être jadis une grande masse de terre ferme, à laquelle on a donné le nom de Lémurie ; mais lui-même n'a plus été l'objet que de cette longue et intense action érosive, à laquelle est soumis constamment le relief du sol sous les influences météoriques : érosion, qui a pour effet d'arrondir, d'abord, et d'écrêter; puis de raboter et d'aplanir; enfin de transformer en un large plateau les cimes, au début les plus abruptes, de telle manière que l'on peu! presque apprécier l'âge géologique d'une chaîne de montagnes d'après son état d'usure plus ou moins avancé'.

Si nous voulions chercher à l'Afrique un point de comparaison près de nous, c'est dans notre Plateau Central Français qu'on le trouverait. Là également, nous sommes en présence d'un débris subsistant d'une grande chaîne de plissement alpestre datant du début de l'époque carbonifère, chaîne à laquelle on a donné le nom d'hercynienne et qui devait rattacher l'un à l'autre, par une crôte continue à relief accidenté, la Bretagne, le Plateau Central, le Taunus et la Bohême. Emergé définitivement à ce moment, le Plateau Central a, comme l'Afrique, comme l'Inde (à laquelle nous comparerons bientôt l'Afrique), donné lieu, pendant la

< Nous n'avons pas besoin de rappeler ici que les chaînes de montagnes, résultat plus ou moins direct des plissements provoqués dans l'écorce terrestre par le refroidissement et la contraction progressive de notre globe, se sont produites à des époques très diverses, dont la recherche est un des côtés les plus intéressants de la géologie. Cette science peut être considérée aujourd'hui comme poursuivant, avant tout, l'histoire du relief terrestre, et la reconstitution des formes anciennes des mers et des continents, avec leurs modifications successives, à travers les temps antérieurs à l'homme.

période houillère et peut-être aussi pendant la période permienno, à de grands lacs d'eau douce, où s'accumulaient les débris d(» plantes, qui ont constitué la houille ; puis il n'a plus subi que Ic.ï effondrements de l'époque tertiaire, à la suite desquels les eaux do la mer ont pu pénétrer un moment dans la coupure de la Limagne ; mais, constamment érodé et aplani, il a pris, lui aussi, la forme d'une vaste table rase, où seule l'investigation du géologue permet de reconnaître Texistence de crêtes et de plissements anciens.

Les dépôts houillers du Plateau C4enfral sont notre Karoo de l'hémisphère boréal, dont l'âge est seulement légèrement différent, les formations s'étant prolongées un peu moins là qu'en Afrique australe, de même qu'en Afrique australe elles ont duré moins longtemps que dans l'Inde. Et le parallélisme peut se poursuivre encore plus loin ; car, dans les deux régions, on trouve, à la base des formations lacustres, d'étranges agglomérations de blocs énormes, d'éboulis presque anguleux cimentés par une sorte de boue, qui, partout où on les a rencontrées, dans les conglomérats de Dwycka à la base du Karoo africain, dans les couches de Taltschir', dans l'Inde, comme dans nos bassins houillers de Commentry, de Saint-Eloy, de Blanzy, etc., ont fait immédiatement songer à des formations glaciaires ; après quoi, on observe, au-dessus, des dépôts de grès et schistes presque horizontaux (grès permiens des bassins de Bourbon-rArchambault ou de Bert dans l'Allier, grès du Karoo) et, par une similitude de plus, on constate, à travers ces formations diverses (jusqu'au permien en France, jusqu'au trias supérieur en Afrique) des intrusions nombreuses de roches analogues, également remarquables par leur fluidité, par leur pénétration dans les fissures les plus complexes et les plus ténues, par leurs épanchements contemporains de la sédimentation des couches : roches composées de porphyrites augitiques, diabases ophitiques, etc.

Sans insister sur cette comparaison, voyons ce qu'il est résulté, pour l'Afrique australe, des faits géologiques que nous venons d'indiquer.

Le grand plissement de ce continent ayant eu lieu vers l'époque

• Ou Talchir.

géologie: GÉNÉUALE de L'AFRIQUE du sud 163

carbonifère, on trouve tous les terrains antérieurs, arehéens, siluriens, dévoniens», plissés, disloqués, formant, par leurs strates inclinées et souvent presque verticales, le soubassement ancien, sur lequel se sont déposées plus tard les couches du Karoo, qui, n ayant été l'objet, après leur sédimentation, d'aucun mouvement important du sol, sont restées à peu près horizontales : en conséquence, le trait essentiel et caractéristique de la constitution du pays, c'est l'existence d'une série horizontale formée de terrains continentaux lacustres (dont le dépôt s'est prolongé à travers de longues périodes de temps, sans interruption, avec des caractères presque identiques), au-dessus de terrains primaires marins, qui eux, au contraire, absolument discordants avec les premiers, sont redressés et plissés.

Les couches horizontales et lacustres, qui ont plusieurs milliers de pieds d'épaisseur, ce sont les dépôts du Karoo, qui occupent tout le grand plateau du môme nom, presque depuis le Cap jusqu'à Johannesburg et Kimberley et dans lesquels se trouvent les couches houillères, exploitées un peu partout, au Transvaal, à Natal, etc., ainsi que les cheminées éruptives, où se présentent les diamants de la de Beers.

Les couches inclinées marines dàge paléozoïque, qui se présentent au-dessous, sont, au contraire, celles où s'intercale toute la série aurifère du Witwatersrand et qui, par suite, olTrent pour nous un intérêt prédominant.

Il convient maintenant de revenir sur la notion un peu trop vague que nous avons donnée en débutant de la disposition de ces terrains.

Ainsi que nous l'avons dit alors, la grande ellipse, représentant le Karoo sur une carte géologique de l'Afrique australe (fig. 5), est entourée presque partout d'une bordure de terrains primaires, qui semble avoir formé jadis la cuvette, au milieu de laquelle le Karoo s'est déposé et qui, ses saillies anciennes ayant été détruites, apparaît aujourd'hui au-dessous de celui-ci, sur sa périphérie, quand on descend vers la mer.

* En quelques poiuts, nous verrons que l'on a rencontré des fossiles carbonifères dans les terrains plissés. Les premiers termes de la série du Karoo semblent également contenir des fossiles du carbonifère supérieur. (Cf. Suess. Loc. cif.^ p. 513.)

L'examen des plissements de ce terrain primaire (mis en évidence sur la carte par les bandes successives des étages géologiques divers) montre que, dans le Sud, vers le Cap et la baie d*Algoa, vers l'Ouest, dans le Bokkeveld et le Namaqualand et, vers le Nord-Est, dans le Witwatersrand *, ces plis sont parall^les à la bordure actuelle des affleurements du Karoo. Comme ces plis ont dû jadis épouser la forme de la dépression, dans laquelle a pu se déposer le Karoo, cela nous conduit à penser que, sur trois côtés, le bassin du Karoo, tout en ayant pu et dû s'étendre jadis plus loin que ses affleurements subsistants*, a dû cependant ôtrc limité, à peu près suivant sa courbure actuelle, par une crête de terrains plus anciens.

11 n'en est pas de même vers l'Est, où nous voyons les plis anciens arriver droit à l'Océan Indien, entre le Great Fisch River (au Nord de la baie d'Algoa) et la S -John's River ; de ce côté, il est certain que le bassin du Karoo devait se prolonger sur l'emplacement actuel de l'Océan Indien, dans la direction de l'Inde.

Cette indication est, en outre, confirmée par la fa(:on dont se présentent les terrains du côté de Natal et du Zoulouland. Dans cette région, en effet, la crête du Drakensbcrg, qui limite le Karoo, est coupée brusquement du côté de la mer et marque évidemment une ligne de dislocation ancienne, au pied de laquelle on retrouve, entre Port Natal et la baie de Santa-Lucia, les mêmes terrains du Karoo, (notamment les conglomérats de Dwycka) déprimés de près de 2 000 mètres par cet efl'ondrement littoral, qui a dû être le prélude de l'incursion de l'Océan Indien à travers l'antique Lémurie.

Si, pour le moment, nous restons encore en Afrique, mais en nous éloignant vers le Nord, nous voyons que, d'après tous les renseignements recueillis, la masse péninsulaire, jusqu'au Congo, jusqu'aux grands Lacs (Tanganika, Njassa, etc.) présente des

* Ce rapprochement entre les formations du Cixp, du Bokkeveld et du Wilwaters^ raud est intéressant à noter, ù côté de quelques autres analogies, en raison des conséquences que nous aurons à en déduire sur l'âge des couches aurifères.

■ Dans le Witwatersrand, par exemple, bien que le soubassement ancien reparaisse (avec les couches aurifères qull contient), les lambeaux de Karoo subsistant au-dessus sont assez nombreux pour laisser supposer que ce terrain a dû jadis dépasser la crête et s'étendre sensiblement plus loin vers le Nord.

GÉOLOGIE GÉiNËRALE DE ^AFRIQUE DU SUD 165

caractères analogues : soubassement primaire (avec granité, gneiss, etc.) ; par-dessus, grandes étendues de terrains continentaux lacustres (principalement gréseux) allant du houiller au rhélien* ; puis apparence d'émersion complète, manque absolu de toute formation secondaire.

C'est à Tépoque crétacée seulement qu'il s'est produit des effondrements le long de la cote Est, à travers l'Abyssinie, etc., et que la mer crétacée, faisant incursion par la Nubie et l'Arabie, est venue constituer des dépôts restreints le long des côtes d'Afrique : (vers la baie d'Algoa, formations littorales néocomiennes; dans le Natal et le Zoulouland, crétacé; à la Fishbay, cénomanien inférieur ; aux îles Elobi, au Nord de l'Equateur, crétacé, etc.).

Enfin, à une époque plus récente, il s'est ouvert une grande fracture Nord-Sud, accompagnée de manifestations volcaniques, depuis l'Archipel, par l'Arabie (Harra-Charber, Harra-Atebe), puis l'Abyssinie, le Kilimandscharo, le Nord du lac Njassa, les Comores, jusqu'au nord de Madagascar, avec production connexe de fosses d'effondrement longitudinales, comme la mer Egée, la mer Rouge ou les lacs Njassa et Tanganika.

Nous avons indiqué, plus haut, un rapprochement entre l'Afrique Australe et les Indes, ou l'Australie; il est, en effet, très curieux de voir combien Ton retrouve, dans ces trois pays, des conditions géologiques analogues, et c'est ce fait, rapproché des similitudes de faune entre Madagascar et l'Australasie, qui a amené, depuis longtemps, à supposer l'existence d'un vaste continent ancien sur l'emplacement actuel de l'Océan Indien.

L'Hindoustan constitue, comme l'Afrique australe, un grand plateau (de forme extérieure très analogue à celle de l'Afrique), que les étendues d'alluvions des vallées de l'Indus et du Gange séparent du massif de l'Himalaya.

Le soubassement de ce plateau est formé de gneiss, sur les-

• Des lambeaux de terrains horizontaux analogues auKaroo se retrouvent au Nord, vers le Zoutpansberg, dans la vallée du Linipopo, puis, au delà de ce fleuve vers le Zanibèze, notamment au sud d'Inyati (Habner), à Kraal Malisa par 19^50 de latitude 5udf enfin dans la vallée même du Zambèze, où ils ont été étudiés par M. Kûss. Entre le Tanganika et le Congo parait s'étendre également une énorme formation l^éseuse horizontale, dont on ignore T&ge précis.

quels des terrains paléozoïques sans aucun fossile, composant le groupe de Vindhya, reposent en discordance dans les monts Arvali et le tout est recouvert, également en discordance, par les couches lacustres, dites de Gondwana, formées de grès avec débris de reptiles et de plantes, dont la partie inférieure correspond au Karoo africain. Là encore, sauf pour la côte Est, i'émersion a duré depuis l'origine des temps secondaires.

11 se présente seulement cette différence entre Tlnde et l'Afrique que les terrains de Gondwana, au lieu de couvrir encore presque tout le plateau, ont disparu par érosion sur sa majeure partie et ne subsistent que dans le fond des plissements du terrain carbonifère, comme le terrain houiller dans notre Plateau Central. En outre, ces formations continentales se sont prolongées beaucoup plus tard dans Tlnde qu'en Afrique, pendant tout le Gondwana supérieur, séparé du Gondwana inférieur par une discordance.

Dans rintervalle qui sépare l'Afrique de l'Inde, Madagascar est constitué par un haut plateau de gneiss, avec intercalations de terrains primaires et, sur son bord Ouest, en pendant avec les formations analogues de la côte africaine, se trouvent des terrains secondaires, dont la base comprend, sur la côte Nord-Ouest, des formations gréseuses avec intercalations de houille, dont l'Age est encore inconnu, mais qui représentent peut-être un équivalent du Karoo.

Ce sont ces rapprochements qui ont conduit à supposer la jonclion ancienne de l'Afrique, Madagascar et l'Inde par un continent datant de la fin de l'époque carbonifère.

Du côté de l'Australie, on croit que le continent de Gondwana devait se poursuivre à l'époque permienne, au Sud du tropique du Cancer : continent bordé au Nord par une mer, qui a persisté, à peu près à la môme place, jusqu'à- la fin du trias et, qui à partir de ce moment, a progressé vers le Sud pour envahir, par une sorte de mouvement de bascule, les régions où nous trouvons aujourd'hui l'Océan Indien, tandis que la terre ferme émergeait, au contraire, au Nord.

Pendant le permien, en effet, on trouve, en Australie comme dans rinde, des couches à plantes terrestres (Gangamopteris, Glossopteris, etc.), formant le niveau de Bacchus Marsch dans la colonie

(le Victoria et le niveau de Newcastle dans la Nouvelle-Galles du Sud, comme le niveau deTaltschir dans Tlnde, tandis qu'au Nord de l'Australie, dans le Queensland, se prolongent des formations marines, qui existent également dans la série bien connue des Salt-Range, au Penjab et qui, dans les deux pays, présentent une faune analogue. Les mêmes conditions se sont poursuivies là pendant le trias et le rhétien, jusqu'à l'époque liasique. •

Ces idées générales vont nous permellre maintenant de décrire plus spécialement les formations de l'Afrique australe, tout en faisant, à l'occasion, avec l'Inde, beaucoup mieux connue et étudiée, des assimilations, qui préciseront certaines questions d'âge.

A cet effet, nous examinerons d'abord la disposition d'ensemble et la coupe des terrains archéens et primaires'; puis nous passerons aux dépôts du Karoo.

1" Les terrains anciens suivent les côtes Ouest el Sud de IWfrique australe en atteignant leur plus grand développement à la hauteur du Cap, où nous les étudierons bientôt. A l'Est, ils disparaissent un moment en mer du côté de la Cafrerie (accident qui correspond avec l'allure des fonds de mer) et reparaissent dans le Natal. Plus au Nord, une grande bande transversale, qui comprend le Namaqualand et le désert de Kalahari, et se prolonge par le Transvaal jusqu'au fleuve Limpopo, semble presque exclusivement formée de silurien, dévonien et de roches cristallines : gneiss, granité*, diorite, porphyre, etc.

On peut se rendre compte de la disposition géographique de ces terrains, en suivant une coupe à peu près Est-Ouest, à travers les gisements d'or de de Kaap et du Witwalersrand et la région diamantifère de Kimberley, entre la baie de Delagoa et l'embouchure du fleuve Orange ^

En partant de l'Est, on trouve, d'abord, une longue crête N.-S., celle du mont Lobombo, composée de porphyre. Puis, dans les monts Umwasi, on traverse des schistes noirs et des grès quartzeux, qui semblent correspondre à certaines couches de Karoo affaissées sur la côte de Natal. Les gneiss et granités, très déve-

* Contrairement au Dictionnaire de TAcadémie, les géologues écrivent toujours granité et non granit.

* Voir la figure 5, page 160 et la carte d'Afrique. PI. 1, p. 3.

loppés suivant une bande Nord-Sud vers le Zoulouland et Natal, commencent alors en s*élevant peu à peu avec des formes arrondies et Ton entre brusquement dans une rc^gion de plateaux coupés par des gorges profondes, allant jusqu'au Spitzkop : plateaux de Karoo, au-dessous desquels apparaissent les terrains anciens contenant les gisements d'or de de Kaap. Il y aurait là, d'après M. Suess, des failles brusques limitant à TEst le Karoo, failles dont on retrouve le prolongement dans le Natal.

Lydenburg môme est sur la diorite ; puis, de Lydenburg à Pretoria et au Witwatersrand, vers le Sud-Ouest, le soubassement de gneiss se montre dans les vallées entre une série de collines dévoniennes.

Le Witwatersrand môme est formé de- terrains plissés, non fossilifères, que nous rattacherons au dévonien. Plus loin, à rOuest, des calcaires cristallins, probablement carbonifères, occupent une assez grande étendue jusqu^à la rivière Haart, affluent du Vaal. Alors, sur la rive Est du Haart et du Vaal, commence le plateau de Karoo, où sont les champs de diamants de Kimberley. Sur la rive Ouest, au contraire, les terrains anciens constituent, au-dessus de ce plateau, un gradin nommé Campbellrange. A partir de là, si nous continuons vers TOuest, en Griqualand, nous trouvons des calcaires anciens jusqu'à Griquatown, puis le Kurumanrange, prolongé au Sud par le Doornberg et composé de schistes siliceux avec magnétite.

Les monts de Matrap et Klipfontein, qui leur succèdent, sont formés de quartzites anciens. Enfin le Langeberg qui, d'après Anderson, se prolongerait sur près de 7 degrés de latitude, est également constitué par des quartzites rattachés au dévonien, et Ton arrive, en traversant quelques schistes, au grand massif de gneiss du Namaqualand, qui se poursuit à peu près jusqu'à TAtlan" tique et n'en est séparé que par une bande silurienne.

Dans la description précédente, nous venons de rencontrer un soubassement de granité et de gneiss, qui se présente, notamment, près dç de Kaap ; ce granité occupe une partie importante de la région située entre la rivière Komati, TOlifant River et le Limpopo, notamment à Krokodil Poort, le long du chemin de fer.

On en retrouve des affleurements restreints, accompagnés de

gneiss, au Nord et au Sud de la cuvette aurifère du Witwatersrand (voir pl.V, p. 183), au Nord de Johannesburg, vers Heidelberg, etc. ; il en existe également dans le Murchison Range, entre Molototsi, et le Petit Letaba, dans le Zoutpansberg, à Pietersburg et Smitsdorp, etc. Le' granité, ainsi que les gneiss et schistes archéens superposés, renferme souvent des filons ou veines aurifères dans les districts de de Kaap, Selati, Murchison Range et Zoutpansberg.

SYSTKyES PRIMAIRES

dans

l'Afrique du Sud