II. TERRAIN SILURIEN

Envisageant les dépôts des roches siluriennes de la même manière que l'ont fait MM. Murchison et Barrande dans leurs classiques et magnifiques ouvrages intitulés : Siluria et Système

xiiuiic/i (le ht Bohême^ et adoptant les limites distinctes et très claires que ces deux savants ont les premiers exposées et établies, on arrive, pour les grands groupes et sections du terrain silurien de l'Amérique du Nord, exactement aux mêmes résultats stratigraphiques et paléontologiques que ceux obtenus en Europe.

Malgré les mille lieues qui séparent le pays de Galles et la Jjoliême, du lac Ontario et du Haut-Mississipi, on trouve, sur les deux côtés de l'océan Atlantique, les mêmes groupes de roches avec de légères variations minéralogiques, les mêmes formes dans les fcmnes, et bien plus, souvent les mêmes fossiles. Sir R. IMurcliison avait à peine, en 1835, signalé et dénommé le silurien du Slnopsliiie et de l'Hereford que ]\I. Featherstonliaugh (1), moins d'une année après, reconnaissait des roclies siluriennes aux cataractes de Niagara, sur les bords du lac Michigan et aux environs de Saint-Louis. C'est à I\JM. Yanuxem, Emmons et Conrad que sont dues la classification et les descriptions du silurien d'Amérique. Chargés par le gouvernement de l'Etat de New-York de faire le Gcologicnl sitrvcy de cet Etat, ces trois savants sont les premiers qui aient, dans leurs Rajqjoiis a/i/iucis, fait connaître d'une manière précise et logique ses difïérentes couches et les faunes qui y étaient ensevelies.

N'ayant pu étudier les régions f|ui avaient servi de type pour la classification des roches du Silniiaii sysù///, MM. Vanuxem, Emmons et Conrad ne pouvaient paralléliser d'une manière précise chaque groupe d'Amérique avec ceux d'Europe. Aussi ne s'en sont-ils pas préoccupés, divisant très judicieusement les différentes assises américaines indépendamment et sans aucune idée préconçue de parallélisme européen, en laissant cette intéressante et très difficile question entièrement de côté, et pour être traitée par un observateur capable de l'élucider. Ainsi posé, le problème du parallélisme, non-seulement des groupes formant le silurien, mais aussi de ceux qui composent toute la période paléozoïque de l'Amérique du Nord, a été résolu en 18^7 par le savant collaborateur de sir R. Murchison, qui, dans son Siliiiia, le nomme /lis dcar and cnlighte/icd compaiiion, M. Edouard de Yerneuil. Personne autant que ce géologue français n'était aussi bien en état d'aborder les extrêmes difficultés d'un pareil travail ; aussi pendant le voyage qu'il fit au Canada et dans les Etats-Unis en 1866, il reconnut et

(1) Je renvoie à l'appendice pour les titres des ouvrages consultés ; j'y donne une liste de tous les travaux géologiques et paléontologiques que j'ai pu étudier pour rédiger ce travail.

synchronisa chaque groiipi-, en posant les l'nuiles de cliaquo leirain avec une précision telle que tout ce qui a été publié depuis par les 2,éolO;f;ues qui étudient le Nouveau-IMonde n'a fait que conlirnier ses idées et qu'apporter de nouvelles preuves de la rectitude et de la justesse du parallélisme que de M. Verneuil a établi entre les j;roupes des roches paléozoïqiies d'Europe et d'Amérique.

En suivant, bien entendu, ce parallélisme de M. de Verneuil. les roches de l'époque silurienne de l'Amérique du INord se divisent comme celles d'Angleterre, de Bohême et de Scandinavie, en trois étages ou groupes principaux. Pour éviter toute confusion créée surtout par les dénominations de système caïubrien^ de système Tiuo/iic, etc., appliquées à des roches cristallines d'origine aqueuse, mais fortement métamorphisées, je prends, à l'exemple de M. liarrande, pour base du silurien d'Amérique, toutes les roches cristallines, métauiorphiques ou non, sur lesquelles reposent les assises qui renferment les premières traces de la vie sur notre planète. En Amérique comme en Europe, cette base du silurien présente en quelques endroits des roches cristallines qui sont stratifiées, et ([ui ont du être formées à une époque où l'on peut supposer que la chaleur de la terre était trop grande pour permettre l'existence tics êtres animés. Ces schistes cristallins, désignés sous le nom de système azoïquc^ n'ont encore été soumis nulle part à des investigations assez nombreuses pour pouvoir en rien tirer de précis ni sur leurs âges, ni sur leurs groupements ni même leurs compositions intimes. Aussi laissant de côté ce que l'on nomme assez improprement le système azoïque, je ne m'occuperai que des roches dont les assises présentent les premières traces déterminables d'êtres vivants.

MM. Murchison et Barrande ont divisé le silurien en trois étages principaux, mais en même temps ils ont réuni les deux premiers sous le nom unique de sihuien inférieur, et n'ont admis en réalité que deux étages, le silurien inférieur et le silurien supérieur, tandis qu'en fait il y en a trois : le silurien inférieur, le silurien moyen et le silurien supérieur. Les géologues qui, dabord sous la direction de feu le savant Henry de la Bêche, puis actuellement sous celle de sir R. Murchison, relèvent et publient pour le compte du gouvernement anglais cette magnifique Carte géologique de Grande-Bretagne, d'Ecosse et d'Irlande, qui n'a encore son égale dans aucun autre pays du monde, ont divisé et colorié le silurien en trois étages. Le professeur Ramsay principalement, qui a le plus étudié les roches siluriennes du pays de Galles, est celui qui a fait adopter cette division en trois parties, comme plus logique

— la —

eu égard à la (opographie de la contrée, ainsi qu'aux groupenu nts des assises. Sans adopter cette division du professeur Kanisay, qui est tout à fait locale et propre au pays de Galles seulement, je reconnais qu'une division en trois étages convient mieux pour décrire ces premières roches fossilifères, d'abord parce que cette division existe véritablement dans la pratique, et ensuite afin de supprimer ces dénominations de : Pttrtic irtfthicurc du silurien infcriciir, groupe canibricn et du terrain cunibricn, qui ont donné lieu déjà à tant de discussions et de controverses.

a. SILURIEN INFÉRlEUn.

L'étage du silurien inférieur comprend en Amérique ce que MM, Vanuxem et Einmons ont nommé Potsdam snndstone et CaUifcrous sa/idroc/i, et ce que IM. D. Owen a désigné sous les noms de Loivcr snndstone oj t/ie ujjper M/ssissijjï et Loiver niagnesinn limcstone. C'est dans les assises de cet étage que se trouve ensevelie la faune primordiale que W . Barrande a caractérisée d'une manière si claire et si distincte dans son Système silurien de la Bohême.

Les roches formant l'étage inférieur sont des grès très durs, à texture subcristalline, à stratification un peu diffuse et de couleur rose ou pris blanc ; il y a souvent, surtout vers la partie supérieure, des intercalations de calcaires magnésiens ou dolomies, et aussi des couches argileuses et calcaréo-sableuses. Chacune de ces différentes assises forme des sous-groupes très bien caractérisés dans les contrées où on les a observées, et M. Owen, dans les Etats de Wisconsin et de Minesota y a reconnu et distingué neuf divisions dont cliacune contient des fossiles différents et présente une lithologie qui lui est propre.

Si l'on voulait donner au silurien inférieur d'Amérique un nom géographique, ceux de roches de Potsdam ou de roches du Haiit- Mississipi peuvent l'un ou l'autre être employés indifféremment, car chacune de ces localités peut être prise pour type.

L'épaisseur des assises qui composent le silurien inférieur varie avec les localités de 300 à 1000 pieds. Dans beaucoup d'endroits, elles sont horizontales ou très peu inclinées, tandis que dans d'autres, tels qu'à Montmorency-Falls, près de Québec, à Sainte- Croix-Falls (Wisconsin), etc. , elles sont fortement relevées et disloquées.

Jusque dans ces dernières années, on n'avait rencontré que très peu de fossiles, seulement des LingulacidesObolus. M. D. Owen, de New-Harmony, est le premier qui ait reconnu dans l'étage

du silurien inleiieur une laïuic complèle qui est aussi priinordidlc t'u Amérique et correspond parfaitement à la faune primordiale de Bohême. Cette faune se compose surtout de Trilobitcs ayant des formes caractérisées par le développement maximum du tliorax et par la réduction du pyc,ldium à un petit nond)re de se{jments, de brachiopodes tels que LinguUi, Oboliis et Orbiciihi^ et d'un ptéropode.

Liste (les fossiles du si/urie/i inférieur ou jaune primordiale .

Dikcloccphalus niinncsotensis^ D. Owen. — Cette jespèce est très commune. Le lac Sainte-Croix, le mont La Grange, et au-dessous du lac Pépin, sur le Mississipi (Wisconsin et Minnesota).

— pepiiiensis, D. Ow. — Le mont La Grange et la tète du lac

Pépin.

— luiniscœusis, D. Ow. — Espèce très commune à l'île de la

Montagne et à Tembouchure de la rivière Miniskah (Minnesota). Sur la rivière Menomonee, au-dessus des grands rapides (Michigan).

— Io(\-e/isis, D. Ow. — Espèce qui se trouve dans les assises les

les plus inférieures, avec des Lin^ula et des Obolus. Audessous de Mountain island et vers l'embouchure du Black river (lowa et Wisconsin).

— grnnulosu.s^ D. Ow. — Se trouve à l'embouchure de la rivière

Miniskah, dans le Mississipi.

J.o/ichccephalus chippcivnensis, D. Ow. — Se trouve par milliers sur les bords de l'affluent nommé Red cedar ou Menomonic de la rivière Chipewa (Wisconsin).

— haniulus, D. Ow. — Mountain island et rivière Miniskah. Crepicephalus Miniscaensis, D. Ow. — Assez nombreux à Mountain

island et à la rivière Miniskah.

— fVisconscnsis, D. Ow. — Mountain island. Mciiocephalus Miiicsotensis, D. Ow. — Rivière Miniskah.

Obolus Jppolinus, Vern. — Très nombreuses sur les bancs du Mississipi, au-dessous de Mountain island.

Li/igula prima, Conr. — Se trouve aux chutes de la rivière Sainte- Croix (Wisconsin), sur la rivière Escanaba (Michigan), à Keeseville (État de New-York).

— nntiqua, Emm. — Chutes de Sainte-Croix, rivière Escanaba,

Hammond et Alexandria (État de New-York).

— piiinaformis, D. Ow. — Chutes de Sainte-Croix.

— ampla, D. Ow. — Mountain island, sur le Mississipi, Orbicuta prima, D. Ow. — Chut«s de Sainte-Croix,

Tous les fossiles précédents appartiennent aiux parties les plus inférieures de l'étaj^je de Potsdain, et n'ont pas encore été trouves

mêlés avec ceux que Ton trouve dans les parties supérieures et qui sont :

Oit/ioccras jjiinii<:;(/iiiiin, Van. — Ti'ouvé dans la partie la plus supérieure de l'étage, près des couches de contact avec le silurien moyen. Vallée du Mohawk, près de Fort-Plain (Étal de New-York.

Striipdiollus i\li/incsi>lc'iii(s, D. Ow. — Traverse des Sioux(Minnesota).

PlcdiotonKiria iiiurfilis, D. Ow. — Au-dessous du fort Garry, sur la rivière Rouge du nord.

Turbo (liliicula, Hall. — Middleville et Little falls (État de New-York).

Opliilcta levatn, Van. — Se trouve en abondance dans la partie supérieure du Calciferous sandrock, de la vallée du Mohawk.

Mnclurca luatutina, Hall. — Vallée du Mohawk.

Conmie on le voit, la faune primordiale d'Amérique ne compte encore que 22 espèces !)ien déterminées; il est probable que ce nond^re sera augmenté dans des proportions assez notables, et qm; de nouvelles régions seront reconnues renfermer le silurien inférieur. Déjà ÎM. Ferdinand Rœmer a signalé des fossiles trouvés sur les rives du rio San-Saba, au Texas, qui se rapportent certainement à cette faune primordiale. Ces fossiles sont trois Trilobites dont il nomme l'une Plcmcrpluilia Sancd-Sabœ , et une Lingule, la Liiigiila acitùui'^nla. Ces quatre espèces, ajoutées aux précédentes, font 26 espèces primordiales.

Le terrain silurien, formant une bande qui environne les montagnes Laurentines et qui s'étend tout le long des Alleghanys, offre une vaste surface pour l'investigation de ses roclies et de ses fossiles. Cependant le silurien inférieur ne s'observe pas partout. En dehors des endroits signalés précédemment, on le trouve dans le New- .Tersey, la Pennsylvanie, la Virginie, la Caroline du Nord et la , Géorgie. Dans ce dernier Etat, on y a trouvé une nouvelle espèce, le Conncephalites antiquatiis^ Sait., ce qui fait 27 espèces fossiles dans l'étage inférieur. On ne le trouve pas dans les Etats d'Obio, de Kentucky, ni du Tennessee. C'est dans le Minesota, l'Iowa, le Wisconsin, le Michigan, l'Etat de New-York et le Bas-Canada, qu'il est le plus développé, ou du moins dans lesquels on l'a le mieux étudié.

Dans les environs de Montréal (Bas-Canada), M. Logan a reconnu des traces et empreintes de pas d'animaux sur les surfaces de plusieurs assises appartenant au Potsdam sandstone. Cette découverte fut d'abord annoncée comme devant bouleverser toutes nos connaissances paléontologiques sur lespremiers âges du monde terrestre, car on pensait que ces empreintes de pas avaient dû être

faites par clesanlinaux vertébrés, ou tout au moins par des reptiles cliéloniens. Or chacun sait que jusqu'à présent on ne connaît pas encoie de poissons dans le terrain silurien d'Amérique, malgré les assertions de quelques géologues qui ont cru reconnaître, dans des fragments de crustacés indéterminables, des épines et écailles de poissons. Après une étude très minutieuse de ces empreintes (^foai-pri/its), le professeur Owen a déclaré que ces Protic/miteSy comme il les nomme, ne proviennent ni d'une tortue ni d'aucun animal vertébré, mais bien d'un articulé probablement de l'ordre ties crustacés, et devant ressembler beaucoup à une Limule. Or comme il est probable que les Trilobites ressemblaient aux Limules, et que l'on ne connaît encore de crustacés dans ces premières assises des roches sédimentaires que du genre Trilobite, il est assez naturel de penser que ces célèbres empreintes de Reauliarnais (Bas-{]anada) appartiennent à des espèces de Trilobites de la faune primordiale.

Tout le territoire de la baie d'iludson qui se trouve au N. des grands lacs, en y comprenant le Labrador, a été reconnu composé presque exclusivement de roches siluriennes, ce qui fait présumer que lorsque des éludes géologiques un peu détaillées auront été faites sur ces contrées sauvages et très difficiles à explorer, on aura là un vaste champ pour étendre nos connaissances sur le silurien inférieur.

iVI.M. Hall, Logan, Owen, Foster et Withney, ont rapporté au silurien inférieur les grès qui se trouvent tout le long de la côte sud du lac Supérieur, depuis le Sault-Sainte-Marie jusqu'à la rivière Saint-Louis, et en quelques points de la côte nord. Je pense que ces géologues ont été induits en erreur, car ces grès rouges et ces conglomérats appartiennent sans aucun doute au deuxième étage du nouveau grès rouge américain, ainsi que Ta parfaitement démontré le célèbre docteur Charles T. Jackson.

b. SILURIEN MOYLN.

Le silurien moyen est de beaucoup le plus important des trois étages du terrain silurien, d'abord par la surface relative qu'il occupe sur le globe, puis par le plus grand nombre d'assises qu'il présente, et enfin par la faune qu'il contient, et qui est véritablement la première faune un peu complète que Ton rencontre sur notre planète. En Amérique, de même et peut-être même mieux qu'en Europe, cet étage, qu'on pourrait désigner ici par les noms géographiques de i;ioujjc de Trciiton ou L^iniipc t/c Chiriiifiati,

présente un développement des plus eonsidérahles et qui intéresse au plus haut point les reclierclies géolojjiques.

Composé d'un grand nombre de couches renfermant des fossiles différents, quoique beaucoup de ces fossiles passent d'une couche à une autre, l'étage moyen a pu ainsi être divisé en un certain nombre de sous-p,roupes, qui ont reçu des noms particuliers dans chacun des différents Etats où ils ont été étudiés jusqu'à présent. Avant de faire connaître quelques-uns de ces sousgroupes, on peut dire en général que les roches qui forment le silurien moyen d'Amérique sont des calcaires compactes, souvent un peu marneux, très bien stratifiés par assises variant de trois pouces à un pied et demi, de couleur bleue, quelquefois noirâtre, avec intercalation de marnes noires, schisteuses, passant souvent à une véritable ardoise. Les fossiles y sont très nombreux et s'y recueillent souvent par milliers d'exemplaires ; ils forment ce que M. Barrande appelle \afaunc seconde, caractérisée par de nouveaux Trilobites appartenant à des genres différents de ceux de la faune primordiale, et ayant un grand développement du pygidium par rapport au thorax ; on y trouve en outre un grand nombre de brachiopodes appartenant surtout au genre Oj t/iix, des céphalopodes, principalement d(S Orthocères à grand siphon latéral, des Graptolites, des Cystidées et des polypiers.

Dans l'Etat de New-York, où le silurien a été d'abord étudié avec le plus de détail en Amérique , voici les différentes divisions ou sous-groupes établis dans le silurien moyen : \° C/iazy limcstotie ou île-Laniottc liiuestnne, 2° Birdseyc limestone, 3" Black river timestonc, k° Trenton limestone.^ 5° Utica slate, et 6° Huclson river groi/jj. Ces sous-groupes ont été reconnus s'étendre sans modifications bien perceptibles, dans la Pennsylvanie, leVermont. lé Maine, le bas et le haut Canada. En Michigan, Wisconsin et lovva, le développement des assises est moins considérable, et les sousgroupes sont beaucoup plus linùtés; M. D. Owen les a divisés de la manière suivante : Formation III, a et b, ou parlie du Saint-Pcter's-shell llmcstnne , comprenant le Galena or leadbearing limcstonc.

Dans les Etats d'Ohio et d'indiana, M3I. LockeetOwen ont désigné d'une manière générale toutes les assises sous le nom de Blue limestonc, sans établir de subdivision, quoique cependant les environs des villes de (Cincinnati et de Madison présentent de superbes coupes de ce groupe, avec des caractères très distincts dans l'habitat des fossiles, et aussi dans la composition minéralogique des assises.

Au 'l'enncsseo , i^J. Salï'oid a dcciil le .siluiicii moyen sous les noms de Slo/ic ?it'cr grottp et de Nnslnùlle i^roi/p ; il y occupe un es)3ace assez vaste, surtout aux environs de JNashville, où il a été signalé dès 1836 par M. Gérard Troost, ce premier et célèbre pionnier de la géologie américaine dans l'ouest des Etats-Unis. D'ailleurs, comme à Cincinnati, les assises du silurien moyen du Tennessee sont formées d'un calcaire bleu, quelquefois noirâtre, avec quelques intercala tions de minces couclies d'argile bleue.

Il y a, dans l'Etat de Missouri, non loin de Saint-Louis, un Galena Umestonc identique avec celui du Wisconsin, et qui fait également partie du silurien moyen. En outre, on voit aussi, dans la partie du Aiissouri qui se trouve entre Potosi, Jeffèrson city et Fulton, d'autres subdivisions du même étage, se rapprocliant du Bluc Umestone de l'Obio, et qui ont des assises présentant le même aspect litbologique.

J)ans le Canada et l'Etat de New-York, la partie supérieure du silurien moyen est formé d'un immense développement de schistes argileux, très fissiles, et ressemblant à des ardoises, qui a été nommé par IM. Vanuxem Utica slatc et Hiidson river group ; cette manière d'être de l'étage moyen n'est pas générale, mais est limitée aux bords des fleuves lludson et Saint-Laurent.

Le silurien moyen a une distribution géographique qui présente une grande surface si on la compare aux légions de l'Amérique du nord explorées par les géologues. Commençant aux îles Mingan, à Belle-isle et à Terre-Neuve, où il a été reconnu par le capitaine Bayfield, il se poursuit tout le long du fleuve Saint- Laurent jusqu'à Montréal, de là il suit la rivière Richelieu, le lac Champlain et la vallée du IMohawk, ainsi qu'une partie de celle de l'Hudson. Il remonte la rivière Ottawa jusque près du lac Nipissing, suit les côtes orientales et septentrionales du la<! Ontario, entre au lac Huron par la Georgian I3ay, passe par les îles Drummond et Saint-Joseph, atteint le lac I\Iichigan dans les baies Vertes et des Noquets, et se poursuit dans le Wisconsin, où il forme la partie supérieure de Saint-Antony falls sur le haut Mississipi. Son existence a été reconime au lac Winipeg, près du fort Alexander, aux lacs Abbitibl^ie et Saint-John dans le territoire de la baie d'Iludson. Le docteur Jackson l'a signalé à Eastport et au Moose-head lakc dans l'Etat du Maine. Il forme une partie des chaînes de montagnes parallèles des monts Alleghanys. dans les Etats de Pennsylvanie, Maryland, Virginie, ('aroline du nord et Géorgie, et pénètre même jusque dans l'Alabaina.

J'ai déjà dit que ce terrain occupait une partie considérable