I-acune d'environ 4 kilomètres

Quartzite

Fragments de schiste

Schiste congloméré à fragments

de quartz

Schiste chloritique

3oo

« congloméré

S. 3oo E.

» cristallin

» cristallin quartzeux, avec

schiste congloméré

Schiste quartzeux congloméré

On n'a trouvé aucun affleurement pour les 579 mètres suivants :

Schiste quartzeux congloméré Fragments de schiste et de quartz

laiteux.

A l'observation suivante les phyllades prennent plutôt le caractère des phyllades talcqueuses et semblent appartenir au côté (N.O.) plus abrupte d'un anticlinal de dimensions pas exactement connues

S. 3o» E. — 8o<> Schistes E. 40» S.

E. 4ooS.

nuancés de rouge et de bleu Sol sablonneux, pas de fragments 0. 20oN. — 25» Schiste

Fragments d'orthofelsite^de q uartz laiteux et de phyllades talqueuses 40» Phyllades à damourite 35» Schiste cristallin

Haut-fourneau de Pine grove

Fragments de schiste quartzeux

chloritique. Cliemin de fer de

Mountain Creek et South

Mountain

Petit banc de minerai sur le flanc

de la montagne Banc de minerai de « Thomas i> Iron Co.

S. 30» E. — 4o<> Carrière de calcaire

Fragments de quartzite Fragments de quartzite

Le schiste se transforme graduellement entre 9144 et 9784 mètres en fragments de quartzite pulvérulent.

Quartz schisteux congloméré 400 Schiste vert avec des cailloux de quartz S. 3o® E. — 400 Phyllades à damourite

avec cailloux

Les six affleurements compris dans une accolade sont des schistes

ioo58

102 10 10271 10286 io3o2 io3i7 10963

de nuances et de consistance diverses contenant des cailloux de quartz de la variété améthystine jusqu'à la variété transparente.

Fragments de quartz congloméré 10646 Fragments d'orthofelsite devenant de plus en plus fréquents 10668

E. 40^ S. — 70® Orthofelsite et mélange de schistes 1 1 ÎIm)

Fragments de quartz laiteux, d'or-

thofelsite et au-dessus de phyl-

lades à damourite 1 1 532

Contact d'orthofelsitc et de schistes.

Fragments d'orthofelsite,de quartz

laiteux et un peu de diabase 1 164*3

Orthofelsite 1 1 8S7

E. 400S. — 400 Mélange de chloritoschistes, de

schistes et d'orthofelsiie 1 1048

3oo Orthofelsite. porphyroïde i2o3i)

3o" Fragments d'orthofclsite, de schistes et quartz laiteux 1 2 1 92 Schiste et orthofelsite 1 2434 S. io« E. — 4o*> Fragments d'orthofelsite et de

chloritoschistes. 12802

Occasionnellement de diabase 13289

Schistes verts cryptocristallins r3533

Fragments d'orthofclsite et de quartz laiteux r335o

5o» Schiste, cryptocristallin et orthofelsite 1 5 II 8 N. 2 5* 0.-40*» Orthofelsite bleu schisteux KS264

Avec les roches mentionnées dans les deux dernières notes se trouve aussi occasionnellement de la diabase et du quartz laiteux.

E. 35* S. — 3oo

N.25oO. -

Cette coupe présente quelques traits intéressants qui servent à corroborer la structure de la South Mon tain telle qu^elle a été déduite d'autres coupes. Entre le premier affleurement de calcaire distinctement marqué et le point des roches de la South Mountain dont nous donnons Tinclinaison, on ne trouve pas d'affleurement.

En omettant les 4 kilomètres qui séparent ces deux affleurements, on reconnaît au-delà un synclinal renversé d'environ 3o5 mètres de large. Son axe comme celui du synclinal qui suit, sont séparés par environ 1462 mètres, essentiellement formés par les couches successives qui" font partie de Taile Sud-Est de l'anticlinal .

On ignore jusqu'à quel point l'inclinaison suivante de S. 3o® E. — 800 peut avoir d'influence sur les couches, mais il est clair que cette inclinaison se trouve très près de l'axe de Tanticlinal auquel elle appartient, car à cent pas environ loin de là se trouve une inclinaison de E. 40® S. — ^b^.

A celle-ci succède une inclinaison très douce, au Nord- Ouest, c'esr-à-dire N. 20^' O. — 26*», qui est de nouveau suivie par une autre de E. 40» S. — 40»,

Entre l'inclinaison élevée de S. 3o® E. — 8o« et celle de E. 40* S. — 40® il y a à peu près un kilomètre, et le synclinal qui se trouve compris dans cet espace est sans doute une partie du pli anticlinal qui s'estaflaissé. A un kilomètre environ plus loin le long de cette ligne, est une autre inclinaison Nord-Ouest peu prononcée, qui cependant en raison de la décomposition à laquelle toutes ces roches ont été soumises, est quelque peu douteuse ; elle ne diminuerait que très peu, si elle existe, l'épaisseur de ces couches. .

A une courte distance de ce point incliné Nord-Ouest se trouve le calcaire Auroral (?) des carrières de Thomas Iron C*, près de Pine Grove, avec une inclinaison de S. 3o<> E. — 40». On ne peut fixer ici la question de la concordance ou

de la discordan :e de ce calcaire. Il n^y a pas de couches en place, mais seulement des fragments détachés de quarzite ; nous le considérons comme un affleurement isolé qui sépare la série du Nord -Ouest de celle du Sud-Est.

Les variétés de roches qu'on a rencontré Jusqu'ici, sont plus ou moins alliées aux schistes quartzeux conglomérés^ ou aux quartzophyllades^ dont on a parlé ailleurs comme des roches de « Mountain Creek. »

En ce point un changement graduel commence, on arrive insensiblement sur l'Orthofelsite et ses nombreuses modifications, qui succèdent à ce conglomérat et persistent jusqu'à la fin de la coupe.

Le quarzophyllade au Nord de cette ligne, paraît se trouver au-dessous du groupe d'Orthofelsite ci-dessus mentionné au Sud-Est. Il semble former deux plis, l'un synclinal, l'autre anticlinal, chacun ayant une étendue d'environ 244 mètres, et le dernier étant suivi d'un synclinal large et doucement déployé qui occupe les derniers 32 kilomètres de cette coupe.

Il résulte de cette coupe que la grande chaîne de la South Mountain est essentiellement composée de deux groupes de roches, dont l'inférieur (c'est-à-dire suivant cette ligne celui du Nord-Ouest) se compose de différentes modifications du conglomérat quartzeux dont il vient d'être parlé, et dans lequel le quartzite se rencontre sous différentes formes. Le groupe supérieur, ou celui du Sud-Est, a un caractère felsitique, mais contient aussi de larges couches de phyllades à damourite, et de chloritoschistes, entrecoupées par des veines de quartz laiteux ; l'orthofelsite lui-même présente toutes les variétés de formes, depuis une roche arénacée schisteuse et terreuse, dans laquelle les cristaux d'Orthose sont très décomposés, et en réalité se résolvent quelquefois en argile, par la variété jaspée, jusqu'à la structure porphyritique massive et grossière qui la rend propre à être employée comme

pierre d'ornementation dans les constructions.

Cette coupe se termine à environ 2 kilomètres et demi au Nord-Ouest du bord du grès Mésozoïque, qui coupe la route de Bendersville à Gettysburg à environ 1^6 kilomètre delà première de ces villes.

QuARTZiTE (silurien inférieur).

Au-dessus des couches huroniennes et au-dessous du grand étage calcaire se trouve une roche dure, connue sous le nom de quartzite de Postdam ou Primai.

Rogers a divisé cette formation en trois assisses, savoir : une série inférieure de phyllades (partie supérieure ou chloritique, des chloritoschistes de ce mémoire) ; une série moyenne ou Quartzite de Chikis; et une série supérieure de phyllades (celles dont il a été question ici comme la portion inférieure du calcaire Auroral).

Rogers estime que la première série de phyllades, ou série inférieure a 609 mètres, d'épaisseur; le quartzite proprement dît 27 mètres et les phyllades supérieures de 60 à 3oo mètres (•).

Très probablement on trouve toujours associés au quarzzite^ des gîtes de phyllades à damourite^ contenant de la chlorite, comme on le verra dans le texte et dans la coupe à travers la chaîne de Chikis ; mais ces phyllades ne sont constantes nulle part et elles ne se rencontrent pas en quantité suffisante pour former partie intégrante de cet étage du

(i) Son frère, M. W. B. Rogers, attribue à cette formation en Virginie, une épaisseur de 366 mètres pour les phyllades infiricures, 91 mètres pour le grès* et 23 mètres pour les ardoises supérieures.

Il y a sous le Potsdam une série connue sous le nom d'Acadienne, qui affleure dans le New Brunswick et qui est le vrai commencement du silurien inférieur ou de la période primordiale de Dana; mais elle n'est pas représentée dans le district qui fait l'objet de ce Mémoire.

quartzite. S'il faut classer en effet avec le quartzite les 600 mètres de phyllades qui sont immédiatement au-dessous de lui, il n'y a aucune raison pour que toute la série des phyllades àdamouritenesoitpasclassée de même, puisqu'on n'observe aucune interruption dans la stratification des plus anciennes couches aux plus nouvelles. Bien plus^ si la série des phyllades est considérée comme appartenant au quartzite, il ne semble pas y avoir de raison suffisante pour qu'on n'y comprenne pas aussi le calcaire des époques « calcifères d et « Chazy » puisque on n'a pu établir aucune discordance qui justifie la division faite par les géologues.

On ne peut voir les relations du quartzite avec les couches voisines sur les bords de la Susquehanna. Il y a des cassures à chaque extrémité de cette formation sur la rive gauche, qui indiquent une région troublée entre les affleurements ; sur la rive droite il paraît y avoir peu de changements de couches entre le quartzite inférieur et le calcaire le plus élevé.

Ce quartzite est Thorizon fossilifère inférieur de ce district, et sous ce rapport aussi bien qu'en raison de son caractère lithologique, qui en fait un excellent repère, on lui a assigné une place distincte, c'est-à-dire qu'on l'a placé à la base de la série Paléozoïque en Pennsylvanie.

Les variétés diverses sous lesquelles il se rencontre, sont très embarrassantes ; mais cela ne suffit pas à justifier la présomption de certains géologues, pour qui cette formation se change tour à tour en toutes les variétés de roches observées dans ce district, depuis les schistes micacés tendres jusqu'au grés le plus dur.

Il est bon peut-être de faire ici un exposé rapide et général des variétés que présente le Quartzite Primai qui se rencontre sous sa forme la plus typique à Chikis, où son seul fossile (le Scolithus linearis) a été reconnu et nommé par le

savant et célèbre Samuel Haldeman, qui habitait ,au pied de ces collines, et dont la mort récente est une grande perte pour les sciences naturelles. La description de ces formes commencera par l'afiBeurement sur la rive gauche de la Susquehanna.

Limites du quar\ite de Chikis.

Il n'y a que deux localités où le quartzite de Chikis semble être représenté de telle sorte qu'on ne puisse s^ méprendre. L'un de ces endroits est Chikis même ; l'autre se trouve en un point situé à 2.4 kilomètres environ au nord de la limite du Maryland, sur la Susquehanna, où se trouvent deux bandes étroites de quarzite(*).

Il y a, en outre, le long des « North Valley Hills», ainsi que le long du « Gap Range » et de la « Welsh Mountain », des localités où l'on trouve le quartzite ; mais il y a un certain doute sur la contemporanéité de ces affleurements avec la roche de Chikis, les roches en place étant peu nombreuses.

Les limites approximatives de la série de Chikis dans le comté de Lancaster ont été données sur la carte coloriée. Il n>est pas facile de tracer la limite exacte, vu la grande désagrégation que les roches ont subies ; mais en s'aidant des contours topographiques des collines, on peut considérer ce qui précède comme l'expression assez approchée de la vérité.

Les quartzites du bord de la rivière et près de Williamson's Point ont une très petite étendue ; on en trouvera la description dans la coupe de la Susquehanna.

Un petit lambeau isolé, marqué <c Primai », dans la première carte géologique 3e trouve exactement au Sud de

(i) Voir les remarques relatives au contact du grès au Sud, avec les ardoises.

Neffsville, township de Manheim, et dans la même direction que le grand affleurement de Chikis, ou à peu près. Ce lambeau auquel il sera fait allusion dans la section du calcaire de Lancaster, consiste principalement en schistes à damourite, et se trouve (avec des relations incertaines) entre le quartzite et le calcaire.

Le grès primai occupe toujours un espace restreint, si on le compare aux formations des autres grandes divisions.

II ne se trouve en grande masses que sur le versant Nord des collines, de composition variée, connues sous le nom de « Chikis ». Les quartzites et quarzophyllades qui en font partie ne s'étendent pas sur plus de i oo mètres, depuis le premier grand escarpement jusqu'au point où le caractère du quartzite parait s'effacer pour faire place à celui des schistes à damourite avec chlorite dont on a tant parlé. Sur ce parcours, il n'y a pas moins de deux petits synclinaux, de deux plis anticlinaux, et l'aile Sud d'un grand anticlinal, formant tous ensemble un grand anticlinal et demi, dont le premier s'est effondré. L'épaisseur réelle du quarzite au-dessus du niveau de l'eau ne dépasse guère i oo mètres.

Les schistes qui surmontent ces roches plissées vers le Sud, et qui forment l'horizon ferrifère de ChestniU Hill ont été regardés comme la partie supérieure du «Primai» « Phyllades primaires supérieures » ou comme les couches inférieures de la série du calcaire.

C'est en tous cas , dans ces phyllades que l'on trouve presque invariablement les minerais de fer de Lancaster et d'York; elles constituent la série de transition entre le <c Primai » et « l'Auroral ».

On trouve quelquefois le quarzite en fragments, le long du flanc septentrional des « Welsh Mountains », le long du versant septentrional de (« Norih Valley-Hill »), et dans Taire comprise entre les bassins du calcaire, connue sous le nom de

district de Georgetown, Néanmoins en ces points, il est rarement en place, et on ne le rencontre qu'en blocs isolés. Il y a. deux localités où il semble être en place, mais leur étendue est limitée. L'une d'elles se trouve sur le bord gruche de la Susquehanna, à 2.5 kilomètres au Nord de la ligne du Maryland.

Dans un de ces affleurements, le quartzite est disposé en voûte anticlinale renversée, fortement plissée, curieuse en ce qu'elle présente, avec une composition homogène, le rare exemple d'une couche recourbée sur une étendue de quelques mètres, en deux ailes parfaitement parallèles. En outre, il semble qu'il y ait des bancs verticaux de ce quart2dte, près de la même localité ; leur hauteur n'est guère inférieure à celle des roches de Chikis elles-mêmes.

Le quartzite de Chikis a été colorié pour indiquer le <c Primai » comme dans la première carte géologique ; mais nous avons distingué ici la plupart des couches ci-dessus pour montrer qu'elles possèdent différents caractères lithologiques.

Un petit lambeau de phyllades à damourite dans la plus méridionale des deux collines immédiatement au Sud de Neffsville, est attribué aux phyllades supérieures au quartzite, plutôt qu'aux phyllades inférieures de la série du calcaire, en raison de la grande quantité de fragments de quartz mélangés avec ces phyllades à damourite : les veines et filons de quartz augmentent généralement en raison de l'âge de ces formations. Cependant la cassure rhomboïdale de ces feuillets tendrait plutôt à les rapporter aux membres inférieurs du calcaire <c N<*. 2 » ou du calcaire « Auroral » (de Lancaster).

Le seul fait qui semble certain relativement à cet affleurement, c'est que ces roches appartiennent à un horizon plus ancien que celui du calcaire , qui leur est ici immédiatement sous-jacent.

On peut suivre le quarzite de la roche de Chikis jusque

dans le fleuve et à travers le fleuve, dans le lit duquel elle détermine d'innombrables remous ; elle forme une partie de la longue rangée de hauteurs située du côté du comté d^Yorky où le quart2dte donne son nom à une grande épaisseur de couches hétérogènes au Sud de la crique de Chikiswalunga.

Quartiite dans le comté cTYork.

Cette formation est principalement représentée par le§ roches de Chikis, qui se trouvent sur la rive droite de la Susquehanna, couvrant une grande surface triangulaire entre la ville d'York et le village de Wrightsville. Ce massif constitue de beaucoup la plus grande partie de la bande de Chikis, et la succession des couches qui Tentourent est parfaitement régulière. Un banc de phyllades à damourite longe Tanticlinal, décrivant la courbe représentée sur la carte.

L^attention de Tobservateur, qui considère un instant la carte, sera immédiatement fixée par le fait que si on tire une ligne à Test de Textrémité orientale de la roche de Chikis dans le comté de Lancaster, cette ligne coïncidera presque exactement avec Taxe de Tanticlinal de quartzite qui s'étend à travers la frontière des comtés de Chester et de Lancaster, près de Cambridge et forme la masse principale de la Welsh Mountain. Il n'y a pas de raison de douter que le long de cette ligne, il n'existe un axe anticlinal déprimé entre ces points, et couvert par la série du calcaire. Mais au point de vue structural ces deux affleurements de quartzite sont reliés ensemble au-dessous du calcaire, et le prolongement du même anticlinal doit ramener plus loin ce même quartzite (') à l'ouest des roches Mésozoïques.

(i) Je ferai observer que si l'existence d'une faille le long de la Susquebanna était admise, cela n'impliquerait pas nécessairement une rupture violente de toutes les couches, mais plutôt un simple déplacement de la limite des couches, tel qu'en les observe dans cette partie du pays.

Un autre faîte de quartzite, qui est moins proéminent et pas toujours distinctement marqué, se rencontre au Sud de Wrightsville.

Son affleurement^ dans la chaîne de collines de Creitz Creek, près de cette rivière, montre qu'il est replié sur luimême et forme le sommet d'un autre anticlinal , dont les ailes difficilement reconnaissables divergent à quelque distance vers le S.-O., où leur trace disparaît complètement. En théorie, il devrait donc y avoir aussi une ligne mince de quartzite au Sud du calcaire de Cabin Branch Run, qui traverse le fleuve près de Washington, dans le comté de Laricaster. Mais il m'a été impossible de constater l'existence de ce quartzite.

Ce pli synclinal devait nous montrer le quartzite sur ses deux ailes, comme dans le bassin syndinal d'York; on ne l'observe que d'un seul côté , ce qu'il y a lieu de chercher à expliquer. On peut d'abord supposer qu'une petite ligne de fissures parallèles à celles de la Vallée de Chester a été la cause du soulèvement des couches au Sud, et qu'elle a déterminé l'enlèvement du quartzite par dénudation ('). Une seconde explication est que le quartzite a pu disparaître dans cette direction avant que le calcaire ait été déposé dans cet endroit. La troisième est un corollaire de la seconde. C'est qu'ici le calcaire, comme en beaucoup d'endroits , peut avoir été déposé transgressivement sur plusieurs formations d'âges différents.

Il est intéressant d'observer l'accroissement d'épaisseur de cette formation à chaque affleurement successif de quartzite, à mesurequ'on s'avance vers le N.-O.— D'abord, il y a un affleurement très mince, formant les collines de Creitz Creek, et traversant sans doute ensuite le fleuve dans une direction N.-E, puis existant en affleurements isolés, pendant 32 kilo-

Ci) 11 faut admettre ici qu'aucune trace de cette fissure n'est visible aujourd'hui.

mètres ou dans toute retendue du comté d'York.

L'affleurement suivant forme la chaîne de collines connues sous le nom de Chikis, dans laquelle on trouve la riche mine de fer de Chestnut Hill et plusieurs autres.

Comme on Ta fait remarquer plus haut, s'il était possible de suivre ces zones sous les roches Mésozoïques et le calcaire qui les recouvrent, on trouverait sans doute qu'elles se relient avec le Primai qui a autrefois couvert la South Mountain.

Enfin, encore plus loin au N. O., cet étage est représenté à la surface de la South Mountain elle-même, dont le versant oriental porte encore des débris assez nombreux de quartzite pour attester son existence antérieure en ce point.

Dans tous les cas qui viennent d'être cités (y compris les blocs et les fragments qui couvrent les Pigeon Hills sur la frontière des comtés d'Adams et d'York), la roche est un quartzite compacte à grains très fins, formant généralement des masses épaisses à clivages bien marqués, qui souvent rendent difficile de reconnaître son inclinaison, par suite de la confusion résultant de ses nombreuses surfaces planes. Sa couleur dominante est couleur de chair ou jaune de vin, mais elle est quelquefois d'un très beau blanc.

Une analyse de la roche prise à Chikis, dans le comté de Lancaster, a montré qu'elle contenait :

Oxide silicique (Si O2) 97-^0

Oxide ferrique (Fe- O3) i . 25

Alumine (Al- O3) i.Sg

Chaux (Ca O) 0.18

Magnésie (Mg O) o.i3

ioo.o5 La matière qui forme cette roche, provient peut-être en partie des nombreuses veines de quartz qui traversent partout les schistes sous-jacents.

Un échantillon compacte dans lequel on observait quelques petit cristaux de magnétite, montrait des grains tellement cimentés ensemble, que même sous un puissant microscope, les lignes de séparation ne se distinguaient pas. On y remarquait aussi quelques petits grains de limonite à formes très déliées et très irrégulières. A la lumière polarisée, le quartzite se divise en systèmes séparés d'anneaux colorés concentriques, correspondant respectivement à des fragments de quartz distincts.

En outre du quartzite pur qui vient d'être décrit, il y a des ardoises plus ou moins chargées ou composées de quartz. Un échantillon de cette espèce a été coupé et examiné sous le microscope avec un grossissement de 460 diamètres. Il montrait une matrice claire, dans laquelle étaient empâtés des grains anguleux ainsi que d'autres grains arrondis de quartz, et en outre, deux espèces de silicates ainsi que quelques petits grains de magnétite.

Un de ces silicates est en plaques irrégulières dans la pâte incolore. Sa couleur est légèrement brun-jaunâtre ; il montrait un clivage distinct dans une direction et un clivage indistinct dans l'autre, oblique au premier. Il est dichroïque.

L'autre silicate possède un éclat vitreux et une structure granulée à forme allongée, ressemblant à une file de perles. Il a une couleur foncée brun marron et ressemble à du grenat.

Entre les Niçois croisés, on reconnaît distinctement le caractère cristallin des phyllades, qui sans cette épreuve, eussent été prises pour une roche plastique. Une analyse partielle d'une certaine quantité de cette matière qui forme la pâte montre qu'elle devait contenir : eau, 2.36 o/®; potasse, i.oSo ; soude, 0.780, et des traces de Lithine.

Il vaut mieux éviter, en de semblables cas, les hypothèses sur l'espèce du mica constituant, attendu que les caractères des micas changent dans le même spécimen, quand ils sont

soumis à des conditions externes un peu différentes.

Tout ce qu'on peut raisonnablement en conclure, c'est que ce sont les minéraux que Dana a réunis sous le nom d' « hydromicas » (*).

Les membres de la série paléozoïque se rencontrent fréquemment à rétat de quarzophyllades, dans les comtés de Chester, Philadelphie et de Montgomery. Dans ces deux derniers on les appelle roches de « Edge Hill » du nom d'une éminence où elles sont très bien exposées.

Quartette dans le comté de Chester.

On trouve le quartzite dans les environs de Kennett Square, en lits minces à surface plane, unie, il s'écrase fçicilement entre les doigts et contient une quantité notable d'argile, des flocons de mica, etc.

Le conglomérat et le grès, qui ne différent que par des modifications de texture d'une même roche, sont généralement composés de grains de quartz blanc ou jaunâtre, qui après leur désagrégation sont facilement débarrassés par l'eau de leurs impuretés, et produisent des routes d'une blancheur éblouissante. Cette condition peut être observée partout sur le côté nord de la Vallée de Chester, et sur le flanc occidental de la Montagne du Sud.

Mais la modification qui est la plus trompeuse est celle connue sous le nom de Porphyroïde. On trouve cette roche de l'âge du quarzite, dans le comté de Chester, où le porphyre Laurentien est directement recouvert par le Paléozoïque inférieur , sans l'interposition des schistes Huroniens.

(i) Ce groupe des hydro-silicates comprend les Fahiumites, les Margarodites, les Damourites et les Paragonites. Les raisons qui ont empêché l'auteur de se servir de ce terme ici se trouvent dans l'avant-propos.

M. Heinrich a déjà insisté sur les ressemblances que certaines roches clastiques sur lesquelles reposent les couches de charbon Mésozoïques du Mid Lothian , en Virginie , peuvent présenter avec les granités vrais.

Le plus souvent la présence de ce pseudo-porphyre est indiquée par une décomposition presque totale du feldspath en argile^ et ces dépôts de kaolin sont trouvés invariablement sur les bords de l'étage du Postdam quartzeux proprement dit.

C'est une observation importante que la roche, altérée par le temps, qui se rencontre au sud de la Vallée de Chester, ressemble au porphyre feldspathique ; elle présente une structure doucement ondulée très différente de celle des inclinaisons abruptes des quartzites de North Valley Hill. C'est grâce à sa faible inclinaison que cette couche recouvre la partie septentrionale de ce pays sur un si grand espace^ malgré son peu d'épaisseur.

PHYI.LADES A DAMOURITE ET CALCSCHISTES

, (Silurien inférieur).

Il y a sous les roches calcaires, et généralement en concordance apparente avec elles, une série de phyllades à mica blanc, en partie argileuses et décomposées. Ces schistes et phyllades au fur et à mesure qu'ils pénètrent dans les régions profondes, deviennent de plus en plus chloritiques ; enfin la chlorite donne sa couleur aussi bien que son nom à la plus grande partie de la formation tout entière, mais la série des chloritoschistes est séparée de ces nacrites par le quartzite.

On peut s'en persuader en aval de. Columbia en arrivant à la partie supérieure de la ville de Washington. Une ligne de faîte s'étend en cette région, des hauteurs assez escarpées situées au Nord du <i Strtckler^s Run », jusqu'à un point très rapproché du prolongement de a Chesinut Hill ». Cette similitude topographique entre la crête de Stricklers Run et celle de Chestnut Hill, qui renferment l'une et l'autre une mince bande de calcaire, semble être basée sur une similitude de relations géologiques.

Mais, tandis que l'aire dans laquelle on exploite maintenant avec succès les riches minerais de fer de .<c Chestnut Hill » est généralement une épaisse masse d'argile, parsemée de blocs de quartzite, le faîte étroit auquel il vient d'être fait allusion est simplement une masse de phyllades à damourite. plus ou moins décomposées en argile et en schistes pourris. Les principales différences entre ces deux arêtes consistent en ce que les roches de Chestnut Hill sont plus désagrégées que les roches de Strickler's Run., et en ce que les fragments de quartzite et de

minerai prédominent à Chestnut Hill ; enfin les roches de Strickler's Run sont concordantes avec la série du calcaire et intercalées dans cette série. Nous ne prétendons point donner ici une définition par exclusion y ce qui ne semble pas facile, mais simplement une définition par les caractères les plus tranchés -, car le calcaire se rencontre près du bord septentrional des roches de Chikis, quand le quartzite n'est plus visible, à 0.8 kilomètre environ à TEst de l'embouchure de la rivière de Chikiswalunga. D'autre part, de minces lits de minerai de fer ont été découverts dans les carrières de phyllades entre Columbia et Washington. Nous avons mentionné ailleurs que ces phyllades inférieures étaient les matériaux dont les débris Ont servi à la formation du bord Sud du bassin de grès mésozoïque. Dans quelques cas, la formation a été si régulièrement composée de petits débris étalés et empilés les uns sur les autres, qu'on pourrait prendre cette formation détritique pour une masse de couches surchargées et Brisées par une pression exercée sur placd^ après consolidation des phyllades calcaires inférieures.

Une de ces erreurs classiques qui s'enracinent dans le monde savant, y deviennent séculaires et n'en sont arrachées qu'à grand'peine, a été faite ici par Rogers et les anciens géologues. Après une inspection assez superficielle, ils ont cru que ces roches que nous décrivons renfermaient du talc -, tout géologue ayant l'occasion d'en parler, les désigne comme des schistes talqueux ou talcschistes ; cependant plusieurs savants ont démontré que ces schistes ne contenaient que des traces insignifiantes de magnésie.

Il y a deux raisons pour les confondre avec les schistes magnésifères. La première, c'est qu'il n'y a pas de démarcation définitive entre les chlorites riches en magnésie et ces phyllades auxquelles manque cette base ; de plus^ il n'a pas été possible de préciser un horizon quelconque, comme étant celui

des schistes chloritiqués. La seconde, c'est que les caractéristiques physiques de ces deux séries se ressemblent d'une manière frappante.

Limonites et Phyllades avec damourite.

On peut dire d'une manière générale, que le district qui renferme la zone médiane de limonite du comté d'York s'étend, d'une part, de la rivière de Susquehanna au Nord- Est, jusqu'à la limite du Maryland au-dessous de Littlestown, sur une distance de (64 kilomètres) Sud-Ouest, et d'autre part, du bord du grès rouge au Nord-Ouest, jusqu'à ce Cabin Branch Run », sur la rivière, jusqu'à la station de Shrewsbury sur le (Northen Central railroad).

Le plus grand nombre des minerais riches se trouve dans l'aire coloriée sur les anciennes cartes comme faisant partie du calcaire « auroral » de Rogers, ou N® IL Cependant ils ne paraissent pas appartenir au calcaire, mais aux ph341ades sur lesquelles ils reposent.

Les couches ne conservent pas la même direction dans toute la longueur du comté ; mais comme pour toutes les formations de cette partie du pays, la direction s'infléchit vers le Sud au voisinage du Maryland, et vers l'Est près de la Susquehanna.

La première question qui appela mon attention, fut l'étude de la concordance ou la discordance entre les phyllades et le calcaire : Y a-t-il véritablement lieu de les considérer comme discordants, et Rogers se trompait-il en mettant les limonites dans son « Auroral » alors qu'elles appartiennent aux phyllades? Si le contraire est vrai, Rogers devait considérer les schistes comme partie supérieure de son « Primai ». Plusieurs coupes ont été étudiées par l'auteur

avec des résultats peu satisfaisants à Tégard de cette question. Quatre coupes sur dix ont laissé soupçonner une légère discordance, sans la proclamer cependant. Cinq autres étaient neutres. La coupe qu'on a construite avec le plus grand soin donne, comme inclinaison maximum du quartzite S. 20® E. — 4Î)<* et pour Tinclinaison immédiatement consécutive des phyllades superposées S. — 46". D'ailleurs, les couches supérieures de ces phyllades donnent S. i5<»E. — 65", et pour l'inclinaison immédiatement consécutive dans le cal Caire S. io<» E. — So". Il est vrai que, pour le premier de ces contacts, il y a une différence de 20® dans la direction de rincb'naison, entre les affleurements des deux formations qui sont les plus rapprochées, mais immédiatement consécutives dans les phyllades S. lo" Est, ce qui dénote une courbure locale, très forte, dans la ligne d'orientation, circonstance qui prévaut presque universellement dans cette région. Datas le second cas, il y a une différence de 5® dans l'orientation et aussi de ^^ dans Tangle du plongement. Ni l'un ni l'autre de ces faits considérés isolément, ni tous les deux ensemble ne justifieraient l'hypothèse d'une discordance dans une région dont les roches sont partout dérangées et où leurs lignes d'orientation refoulées décrivent les plis.

Quant aux conglomérats calcaires représentés par un calcaire bleu (calcaire d'York) à galets de calcaire cristallin blanc plus ancien, on peut y observer des traces de discordance en une localité où l'incl. passe de S. 10** E. — 55° à S. lo** E. — 8o*. Cette localité se trouve à 3oo mètres au Sud du contact avec les phyllades. (au Nord de Wrightsville). Mais le retour immédiat à S. 10* E — 55<^, et d'autres faits relatifs à cette hypothèse ont fait repousser cette interprétation stratigraphique.

A la limite méridionale de la masse principale du calcaire d'York, le manque de concordance entre ce calcaire et les

phyllades n'est pas en contradiction avec les faits observés sur le terrain.

Une interprétation naturelle de cette irrégularité de contact entre le calcaire et les phyllades, serait fournie par l'existence d'une longue faille s'étendant depuis la rencontre du grès Mésozoïque, du calcaire et des phyllades anciennes au-dessous de Littlestown, au moins jusqu'au fleuve de la Susquchanna, en aval Je Wrightsville dans le comté d'York. Une preuve à Tappui de cette hypothèse est la rectitude très remarquable de la ligne de contact, et le changement invariable de plongement qui s'y rattache, à la limite méridionale du calcaire et des phyllades.

En tirant une ligne E. 29*" N. de l'extrémité sud de Littlestown, pour une distance de 46 kilomètres, nous passons uniformément entre les affleurements de phyllades et de calcaire. Cette ligne est régulière, droite, et située presque complètement dans une zone étroite, où Von n'a pas pu observer de plongemeut, ni discerner aucun affleurement de roche, bien que cela soit facile au nord et au sud de cette ligne.

Il semble nécessaire d'admettre l'existence de cette faille pour rendre compte des phénomènes que Ton observe dans la coupe le long de la Susquehanna, et aussi pour rendre compte de la rectitude de la longue ligne suivant laquelle le contact est discordant. Quant à la discordance elle-même des deux formations, elle semble être établie ici indépendamment de l'existence de failles.

La plus grande portion des roches du comté d'York consiste en phyllades et en schistes qui ordinairement sont très inclinés-, ils entourent de très près le bassin calcaire et présentent de nombreuses variations entre leurs affleurements extrêmes sud-est et la base de la South Mountain.

Dans la carrière qui se trouve à près de 800 mètres au nord du pont de Columbia, il existe un conglomérat consis-

— gîtant en un calcaire bleu , à galets de calcaire blanc. Le calcaire affleurant entre cette carrière et le coin nord de la zone, est généralement blanc et plus terreux que la moyenne du calcaire d'York. Les galets que Ton trouve dans les conglomérats de la région sont des fragments de calcaire plus ancien. On peut citer certaines localités où des calcaires de cette nature contiennent des fragments de ces schistes en si grand nombre et de telle taille, que Taspect d'un bloc de ces roches peut faire croire qu'on a affaire à une phyllade ou à un chloritoschiste.

Un grand nombre des exploitations de la Vallée de Chester, au sud-ouest de la localité indiquée ci-dessus, sont aussi des mines de fer; le minerai est régulièrement interstratifié aux lits de calcaire.

Comme gangue, les phyllades présentent deux relations différentes avec le minerai. On le rencontre sous formes de cristaux de fer magnétique de dimensions variables, depuis les plus petites parcelles visibles sous une puissante lentille, jusqu'à des individus de quelques millimètres. On observe encore des plaques et des écailles de fer oligiste, ainsi que de la pyrite partiellement ou nullement hydroxydée. Des phyllades dures non décomposées, massives, sont plus ou moins imprégnées par solution ; c'est ce qui arrive, par exemple, dans le banc de Strickhouser, de la York Iron Company^ dans le banc de Hofacker, etc.

Le minerai se rencontre plus ordinairement sous forme de limonite, avec des quantités variables de magnétiie et de peroxyde de fer anh)^dre dans les argiles formées parla décomposition de ces schistes.

Bien que la quantité de ces deux dernières variétés et plus spécialement de la magnétite, soit très petite relativement à la quantité de limonite, aucune de ces diverses variétés n'échappera à une recherche attentive dans un bon affleurement.

Il est probable qu'on doit chercher à expliquer Torigine du minerai en partie par la ségrégation et en partie par l'altération des minéraux de fer, opérée sur place. A la première catégorie, appartiennent ces minerais vitreux, botryoïdaux et stalactitiqucs, dont les aiguilles montrent clairement la position qu'ils occupaient au cours de leur formation. Mais il se présente d'autres cas , dans lesquels des masses de minerai de forme irrégulière et d'étendue limitée, sont situées entre les lits des phyllades, et en partagent non-seulement le plongement général, mais encore les détours.

On peut admettre que les variétés micacées et magnétiques se rencontrent en plus grande proportion dans les phylhides les moins décomposées, ce qui paraît assez général. Ces phyllades qui contiennent le minerai 'semblent former l'étage sur lequel repose le calcaire d'York, tandis qu'un autre calcaire les accompagne dans leur gisement.

Le pays que nous examinons offre un grand nombre de questions difficiles. Pour nous, l'orientation des plans de clivage des phyllades et des calcaires sur la rive droite de la Susquehanna, en aval de Wrightsville, correspond d'une manière Générale à la stratification des couches. Le contact de ces phyllades avec le calcaire se montre, en coupe d'une façon intéressante, sur le chemin de fer Hauover Short Line. Ici le calcaire plonge de S. So» E. — 6(V, et les phyllades E. 3o, S. - 78".

Un autre cas de contact intéressant, est visible dans une grande carrière, sur la même route, à environ 800 mètres Ouest de Spring-Forge. Les phyllades plongent de E. 3o" S. — 620 et le calcaire est presque horizontal, s'ondulant douce-

ment dans la carrière, de Snd 10* Est, à Nord lO" Ouestavcc des plongements qui ne uépassent pas 4».

Les deux sortes de calcaire ont des différences tant physiques que chimiques. Ce sont en général des dolomies mélangées,

autant qu'on Ta observé jusqu'ici, avec un peu de fer. L'une est ordinairement bleue ou bigarrée, et distinctement laminée ou en lits, tandis que Tautrc est d'aspect plus terreux, ordinairement de couleur blanchâtre et tachetée d'oxyde de fer.

Dans la masse des schistes d'York, il y a des couches chloritiques qui affleurent souvent sous forme de roche compacte, dans laquelle les traces de lamination sont presque oblitérées -, ces chloritoschistes contiennent fréquemment de la pyrite et quelquefois de la chalcopyrite qui n'est que peu oxydée; ces affleurements chloritiques se présentent moins souvent à l'état feuilleté, injecté et tacheté de cristaux de pyrite^ avec fragments de ce minéral plus ou moins hydroxydés.

Des veines de quartz (quelques-unes d'une grande importance) coupent ces roches, et jalonnent les places où ces schistes, profondément enfouis dans le sol, sont invisibles à l'observateur. On rencontre aussi, à de fréquents intervalles, parmi ces roches, des schistes cryptocristallins argileux.

Origine des limonites ou de l'hématite brune

i' York et d'Adams,

Les minerais de fer du comté d'York, peuvent se suivre sur une longue zone, le long du bord sud du calcaire, près de Littlestown ; cette zone cependant a été longtemps négligée, probablement parce qu'elle contient une portion considérable d'oxyde de manganèse. Toutes les descriptions s'accordent à mettre les limonites au dessous du calcaire auroral. Les minerais qui sont entièrement en dehors de V Auroral ne sem- * blent pas avoir été mentionnés.

Les minerais du comté d'York sont généralement des phyllades compactes, plus ou moins parsemées de minerai

magnétique (ilménite), de fer micacé, et de pyrite; ce sont parfois des limonites testacées et fragiles, ou botryoïdales et manganiftres; quelquefois enfin ces minerais sont mélangés de beaucoup d'argile et d'autres impuretés, formant les concrétions.

Les minerais les plus recherchés et qui donnent les plus belles promesses de rendement, sont ceux des trois dernières catégories et forment les principaux étages étudiés.

Les minerais magnétiques et Toligiste qui se rencontrent dans le bord méridional du grès mésozoïque, dans les parties nord des comtés d'York et d'Adams ne sont pas énumérés ici. Le premier fait important qui concerne les minerais que nous décrivons^ c'est qu'ils ne se rencontrent jamais loin du calcaire d' « York w^ mais toujours sur ses bords; entourant ainsi le bord nord du bassin (quand ils ne sont pas recouverts par le grès rouge). Le minerai forme ainsi une ligne continue dans les affleurements ; il se trouve presque toujours dans l'argile jaunâtre et bleuâtre. De plus, non seulement chaque zone de minerai consiste en petites poches et en nids, gisant avec peu de régularité dans les phyllades décomposées qui constituent l'argile, mais dans quelques cas la zone elle-même est capricieuse et paraît cesser partout où la roche devient moins aisément décomposable.

L'origine de ce fer a été attribuée aux petits cristaux de pyrite qui indubitablement remplissent quelques horizons du grand dépôt de calcaire ; mais leur nombre, et la porosité du calcaire au voisinage de ce minerai, ne nous paraissent pas confirmer ces relations d'origine. Il semble beaucoup plus probable que le fer provenait des cristaux de pyrite des phyllades inférieures. En effets les phyllades elles-mêmes qui sont à l'abri de l'action de Teau présentent une structure poreuse, les pores étant remplis de limonite ocreuse brune ; ce fait a lieu jusqu'à une profondeur inconnue. Les phyllades semblent se trans-

former graduellement, dans une direction normale au plan des couches; elles sont chargées d'abord de minerais pseudomorphiques, complètement métasomatisées de limonitc formés sur de la pyrite mais conservant encore la forme de cette dernière ; on observe ensuite la même roche avec un noyau de pyrite ; puis la pyrite elle-même, d'abord avec un revêtement, ensuite avec une simple tache d'hydrate ferrique ; et on arrive finalement à des phyllades avec cristaux de pyrite.

Quant à Torigine du fer qui forme ces lits de limonite, nous la croyons indépendante des calcaires pyriteux; en effet Tabsence du calcaire au voisinage des grands dépôts de minerai est fréquente; si Ton admet que le calcaire contenait assez de pyrites pour expliquer Torigine du dépôt entier, rinfiltration de Teaa nécessaire pour oxyder le soufre de ces cristaux de pyrite et enlever assez de fer pour produire les lits de limonitc, crevasserait complètement et finalement ferait disparaître par soution et par frottement, les zones pyritifères du calcaire. Mais dans quelques uns des lits les plus importants de limonite, et à leur voisinage, nous trouvons au contraire que le calcaire est à peine désagrégé par Teau, et si parfois il Test, il est devenu ferrugineux, et ces eaux ferrugineuses Tont assez fortement tacheté.

En outre, l'uniformité avec laquelle ces dépôts de limonite se trouvent sur les confins du bassin et sur le bord inférieur des calcaires, prouve comme leur absence ailleurs, que leur position est en relation d'origine avec la cause de leur formation. Si ces dépôts étaient dérivés de la pyrite disséminée à travers le calcaire, on ne pourrait expliquer qu'il en soit ainsi quand les couches sont très inclinées ou verticales, si ce n'est en supposant que la solution ferrugineuse provenant du calcaire se soit frayé un chemin à travers les lits de phyllades en décomposition, dans une direction perpendiculaire à leurs plans de

clivage. Cette hypothèse, contraire à toute probabilité, ne rendrait même pas compte de l'absence d'oxyde de fer sur les bords qui restent du calcaire lui-même ; car, même si nous pouvions admettre cet écoulement des eaux à travers le lit de phyllades, nous ne pourrions expliquer pourquoi cet écoulement ne s'est pas opéré le long des plans de couches. Voici, en résumé, d'après nous, les principales objections qui s'élèvent contre l'hypothèse d'après laquelle les lits de limonite dériveraient de la pyrite disséminée dans le calcaire situé au-dessus. l° La position des lits de limonite ne semble pas en rapport avec celle de ces dépôts; le calcaire ne présente pas d'excavations proportionnées à l'effet produit ; il n'offre même pas les concrétions d'infiltrations calcaires, qui auraient dû accompagner une telle genèse. 2° On trouve des dépôts similaires dans des horizons bien au-dessous et très éloignés du calcaire.

Des faits que l'on ne peut comprendre pour la plupart, en s'appuyant sur la première hypothèse , deviennent évidents et même nécessaires dans la seconde.* Une grande partie des phyllades inférieures aux calcaires d'York sont pyritifères; l'essai suivant d'un spécimen pris à 8 kilomètres au sud-est d'York, sur le chemin de fer Peach Bottom^ en est une preuve. On a examiné une dalle de celte ardoise, de 3 1/2 pouces sur 2 1/2 pouces et 3/8 de pouces pour déterminer le nombre d'empreintes de cristaux de pyrite qu'elle contenait. A la surface de cette phyllade, surface de 3 1/2X2 1/2 — 8.76 pouces carrés, on a compté 35o de ces trous visibles à l'œil nu.

En mesurant au micromètre un grand nombre de ces trous, on a trouvé toutes les dimensions intermédiaires entre 1/6 et 1/48 de pouce. En prenant la moyenne des cubes de ces dimensions, pour le volume ou 0.0002 1 3 pouce cube d'un cristal, nous avons, dans un pouce carré 40 de ces cristaux , occupant o.oo85i pouces cubes. Dans le spécimet; examiné, qui avait 3/8 de pouce d'épaisseur, il y avait neuf couches distinc-

temcnt visibles à l'œil nu. Chaque couche avait donc 1/34 de pouce d'épaisseur; si Ton suppose seulement o.oo852 pouce cube de pyrite dans chaque pouce carre de lamelles, nous avons o.oo85o x 24 X ï^X 5 = 12.27 pouces carrés de pyrite dans chaque pouce carré do superficie et cinq pieds d'épaisseur de ces phyllades. i pouce de pyrite pèse 1 26. i grains. Dans l'épaisseur et la superficie susdites de ces phyllades il y a donc 1547.25 grains, ou 222.803.57 grains = 3 1.81 livres avoirdupois par chaque pouce carré de la même épaisseur. Cela nous donnerait, pour chaque mille d'affleurement et 1000 pieds suivant l'inclinaison , la somme énorme de 168.009.600 livres = 75.004 tonnes de 2.240 livres. Cela correspond à 2.874.84G kilogrammes de pyrite pour i kilomètre d'affleurement, i hectomètre suivant l'inclinaison et 1 mètre d'épaisseur. Quant au fer métallique de cette masse de phyllades de i mille de longueur et de 5 pieds d'épaisseur, il pèserait 47729.7 tonnes, et si l'on supposait qu'il fût oxydé, l'oxyde anhydre pèserait 681 85.2 tonnes. A l'état de limonite^ il pèserait 79691.5 tonnes.

Supposons que 1/4 de cette masse soit entraîné dans le sol par les eaux et qu'il en reste 3/4, à l'état d'ocre de fer terreuse , dans les trous primitivement remplis par la pyrite dans les phyllades encore en place, n'ayant subi qu'une décomposition partielle et voisines du minerai ; chaque affleurement de ces phyllades, d'un mille de longueur et d'un pied d'épaisseur aurait alors contribué au dépôt pour 20 tonnes environ. Mais la masse entière des roches qui se trouvaient primitivement au-dessus de la surface actuelle a été entraînée par les eaux et avec cette masse ont été entraînés les 47730 tonnes de fer métallique, ou les 79.691 tonnes de limonite (si tout ce fer était hydroxydé) par 1 000 pieds de pente, cinq pieds d'épaisseur et un mille d'affleurement. Si l'on ajoute ce

nombre à la quantité plus petite fournie parles phyllades de la

surface, cela fournit un total de 79.7» i tonnes de limonite par mille, qui ont été graduellement transportées dans la profondeur du sol et disséminées parmi les argiles. Mais ces phyllades ont une très grande épaisseur, au moins 100 fois celle que nous avons supposée. En admettant donc toutes les pertes possibles par transport dans la mer, et par solutions de continuité des lits d'argile à de grandes profondeurs au-dessous du sol, ainsi que par combinaison avec les silicates pour former des sels doubles, nous aurons encore plus qu'il ne nous faudra pour rendre compte des bancs de minerai les plus épais.

Dans la vallée de Dunkards, à un mille à Test de Logansville, il y a une roche que Ton peut à peine distinguer des schistes environnants, mais qui contient 78. 1 5 pour cent de matière soluble , dont les 62.32 pour cent environ, sont du carbonate de calcium et à peu près 6.25 pour cent de carbonate |de ^magnésium. Le dernier rapport du premier service mentionne un gisement semblable de calcaire sur le Schuylkill.

Rogcrs s'exprimait comme suit relativement aux anciens dépôts de limonite du comté de Lancastcr (') : « Ici se pose une question intéressante ; Quel peut avoir été Tétat atmosphérique qui a produit la remarquable infiltration, par laquelle une si grande quantité de minerai a été entraînée hors de ces bancs ferrugineux ? Etait-ce une pluie tiède chargée d'acide carbonique à une période paléozoïque primitive ? Ou bien une longue filtration des eaux superficielles comme celles qui imbibent maintenant la terre? Faut-il au contraire soupçonner une action de la vapeur interne sortant à travers les crevasses des diverses couches à une période de mouvement et de perturbation de la croûte terrestre. J'incline du côté de la première conjecture. »

Le D' Hunt (*), dans son essai sur les dépôts métallifères,

(1) Rogers, T. i, p. i83.

(2) D' Hunt, T. XII, Chemical und Geological Essaya, Boston, ib75, p. 229.

dît : « On m'a demandé où étaient les traces de la matière organique, nécessaire pour produire les vastes lits de minerai de fer, trouvés dans les anciennes roches cristallines. Je réponds que dans la plupart des cas, la matière organique a été entièrement consommée pour produire ces grands résultats, et que c'est la grande proportion de fer disséminé dans les terres et dans les eaux de ces temps primitifs, qui non-seulement a rendu possible l'accumulation de si grands lits de minerai, mais a oxydé et détruit la matière organique existant à des âges reculés dans les charbons, les lignites, les schistes bitumineux et les bitumes. Cependant une partie du carbone subsiste encore sous forme de graphite, etc.

Quant au persulfure de fer ou à la pyrite, M. S. Hunt en attribue la formation à l'action désoxydante que les matières organiques en décomposition, en dehors du contact de l'air, exerceraient sur le sulfate soluble de chaux et de magnésie ; en présence de l'acide carbonique, elles donneraient alors naissance à de l'hydrogène sulfuré. Ce dernier (ou un sulfure soluble) précipite du sulfure de fer, lequel, dans certaines conditions qui ne sont pas encore bien comprises, contient deux équivalents de soufre pour un de fer^ et constitue des pyrites de fer. Il ajoute qu'il a observé que le protosulfure de fer, en présence d'un sel de fer au maximum, perd la moitié de son fer, le reste étant converti en persulfure.

Il y a, d'après nous, une interprétation possible de cette concentration delalimonitesur le bord de Taffleurement calcaire. Par Toxydation des pyrites des phyllades, il se serait produit un équivalent d'acide sulfurique, en plus de celui qui est nécessaire pour former du sulfate ferrique. Cette molécule d'acide sulfurique libre, passant sous le mica et les chloritoschistes aurait dissous une partie de leurs alcalis et particulièrement la soude. Dans les lits inférieurs d'argile, cette solution de sulfate de soude s'est mélangée avec la solution de bicarbonate de

— lOO —

chaux, produite par récoulemcnt des eaux de pluie à travers le calcaire, en donnant naissance à du bicarbonate de soude et à du sulfate de chaux. Ce bicarbonate de chaux, réagissant sur le sulfate d'oxydule de fer, a précipité du carbonate hydroferreux^qui paroxydation^ a été rapidement transformé en hydrate ferrique, tandis que le sulfate d'oxyde de fer a été immédiatement précipité à Tétat d"hydrate d'oxyde. Ce n'est là, répétons-le, qu'une des nombreuses explications que Ton peut imaginer pour rendre compte de ce fait observé, que les dépôts de limonite , dans cette région, sont plus fréquents et plus étendus au voisinage des dépôts de calcaire que partout ailleurs. Bien que les dissolutions produites dans ces bassins puissent favoriser le dépôt de ce minerai, elles ne sont pas toujours nécessaires à sa formation.

Une preuve du fait que de grands dépôts de limonite peuvent être indépendants de l'influence du calcaire, c'est l'existence de dépôts de ce genre dans des régions éloignées de ce calcaire. Il y en a beaucoup d'exemples dans les comtés d'York et d'Adams. En réalité, il y a très peu de bancs de minerai du comté d'York qui puissent accuser une relation étroite avec la partie caractéristique, c'est-à-dire calcaire, de la série « Aurorale. » Mais, en supposant que la présence du calcaire ait été une condition importante, sinon nécessaire, de la production de ces limonites, nous sommes forcés de supposer que ces dernières ont été les résultats d'une séparation, et l'existence des argiles devient ainsi nécessaire.

On découvre des argiles qui contiennent du fer, dans tous les produits de décomposition, depuis les phyllades compactes et les chloritoschistes de la mine d'Hofacker et de la mine de Strickhouser, jusqu'aux phyllades décomposées, mais douées encore de cohésion, si communes le long de la base de la South Mountain. On trouve aussi l'argile en masses complètement désagrégées, plastiques, adhérentes, de couleurs

bigarrées. En comparant les produits de décomposition des deux dernières catégories de couches, on ne peut méconnaître la constance des caractères du minerai suivant les sinuosités des lits de ph}'^llades. On peut quelquefois reconnaître, par un examen attentif des plans ou strates de même composition que les plissements du minerai sont dûs à la même cause générale. La théorie d'après laquelle nombre de ces limonites se seraient formées par l'altération sur place, de divers minerais de fer, théorie avancée par G. U. Stepard il y a plusieurs années, doit être prise en considération, lorsque Ton recherche les causes qui ont produit ces limonites (').

Caractères mincralogiques et chimiques.

Dans sa coupe le long de la Susquehanna, Rogers imagine que les schistes métamorphiques du « Primai » cèdent la place, au Sud de Wrightsville, au calcaire « Auroral » renfermant des chiites talqueux avec quarz libre ? Ces schistes généralement appelés talcschistes, dans l'Amérique du Nord, sont d'une couleur grise, brune ou bleuâtre *, ils montrent, au microscope, un grand nombre de petites écailles étincelantes et ordinairement courbées.

Parfois ces écailles sont assez grandes pour prêter à la roche même un caractère grossièrement schisteux. On éprouve au toucher l'impression que produirait une substance onctueuse. L'éclat ressemble à celui de la nacre.

Un échantillon (contenant peut-être un peu plus de fer que la vraie moyenne) a été envoyé par nous au D' Genth, qui a fait une analyse dont voici le résultat :

(i) M. le D' R. M. Jakson avait dit-on. publié en substance les mêmes vues en 1838.

Si O2 53,00