CHAPITRE n

EXPLICATIONS GEOLOGIQUES.

5 I. — CcnsidéroHons généraki.

Les terrains dans lesquels les gisements de cuivre natif sont dignes d'être exploités ont été désignés par les géologues américains sous le nom de trapps, et sont considérés par eux comme étant d'origine ignée. Dans mon premier mémoire^ j'ai fait connaître quelques-uns des.doutes que l'examen des terrains m'avait fait concevoir au sujet de leur origine éruptive. Mes doutes ont été pleinement confirmés par un second voyage^ et je suis maintenant bien convaincu que l'aspect singulier que présentent les couches trappéennes sont dues à une action métamorphique très-violente. Mon opinion est fondée sur l'aspect des roches et sur la disposition qu'elles présentent les unes par rapport aux autres.

Pour mieux faire comprendre mes raisons, il m'est indispensable de revenir brièvement sur la disposition géologique, indiquée déjà bien en détail dans mon premier mémoire. La carte géologique du Canada, exposée par M. Logan en 1855, et l'explication qu'il en a publiée, font parfaitement comprendre la relation qui existe entre les terrains métallifères du lac Supérieur et les formations géologiques du Canada; l'intérêt que cette relation présente est assez grand pour que je consacre quelques pages à rappeler les faits principaux énoncés par M. Logan.

Canada. — Ses études ont porté sur les rives septentrionale et orientale du lac Supérieur (appartenant à l'Angleterre), sur les côtes du lac Hurpn et du lac Ontario, et sur les terrains qui bordent le ^aint-Laurent jusqu'à la mer.

Le système le plus ancien est désigné par M. Logan sous le nom de laurentien; il a été observé sur les bords du lac Supérieur et s'étend vers le Sud-

Est jusqu'au lac Ontario, et ensuite sur la rive Nord du Saint-Laurent jusqu'à la mer.

Il comprend une assez grande variété de roches, qui toutes possèdent le caractère métamorphique; ce sont principalement :

Des gneiss, des micaschistes, des schistes amphiholiques;

Des roches feldspathiques, à grains fins ou porphyroîdes, composées de labrador, d'andésine ou d'anorthite, avec hypersthène et fer titane;

Des calcaires saccharoîdes en couches minces, séparées par des strates de qu'artzite ou par des conglomérats à pâte dolomitique ; des roches pyroxéniques associées aux calcaires et qui paraissent provenir du métamorphisme de calcaires siliceux : l'action métamorphique a été assez violente pour faire acquérir aux calcaires une fluidité presque complète;

Des granités, des syénites et des diorites, en masses très-importantes, qui semblent avoir traversé et bouleversé les terrains précédemment énoncés.

Cette formation contient d'énormes dépôts de minerais de fer, fer oligiste et fer oxydulé, qui sont presque toujours dans les schistes altérés et au contact ou dans le voisinage du granité. Les calcaires cristallins renferment une très-grande variété de minéraux : du phosphate de chaux, du mica, du fer titane, du graphite, du spath calcaire, de la baryte sulfatée, de la galène, de la blende, des minerais de cyivre et même de nickel et de cobalt, presque toujours disposés en veinules ou en veines.

En remontant l'échelle des terrains, M. Logan apu reconnaître au-dessus du système laurentien les formations suivantes :

Système cambrien. — 1* Le système cambrien ou huronien, qui forme la côte orientale du lac Huron et se retrouve aussi au lac Supérieur, reposant en stratification discordante sur les schistes du système laurentien. M. Logan le considère encore comme inférieur aux terrains fossilifères. Il est composé de schistes bleuâtres, avec des couches de silex corné ; de bancs calcaires dont les fentes sont remplies par des anthracites. Ces roches sont recouvertes au , lac Supérieur par des trapps, des grès et des conglomérats, et sont traversées par des diorites et des dykes de trapp.

Au lac Huron, oh trouve encore les grès et les conglomérats, une couche calcaire et de grandes masses de diorites intercalées. M. Logan distingue deux systèmes de dykes de diorite et un troisième de granité.

Il a reconnu, en outre, d'autres systèmes de fentes et les filons métalliques qui ont été produits par un bouleversement plus récent. Les filons contiennent du cuivre et de l'argent à l'état natif, des minerais de cuivre et de nickel.

STsiàME SILURIEN. — 2® Le terrain silurien, dont l'ensemble est trè&-complexe et qui' est bien développé dans la partie occidentale du Canada. Les

couches inférieures renfermant plusieurs espèces de fossiles reconnues en Amérique comme caractérisant la partie inférieure du système silurien. M. Logan distingue les divisions suivantes (en commençant par les couches les plus anciennes) :

a. Les grès rouges, hlancs et bariolés, très-développés sur les côtes méridionales du lac Supérieur ; les couches les plus élevées sont à pâte calcaire et d'une couleur presque blanche. Cette formation de grès a une puissance assez variable, mais qui ne dépasse pas 100 mètres; elle est désignée sous le nom de grès de Potsdam.

Ces grès sont surmontés par des grès très-chargés de calcaires et qui forment, pour ainsi dire, le passage entre les grès de Potsdam et le groupe calcaire qui le recouvre. Les grès calcifères ont une puissance inférieure k 80 mètres et ne contiennent pas de fossiles.

b. Le groupe calcaire de Ghazy, Birdseye, Black-River, Trenton, qui a son principal développement du côté de Montréal ; là sa puissance atteint 400 mètres, et on peut distinguer assez nettement les quatre divisions auxquelles on a donné des noms différents. Vers l'Ouest, le groupe calcaire est moins développé et les divisions sont moins distinctes. Dans toute son étendue il présente des fossiles caractéristiques et des coprolithes, qui permettent jusqu'à un certain point de reconnaître les divisions. •

e. Le groupe schisteux; à la base sont les schistes noirs d'Utica, dont la puissance ne dépasse pas 30 mètres. Ils sont surmontés par des schistes gris et bleuâtres, alternant avec des couches minces de grès et de calcaires. L'épaisseur de cette formation va en diminuant vers l'Ouest. Elle n'est plus que de 60 mètres sur les bords du lac Huron, tandis qu'elle atteint 500 mètres dans le Bas-Canada.

d. Le terrain silurien supérieur, dont la base est formée par les grès rouges de Médina, argileux vers les couches les plus élevées. Au-dessus sont des schistes et des calcaires, dont l'ensemble porte le nom de groupe de Clinton,

e. Les calcaires bitumineux du Niagara, qui leur sont superposés, ont une puissance de 70 mètres environ et contiennent un très-grand nombre de minéraux, tels que la blende et la galène disséminées en mouches, la baryte sulfatée et l'anhydrite, qui se présentent sous forme de nids et qui servent à faire les petits objets taillés au couteau qu'on vend fort cher aux chutes du Niagara.

f. Au-dessus on distingue comme appartenant encore au système silurien supérieur : des schistes et des calcaires renfermant du gypse, le groupe salifère d'Onondaga et les calcaires à Pentamerus qui terminent la formation silurienne.

Terrain dévonien. — Le terrain dévonien commence encore par des grès.

auxquels succèdent des calcaires^ et dont Tensemble a reçu le nom de série supérieure de Helderberg.

Au-dessus des calcaires^ on trouve des schistes noirs et gris désignés sous le nom de groupe d*Hamilton, puis des grès rouges qui répondent au rieux grès rouge des Anglais, et enfin des schistes.

Tbhbàin houiller. — Au terrain dévonien est superposée la formation houillère, bien plus développée dans la presqu'tle de Michigan et dans les États de TUnion qu'au Canada.

Carte de M. Logân. — La carte géologique du Canada, par M. Logan, comprend une partie des contrées voisines, notamment la presqu'île de Michigan et les côtes méridionales du lac Supérieur. Elle permet de reconnaître d'un seul coup d'œil la disposition très-remarquable des différents terrains en bassins concentriques, dont la régularité n'est interrompue que par les deux lacs Huron et Michigan.

En étudiant cette carte avec attention, on peut aussi se convaincre que la formation trappéenne du lac Supérieur s'étend sur une immense surface, depuis les régions encore inexplorées à l'Ouest du lac Supérieur jusque dans les parties orientales du Canada. Elle conserve partout la même position au contact des micaschistes, des gneiss ou des granités, la même relation avec les terrains évidemment stratifiés.

Le terrain houiller forme au centre de la presqu'île de Michigan un bassin presque circulaire qui avance jusqu'aux bords de la baie de Saginaw.

H renferme de la houille que l'on commence à exploiter et même à transporter à quelque distance, dans les nouveaux établissements : le charbon est de qualité médiocre, mais on n'a encore attaqué que les afïleurements, et l'on doit attendre un plus grand développement dans les travaux avant de juger la qualité.

Tout autour du bassin houiller affleurent : le calcaire carbonifère, et an delà le terrain dévonien, en stratification concordante, au moins dans les parties explorées jusqu'à présent; le groupe d'Helderberg ne peut se voir qu'au Nord et au Sud; il disparaît à l'Est et à l'Ouest sous les eaux du lac Huron et du lac Michigan : on le retrouve au Nord du lac Ontario.

Le terrain silurien entoure égaleiçent la formation dévonienne, à l'Ouest, au Nord et à l'Est; de ce côté il s'avance vers l'Est, au Nord du lac Ontario et du Saint-Laurent. Il est représenté par le gypse d'Ononda^, par le calcaire du Niagara et par les grès.

Cette série de bassins emboîtés les uns dans les autres se continue au Nord et à l'Ouest, probablement même à l'Est par le terrain silurien inférieur et par les trapps. Sur la rive méridionale du lac Supérieur, il est bouleversé, et moulé, pour ainsi dire, sur le granité, qui s'étend depuis Marquette jusque dans

r£tat de Wisconsin. An contact immédiat^ et je devrais dire apparent, avec le granité, se trouvent les roches évidemment métamorphiques, les micaschistes, les schistes amphiboliques très-analognes aux trapps, les qnartzites et les jaspes. À une certaine distance et au-dessus sont les trapps, les conglomérats et les grès, dont la disposition stratifiée est bien évidente.

Au lac Supérieur, au moins sur la rive américaine, il n'est pas possible de séparer les trapps des autres roches siluriennes, car ils s'étendent en couches nettement stratifiées, aussi loin que les explorations ont été faites, contournant le terrain dévonien, auquel ils sont évidemment inférieurs. Dans le Canada, sur la rive Nord du Saint-Laurent, ils occupent la môme position, et on les retrouve, d'après les explorations du célèbre docteur Kane, sur la côte occidentale du Groenland. Us sont tellement liés avec les roches métamorphiques rapportées par M. Logan au terrain cambrien, qu'il n'est pas possible d'en faire la séparation. Ils apparaissent comme le dernier terme de l'action métamorphique, manifeste au contact du granité, et dont peut-être le granité lui-même n'est que l'expression la plus développée.

L'observation faite par M. Logan de la superposition du terrain de schistes et trapps en stratification discordante sur le système cambrien, me parait pouvoir être expliquée par les bouleversements dus au voisinage du granité. La discussion m'est interdite sur ce point, puisque je n'ai pas parcouru les contrées dans lesquelles M. Logan a fait ses explorations.

La partie américaine du lac Supérieur paraît, du reste, différer notablement des possessions anglaises ; M. Logan signale au Canada des dykes de trapp et de diorite, dont il m'a été impossible de découvrir l'existence à la pointe de Keweenaw, auprès du Portage lake et dans l'Ontonagon.

Description géologique du lac Supéhieub. — Dans le second voyage que je viens de faire au lac Sapérienr, je n'ai dû m'arrôter que très-peu d'instants dans la région des minerais de fer; j'ai pu seulement constater la nature des terrains métamorphiques, et reconnaître la présence du trapp passant aux schistes métamorphiques bien caractérisés. J'ai, au contraire, consacré un temps suffisant à l'étude de la région cuprifère^ j'ai parcouru à pied toute la pointe de Keweenaw, en la traversant dans tous les sens; j'ai visité les environs du Portage lake, et presque toutes les minessxploitées dans l'Ontonagon.

Je pense donc être en mesure, avec les études faites pour mon premier voyage, d'émettre une opinion motivée sur la constitution géologique de cette partie du lac Supérieur. Pour les détails que je vais donner sur la géologie et sur les mines, je dois renvoyer aux cartes jouîtes à mon premier mémoire.

J'ai déjà fait connaître la disposition des roches différentes; aussi je n'aurai

besoin que d'un rapide abrégé pour les rappeler. Les roches principales reucontrées jusqu'ici au lac Supérieur sous les alluvions sont :

Les grès blancs, bariolés et rouges ;

Lès conglomérats;

Les trapps ;

Les roches évidemment métamorphiques, et le granité.

§ n. — Disposition des grés,

Les grès se présentent sur la rive méridionale du lac Supérieur en trois bandes séparées, dirigées de l'Est à l'Ouest, ou du Nord-Est au Sud-Ouest.

La première s'étend depuis le Saut Sainte-Marie jusque bien loin vers l'Ouest dans l'État de Wisconsin.

La seconde est comprise entre le massif granitique et les trapps de la Pointe de Kèweenaw;

La troisième est superposée aux conglomérats, et forme le rivage du lac, au Nord de la formation trappéenne.

Partout les grès offrent les mêmes caractères et la même disposition en couches peu puissantes ; vers la partie supérieure de la formation ils sont blancs et à pâte calcaire; Us sont bariolés, blancs et rouges dans la partie moyenne, et rouges plus ou moins violacés vers la partie inférieure.

Pbemiâre bande de grès. — La première bande de grès n'a été que partiellement explorée; elle ne renferme aucun métal exploitable.

La partie la mieux connue est celle voisine du rivage depuis Saut Sainte- Marie jusqu'à Marquette. A Grand-Isîatid et aux Pidwred-Eocks, les grès se présentent en falaises élevées, découpées par des dentelures pittoresques, sur lesquelles les couches se marquent en lignes presque lv)rizontaIes. A l'Est, ils sont recouvefts par les alluvions; à l'Ouest, ils viennent s'appuyer sur le massif des roches granitiques et métamorphiques.

Les couches plongent dans leur ensemble vers le Sud, et s'enfoncent sous les terrains plus modernes. A l'Ouest de Marquette, la relation du grès avec le granité est encore un peu incertaine : auprès du rivage, on distingue parfaitement les grès brisés et disloqués au contact du granité et des micaschistes ; le, même bouleversement a été constaté dans l'intérieur par plusieurs habitants du pays; mais je n'ai pas eu l'occasion d'explorer moi-même la ligne de contact du ^ès avec le massif métaniorphique : ce n'est donc qu'aveq une certaine réserve que je peux énoncer que les grès sont brisés et bouleversés au contact du granité et des roches subordonnées.

Les relations du grès arec le massif granitique seront parfaitement déterminées par les travaux du chemin de fer projeté.

Du reste^ il est difficile de ne pas admettre Tidentité des grès dans les trois bandes indiquées précédemment, et alors il est évident que les granités avec les roches métamorphiques n'ont pu arriver au jour qu'en brisant les grès ; par suite^ la ligne de contact de ces roches différentes doit présenter de grands bouleversements.

Seconde bande de grès. — La seconde bande de grès s'étend depuis le rivage de la Pointe de Keweenaw jusqu'à la Black-River, à une certaine distance à l'Ouest du lac Agogebic, dans la direction du Nord-Est au Sud-Ouest. Les couches sont presque horizontales, ou du moins ne présentent que de 'aibles ondulations dans toute la partie médiane : vers le Sud, au contact du granité on n'a pas nettement constaté si les couches plongent vers le Nord et sont réellement soulevées sur toute l'étendue de la ligne de séparation.

Les dislocations du grès au contact du granité, bien nettes auprès du rivage, suffisent pour démontrer que le grès ne s'est pas déposé tranquillement sur le granité; elles viennent corroborer l'opinion que j'ai émise précédemment que le massif granitique s'est fait jour au travers des grès; la direction générale de la fracture est du Nord-Est au Sud-Ouest, autant du moins que les explorations incomplètes, faites jusqu'à présent, permettent de le présumer.

Vers le Nord, au contact des trapps, les couches de grès présentent des dispositions très-diverses : la ligne de démarcation des deux roches est prèsqu'au niveau du lac la Belle, à l'Est, tandis qu'à l'Ouest, du côté de la mine Falton, au lac Portage et dans la contrée d'Ontonagon on les voit presque partout sur les plateaux élevés.

Auprès du lac la Belle, et dans tous les points oh les grès s'élèvent très-peu an-dessus du lac, leurs couches plongent vers le Sud sous un angle assez grand ; mais la partie ainsi inclinée ne s'étend qu'à une faible distance des trapps; elle offre des dislocations très-grandes, qui démontrent la violence de l'action qui a fait sortir la masse trappéenne à travers les grès.

Au contraire, dans les parties de la contrée oh les grès s'élèvent jusqu'aux sommets des montagnes, l'inclinaison des couches vers le Sud se continue sur une grande distance, et les grès sont beaucoup moins brisés.

A l'Ouest, le grès se termine en pointe à la réunion du massif métamorphique avec les trapps : cette partie présente un très-grand intérêt, non-seulement par l'étude des dislocations que les grès ont dû subir, mais encore et principalement par le contact des trapps avec les roches évidemment métamorphiques. C'est là qu'on pourra le plus sûrement distinguer la relation qui existe entre ces roches. Je dirai bientôt qu'on a trouvé l'année dernière, à une certaine distance de Marquette, des roches trappéeones analogues à celles

de la Pointe de Keweeuaw, contenant comme elles du enivre natif en filons, passant aux schistes évidemment métamorphiques.

Il est donc probable qu'on pourra constater à TOuest de la Black-River le passage gradué des roches trappéennes aux schistes.

Alors se trouvera nettement démontrée l'opinion que j'ai émise dès mon premier voyage^ que les trapps de la Pointe de Keweenaw ne sont pas éruptifs, mais bien des roches métamorphiques.

Jusqu'à présent, cette partie de la contrée n'a pu être convenablement étudiée, en raison de la distance aux établissements.

Troisième bande de grâs. — La dernière bande de grès s'étend avec une puissance variable sur le rivage du lac, depuis Ëagle-Ri ver jusqu'à Fond-du- Lac; elle est en grande partie recouverte par des alluvions qui ne permettent de reconnaître la disposition des couches qu'en un petit nombre de points. On a constaté que les grès sont d'un rouge violacé au contact des conglomérats, avec lesquels ils présentent plusieurs alternances : à une certaine distance des conglomérats les grès sont bariolés comme à Grand-Island et aux Pictured-Rocks ; la partie supérieure de la formation présente les grès presque blancs et à pâte calcaire : on ne peut donc pas mettre en doute un senl instant l'identité des grès de cette zone avec ceux observés plus au Sud, identité extrêmement importante à signaler.

Les couches de grès reposent partout en stratification concordante sur les conglomérats; elles plongent vers le Nord-Ouest sous un angle un peu variable, plus grand dans la contrée d'Ontonagon qu'à la Pointe de Keweenaw. L'angle d'inclinaison est d'autant moindre qu'on l'observe à une plus grande distance de la formation trappéenne : vers le Nord, à l'île Royale, les grès reparaissent dans une position symétrique, plongeant vers le Sud-Est, et reposant de même en stratification concordante sur les conglomérats, et ceux-ci sur les trapps. On peut conclure de là, avec certitude, que les grès, les conglomérats et les trapps forment sous les eaux du lac un fond de bateau d'une très-grande étendue.

Fbacturb dans les gras. — L'identité des grès dans les trois bandes dont je viens de parler, les dispositions des couches au contact du massif granitique et métamorphique, au contact des roches trappéennes et des conglomérats, me paraissent ne pouvoir être expliquées que par l'hypothèse de deux grandes fractures à peu près parallèles et dirigées, au moins sur une partie de leur étendue, du Nord-Est au Siid-Ouest.

Par la fracture faite le plus au Sud, sont venus au jour les granités, et les roches évidemment métamorphiques dans lesquelles on exploite maintenant les minerais de fer anx environs de Marquette. La seconde a livré passage aux

roches trappéennes et aux conglomérats^ qui s'étendent de la Pointe de Keweenaw jusque bien loin vers le Sud-Ouest,

Pour cette dernière, j'aurai à revenir bientôt sur la grande différence que présentent les grès au Nord et au Sud : au Nord, ils semblent soulevés trèsrégulièrement, et en même temps que les conglomérats et les trapps; tandis que vers le Sud la séparation du grès et des trapps présente de grandes irrégularités.

§ m. ^ Des conglomérats et des trapps.

Les conglomérats et principalement les trapps sont bien mieux explorés que les grès. Les nombreuses recherches de cuivre natif ont été faites dès le principe dans ces deux terrains, et les résultats obtenus, nuls ou négatifs pour la plupart des compagnies qui ont entrepris les travaux, ont au moins eu l'avantage de faire connaître assez exactement la disposition des deux terrains. On a reconnu bien vitequ« les conglomérats ne renfermaient pas de gisements exploitables, et les explorations ont été principalement faites dans le trapp. Je pense qu'il est maintenant bien démontré que les filons contenant du cuivre natif traversent les conglomérats et les grès, et peuvent contenir, dans ces deux roches, une certaine proportion de métal ; mais que le trapp est le terrain métallifère par excellence, la roche dans laquelle on peut espérer rencontrer des filons productifs.

Par ce motif, je me suis attaché plus spécialement, dans mon second voyage, à l'étude du terrain de trapp; j'ai parcouru presque toute la contrée, et visité les mines et les afQeurements connus : je pense être en mesure de donner une opinion motivée sur la nature véritable de ces terrains qui ont été décrits comme éruptifs, et que je considère comme des terrains stratifiés métamorphiques.

Dans mon premier mémoire, j'ai donné la description déjà bien détaillée des trapps dans les trois régions différentes, dans lesquelles les mines sont exploitées; il me reste maintenant à rappeler la disposition générale et à présenter plus nettement les raisons qui me font admettre que les trapps ne sont pas éruptifs.

Je conserverai la même division en trois régions : la Pointe dé Keweenaw> les environs du lac Portage, le comté d^Ontonagon.

Les conglomérats et les trapps forment une bande continue, variable en largeur, qui s'étend sans interruption depuis l'extrémité orientale de la Pointe de Keweenaw jusque dans l'État de Wisconsin, à une distance considérable vers l'Ouest. On les rétrouve avec des caractères analogues, sinon ideutiqueSi

à nie Royale, sur la côte septentrionale da Canada, et môme, d'après les in^ dications da D' Kane, jusqu'au Groenland.

A la Pointe de Keweenaw, ils se présentent en .bancs puissants dont la stratification est bien évidente, et la direction des couches est à peu près parallèle en chaque point à la ligne du rivage. La plus grande divergence qu'on ait constatée à cet égard, à l'extrémité orientale de la Pointe, ne dépasse pas 15 degrés, et s'explique facilement par les failles transversales extrêmement nombreuses qui ont produit des rejets considérables.

Les lignes de pente des bancs sont à peu près normales au rivage, c'estràdire que ces bancs plongent vers le Nprd-Ouest; l'angle d'inclinaison est peu variable et s'écarte peu de 30 degrés.

La surface du sol présente trois chaînes de montagnes à peu près parallèles et presque régulières. La plus élevée est celle du Sud, connue sons- le nom de Bohemian-Mouniains; elle est composée de trapp syénitique, dont la stratification n'est pas très-évidente, ce qui lui a valu le nom de unbedded trapp. On distingue cependant très-bien les couches et leur plongée vers le Nord- Ouest dans les travaux faits, il y a plusieurs années, parla compagnie du toc 2a JBeWc. Vers l'Est, le trapp syénitique est remplacé par des jaspes qui constituent plusieurs montagnes élevées, notamment le mont Houghton. Vers l'Ouest, la syénite disparaît sous les grès du Sud dont les couches plongent en sens contraire, c'est-à-dire vers le Sud-Est.

Vers le milieu de la formation trappéenne, la variété de trapp nommée greenstone forme une chaîne de montagnes ou de plateaux élevés, terminés au Sud par des escarpements plus on moins prononcés et présentant, comme toutes les autres variétés de trapp, une division bien nette en bancs parallèles plongeant vers le No?d-Ouest.

Au Nord, les conglomérats forment à une faible distance du rivage des montagnes moins régulières, plus tourmentées que celles du greenstone, mais en général plus élevées. Les conglomérats recouvrent les trapps en bancs rigoureusement parallèles et présentent avec eux de nombreuses alternances vers la séparation des deux roches. Les conglomérats sont recouverts en strati fi cation concordante par les grès, dont les couches inférieures offrent encore des alternances remarquables avec les bancs supérieurs des conglomérats.

Dans l'extrémité orientale de la Pointe de Keweenaw, dans les environs de Agate-Harbor et Copper-Harbor, on connaît une seconde bande de trapp, beaucoup moins puissante et composée principalement de la variété amygdaloîde : elle est surmontée par le conglomérat, qui s'enfonce sous les eaux du lac.

Cette bande amygdaloîde ne peut être distinguée à l'Ouest d'Eagle-River; elle est représentée, d'après M. Whitney, par des couches de jaspe et de grès

feldspathique. Je pense que, pour le moment actuel, il est prudent de réserver la question, parce que cette partie de la Pointe est couverte d'une épaisseur considérable d'alluvions qui empêchent de suivre nettement la continuité des roches; de plus, il n'y a dans cette partie aucune exploitation, par suite aucun établissement, et les excursions géologiques ont été nécessairement assez courtes.

Dans la baie de Agate, les couches supérieures de Tamygdaloïde sont en contact avec des bancs de grès et présentent en plusieurs points un passage très-curieux de Tamygdaloîde au grès.

Les bancs d'amygdaloïdes offrent de très-grandes variétés; les uns ont les noyaux bien pleins, de grosseurs très-variables et composés principalement de chlorite ; les autres, et principalement ceux qui présentent le passage aux grès, sont criblés de cavités, vides ou remplies par du quartz agate. On trouve dans ces roches des veinules et des noyaux d'agate' de toute couleur : les uns sont presque compactes et d'une couleur à peu près blanche ; d'autres sont zones et diversement colorés. Jusqu'à présent on n'a pas exploré ces gisements d'agate, qui offrent de grandes ressemblances avec ceux d'Oberstein. On a retiré quelques échantillons d'agate, soit des affleurements des bancs d'amygdaloïde, soit des galets que l'action des vagues accumule sur la plage, ns sont tous assez petits, mais la beauté des couleurs et des zones de quelquesuns d'entre eux pourrait faire concevoir l'espérance d'une exploitation im* portante dans un avenir plus ou moins rapproché ^.

La disposition des montagnes de trapps et de conglomérats est très-remarquable et doit attirer l'attention de tous les géologues qui visiteront ces contrées.

Les conglomérats qui séparent les deux bandes de trapps s'élèvent en montagnes assez régulières à une faible distance du rivage; lear pente vers le lac est à très-peu près égale à inclinaison des couches, de 25 à 30 degrés vers le Nord-Ouest; dans le sens de la direction, elles sont interrompues par de larges vallées^ répondant à des failles transversales qui coupent tous les terrains*

Ces failles sont marquées sur le rivage par de profondes dentelures, par des baies plus ou moins v(tstcs : Copper-Harbor, Agate-Harbor, Eagle- Harbor, etc., qui sont léd seuls ports de toute la côte. C'est à tort qu'on les a considérées comme produites par l'action destructive des vagues; on peut suivre à une grande distance dans Tintérieur les failles qui leur ont donné naissanée.

\ . An lac Supérieur, on attache une valeur exagérée aux moindres galets d'agate pré^ tentant de belles couleurs et des zones régulières.

Du côté du Sud, les montagnes de conglomérats ont des pentes très-rapides, et les bancs paraissent avoir été cassés presque à angle droit. La même disposition peut être constatée pour tous les bancs de trapp : ils présentent au Nord des pentes de 30 à 35 degrés^ tandis que vers le Sud le pendage est d'environ 60 degrés, à peu près normal à tous les bancs.

Auprès de Cdpper-Harbor et de Agate-Harbor, dans les parties oîi les conglomérats sont les plus développés, on distingue plusieurs de ces montagnes nettement disposées en gradins; leur observation conduit à penser que la puissance réelle de la formation de conglomérats est moindre quQ celle indiquée par l'étendue horizontale occupée par ces roches.

n doit exister plusieurs failles longitudinales, à peu près perj^endiculaires aux bancs de conglomérats; pour chacune d'elles, la partie Nord est élevée ou la partie Sud abaissée. Les traces des glissements correspondants à ces failles n'ont pas encore été bien observées, mais il est probable, ou du moins on peut admettre, qu'en raison de la faible dureté de la roche, l'action de l'atmosphère les aura fait lentement 'disparaître. Cette hypothèse est d'autant plus raisonnable que les monticules de tmpps présentent à peu près la même disposition, et qu'en plusieurs points on a constaté sur les pentes exposées au Sud-Est des stries presque verticales indiquant un frottement très-violent.

L'étude de ces failles longitudinales est un champ très-vaste ouvert aux explorations futures des géologues du lac Supérieur; la disposition de la bande amygdaloîde, par rapport aux conglomérats qui paraissent inférieurs, est encore fort obscure : il ne serait pas impossible que la zone amygdaloîde du Sud ne fût autre chose que la partie supérieure de la grande formation trappéenne, élevée successivement jusqu'au jour par une ou plusieurs failles, dont l'existence n'a pas encore été constatée.

Des trapps. — La disposition générale des deux zones métallifères compo- •sées presque exclusivement de trapps, a été suffisamment exposée dans mon premier mémoire : on distingue plusieurs variétés, grenue, compacte, cristalline, amygdaloîde, toutes en bancs assez réguliers, parallèles à ceux des conglomérats et séparés fréquemment par des couches minces de grès violacés ou de conglomérats.

te greenstone est une roche à cassure cristalline qui parait contenir avec le feldspath et l'amphibole une notable proportion de pyroxène; elle forme des plateaux élevés, presque continus, interrompus seulement par les failles transversales, qui coupent toute la Pointe de Keweenaw.

Le greenstone est, comme toutes les autres variétés de trapp, divisé en bancs puissants plongeant au Nord-Ouest sous l'angle de 30 à 32 degrés; an Nord, la séparation du greenstone et du trapp compacte n'est pas plus prononcée que celle des deux autres variétés du trapp* Au Sud, le greenstone est

séparé de la zone métallifère, qui commence encore par da trapp compacte, par une couche de conglomérats ^ ; mais les bancs inférieurs sont nettement parallèles à ceux du greenstone et la continuité des terrains n'est pas interrompue. On n'a même signalé de failles longitudinales qu'à une certaine distance au Sud des escarpements du greenstone. D'après cela on doit considérer cette roche comme une variété spéciale du trapp; elle présente une dureté plus grande et s'est, pour cette seule raison^ comportée un peu différemment dans le soulèvement général et pendant tous les bouleversements qui ont produit les fentes, les failles et les filons.

Les deux zones métallifères, au Nord et s.\\ Sud du greenstone, répondent à deux vallées allongées presque parallèlement au rivage, limitées par les trois chaînes de montagnes et de plateaux dont j'ai parlé précédemment.

Leur surface est ondulée et presque nivelée par les alluvions et la terre végétale. La roche trappéenne n'apparaît que de distance en distance, mais elle est maintenant suffisamment explorée par les travaux faits dans les mines. La surface du trapp présente une série d'ondulations dont la pente est d'environ 30^ vers le Nord-Ouest et de 60 à 65<> vers le Sud-Est; elles sont en général peu étendues en direction et correspondent à des séries presque régulièrement alignées de monticules dont les pentes les plus abruptes, celles exposées au Sud-Ouest, offrent très-fréquemment des stries verticales.

Cette disposition conduit à l'hypothèse de nombreuses failles longitudinales peu étendues ^, imparfaitement connues et dont la continuité sera peutrétre démontrée par des études ultérieures.

Dans la partie orientale de la pointe de Keweenaw, les alluvions sont près que partout cachées par la terre végétale, et les premières explorations, antérieures aux travaux dans les mines, avaient fait admettre que les alluvions n'étaient que peu développées. C'est seulement l'année dernière que. la véritable disposition du terrain a été bien reconnue. Plusieurs puits de recherches foncés aux environs de Agate-Harbor, dans la zone métallifère du Nord, ont dû traverser 5 à 6 mètres d'alluvions avant d'atteindre la roche trappéenne ; la surface du trapp présente des monticules successifs, et tous les creux sont remplis par les alluvions, en sorte que les sommets seuls apparaissent au jour.

1. Le banc de couglomérat sur lequel repose le greenstone a une épaisseur un peu variable, et qui augtnente vers TEst. .Elle est de 0",60 à la mine de Gliff, et dépasse 3 mètres auprès de la mine de Keweenaw-Point, à l*Est de Copper-Harbor.

2. D'après les renseignements qui m'ont été fournis sur l'Ile Royale, les trapps présentent la même disposition et sont coupés par de nombreuses failles longitudinales plongeant ven le Nord-Ouest.

Dans la zone dn Snd^ les explorations n'ont été fûtes qu'anprès dn greenstone^ dans les mines de Keweenaw-Point, Star, Manitou, North-West, North- Western, Central, Cliff, North-American, etc. Par suite cette zone est assez bien connue sur une largeur de quelques centaines de mètres an Sud dn greenstone ; dans cette partie, le trapp présente bien la même disposition que Ters le Nord. Plus au Sud, on a fait des excursions nombreuses, mais trèspeu de travaux, et la disposition des bancs de trapp n'est qu'imparfaitement connue.

La surface présente la même allure générale; des ondulations à pen près alignées dont tous les creux sont remplis par des alluvions. Les pentes rers le Nord paraissent plus rapides à mesure qu'on avance vers le Sud, et les pentes exposées au Sud sont évidemment produites par des cassures perpendiculaires aux séparations des bancs. Jusqu'à une certaine distance dn greenstone, on distingue encore les diverses variétés de la zone métallifère du Nord^ les trapps compactes, grenus, cristallins, amygdaloldes; plus au Sud, on ne voit plus que dn trapp compacte, très-dur, d'une couleur très-foncée. Autant qu.'on peut en juger par les sommets des collines de trapp, la rocbe est tonjours divisée en bancs plongeant vers le Nord-Est, séparés de distance en distance par des couches de grès et de conglomérats.

En approchant des Bohemian-Mountains, composées de trapp syénitiqne, on observe des montagnes plus élevées, des vallées longitudinales pins profondes, et enfin on s'élève au plateau syénitique dans lequel la division en strates est plus difficile & reconnaître.

Les caractères généraux de tous ces terrains de trapps et de conglomérats sont : le parallélisme à peu près absolu de tous les bancs; leur inclinaison vers le Nord-Ouest; leur disposition en monticules alignas; la forte inclinaison de tontes les pentes exposées au Sud-Est, qui leur donne l'aspect de cassures perpendiculaires aux bancs; les failles longitudinales qui répondent à ces cassureç sont marquées par des stries verticales, évidentes encore sur les trapps ; les stries ont disparu par l'action des agents atmosphériques à la surface des conglomérats.

De l'ensemble de ces faits, il me parait résulter que la pointe de Keweenaw présente à découvert les tranches successives des bancs de trapps, <{e conglomérats et de grès, brisés et soulevés par une action qui s'est fait sentir dans la direction des Bohemian-Mountains.

L'analogie d'un certain nombre de roches observées aux environs de Marquette, la présence du jaspe au mont Houghtôn me portent à voir dans lé granité la raison de la fracture et du soulèvement. La principale di£Cérence entre les deux localités est que le granité s'est élevé jusqu'au jour en trarersant les terrains du côté de Marquette, tandis qu'à la pointe de Keweenaw Ù

a brôé et loulevé, mais non pas trayersé les trapps, les conglomérats et les grès.

Coupe ûéoloqique. — Pour rendre plus nette la description des terrains à la pointe de Keweenaw, je vais exposer la coupe géologique (P. XIV, /Sfir* 1) que j'ai relevée, en octobre J85o, de la baie de Agate-Harbor au lac la Belle*

Auprès de Agate-Harbor, le rivage est formé par les conglomérats, auxquels succède bientôt la première bande amygdaloîde. Ces deux roches s'élèvent à 40 mètres environ au-dessus du niveau du lac et n'occupent pas une étendue horizontale supérieure à 500 mètres. En avançant plus au Sud, on remarque une dépression sensible à la séparation de l'amygdalolde et de la grande zone de conglomérat»

Cette dépression répond très-probablement à une faille longitudinale et se trouve maintenant occupée par un petit lac, jadis formé par les castors (le lac Upson), dont l'eau est à peu près à 32 mètres au-dessus du lao Supérieur.

Au Sud du lac Upson, les conglomérats et les grès peuvent être observés sur une distance horizontale d'environ 1,600 mètres. La surface du sol s'élève par gradins successifs jusqu'à la hauteur de 160 mètres vers la limite des conglomérats. On distingue très-bien en plusieurs points les couches de grès violacés, interstratiûés avec les bancs de conglomérats et plongeant au Nord*Ouest avec une parfaite régularité.

La limite des conglomérats répond à une vallée presque parallèle au rivagf , très-profonde en plusieurs points, presque insensible dans d'autres.

Au pied de la gbalne des montagnes de conglomérats, les alternances de trappe, degrés et de conglomérats occupent une étendue de plusieurs mètres, et par suite bien moindre que celle constatée plus à l'Ouest par les travaux faits dans la mine de Gopperfalls. On avance ensuite sur le trapp de la grande zone métallifère du Nord pendant 1,600 à 1,700 mètres. La surface du sol est ondulée et généralement moins élevée que les sommets des montagnes de conglomérats.

Plusieurs petits lacs se trouvent dans les dépressions, et les alluvions recouvrent en grande partie les trapps. Les hauteurs au-dessus du lac Supérieur varient de 110 à 130 mètres jusque dans le voisinage du greenstone. La zone du Nord est ici représentée par une large vallée très-ondulée, d'environ 1,600 mètres, comprise entre les deux chemins de montagnes^ de conglomérat et de greenstone.

Les derniers bancs de trapp compacte s'élèvent assez brusquement jusqu'à loO et 160 mètres jusqu'aux plateaux du greenstone, dont les points culminants ne dépassent pas la hauteur de 180 mètres. L'escarpement qui limite cette roche vers le Sud n'est pas très-prononcé^ mais il est extrêmement

tourmenté. Quand on le suit en direction pendant une certaine distance, on reconnaît des failles transversales nombreuses et rapprochées. Les unes ont produit de faibles dérangements, en hauteur et en direction ; les autres, au contraire, répondent à des vallées assez larges, dont les deux cOté ^présentent dans Talignement des différences de 40 et 50 mètres.

Au Sud du greenstone, la surface du terrain est ondulée comme oans la zone du Nord ; les alluvions et la terre végétale recouvrent presque partout le trapp ; on peut cependant reconnaître assez facilement la disposition des bancs plongeant au Nord, et présentant vers le Sud des cassures assez nettes avec des traces de glissement. Le ruisseau nommé le LitHe^MontrecLl'Biver, coule à peu près au milieu de la zone métallifère du Sud, dont il marque la plus forte dépression; sa distance au greenstone est d'environ 4,700 mètres; sa hauteur audessus du lac Supérieur ne dépasse pas 110 mètres. Au Nord de ce torrent, on peut distinguer les différentes variétés de trapp; mais au Sud et jusqu'aux montagnes syénitiques, on ne voit plus que du trapp compacte, très-dur, fréquemment d'une couleur violacée. La surface du sol est d'abord assez unie; elle présente ensuite des ondulations de plus en plus marquées à mesure qn'on approche des Bohemian-Hountains.

La disposition en bancs plus ou moins réguliers plongeant vers le Nord, la présence du conglomérat et du grès en couches minces, peuvent être encore assez nettement constatées, bien que l'on n'ait fait de ce cOté aucun travail d'exploration.

L'angle d'inclinaison vers le Nord des bancs de trapps parait augmenter à mesure qu'on avance vers le Sud, les deux pentes de chaquf» montagne sont à peu près égales, et celles exposées au Sud paraissent toujours résulter de cassures à peu près normales aux différents bancs.

Avant d'arriver aux Bohemian-Mountains, on doit traverser trois chaînes irrégulières formées de trapp compacte, à peu près parallèles à la grande chaîne du Sud.

J'ai marqué sur la coupe les deux couches de conglomérat, dont j'ai pu déterminer la position avec quelque exactitude. Il en existe probablement plusieurs autres, car on voit en plusieurs endroits des firagments épars de grès et de conglomérat; mais la terre végétale et les alluvions empêchent de distinguer leur véritable position.

La distance du greenstone an trapp syénitique, c'est-à-dire la largeur de la vallée qui répond à la zone métallifère du Sud, est d'environ 3,700 mètres.

Les Bohemkoi-Mùuntaim qui limitent vers le Sud la formation trappéenne, présentent un plateau peu étendu terminé par un escarpement, dont la hauteur au-dessus du lac la Belle aiiemi 200 mètres en plusieurs points. On distingue aisément, dans le trapp syénitique qui compose ces montagnes, les

cristaux de feldspath et d'amphibole verte, mélangés par place avec de la chlorite. La couleur de la roche dans les cassures fraîches est principalement verte ; à la surface, au contraire, la roche, altérée par les agents atmosphériques sur une très-faible épaisseur, présente une couleur rosée.

La division en bancs plus ou moins réguliers n'est évidente que dans les travaux de Tancienue compagnie du lac la Belle. Ces bancs sont inclinés vers le Nord-Ouest sous un angle de 65 ^à "70^.

L'escarpement que ces montagnes présentent vers le Sud a une inclinaison de 25 à 30°, et parait encore répondre à une faille considérable, à peu près normale aux bancs du trapp syénitique.

Dans l'ancienne galerie d'écoulement de la mine, dont l'oriÛce est à une faible^auteur au-dessus du lac la Belle, on a traversé un banc très-puissant de trapp noir, schisteux ou compacte, décrit par BiM. Foster et Whitney comme trapp chloritique. Il est inférieur à la syénite et se retrouve dans la même position dans tonte la partie explorée de la contrée. J'ai constaté son existence à la mine Fulton, à l'Est du'lac Portage, et à la mine Windsor, à rOuest d'Ontonagon. Les parties compactes présentent une certaine résistance aux agents atmosphériques, mais les couches schisteuses tombent en petits fragments après quelques mois d'exposition à l'air.

Au lac la Belle, on ne peut pas voir quelle est la position de cette variété curieuse dans l'ensemble de la formation trappéenne, mais à la mine Fulton et dans l'Ouest, on peut aisément se convaincre qu'elle n'est pas la couche inférieure de la formation ^.

Les bords du lac la Belle sont formés par les grès, dont les couches, brisées et bouleversées en plusieurs points, plongent vers le Sud-Est, au contact de la syénite.

Du sommet des montagnes syénitiques, on peut prendre une idée bien nette de la contrée. A l'Est on peut suivre les escarpements composés de syénite jusqu'au mont Houghton, élevé de 260 mètres, et formé de jaspe identique avec celui qui existe en abondance dans le massif de roches métamorphiques de Marquette.

Vers l'Ouest, on voit les grès s'élever progressivement sur la syénite et leurs couches prendre une inclinaison plus régulière et plus marquée vers le Sud. On distingue très-bien à l'horizon la Un des escarpements syénitiques et leur remplacement par les grès qui forment des pentes de 25 à Z0\

1. Cette excursion au lac la Belle m'a permis, comme on vient de le voir, de rectifier les renseignements qui m'avaient été fournis pendant mon premier voyage. Il n'existe aucune trace de trapp plongeant vers le Sud : tous les bancs venant affleurer au jour pendent vert le Nord-Ouest, et le grès seul présente une inclinaison contraire.

La partie pittoresque du panorama est complétée par la vue da lac la Belle, et les ruines des établissements fondés il y a peu d'années, abandonnés après une dépense considérable, parce que les travaux n'ont rencontré dans les filons que des cuivres gris, sans valeur en présence des masses de cuivre natif reconnues à la mine de Gliff.

Les ûlons explorés auprès du lac la Belle sont presque certainement les mêmes que ceux reconnus plus au Nord dans les deux zones métallifères, et dans les conglomérats qui forment la côte, à TEst de Agate-Harbor.

Région du lac Portage. «- La dispositiqp générale des rocbes trappéennes à la pointe de Keweenaw se modifie beaucoup à une faible distance de la mine de CUQl. Quand on avance vers TOuest, on voit disparaître assez brusquement les escarpements du greenstone, à peu près au point où les montagnes syéni* tiques cessent de présenter des escarpements élevés.

Les vallées transversales sont moins nombreuses, et la surface de la formation est assez régulièrement ondulée; on peut distinguer plusieurs chaînes de montagnes, à peu près parallèles, qui courent d'abord N. 30* à 35® E : elles sont déviées dans le voisinage immédiat du lac Portage, et prennent la direction N. 35® E. Les pentes exposées au Nord-Ouest sont très-roides, et dans les parties non recouvertes par les alluvions Tangle d'inclinaison approche beaucoup de 60®. Les versants exposés au Sud-Est n'offrent qu'une inclinaison bien moindre, de 35® à 40® , et paraissent encore provenir de cassures à peu près normales aux bancs.

Au Nord, les trapps sont recouverts par les conglomérats et par les grès, en bancs et en couches plongeant au Nord-Ouest parallèlement aux trapps sons des angles de 45 à 55®.

Au Sud, les grès s'élèvent jusqu'aux sommets des plateaux et se présentent en couches inclinées vers le Sud-Est, sous des angles variables de 25 à 35®.

Les alluvions couvrent toute la contrée, et permettent seulement de reconnaître à peu près la nature et la disposition des roches. On n'a pu faire jusqu'à présent qu'un très-petit nombre d'explorations; les travaux de mines ne sont un peu importants que dans le voisinage immédiat du lac Portage : aussi la disposition des terrains n'esi-elle bien connue qu'à une faible distance des rives de ce lac.

■ A l'Est, le trapp présente encore les différentes variétés reconnues à la pointe de Keweenaw, la même disposition en bancs assez réguliers, séparés de distance en distance par des couches minces de conglomérats et de grès.

On peut cependant signaler une différence dans la composition chimiqae des roche$; plusieurs bancs de trapp contiennent une proportion notable d'ép^te, minéral très-rare dans le trapps de la pointe de Keweenaw,

L'amygdalolde parait pins développée et se présente en bancs plus puissants.

Vers le Sud^ auprès de la limite du grès, on voit une série de roches de trapp compacte, de trapp schisteux, presque asbestolde, se délitant asse2 facilement à l'air, d'une couleur très-foncée, presque noire. On les distingue trè»* bien dans les travaux de la mine Fulton, et je pense qu'on doit les assimiler aux bancs analogues constatés au pied des Bohemian-Mountains, par les travaux de la compagnie du lac la Belle.

A la mine Fulton, les trapps qpmpactes s'étendent môme à une petite distance au Sud de ces bancs schisteux; ce qui démontre que ces derniers ne sont pas tout à fait à la base de la formation trappéenne.

Les grès présentent des deux côtés du trapp, sous des inclinaisons contraires, la môme succession de couches. Ainsi, en allant de la mine Fulton au TorehrLahe, on rencontre d'abord led grès rouges violacés, puis des grès bariolés rouges et blancs, et enfin des grès blancs à pâte calcaire. Tontes les couches plongent vers le Sud-Est, et par suite les grès blancs sont à la partie supérieure de la formation. De même, en allant vers le Nord-Ouest, on tra-^ verse d'abord les conglomérats, dont la puissance parait bien moindre que dans les environs de Eagle-Harbor; ensuite on trouve les grès rouges, puis les grès bariolés, et enfin les grès blancs, en couches plongeant vers le Nord- Ouest.

Il y a donc la symétrie la plus complète dansies deux zones de grès qui recouvrent les trapps : l'une, celle du Nord, en stratification concordante; l'autre, celle du Sud, en stratification complètement discordante.

A l'Ouest du lac Portage, le terrain métallifère est assez bien exploré depuis un petit nombre d'années, par suite des travaux faits dans les mines, île Royale, Portage, Huron, etc. La disposition est tout à fait la même que celle de la partie située à l'Est.

La direction des bancs de trapp est encore N. 35<^ E; plus à l'Ouest, elle devient N. 45 à 50<> E., et change de nouveau dans la contrée d'Ontonagon.

Au Nord, les trapps sont recouverts en stratification concordante par les conglomérats et par les grès. Au Sud, les grès plongent vers le Sud-Est.

Le lac Portage est évidemment dû à une faille transversale qui a produit un rejet notable en direction, et un abaissement sensible de la partie occidentale du terrain. Aux bords mêmes du lac^ on peut évaluer la différence de niveau à une dizaine de mètres.

Je dois signaler ici un phénomène assez singulier : les montagnes qui bordent le lac Portage dans la zone de trapp sont des deux côtés à pentes très-rapides; an Nord-Esty les alluvions commencent au niveau du lac et couvrent toute la

contrée; au Sud-Ouest, on ne voit pas d'alluvions sur les pentes, on ne retrouve qu'à une certaine distance à l'Ouest dans le fond des vallées.

Comme les deux rives du lac sont extrêmement rapprochées, il n'est pas possible de supposer que les alluvions se > sont déposées d'un côté seulement; elles ont dû être enlevées sur la rive Sud-Ouest par une action dont il est difQcile de reconnaître maintenant la nature.

Région d'Ontonagon. — ^ La formation trappéenne paraît conserver la même disposition générale à une grande distance du lac Portage, et même l'Ouest du comté d'Ontonagon. La direction 4es bancs est peu variable jusqu'aux principales mines de la contrée, Minnesota, Rokland, etc. ; mais un peu plus loin, vers l'Ouest, elle fait un angle plus grand avec le méridien. L'inclinaison est toujours vers le Nord-Ouest, et l'angle ne s'éloigne pas beaucoup de 60<*. Du côté du Nord, les trapps sont recouverts par les conglomérats et par les grès, qui paraissent être en stratification concordante avec les bancs de trapps. Au Sud, les grès plongent en sens opposé.

Dans la partie de la contrée dans laquelle les mines sont principalement exploitées, c'est-à-dire depuis Shawmut, à l'Est, jusqu'à Norwich, Ohio et Trap-Rock, à l'Ouest, la formation trappéenne présente trois chaînes de montagnes à pan près parallèles, dont la continuité est interrompue par de nombreuses failles transversales.

Les failles ont produit des dérangements considérables dans les alignements, et les trois chaînes paraissent composées de montagnes isolées, à peu près elliptiques, dont on ne peut pas toujours reconnaître la position réelle.

Les pentes sont très-rapides vers le Nord dans tontes les parties que ne recouvrent pas les alluvions; l'inclinaison est celle des bancs de trapps, 60 â: 65® au N.-O. Vers le Sud, les pentes sont moins fortes, et là encore à peu près normales aux bancs.

Cette disposition est analogue à celle que présentent les trapps à la pointe de Keweenaw ; l'aspect est différent, en ce que les escarpements se trouvent au Nord; mais la diCTérence n'est qu'apparente; elle résulte d'une plus forte inclinaison des bancs de trapps.

Du côté des mines Norwich, Ohio and Trap-Rock, la surface du sol est beaucoup plus accidentée que dans les environs de Minnesota. Les montagnes sont beaucoup plus élevées, les vallées plus profondes et plus larges, et les alluvions moins développée^. D'après les indications qui m'ont été fournies, cette disposition se continue à une grande distance à l'Ouest*

Dans tonte la région d'Ontonagon, voisine de Minnesota, le trapp se présente principalement sous les variétés compactes et amygdaloldes : Tépidote verte est très-abondante, surtout dans la variété amygdalolde et dans le voisi-

nage des filons. Vers TOuest, au contraire, la variété compacte est dominante, et répidote verte ne se présente plus que comme partie constituante des filons.

Les trapps des Porcupine-Mountains paraissent avoir la plus grande analogie avec ceux de la pointe de Keweenaw; mais je dois m'abstenir d'en parler, parce que je n'ai pas eu occasion de visiter cette partie de la contrée,

§ lY. — Du granité et des terrains métamorphiques.

Le granité et les terrains métamorphiques occupent une immense étendue dans la région du lac Supérieur, principalement au Nord et à l'Est dans les possessions anglaises. Dans la partie américaine, ces roches se présentent depuis les bords du lac au Nord de Marquette jusque bien loin vers l'Ouest, dans l'État de Wisconsin. Dans ce massif, orienté presque de l'Est à l'Ouest, on peut distinguer le granité, la syénite, le gneiss, les micaschistes, les talcschistes, les schistes chloritiques et amphiboliques, des bancs de quartz et des couches de calcaires plus ou moins cristallins, les schistes argileux et différentes va* riétés de trapp.

Granité. — Le granité n'a pas une composition constante ; tantôt il renferme les trois éléments : quartz, feldspath, mica (ces deux derniers bien nettement cristallisés), dans des proportions comparables; tantôt, au contraire, le mica manque presque complètement, ou bien se trouve remplacé par de la chlorite et par de l'amphibole ; dans d'autres parties, le quartz est peu abondant, le feldspath est rose et le mica devient minéral accidentel, tandis -que l'amphibole hornblende est prédominante ; la roche est alors une véritable syénite tout % fait pareille à celle qui constitue les Bohemian-Mountains, au Sud de la pointe de Keweenaw.

Le granité, avec ces variations nombreuses, se présente en montagnes assez élevées, à formes arrondies, ou bien en montagnes terminées en pentes douces et arrondies vers le Nord, limitées au Sud par des escarpements. Toutes sont orientées à peu près de l'Est à l'Ouest, soit de l'Ë. 20® N. à l'O. 20* S.

L'ensemble de ces montagnes forme deux massifs distincts, qui peuvent être caractérisés par les noms de massif du Nord, massif du Sud. Il s'avance vers l'Est jusqu'au bord du lac recouvert par les schistes métamorphiques et ceux-ci par les grès. L'interposition des schistes entre le granité et les grès n'est pa« évidente dans toutes les parties explorées, mais elle a été bien nettement constatée en plusieurs points*

Assez resserrée près du rivage, la largeur du massif granitique augmente

beaucoup vers l'Ouest; elle dépasse 48 kilomètres auprès du lac Machigamig. Plus loin vers l'Ouest, le massif se contracte beaucoup et se termine en pointa vers les sources de la Surgeon-River, à 80 kilomètres environ du rivage.

Les montagnes granitiques de cette partie de la contrée sont nommées les SuronrMcwUams; leur élévation est extrêmement variable : elle atteint son maximum (400 mètres) & une faible distance au Sud de la baie de Ke« weenaw.

Le massif du Sud est séparé de celui du Nord par un espace de 24 à 25 kilomètres, dans lequel on observe principalement les roches métamorphiques s'appuyant des deux côtés sur le granité.

Les montagnes dont l'ensemble constitue le massif du Sud sont à peu près parallèles à celles du Nord, c'est-à-dire sensiblement orientées de l'Est i l'Ouest; mais en général elles sont moins élevées; leurs sommets ne dépassent pas la hauteur de 300 mètres au-dessus du lac Supérieur. Elles occupent un espacé relativement très-restreint et sont recouvertes par les terrains métamorphiques à moins de 50 kilomètres du lac. Au Sud, les grès s'avancent jusqu'au granité, et la relation des deux terrains n'a pas encore été conve*nablement étudiée. La contrée est beaucoup trop sauvage, sa distance aux habitations est trop grande pour qu'on ait pu faire des explorations suffisantes.

A l'Ouest, le granité reparaît en montagnes perçant les terrains métamorphiques dans le comté d'Ontonagon et s'avance dans l'État de Wisconsin, avec la môme orientation de l'Est à l'Ouest. Dans le massif du Sud comme dans le comté d'Ontonagon, le granité contient très-peu de mica, souvent même la proportion du quartz est assez faible et la roche est presque exclusivement feldspathique ; les montagnes sont peu élevées au-dessus des vallées et sont fréquemment à pentes très-roides : du côté du Sud, les escarpements sont peut-être plus prononcés que vers le Nord.

Les alluvions recouvrent en partie les terrains, à peu près comme à la pointe de Keweenaw, et le granité présente fréquemment du côté du Nord des stries presque parallèles qui sont rapportées à la période erratique.

Les principales explorations de la région granitique ont été .faites par M. S.~W. Hill, ingénieur et géologue distingué, qui réside au lac Supérieur depuis les premières entreprises de mines. D'après ses indications, les montagnes granitiques sont fréquemment flanquées des deux côtés par du gneiss, de la syénite, du jaspe et ensuite par des schistes plus ou moins métamor* phiques, en sorte que les deux massifs du Nord et du Sud, et les montagnes granitiques de l'Ontonagon, sont loin d'être composés seulement de granité. Cette roche n'a traversé les terrains métamorphiques qu'en un certain nombre

d% points; elle a partout déterminé la configuration du sol et se trouve certainement à une faible distance de la surface dans plusieurs des parties les plus élevées de la région spécialement métamorphique.

Roches métamorphiques. — Cette région parait assez bouleversée, mais cependant présente encore la même disposition que les massifs granitiques, c'est-à-dire des montagnes très-élevées, presque parallèles, orientées dans leur ensemble de l'Est à l'Ouest.

Les schistes micacés et talqueux, passant aux schistes argileux, peuvent être observés en zones puissantes, formant des montagnes élevées; les âpmmets sont toujours composés de micaschistes et de schistes talqueux, les schistes argileux n'existant que dans les vallées.

En plusieurs points on observe des alternances de schistes talqueux et de schistes amphiboliques analogues à ceux qu'on a constatés dans les deux massifs granitiques au contact de la syénite. Les schistes amphiboliques alternent parfois avec des bancs de trapp, présentant la même orientation et provenant certainement, comme les schistes cristallins^ du métamorphisme

de roches stratiflées argileuses et ferrugineuses.

On a constaté dans la même région des bancs de quartz et de feldspath analogues à ceux qui constituent le mont Houghton, à la pointe de Keweenaw, des couches de calc^re çaccharoîde et même plusieurs zones d'une roche cris* talline pareille au greenstone, présentant comme lui des escarpements élevés du côté du Sud.

Minerais de fer. — Les minerais de fer, en masses considérables, se trouvent en plusieurs endroits dans les terrains métamorphiques; ils sont en relation avec des zones de schistes amphiboliques, orientées de l'Est à l'Ouest et fortement imprégnées d'oxydes de fer.

Ces minerais présentent des variations considérables dans leur richesse : on connaît déjà des bancs puissants de fer oligiste, mélangé d^uno f&ible pro^ portion de fer oxydulé, ne renfermant que deux à trois centièmes d'une gangue amphibolique. tandis que des parties très-voisines renferment une proportion très-forte de cette même roche siliceuse et ne rendent pas plils de 30 à 35 p. 100 de fonte à l'essai.

Dans la partie la plus anciennement explorée, la mine Jackson, les minerais de fer sont accompagiiés par des trapps, des schistes talqueux et des schistes amphiboliques, dans lesquels on distingue encore la stratiûcatiou primitive; au Nord et au Sud des bancs de conglomérats qUartzeut, inipré- ^és de minerais de fer, semblent limiter la région minérale.

Les galets des conglomérats appartiennent à toutes les roches eoilniles dans la contrée, y compris les minerais dé fer; la pâte ferrugineuse semMe

prouver qae Taction qui a produit les masses mêmes de minerais s'est renouvelée à dels époques très-éloignées.

Les minerais de fer forment des montagnes très-élevées^ de 300 à 400 mètres, au-dessus du lac Supérieur, et orientées comme tontes celles de la contrée, à peu près de TEst à l'Ouest. Les gisements principaux explorés jusqu'à présent sont à une assez grande distance du rivage, mais la pente du terrain rend les transports faciles, et déjà un chemin de fer est établi entre les mines les plus importantes et le port de Marquette.

Les renseignements qui précèdent sont certainement très-incomplets, et on ne doit pas espérer que les relations des roches diverses qui constituent le massif granitique et métamorphique soient éclaircies avant plusieurs années.

Les explorations géologiques suivront nécessairement la construction du chemin de fer de Chicago à Marquette et la mise en exploitation des mines importantes que renferme la contrée.

Je peux cependant faire ressortir dès à présent un fait géologique de la plus haute importance : le trapp associé aux schistes amphiboliques est tout à fait analogue aux roches trappéennes de la pointe de Keweenaw; il est traversé comme elles par des liions contenant du cuivre et de l'argent natifs. Il me semble difficile de ne pas reconnaître l'identité de composition et de formation des trapps dans les deux régions. Dans celle des Ininerais de fer, les trapps présentent en plusieurs points un passage gradué aux schistes amphiboliques; ils ont été produits évidemment par la même action métamorphique et ne sont pas des roches ignées.

D'un autre cOté, dans les Hurm-Mcuniains, on voit le granité accompagné de syénite, et cette dernière roche recouverte par des schistes amphiboliques passant progressivement à des schistes moins cristallins. De ces faits résulte une . grande analogie entre la succession des roches à la pointe de Keweenaw et celle que présente le massif granitique. La difiTérence entre les trapps et les schistes amphiboliques peut être expliquée par une différence de composition chimique des roches stratifiées soumises plus tard à une action métamorphique.

§ V. — Des fikmsj des fentes, des failles dans la région des mneroM de ctiiDre.

Des gisements de cuivre. — Dans mon premier mémoire, j'ai donné une description détaillée des filons de la pointe de Keweenaw et des gisements cuprifères de TOntonagon; mais n'ayant pas visité en 1854 les exploitations du lac Portage, je n'ai pu écrire sur les gisements de ce district one des indi-

cations incomplètes^ basées sar les renseignements qod m'avaient été fournis par M. Stevens. J'ai eu l'occasion de visiter les travaux exécutés sur les deux rives du lac Portage, dans mon voyage de 1855^ et je suis en mesure de donner sur ces gisements quelques détails certains.

Je rappellerai brièvement les dispositions générales des filons à la pointe de Keweenaw et dans l'Ontonagon, afin de mieux faire ressortir la relation des gisements métallifères du lac Portage avec ceux des autres parties du lac Supérieur.

GlTBS MÉTALLIFÈRES DE LA POINTE B£ KeWEENAW. — Le CUivre SC trOUVO

presque exclusivement dans des filons parfaitement caractérisés, dirigés à peu près normalement à la direction des bancs de trapps et de conglomérats. Plusieurs d'entre eux ont été suivis depuis le bord du lac, au Nord, jusque dans les grès qui viennent au Sud s'appuyer sur les montagnes syénitiques : ils traversent tous les terrains, grès, conglomérats, trapp et syénite. La plupart des filons reconnus n'ont été bien explorés que sur une très-faible longueur en direction, et pour cette raison seule ne sont pas encore considérés comme traversant tous les terrains.

Presque tous les filons sont verticaux ou du moins font un angle trèsgrand avec l'borizon, et tous répondent à des rejets plus ou moins considérables des terrains encaissants, tant en direction qu'en hauteur. Ce sont de véritables failles transversales, remplies ultérieurement par des matières minérales. Elles ne diffèrent que par le remplissage d'un nombre considérable de failles et de fentes également presque normales à la direction des bancs, et qu ont influé d'une manière remarquable sur la configuration de la pointe de Keweenaw.

Les filons contiennent des matières extrêmement variées; leur nature, proportion et l'état chimique du cuivre, aussi bien que la puissance et

la division en veines et veinules, dépendent en grande partie de la roche encaissante.

Les filons contiennent : du quartz, de la chlorite, du calcaire spathique^ une matière feldspathique, de l'épidote, de la laumonite et diverses variétés de zéolithes. Ces substances sont tantôt en masses ou en zones, tantôt seulement comme minéraux accidentels; très-fréquemment le corps des filons contient des fragments de toute grosseur de la roche encaissante, et présente l'apparence d'une bièche extrêmement curieuse. Le cuivre, associé quelquefois avec de l'argent natif, est ordinairement disséminé dans les gangues en grains très-fins, en feuillets ou en lames irrégulières, plus rarement en masses de dimensions colossales dans un très-petit nombre de filons.

Dans les conglomérats, la gangue est presque exclusivement calcaire, et le cuivre se présente à l'état natif ou à l'état d'oxyde noir cristallin et de silicate

hydraté. Dans cette roche^ les filons n'ont pas encore été riches en enivré, et toutes les explorations commencées dans les conglomérats ont été abandonnées promptement. J'ai saivi très-attentivement plusieurs affleurements calcaires dans la grande zone de conglomérats, sans pouvoir distinguer une seule mouche cuivreuse. Les petites masses de cuivre qui ont été signalées dans cette roche sont extrêmement voisines de la bande amygdalolde des bords du Ac, et paraissent dues à l'influence immédiate du trapp.

Les filons sont du reste très-nettement encaissés dans les conglomérats et ne présentent que rarement plusieurs veines distinctes.

Dans les grès, les filons sont divisés en un grand nombre de veinules remplies par du quartz et du calcaire, mais ne contenant pas de cuivre. On les considère généralement comme tout à fait stériles dans les grès et comme ne se prolongeant pas à une grande distance dans cette roche. Je n'ai pu examiner aucune exploration faite dans les grès, et par suite je dois me borner à l'énoncé de cette opinion défavorable, partagée par tous les ingénieurs de lac Supérieur.

A la limite des conglomérats et de la première zone amygdalolde du Nord, les filons sont divisés en un très-grand nombre de veinules, séparées en fais* ceaux plus ou moins écartés les uns des autres. Ainsi dans la baie d'Agate, les bancs d'amygdalolde contenantde l'agate présentent plusieurs séries de veinules disposées en éventail, se réunissant progressivement vers le Sud, de manière à former des filons bien encaissés dans le conglomérat et dans les deux zones métallifères. Pour plusieurs filons cependant, on peut distinguer dans l'amygdalolde la veine principale, à laquelle se rattachent les veinules détachées.

La matière de remplissage est principalement quartzeuse et renferme sou* vent du cuivre natif en proportion exploitable. La position de l'amygdalolde sur les bords du lac et le pendage des bancs vers le Nord, son peu d'élévation audessus du niveau du lac, sont des conditions défavorables, et jusqu'à présent les explorations faites dans ce terrain n'ont pas donné lieu à des exploitations productives.

Auprès de Eagle-Rarbor, on a mis en exploitation à diverses reprises un filon de laumonite et de calcaire contenant un peu de cuivre natif; mais on a dft abandonner, soit par suite du peu de richesse du filon, soit en raison de la nécessité de pousser immédiatement les travaux smis les eaux du lac. Quoi qu'il en soit, ce filon de laumonite est lé seul qui ait été reconnu jusqu'ici au lac Supérieur. A l'Est du phare de Gopper-Harbor, le filon de Glarké 6ë présente assez bien encaissé dans la Inêmé zone amyg;daloIde ; il contient beaucoup de calcaire spathique et renfei*me du cuivre oxydé noif et du sillbatë de cuivre; Ces deux espèces mihérales forment des Ëolonnes peh puis^

santés dans Tamygdaloîde et même dans les parties les plus voisines des conglomérats. La compagnie de Pittsburg and Boston M. Co, les a exploitées avant la découverte du riche filon de Cliff.

Dans les deux zones métallifères du Nord et du Sud, la gangue des filons renferme toujours plusieurs substances : quartz, calcaire, chlorite et même feldspath. L'une ou l'autre est dominante pour un même filon, suivant la texture des bancs de trapp encaissants.

Le quartz domine dans les trapps compactes; la chlorite est plus abondante dans les bancs amygdaloîdes. La puissance des veines et la disposition des veinules latérales est de même assez variable, mais ce fait est moins étonnant, parce que le mode de cassure des terrains a dû nécessairement varier avec la dureté des bancs.

Les filons contiennent tous une certaine proportion de cuivre natif et même d'argent natif, disséminés en petits grains dans le quartz, la chlorite, etc. Dans un très-petit nombre de filons, on a trouvé des masses de cuivre un peu considérables. La disposition et la nature des gangues sont assez variables dans les différents filons ; cependant il m'est impossible de décrire les caractères auxquels on peut reconnaître les filons riches en cuivre de ceux dont l'exploitation ne saurait donner des bénéfices. En étudiant toutes les exploitations de la pointe de Keweenaw, j'ai pu me faire une opinion presque certaine de l'aspect des filons riches et des filons pauvres, maiç elle résulte seulement d'une appréciation personnelle, et n'est pas de nature à être exposée par écrit.

Les ingénieurs qui seront appelés à diriger des travaux au lac Supérieur devront commencer par former leur opinion en visitant toutes les exploitations, en comparant les différents filons dans les mêmes bancs de trapp. Cette difficulté de reconnaître à la disposition des gangues les filons riches des filons pauvres, explique les travaux considérables qui ont été continués pendant plusieurs années dans des filons peu productifs.

Pour tous les filons riches, la distribution du cuivre parait suivre des n^gles constantes. Dans les bancs de trapps compactes, le cuivre est peu abondant; les masses importantes, les gangues fortement imprégnées de cuivre, ne se trouvent que dans les bancs amygdaloîdes, et par suite forment dans les filons des colonnes assez régulières, inclinées vers le Nord sous un angle de 30 à à2<». Cette règle est maintenant admise par tous les ingénieurs du lac ; elle vient de recevoir une consécration nouvelle par les découvertes faites en i 836 dans la mine de South-Cliff. Le filon de Cliffextrômement riche dans les bancs amygdaloîdes qui sont au pied (et au Sud) du greenstone était peu productif dans le trapp compacte qui succède à l'amygdaloïde, à une plus grande distance du greenstone. On a fait des explorations un peu plus au Sud dans le

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même filon et dans une nouveUe zone amygdaloïde, reconnue à la sorface^ et là le filon a de nouveau présenté de grandes massée de cuivre natifi

Dans le greehstone^ les filons se divisent tous en un certain nombre de veines, généralement peu puissantes et très-quartseuses* Elles contiennent des petits grains de cuivre, mais jusqu'ici on n'a pas rencontré de filon exploitable dans cette roche dioritique. Le riche filon de GlifT parait lui-même itiei*« ploitable.

Ces variations de richesse en cuivre avec la nature des bancs de trapp> est déjà bien sensible aux affleurements ; elle est évidente dans les travaux sou* terrains de toutes les mines. Chaque variété de trapp correspond à un degrô particulier de richesse en cuivre des filons; Tamygdaloîde est jusqu'à présent la roche encaissante qui répond à la plus grande richesse.

Dans les trapps très-durs et compactes du Sud, on n'a fait aucune exploration suivie; ces affleurements sont trop fréquemment recouverts par les alln* viens et par la terre végétale pour qu'on puisse indiquer la nature des gangues et la disposition du cuivre.

Ûans la syénite des Bohemian-Mountains, les filons conservent leur direction, sont assez nettement encaissés, et présentent peut-être une division et un nombre de veines plus grand que dans les trapps compactes. La nature de la gangue est peu différente; c'est encore un mélange de quartz, de calcaire spathique, de chlorite et de (t'agments anguleux détachés de la roche encaissante. Le cuivre n'est plus à Tétat natif, mais à l'état de cuivre gris ou de cuivre panaché, disséminés en mouches ou formant des veinules dont rêpaisseur atteint 0^,15. Dans les travaux assez développés qui ont été faits du côté du lac la Belle^ on a constaté dans un certain nombre de filons la substitution du cuivre gris au cuivre natif. C'est là un phénomène extrêmement curieux, et dont il faut chercher la cause dans la roche ; on peut ai* sèment, en faisant reïcursion d'Agate au lac la Belle, suivre les affleurements d'un même fflon. On le voit à Agate s'avancer dans les conglomérats sous les csAix du lac rempli seulement par du calcaire; on le reconnaît plus ou moins métallifère et contenant du cuivre natif dans les différentes zones de trapp, et plus au Sud, dans la syénite, il contient des minerais sulfurés.

AsHBED. — Vers le milieu de la zone métallifère du Nord s*étend un banc de trapp amygdaloïde assez analogue pour sa structure avec la roche qui contient les agates sur le bord du lac, de Copper-Harbor à Eagle-Harbor. Il est criblé de cavités et de fissures remplies à une certaine distance de tous les filons par les minéraux de la gangue et par du cuivre natif. On a commencé son exploration à la mine de Copperfalls, et on l'a reconnu bon à exploiter à des distances des veines différentes, variables avec la richesse de ces veines.

Je ne pense pas que le Ashbed, ainsi que rappellent MM. Poster et Whitney,

soit un flloti véritable; îl me paraît fttrô seulement, comme je viens de l'indiquer, une couche d'amygdaloïde très-poreuse, dans laquelle les matières des filons ont pénétré. Cependant son exploration est encore trop peu avancée pour qu'on puisse se prononcer avec certitude sur sa nature.

Tai parlé dans un des précédents paragraphes de la couche mince de conglomérat qui s'étend au-dessous du greenstone, à la limite de la tone métalli-* fère du Sud. Elle est connue dans toute la région de la pointe de Keweenaw, depuis l'eïtrémité de la pointe jusque bien au delà de Gliff-Mine; on peut même admettre qu'elle se prolonge jusque dans le comté d'Ontonagon et considérer comme son représentant les couches de conglomérat des mines de Minnesota, National, etc. Elle forme un horizon des plus remarquables, parallèle aux bancs de trapp noir et schisteuï, qu'on peut suivre depuis les mon^ tagnes syénltlques de la Pointe jusqu'aux points explorés le plus à l'Ouest dans rOntonagon»

La couche de conglomérats est accompagnée d^unbanc très-mince de roche feldspathique, contenant quelques mouches cuivreuses. On ne sait pas encore si le banc se trouve, partout avec le conglomérat ; on ne l'a constaté qu'auprès de la vallée de Eagle-River, et son exploration n'a paru présenter aucune importance, n serait possible cependant que la roche feldspathique eût une certaine analogie avec les veines métallifères qui suivent la couche de conglomérat dans les mines de TOntonagon.

Le ashbed et cette couche feldspathique sont jusqu^à présent les seules indications de gisements de cuivre natif n'appartenant pas au système des filons transversaux. On peut donc, dans Pétat actuel des explorations, avancer que le cuivre natif existe dans toute la pointe de Keweenaw principalement dans des filons coupant tous les terrains sous des angles voisins de 90^ et produisant des rejets plus ou moins notables dans les terrains encaissants. Ces filons sont de véritables failles transversales, remplies postérieurement par

des matières terreuses et métalliques, qui ont pénétré jusqu'à une ccrlaine distance dans les bancs poreux du trapp amygdaloîde.

Des gisements de ccivbe et d'argent natifs dans la contrée d'Ontox^AGOK. '» La contrée d'Ontonagon renferme des gisements de cuivre et d'argent natifs peut-être plus riches que ceux de la pointe de KeweenaWi mais présentant une disposition essentiellement différente.

Les filons ne traversent plus normalement les bancs de trapp« mais sont parallèles & leur direction, et les coupent en profondeur sous un angle très-aigu.

Le filon exploité dans les mines National, Minnesota, Roekland^ etc.| se divise près du jour en plusieurs veines dont les affleurements sont parallèleSi L'une d'entre elles est interposée entre Un bailc de conglomérat ^et des bancs

de trapp compacte^ et parait être par places extrêmement riche en cuivre et en argent natifs. Ces veines sont réunies par de nombreuses veinules, quelquefois sans importance, quelquefois au contraire contenant des masses considérables de cuivre.

Ce système de veines, qu'on peut nommer le système de Minnesota, s'étend à de grandes distances à TEst et à l'Ouest, dérangé dans son alignement par un grand nombre de failles transversales, mais conservant toujours sa position relativement aux bancs du trapp et à la couche de conglomérats. U se trouve à peu près dans la position correspondante à celle du greenstone à la pointe de Keweenaw.

Dans les montagnes trappéennes du Nord et du Sud, on connaît plusieurs systèmes analogues à celui de Minnesota, parallèles à la direction des terrains. Ils sont peut-être moins nettement encaissés; les matières qu'ils contiennent ont pénétré dans plusieurs bancs amygdaloldes, qui présentent du cuivre natif à une certaine distance des filons. Ces veines sont jusqu'à présent considérées comme moins riches que celles de Minnesota, et ne contiennent que de très-petites masses de cuivre ^ On pourrait chercher à l'expliquer par la nature amygdaloïde et par suite poreuse des bancs encaissants, dans lesquels une partie du cuivre est disséminée. Cependant cette réputation d'une richesse très-inférieure peut être due à ce que les principaux travaux ont été faits dans les 'mines exploitant les veines de Minnesota : ces dernières sont presque stériles à certains intervalles, et rien ne démontre que les autres ne possèdent pas également des colonnes métallifères dignes d'être exploitées.

Les veines de l'Ontonagon sont remplies par du quartz, du calcaire spa* thique, de la chlorite, de l'épidote verte, de la laumonite et par une matière feldspathique rouge, qui parait provenir de la décomposition de la roche trappéenne. L'épidote verte est bien plus abondante qu'à la pointe de Keweenaw; mélangée avec du calcaire ou avec du quartz, elle remplit souvent presque seule des veines* peu métallifères ; plusieurs bancs amygdaloîdes en sont fortement imprégnés.

i . Toutes les compaguies de mines de cuivre dans TOntonagou cherchent à se placer dons la même position que la mine de Minnesota, et prennent comme horizon la couche de conglomérat qui sert de mur à la veine du Sud de cette mine. Il est cependant impossible de déterminer la position réelle des différentes mines, sans étudier avec attention tous les systèmes des failles transversales qui dérangent les alignements des chaînes de montagnes et des filons. La couche de conglomérat ne peut pas elle^-mème donner des indications satisfaisantes, parce qu'il existe plusieurs couches analogues séparant des bancs de trapp de nature différente. Le système de filons de Minnesota se trouve dans des bancs presque exclusivement compactes, tandis que les filons situés plus au Sud traversent des roches^ amygdaloîdes. La nature des trapps est un horizon plus certain pour la position relative des mines différentes que l'existence d'un banc de conglomérat, plus ou moins analogue à celui de Minnesota.

La disposition de ces substances dans les filons est assez analogue à celle que présentent les veines de la pointe de Keweenaw, dans les deux zones métallifères du Nord et du Sud ; mais jusqu'ici on n'a pas pu découvrir l'influence de la roche encaissante sur la nature et la disposition des gangues ; on ne connaît pas non plus les relations qui doivent exister entre le terrain et la distribution des colonnes métallifères. On sait seulement que la veine au coutact du conglomérat (dans le système de Minnesota) contient beçiucoupde calcaire spathique, qu'elle renferme par places des masses importantes d'argent natif, et que le cuivre ne se présente presque jamais disséminé en mouches, mais bien plutôt en masses irrégulières, de dimensions souvent considérables.

A cet égard, on manque presque entièrement, dans l'Ontonagon, des renseignements précieux fournis par l'expérience, qui permettent aux exploitants de la pointe de Keweenaw de porter leurs explorations dans les parties oîi les filons seront probablement plus riches.

Vers l'Ouest du district d'Ontonagon, les veines semblent devenir plus pauvres et plus nombreuses, en conservant assez bien tout l'ensemble de leurs caractères. Une seule mine, celle de Norwich, présente des apparences assez favorables pour qu'on ait intérêt à continuer les explorations; cependant elle n'a produit encore que de la matière à bocarder très-pauvre : les masses de cuivre ne sont pas de grandes dimensions et sont assez rares.

Au Nord-Est de Minnesota, au delà de la vallée de l'Ontonagon, les failles transversales sont trop nombreuses pour qu'on puisse reconnaître la position des différentes mines. De nombreuses explorations ont été faites, des sommes considérables ont été dépensées, et cependant on ne peut citer aucune mine en bonne exploitation. Les filons reconnus dans la chaîne de Minnesota et dans la chaîne du Sud se continuent certainement à l'Est avec leur même allure, mais avec des variations assez grandes dans la richesse en cuivre.

On ne les a pas encore suivies jusqu'au lac Portage, séparé par plus de 40 kilomètres des derniers travaux d'exploration de l'Ontonagon. On peut cependant présumer que dans l'intervalle inexploré de la zone trappéenne les veines des différents systèmes se réunissent progressivement.

Des gisements du cuivre au lac Portage. — La formation trappéenne est coupée par le lac'Portage dans la direction E.-0. Les deux rives sont assez rapprochées, et présentent vers le lac des pentes assez fortes; les montagnes situées au Sud s'élèvent à environ 130 mètres, tandis que celles du Nord ne dépassent pas 118 mètres au-dessus du lac. Les travaux d'exploration ont été commencés depuis plusieurs années, mais n'ont pris que tout récemment une importance notable sur la rive méridionale.

Les mines nommées Ile-Royale, Portage, Huron, sont maintenant assez avancées pour qu'on puisse se faire une idée sufQsamment exacte de rallore

des glBementa; au Nordi au contraifOi les mines Onincy^ PewabiCi 6tc.| n'ont encore donné lieu qu'à de« explorations insuffisantes, n est dono nécessaire de distinguer les deux rives du lac ^ je eommeneerai par les mines D^Royale, Portage, Huroui etc.^ qui sont les mieux connues*

Les bancs de trapp sont dirigés N« 35^ E. à S« 35« 0^ et plongent vers le Nord^Ouest sous un angle d'environ 60» | on distingue principalement les deux variétés, amygdalolde et compactai séparées de distance en distance par des couches minces de grès et de conglomérats.*Les gisements de cuivre parais* sent être intercalés entre les bancs de trapp, et ceux-ci sont fréquemment brisés et pénétrés par les matières minérales qui accompagnent le ouivre natif. Il en résulte que les gisements exploités présentent presque tovgours l'apparence de brèches, dans lesquelles les fragments du trapp sont cimentés par du calcaire spathique, du quartz, de la chlorite, de l'épidote vertCi map tières minérales qui contiennent du cuivre et de l'argent natifs^ en propor* lion souvent assez forte. Dans les trapps compaotesi les fragments de la roche encaissante ne contiennent pas de cuivre; au contraire, dans les bancs amyg« daloîdes, les fragments de trapp sont fortement imprégnés de toutes les ma* tières minérales,

Cette disposition générale offre donc ime certaine analogie avec celle que présentent les mines de l'Ontonagon, Les gisements doivent être considérés comme des filons intercalés entre les bancs de trapp ; la séparation des bancs ne s'est pas faite nettement; le trapp a été cassé et fissuré jusqu'à une certaine distance ; les matières minérales ont ensuite rempli toutes les fisatures, en produisant des gisements en apparence assez irréguliers. Les exploitants sont dans Tobligation d'abattre une largeur très^variable et souvent fort grande du terrain, ce qui contribuera certainement à élever le prix de revient du cuivre. Les filons sont cependant nettement encaissés, sur une certaine étendue, dans les parties les plut compactes des bancs amygdaloldes, disposition qui avait ^t croire, dans les prenûers temps des travaux, que les filons étaient peu continus, et qne le cuivre était principalement disséminé dans des bancs amygdaloîdes plus poreux.

Les deux veines principales reconnues jusqu'à présent sont nommées Ile^Royale, et Portage v^m; elles sont écartées de moins de 100 mètres, et pa« raissent être réunies par plusieurs veinules transversales; leur puissance varie de 1 mètre dans les parties bien encaissées jusqu'à plus de l!i mètres dans la roche amygdaloïde brisée. Elles contiennent du cuivre natif en petits grains eten masses de faibles dimensions; mais jusqu'ici on n'a pas rencontré de masses comparables à celles de Minnesota* L'ai^geut natif s'est montré en petite quantité auprès de la surface, mélangé avee le cuivre, mais non combiné. Ces deux veines se conUnuent à une grande distance vers

rOueat; leur exploitation est déjàeommencée àlamine Huron, et leurs affleuremanta ont été suivis à plusieurs kilomètres au delà. Il est probable, comme le pensent M. Douglasa et plusieurs ingénieurs de la localité, que ces gisements du lac Portage vont se réunir avec ceux de l'Ontonagon. Une couche de conglomérat, voisine du Hlon de l'Il^Royale, a môme fait supposer l'identité de cette yaine avec Tune de celles exploitées à Minnesota, Je n'ai pas besoin de faire observer que cette identité n'est pas du tout certaine; elle ne sera démontrée que dans plusieurs années, quand l'intervalle qui sépare les deux mines aura été convenablement exploré.

Plusieurs veines analogues à celles de Portage et de l'Ile-Royale ont été reconnues dans la môme région, et de nombreuses locations ont été prises, soit sur le bord du lac, soit à une certaine distance dans l'intérieur; les travaux les plus sérieux ont été faits par les compagnies Ile^Royale, Portage, Huron. Un puits foncé dans les bancs les plus rapprochés des grès du Sud a ren^ contré un gisement cuprifère dont le métal est combiné avec l'arsenic.

Les exploitations sont trop peu avancées pour qu'on puisse se prononcer sur la nature du gisement; on peut seulement prévoir une analogie remarquable avec les faits observés dans les montagnes syénitiqucs de la pointe de Keweenaw, dans lesquelles le cuivre existe à Tétat de minerai arsenical.

De l'autre côté du lac, on a fait des explorations sur un certain nombre de veineSi sans pousser les travaux avec assez de continuité ; les ûlons paraissent très-importants et très-riches, h en juger du moins par les résultats obtenus, et par les travaux anciens très-développés, dont l'existence est bien constatée.

Dans les locations de Quincy et de Pewabic, on a fait quelques puits sur une veine analogue à celles de Portage et Ile-Royale, disposée comme elles entre deux bancs de trapps, brisés et imprégnés jusqu'à une certaine distance par les matières des liions. La roche encaissante est amygdalolde au toit comme au mur, et renferme du cuivre bien au delà des parties brisées. Le filon a une puissance variable, généralement comprise entre 2 et 4 mètres ; il contient de l'épidote, de la chlorite, du calcaire spathique, du quartz, des fragments de toute dimension do la roche amygdaloïde; il renferme un peu d'argent natif, et du cuivre natif, en grains disséminés dans la gangue et dans la roche, des petites masses de cuivre désignées sous le nom de Barreîwork. Dans les parties travaillées par les anciens, et dans lesquelles on a foncé quelques puits, les ouvriers ont trouvé d'assez belles masses de cuivre. La richesse de cette veine parait au moins aussi grande que celle des liions exploités de l'autre côté du lac Portage, mais les travaux présentent la môme difGcnlté en raison de la puissance du ûlon et de la présence de gros blocs d'amygdalolde,

Il est impossible de savoir jusqu'à quelle distance vers le Nord-Est cette veine peut se continuer; on ne la connaît pas à la hauteur de la mine Fulton, et par suite il est probable qu'elle se termine en pointe à un petit nombre de kilomètres du lac Portage.

Le système des filons transversaux de la pointe de Keweenaw commence à se manifester à la location de Quincy ; on a reconnu plusieurs veines qui coupent nettement les bancs de trapp. Ainsi, près des maisons d'ouvriers, on voit les affleurements de plusieurs filons nettement encaissés, puissants de 0"»,25 à 0",50, dirigés N. 3° E. et N. 16» 0. Un peu plus loin, sur les montagnes, on a suivi sur une longue distance un autre filon, dirigé N. 17® E., coupant les bancs de trapp sous un angle très^aigu : il est connu sous le nom de vBine de Quincy, et les premiers propriétaires du terrain en avaient commencé l'exploration par quelques puits peu profonds.

Ce filon a une puissance variable de 0",50 à 0™,90; il est séparé de la roche par des salbandes, et présente tout à fait le même aspect que les veines peu métallifères de la pointe de Keweenaw. Les premières explorations ont produit quelques petites masses de cuivre, et de la matière à bocarder imprégnée d'une faible proportion de cuivre natif.

Il y a donc une grande difTérence entre ces systèmes de filons coupant les bancs de trapp et les veines intercalées entre les bancs : ces dernières paraissent bien plus riches, et c'est par elles qu'il convient de commencer les travaux, bien que l'exploitation présente des difficultés plus grandes.

On a trouvé dans les locations de Quincy et de Pewabic des puits très-nombreux, qui paraissent avoir été faits par les Peaux-Rouges à une époque trèsreculée. Us sont tous sur la veine parallèle aux bancs de trapp, et ceux qu'on a vidés semblent répondre aux parties les plus riches des veines. Les anciens mineurs, très-probablement de la race indienne, connaissaient donc parfaitement la nature des gisements de cuivre et argent. Le meilleur guide pour les exploitants actuels est encore le grand développement des travaux anciens.

La veine de Pewabic contient en assez grande abondance une matière violacée, renfermant du quartz, du feldspath et de l'oxyde de fer; elle ne cou- ^ tient pas de cuivre, mais bien de l'argent natif, en proportion quelquefois assez grande pour mériter l'exploitation. L'argent natif se présente d'ailleurs avec le cuivre natif comme dans la plupart des filoqs riches du lac Supérieur.

Les mines du lac Portage sont dans des conditions assez bonnes pour les transports. Jusqu'à présent, les grands b&timents n'ont pas osé se risquer dans le lac Portage : les machines, les approvisionnements^ etc., ont été débarqués à l'entrée du lac dans la baie de Keweenaw, et transportés aux établissements sur des bateaux. Une expérience toute récente (1856) a prouvé

que le lac Portage est accessible aux navires d'un tirant d'eau assez fort; on peut prévoir que dans un avenir assez rapproché les transbordements seront évités^ et les bâtiments des grands lacs viendront charger et décharger aux quais mêmes des mines.

Considérations générales sur les filons de cuivre. •» Les explications que j'ai données dans mon premier mémoire et dans les pages précédentes sur les filons de cuivre et d'argent des trois régions explorées sur la rive américaine du lac Supérieur, me permettent d'émettre une opinion probable sur le mode de formation des giseûients.

Dans toute la partie explorée jusqu'à présent, le cuivre et l'argent sont accompagnés par des minéraux bien différents de ceux qui constituent les roches encaissantes, quartz, calcaire spathique, épidote, laamonite, etc., et se trouvent dans des filons véritables; les uns, traversant tous les terrains, sont des failles bien caractérisées, comme à la pointe de Keweenaw; les autres, dans l'Ontonagon et au lac Portage, sont parallèles aux bancs de trapp en direction et ne les coupent que dans la profondeur, ou bien sont intercalées entre des bancs de trapp. Partout on peut reconnaître des cassures bien nettes, dans lesquelles sont renfermés les minéraux et les métaux utiles. La roche encaissante ne contient du cuivre et des minéraux qui l'accompagnent que dans le voisinag^immédiat des filons, et là seulement où sa nature amjgdaloîde explique aisément la pénétration des matières qui ont rempli les filons. Il est donc certain pour moi que les gisements du cuivre au lac Supérieur sont des fentes ou des failles remplies ultérieurement par des matières minérales. La direction et la disposition des fentes présentent de grandes différences de la pointe de Keweenaw au lac Portage et dans l'Ontonagon; elles ont été certainement produites par les soulèvements qui ont déterminé la configuration de la contrée. Il me parait difficDe de savoir si toutes les fentes se sont produites eh même temps, ou si elles sont dues à des soulèvements successifs; mais il n'y a pas le moindre doute pour le remplissage de ces fentes. Les. minéraux sont de même nature et disposés de la même manière dans tous les gisements, et certainement le remplissage a été fait en même temps pour toutes les fentes, à la pointe de Keweenaw, au lac Portage et dans l'Ontonagon.

L'époque du remplissage ne saurait être fixée maintenant ; elle est postérieure au dépôt des grès, puisque les filons pénètrent jusque dans cette roche ; mais on ne peut tirer de ce fait aucune conséquence importante, puisque le dépôt du grès a certainement précédé les soulèvements.

Quant au mode de remplissage, on peut assurer avec certitude que la voie ignée n'a eu aucune part dans la production des filons. L'existence de l'argent

mélangé avec le cuivre S soudé maia non combiné ayee loii la présence dans les grandes masses de cuivre de noyaux contenant en même temps quarts, calcaire spatbi<iue et cUorite, l'existence du cuivre métallique dans leB cristaux de calcaires^ sont autant de preuves que le cuivrCi l'argent et tous les minéraux ont été déposés par voie humide et en même temps.

On est donc ramené à l'hypothèse de dissolutions minérales contenant des combinaisons de cuivre et d'argent.

La précipitation des métaux doit être attribuée & une action galvanique tout à fait analogue à celle employée dans les ateliers de galvanoplastie. Cette hypothèse est la seule qui puisse rendre compte de l'aspect du cuivre métalllque^ de sa concentration dans certaines bandes du terrain trappéen^ et de son existence à l'état de minerai dans certaines zones moins perméables aux courants électriques. On s'étonnera moins de l'énoncé de cette hypothèse si l'on réfléchit que les bancs dé trapp agissent encore maintenant avec beaucoup de force sur l'aiguille aimantée^ en produisant des déviations variables ft de faibles distances depuis 8 à 6* Jusqu'à plus de 90*. D'ailleurs^ il est impossible d'imaginer nne action différente de celle de la galvanoplastie qui puisse produire des plaquettes de cuivre métallique portant l'empreinte fidèle des stries les plus fines des cristaux calcaires et des parois sur lesquelles elles sont appliquées.

Des failles.— Toutes les formations explorées depuis la pointe de Keweenaw jusqu'à l'état de Wisconsin sont traversées par des failles nombreusesi dont la disposition générale parait extrêmement curieuse à étudier. Elles n'ont pas encore attiré l'attention des directeurs et ingénieurs des mines du lac Supérieur, et dans mes deux voyages, nécessairement trop rapides, je n'ai pu en reconnaître qu'une partie. Je ne pourrai donc donner que peu de détails sur ce sujet très-important ; je pense cependant pouvoir présenter quelques faits intéressants. Je suivrai pour les fdilles le môme ordre que pour les filons, et je considérerai successivement les trois régions principales ; la pointe de Keweepaw, le lac Portage et la contrée d'Ontonagon,

Des failles a la pointe de Keweenaw. -— On peut distinguer dans cette

i. L'argent est quelquefois séparé du cuivre, soit disséminé dans la chlorite, comme dans la mine Clarke à la pointe de Keweenaw, soit dispersé en particules très fines dans la gan* gue des filons, comme à la mine Pewabio près du lac Portage : soit même ramifié dans le calcaire spatbique comme à Minnesota ; plus ordinairement il se présente sur le cuivre natif en petits grains qui semblent crachés sur le métal; souvent aussi l'argent et le cuivre sont en petites masses et en plaquettes se pénétrant mutuellement; j'ai vu une masse de cuivre qui contenait dans son intérieur un noyau d'argent. De ces apparences, on peut conclure que dans le remplissage des filons par voie humide : !<> l'argent n'a pas été précipité par le cuivre; 2^ ces deux métaux ont été déposés par une action analogue et à la même époque.

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région deaz systèmes de failles : l'un & peu près normal à la direction^ l'autre à peu près parallèle et sensiblement perpendiculaire aux bancs eux-*mômes. J'ai déjà désigné le premier système sous le nom de failles transversales et le second sous le nom de failles longitudinales. Ces dernières sont jusqu'à présent peu évidentes, mais leur existenoe est certaine. Un certain nombre d'entre elles sont visibles en plusieurs points sans qu'il soit possible de les suivre à de grandes distances^ à cause des alluvions et de la terre végétale qui recouvrent les roches sur une grande épaisseur.

FAIU.E8 LONGiTUDmALSs, —Entre les baies de Gopper et Agate-Harbor, vers la limite de la première zone de trapp amygdalolde, j'ai pu constater une faille longitudinale assez mal caractérisée; vers le Sud et à une faible dis* tance^ le bouleversement longitudinal des terrains est indiqué par une série de petits lacs qui s'étendent tous parallèlement au rivage. Son étude est impossible dans l'état actuel des travaux, mais il importe de signaler son existence aux ingénieurs des différentes locations des bords du lac : elle permettra de connaître la relation de la bande amygdalolde avec la grande zone métallifère du Nord, Il me parait très-probable que cette faille a relevé et amené au jour une partie de la zone de trapp située au Nord du greenstone.

Dans les conglomérats et dans les deux zones métallifères, on distingue encore un certain nombre de failles longitudinales, indiquées par des stries verticales sur les pentes les plus abruptes des montagnes. Aucune d'elles ne pandt avoir une importance comparable à celle de la première que j'ai signalée» Elles ont certainement contribué k faire paraître beaucoup plus étendue la formation de trapps et de conglomérats. En raison de leur exis* tence^ je pense maintenant qu'il n'est pas possible d'évaluer la puissance des conglomérats et des trapps d'après l'étendue horizontale qu'ils occupent et l'inclinaison des bancs.

Au sud des Bokemian-Mounïtains, composées principalement de syénite, on peut constater la faille la plus importante dé toute la pointe de Keweenaw; elle est bien à découvert depuis l'extrémité orientale de la Pointe jusqu'au lac Gratiot; plus h l'Ouest, elle est en partie cachée en raison de la position des grès sur le trapp. Sa direction est à peu près E. 10^ N. à 0. lO*" S, ; elle est presque verticale avec une légère inclinaison vers le Sud, La formation trappéenne qui est au Nord de cette faille a été soulevée, vers l'Est de la pointe de Keweenaw, à une grande hauteur relativement aux grès qui se trouvent au Sud. Les grès s'appuyant sur le trapp ne s'élèvent que d'un petit nombre de mètres au-dessus des eaux du lac vers les montagnes syénitiques du lac la Belle, tandis que leurs couches plongeant vers le Sud s'élèvent progressivement vers l'Ouest jusqu'aux sommets des plateaux de la formation trappéenne. Leurs couches sont à peu près horizontales à une faible distance, et la sépa-

ration des pentes inclinées vers le Sud et des parties horizontales est marquée par une série de cassures remplies maintenant par des lacs, depuis le lac la Belle jusqu'au lac Portage.

Cette disposition extrêmement curieuse ne permet pas d'admettre que le grès a été déposé en couches horizontales. Il a cédé partiellement à l'effet du soulèvement qui a mis en évidence les tranches successives des trapps et des conglomérats.

L'escarpement que le greenstone présente vers le Sud n'est pas dû à une faille, car les bancs de trapp amygdaloïde de la zone métallifère du Sud, inférieurs à ceux du greenstone, ne présentent pas la plus faible différence dans leur stratification ; l'escarpement, très-variable, du reste, ne représente que la tranche des bancs brisés par le soulèvement.

Failles transversales. ^ Les failles transversales sont extrêmement nombreuses et quelquefois tellement rapprochées qu'elles donnent aux bancs de trapp un aspect presque colonnaire. Cet effet se remarque principalement au greenstone, près de la mine de Cliff, près de celle North- Western et en plusieurs autres points. Dans ces conditions, ce ne sont plus de véritables failles, mais seulement des fentes très-voisines qui ne donnent pas lieu à des rejets sensibles.

Les failles principales produisent dans toutes les formations des vallées plus ou moins profondes, dont les côtés présentent des différences notables de niveau et d'alignement. Quand on observe la contrée des points les plus élevés, par exemple, des montagnes de conglomérats à l'Est de Copper-Harbor, on peut suivre les failles dans le trapp, dans le greenstone et jusque dans les montagnes syénitiques, par les vallées qu'elles ont produites.

Dans la planche jointe à mon mémoire, j'ai tracé plusieurs des failles les plus voisines de Copper-Harbor dont j'ai relevé la position à peu près exacte avec M. Stevens (P. XTV, fig, 2).

Les rejets principaux ont pour effet d'avancer la partie orientale vers le Sud; dans mes excursions jusqu'à la mine de Keweenaw-Point, à plus de 10 kilomètres à l'Est de Copper-Harbor, j'ai remarqué un assez grand nombre de failles qui presque toutes produisent des rejets dans le même sens. De^ cette disposition générale résulte un fait géologique extrêmement curieux. L'extrémité orientale de la pointe de Keweenaw présente à très-peu près la direction E.-O., tandis que les bancs de trapps et conglomérats sont dirigés de E. 10» à 15° N. à 0. <0«> à i3« S. La différence de ces deux directions est produite par les rejets successifs vers le Sud. Le rivage devait présenter, avant l'action destructive des agents atmosphériques et des eaux du lac, des dentelures disposées en gradins irréguliers.

A mesure qu'on avance à l'Ouest vers Eagle-River, les failles sont plus

espacées et les rejets n'ont plus lieu tous dans le môme sens ; les vallées produites sont plus larges et plus profondes. Ainsi la vallée d'Ëagle-River laisse couler vers le Nord, à travers le greenstone, les eaux de la zone métallifère du Sud.

D'après les renseignements qui m'ont été fournis, les failles transversales seraient assez peu nombreuses entre Eagle-River et le lac Portage.

Des failles au lac Portage. — Le lac Portage est une faille énorme qui traverse les grès du Sud, les trapps, les conglomérats et les grès dii Nord. Il donne à la pointe de Keweenaw l'aspect d'une presqu'île : en hauteur, la différence de niveau des deux côtés du lac est assez faible, et le rejet en direction n'a pas été suffisamment bien constaté. Cependant on peut en avoir une idée en examinant les cartes; elles indiquent que la partie Nord-Est a été rejetée vers le N(frd de plusieurs centaines de mètres. La môme indication est fournie par les positions occupées, d'un côté par les fllons exploités dans les concessions Ile-Royale, Portage, Huron, etc., et de l'autre côté par. la veine reconnue dans les locations Quincy et Pewabic. L'ouverture de la faille est très-grande vers le Sud dans les grès; de pe côté, le lac Portage se réunit presque avec le Torch Lake, qui me parait mdiquer assez nettement la ligne de cassure qui sépare les grès en couches horizontales des grès inclinés.

Cette môme ligne se continue vers l'Ouest du lac Portage par un torrent dont le nom n'est pas porté sur les cartes.

A l'Ouest du lac Portage, les failles transvei^es ne paraissent pas nombreuses; mais je dois m'abstenir d'émettre une opinion à cet égard, n'ayant pas eu l'occasion de faire des excursions de ce côté.

Des failles dans l'Ontonagon. — Dans TOntonagon, les alluvions sont trop épaisses pour qu'on puisse distinguer les failles longitudinales ; on peut seulement signaler dans les grès du Sud la continuation de la ligne de brisure si évidente à la pointe de Keweenaw par la série des lacs la Belle, Gratiot, Torch, et vers l'Ouest du lac Portage par l'existence d'un torrent coulant parallèlement à la séparation du trapp et du grès. Les failles transversales sont, au contraire, bien caractérisées et nombreuses; elles ont produit des vallées très-profondes et causé de grands dérangements dans les alignements des chaînes de montagnes.

Le plus grand peut-être et le mieux connu maintenant est celui qu'on observe dans la vallée de l'Ontonagon. D répond à une faille à très-peu près normale à la direction des bancs de trapp, s'étendant depuis le bord du lac au Nord jusque dans les grès du Sud, dans lesquels elle parait se diviser en plusieurs branches.

On peut se rendre compte du rejet occasionné par cette faille en observant du haut des plateaux de Forcst les alignements des chaînes de montagnes

dans lesquelles on exploite, Minnesota, National, Rockland, etc. Il dépasse certainement iOO mi^tres, mais je ne peux préciser aucun nombre : Je dois môme déclarer que la mesure de l'étendue du rejet ne pourra être faite qu'après avoir assigné la position véritable du filon de Forest; je le considère comme appartenant au système du Sud, tandis que plusieurs ingénieurs de la contrée auraient voulu l'assimiler au ricbe filon de Minnesota.

Jusqu'à présent on n*a pas fait d'explorations suffisantes des (killes transversales de rOntonagon; elles ne contiennent pas de cuivre métallique, et si les travaux qui seront fkits dans un avenir trës*rapproché justifient cette opinion, générale au lac Supérieur, la différence de position des gisements métalliques à la pointe de Keweenaw et dans TOntonagon sera parfaitement tranchée.

On n'a pas cherché à dresser un carte spéciale des failles des trois régions explorées jusqu'ici au lac Supérieur; son importance se fait sentir tous les jours davantage, et très-probablement ce travail sera bientôt entrepris par l'un des ingénieurs américains qui ont parcouru le pays dans tous les sens depuis un grand nombre d'années^

Eh attendant cette Carte, on peut se faire une opinion assez approchée de la position des failles en étudiant les cartes géologiques déjà publiées, ceUes surtout qui sont tracées sur une grande échelle : les principales rivières répondent aux failles les mieux caractérisées; pour les ruisseaux plus petits, 11 y a plus d'incertitude, parce qu'ils coulent souvent dans de simples dépressions des terrains; un certain nombre cependant répond aussi à des failles bien nettes.

Les alluvions couvrent une grande partie des terrains dans tontes les

régions du lac Supérieur et présentent une variété très-curieuse. MM. Fostcr et Whitney, dans leur Be^crtptton géolùgiq\ie publiée en 18S0 et 1881, distinguent plusieurs divisions bien tranchées : les galets roulés cimentés par de l'argile ou des sables, les sables grossiers, les argiles plus ou moins ferrugi* neuses et les sables fins.

Les alluvions contiennent des blocs de toutes dimensions, identiques avec ceux qui ont été trouvés dans toutes les parties de la contrée et à de grandes distances au Sud-Ouest, sur les sommets des montagnes aussi bien qu'au fond des vallées. Les blocs sont considérés par les géologues américains comme étant en relation avec les stries observées sur un grand nombi^ de roches dures, arrondies sur le côté tourné au Nord-Est.

Les blocs, les stries, la forme arrondie des montagties appartiennent cer*

tainemeni à la période erratique ; mais il n'en est pas de mdme pour les alluvions. A cet égard^ je dois présenter un petit nombre de fklts qui me paraissent avoir un certain intérêt.

Galbts tioOLÉs. -^ J'ai pu observer les galets roulés à la pointe de Keweenaw^ dans les points où jusqu'en 1855 on considérait les alluvions comme manquant presque complètement. La fréquence des pointes de trapp traversant la terre végétale et l'absence de travaux d'exploration avaient porté à penser prématurément que les alluvions n'existaient pas ; elles paraissent, au contraire, remplir les dentelures successives que présente la surface des deux zones de trapps. La partie supérieure est occupée par les sables et les argiles ; dans le fond, on trouve quelquefois des graviers et presque toujours des galets roulés.

Les galets sont identiques pouv la forme, pour la grosseur et pour la composition avec ceux qui composent les conglomérats. Ils sont cimentés par une matière noirâtre ferrugineuse.

En ks observant en place, j'ai été frappé de Tanalogjie que Tensemble pré^ sente avec les conglomérats : je suis convaincu que ces galets proviennent de la décomposition parles agents atmosphériques de fragments de conglomérats restés après le soulèvement dans les dépressions du trapp.

le n*ai pas eu l'occasion d'examiner ces galets dans d'autres localités, ce qui m'empêche de généraliser mon opinion; je dois donc la restreindre à la pointe de Keweenaw.

Des graviers. — Les graviers accompagnant les galets roulés contiennent des ft'agments de toutes les roches qui composent les galets ou les conglo* mérats; ils proviennent donc certainement de la destruction de ces roches.

Des SABLES Et DES ARGILES. ^ Les sablcs et les argiles constituent la partie la plus apparente des alluvions au lac Supérieur * ils paraissent avoir été formés sur place et n'avoir pas été transportés* Ainsi, dans toutes les vallées, on peut reconnaître dans les sables et dans les argiles les éléments provenant des roches qui composent les montagnes voisines. Sur les grès blancs, on ne trouve que des sables presque incolores; sur les grès bariolés, sur les grès rouges, sur les conglomérats, les sables très-peu argileux sont toujours colof es en rouge plus ou moins foncé; enfin, dans les deux zones de trapp, les alluvions sont très-argileuses et toujours assez fortement colorées. Ces change* ments dans la nature des alluvions, suivant la nature des terrains, me semblent une preuve certaine que les alluvions, sables et argiles ont été produites lentement et sur place par la décomposition des terrains eux-mêmes, à une époque certainement antérieure à la formation de la terre végétale.

Pour expliquer maintenant la présence dans les alluvions des blocs transportés évidemment â de grandes distances, il faut admettre que les phéno*

mènes erratiques se sont prolongés pendant tonte la durée de la formation des alluvions et probablement même au delà.

Il y a eu deux actions contemporaines : Tune^ tout à fait locale et proba* blcment permanente, a produit les alluvions, graviers, sables et argiles; l'autre, intermittente, a déposé les blocs de grandes dimensions sur les alluvions comme sur les terrains qui n'en étaient pas recouverts*

§ VII. — ConsidéraHons générales sur les roches trappéennes.

Dans les paragraphes précédents, j'ai conservé le nom de trapps aux roches ainsi désignées par les géologues américains, dans lesquelles on a trouvé les gisements de cuivre natif. Elles sont considérées généralement comme des roches éruptives, intercalées entre les couches d'un terrain stratifié plus on moins ancien.

Cette hypothèse ne s'accorde cependant ni avec la nature de ces roches elles-mêmes, ni avec leurs relations avec les terrains stratifiés en contact avec elles.

Tous les faits observés jusqu'ici dans les parties explorées de la pointe de Keweenaw et de l'Ontonagon me portent à penser que ce sont des roches stratifiées métamorphiques, tout aussi Lien que les micaschistes et les schistes amphiboliques de la région des minerais de fer.

Je ne peux parler ici que de la partie américaine du lac Supérieur, celle qui s'étend de la pointe de Keweenaw jusque dans le Wisconsin ; jfe n'ai pas visité les rives septentrionale et orientale du lac et je ne possède sur elles que des renseignements insuffisants. La collection des roches de ces contrées, rapportée par M. le comte de Rottermund, semble démontrer une similitude presque parfaite avec les roches trappéennes de la pointe de Keweenaw et avec les terrains évidemment métamorphiques du massif granitique de Marquette.

Les motifs sur lesquels je fonde mon opinion, que les roches trappéennes ne sont pas d'origine ignée, mais bien des terrains stratifiés métamorphiques, sont assez nombreux.

i^ Dans les terrains évidemment métamorphiques qui accompagnent le granité, les trapps sont associés aux roches amphiboliques et aux schistes peu altérés, dont ils suivent les plissements contournés. Ils paraissent être un état particulier du métamorphisme des roches qui marquent le passage du gneiss aux schistes, par la syénite, les roches amphiboliques et les schistes chloritiques. Dans les parties peu altérées, les plus éloignées du granité, on voit les schistes des bans de grès et des couches de calcaire compacte; dans celles . plus voisines du granité, soumises à une action plus énergique, on trouve les

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jaspes^ les quartzites et les cduches de calcaire saccharoïde, en même temps qa'on peut observer le passage par degrés insensibles des syénites aux roches amphiholiquesy de ces dernières aux trapps et de ceux-ci aux schistes chloritiques et aux schistes non altérés.

"Z^ Dans cette môme région, les roches trappéennes contiennent des filons de cuivre natif, dont la disposition est analogue à celle des gisements de la pointe de Keweenaw : les filons paraissent s'étendre jusque dans les schistes, autant du moins qu'on peut en juger d'après les explorations superficielles qui ont été faites tout récemment. La présence du cuivre natif dans les trapps de Marquette établit leur identité avec les trapps de la région cuprifère.

3<^ Le massif granitique et métamorphique est entouré par les grès, analogues à ceux observés plus au Nord, reposant sur les conglomérats, sur toute la rive méridionale du lac Supérieur, depuis Eagle-Harbor jusqu'à l'extrémité occidentale du lac, identiques avec ceux qui s'appuient sur la partie méridionale de la zone trappéenne. Les grès paraissent avoir été brisés et traversés par le massif granitique, comme ils ont été brisés et soulevés en môme temps que les trapps et les conglomérats.

4* £n suivant les zones trappéennes de la pointe de Keweenaw jusque dans rOntonagon, on distingue partout une stratification très-nette; les mômes bancs se continuent dans toute la contrée dans la môme position et avec des caractères constants. Ainsi les bancs noirs et schisteux qu'on observe au pied des montagnes syénitiques du lac la Belle, se retrouvent au delà d'Ëagle- River, à la mine Fulton, et jusque dans les parties les plus occidentales de l'untonagon, à la mine Windsor. De môme aussi la succession des bancs compactes et des bancs amygdaloïdes, avec les couches minces de grès et conglomérats intercalées, peut être suivie des lies Manitou jusqu'auprès du lac Portage, et du lac Portage à l'Ouest de l'Ontonagon.

i>* Au Nord de la formation, les trapps offrent plusieurs alternances, régulières et bien continues en direction, avec les conglomérats et les grès. Dans la zone amygdalolde des bords du lac, auprès d'Agate-Harbor, on peut suivre le passage évident du trapp amygdalolde au grès ferrugineux, lui-môme altéré; le môme banc présentant au mur l'aspect du trapp amygdaloïde, et versle toit l'apparence d'un grès fortement chauffé.

6^ La syénite des Bohemian-Mountains, le jaspe du mont Houghton, ont avec les trapps de la pointe de Keweenaw la môme relation que les syénites et les jaspes de la région granitique présentent avec les schistes amphiboliques ; la môme analogie se retrouve, d'après MM. Poster et Whitney, dans les Porcupine-Mountains, à l'Ouest d'Ontonagon.

A tous ces faits, je pourrais môme ajouter que les trapps existent à de grandes distances à l'Est et à l'Ouest des parties explorées avec quelque soin,

et que lears caractères^ leurs relations avec les granités et les grès paraisent se conserrer d'une manière remarquable.

Par suite, je considère comme certain que les trapps ne sont que des schistes et des grès plus ou moins ferrugineux, métamorphisés par une action maintenant encore inconnue. Ils font partie d'une formation composée de schistes, de conglomérats et de grès, dans laquelle sont intercalés plusieurs bancs calcaires, et dont on distingue la partie supérieure encore en place, ou du moins fort peu dérangée, du Saut Sainte-Marie jasque bien au delà du massif granitique de Marquette.

Cette vaste formation entoure incomplètement la série des bassins concentriques, dont j*ai parlé au commencement de ce mémoire, et dont le centre est le terrain houiller du Michigan. Son âge géologique ne me parait pas encore bien déterminé; il est assez probable qu'il se rapporte à la première période de l'époque silurienne, mais il est convenable d'attendre, pour décider la question, que des fossiles plus nombreux aient été trouvés dans les grès.

Le terrain métallifère a été brisé et soulevé en différents points, dans une direction fort difficile à distinguer : en prenant l'Ile Royale comme alignement, on serait porté à prendre la direction E. 25" N. ; mais en considérant l'ensemble des montagnes granitiques et des zones de trapps, on arriverait à la direction générale E. 15« à 20° N.

Les fentes, les failles et les fractures nombreuses que présente la formation indiquent que le soulèvement est postérieur au métamorphisme : le remplissage des filons n'a eu lieu qu'après le soulèvement, alors que toutes les parties de la contrée avaient à peu près le relief actuel. Enfin, à une époque compara^» tivement très-récente, ont eu lieu le transport des blocs erratiques et^le dépôt des alluvions.