DISPOSITION GÉOLOGIQCE DES TERRAINS DO LAC SUPÉRIEOR

La carte d'ensemble du lac Supérieur, publiée en i85o, par MM. Foster et Whitney, et les cartes de détails ont été dressées à la suite des explorations faites pendant trois années consécutives, 1847, 1848, 1849.

On doit être étonné qu'un aussi court espace de temps ait suffi aux géologues , chargés par le gouvernement de cette mission importante, pour poser exactement les limites des terrains et pour faire connaître assez exactement les zones dans lesquelles se trouvent les gisements de cuivre.

11 faut en effet se rendre compte des difficultés presque insurmontables qu'on rencontre à chaque instant dans un pays entièrement couvert de forêts vierges, dans lequel la température s'abaisse parfois pendant l'hiver jusqu'à la congélation du mercure.

Les parties voisines des côtes et des établissements de mines peuvent être explorées avec une facilité comparativement assez grande ; mais dans l'intérieur du pays , loin des habitations , il n'est possible d'entreprendre que des excursions très-courtes , et toujours pénibles.

En outre , les terrains sont recouverts presque partout par une épaisseur assez grande de terre végétale, et par des alluvions dont la puissance dépasse fréquemment vingt mètres. — La nature des roches n'est en évidence que sur les sommets des montagnes , bu

6ur les bords de certaines rivières qui coulent dans des vallées profondes.

Ces circonstances se retrouvent sans doute dans la plupart des pays, en Europe comme en Amérique, mais au lac Supérieur elles sont rendues bien plus embarrassantes par les difficultés de la vie matérielle dans des forêts inhabitées.

Les trois parties les mieux connues sont : la Pointe de Keweenaw, la contrée d'Ontonagon et T Ile-Royale ; dans les deux premières, les mines sont explorées très-activement, quelques-unes donnent des bénéfices considérables; rile-Royale a maintenant presque entièrement perdu l'importance que les relations des an ciens voyageurs lui avaient donnée dans le commencement des entreprises ; de tous les travaux ouverts il y a cinq ou six années , il ne reste plus que deux mines en activité.

Il en résulte que c'est à la Pointe de Keweenav^r et dans la contrée d'Ontonagon, que les excursions peuvent être faites le plus facilement et avec le plus de fruit.

Pour exposer aussi clairement que possible la disposition des terrains, je décrirai d'abord les différentes parties du pays , je reviendrai ensuite sur la composition des roches principales et sur les aUuvions., qui formeraient elles seules un vaste sujet d'études intéressantes.

•^ 1. — Disposition générale des terrains.

La carte d'ensemble de MM. Poster et Whitney s'étend vers le sud jusqu'aux bords du lac Michigan, vers Test, au delà du saut Sainte-Marie ;»vers le nord , elle indique la composition des terrains qui forment la côte anglaise; à l'ouest, elle s'arrête aux limites de l'État

de Wisconsin. La zone qui sépare les deux lacs, Supérieur et Michigan , présente la partie supérieure des terrains qui existaient sur toute la superficie , occupée maintenant par le grand lac , avant les soulèvements et les bouleversements, qui ont produit le relief actuel •de la contrée.

Elle est formée en partie de calcaire magnésien , appartenant à l'époque silurienne inférieure, reposant sur des grès blancs et rouges. Sur la rive méridionale du lac Supérieur, le grès apparaît seul , en couches sensiblement horizontales , et présente en plusieurs points des escarpements très-élevés, avec des alternances des couches de couleurs différentes. Le point le plus remarquable est situé près de Grand-Island ; son aspect pittoresque lui valut le nom de pictured rocks , déjà célèbre en Amérique.

Le granité et les roches métamorphiques forment la plus grande partie de la côte orientale , et deux massifs considérables, l'un au nord du lac, très-voisin du rivage, l'autre au sud de la pointe de Keweenavir, depuis la Chocolaté river jusque dans le Wisconsin.

Graniie et roches Le grauito ct Ics terrains métamorphiques situés àl'est, ineiaoïorphiques. ^^^^ j^ Canada, sout jusqu' à présent très-pcuconnus; il

en est de même du massif du nord, dont la partie voisine du lac est seule tracée. Quant au massif du sud, il a été parcouru dans la plus grande partie de son étendue, et ses limites sont exactement marquées sur la carte.

Sa direction générale est N 70** E, — sensiblement parallèle aux chaînes de montagnes de rile-Royalè, et à la direction du massif granitique du nord , il présente une série de montagnes arrondies, élevées de 3oo à 4op"*. au-dessus élu niveau du lac , et séparées par des vallées peu profondes. Il est recouvert en grande partie par des roches que les géologues américains considè-

rent comme métamorphiques , par dés gneiss, des micaschistes, des quarzites, du jaspe et des roches amphiholiques.

Des masses considérables de fer oxydé sont enclavées dans ces terrains, et paraissent se continuer jusqu'au contact du granité. Elles sont exploitées depuis plusieurs années avec une certaine activité, et quelques fourneaux ont été construits à peu de distance des rivières nommées Chocolate-River et Carp-Rivei*.

Le massif granitique est entouré par des grès , qui sont relevés de tous côtés jusqu'à une certaine distance, bien que sous un angle assez faible , et qui paraissent avoir été brisés et soulevés par le granité.

Au nord de T Ile-Royale , dans le Canada , le granité formedes montagnes élevées de 5oo et 600". au-dessus du niveau du lac, et a produit dans les terrains soûle- •

vés des dislocations beaucoup plus fortes que celles observées au Sud.

L' Ile-Royale est formée de trapp , de conglomérat et conjiomériis de grès, disposés en bancs puissants et en couches «urès. rigoureusement parallèles, dirigés de N 65^ E à S 65° 0, et plongeant vers le Sud sous un angle très-faible, de 8 à 1 o*» avec Thorizontale.

La côte américaine, comprenant : la Pointe de Keweenaw, la région voisine du lac du Portage , et la contrée d'Ontonagon renferme des trapps, des conglomérats et des grès, également en bancs et en couches parallèles entre eux , plongeant vers le nord et vers le nord-ouest sous un angle variable de 25 à 55°.

Entre le trapp, qui se présente en montagnes assez élevées , depuis l'extrémité de la pointe de Reweenaw jusque dans l'État de Wisconsin , et le grand massif granitique du sud se trouve une vaste formation de grès, arrivant vers l'Est jusqu'aux bords du lac , ter-

minée à Touest par le trapp. Dans celte partie , le . grès est presque partout en couches sensiblement horizontales, mais se relève avec une inclinaison variable au contact du trapp, du granité et des roches métamorphiques. Des lambeaux de calcaire magnésien ont été constatés à Touest de la baie de Keweenaw; leur présence démontre l'identité des grès de la Pointe de Keweenaw avec ceux de la rive méridionale.

Les ail uvions, comprenant : des galets et graviers, des argiles et des sables, couvrent la plus grande partie de la contrée ; elles contiennent des blocs erratiques qui assignent à leur formation une époque peu reculée.

Enfin à Test , Tlle Michipicoten est presque entièrement composée de trapp, analogue à celui de la Pointe de Keweenaw, et dans lequel on a constaté la présence du cuivre natif et des minerais de cuivre en filons*

Je vais maintenant considérer avec plus de détails les parties les mieux explorées et les plus importantes par rénorme richesse en cuivre qu'elles contiennent ; la pointe de Keweenaw, la contrée d'Ontonagon et l'Ile- Royale.

PL VII. Pointe de Keweenaw. —On nomme pointe de Keweenaw

la langue de terre qui s'avance vers le milieu de la côte méridionale du lac, en formant une courbe dont la convexité est tournée vers le nord. Elle est presque séparée de la terre ferme par le lac Portage , dont la position , entre le fond de la baie de Keweenaw et la côte au nord indique une cassure transversale de tous les terrains. La constitution géologique est du reste la même des deux côtés de ce lac étroit, et les différences que présentent entre elles la pointe de Keweenaw et la contrée d'Ontonagon ne paraissent avoir aucune relation avec cette séparation purement géographique.

La nature des terrains qui composent la Pointe de

TOTAGE AU LAC SUPÊUEUl. S;

Keweenaw, vers son extrémité orientale, peut être observée plus nettement que dans les autres parUes de la contrée , par suite de l'absence presque complète des aQuvioos , absence qui peut être attribuée à une dénudati<Hi partielle.

Deux chaînes de montagnes, parallèles et peu distantes, toutes deux composées de trapp plus ou moins cristallin, marquait Taxe central de la Pointe. La plus* importante au point de vue géologique , les Bohemian mounlains^ s'étend sans interruption depuis l'extrémité orientale jusqu'au lac de Portage, et de là vers l'Ouest, jusque bien au delà de l'Ontonagon. C'est suivant sa direction qu'a dû se faire le soulèvement de tous les terrains.

L'autre, située au nonl de la première, court parallèlement à la côte, de l'extrémité de la Pointe à la mine Albion; ce n'est qu'une bande particulière de la formation trappéenne, et l'intérêt qu'elle présente est purement local. Elle est, à la Pointe de Keweenaw seulement, l'horizon le plus remarquable par les exploitants ; reconnue peu métallifère , elle sépare les deux zones de trapp dans lesquelles les filons sont riches en cuivre.

Au sud des Bohemian moun tains , le grès s'appuie sur le trapp (^ plonge vers le sud sous un angle assez fort , mais qui devient de plus en plus fadble , à mesure que la distance au trapp est plus grande.

Au nord, on rencontre d'abord des bandes de trapp plongeant vers le nord et vers le nord-ouest , ensuite des couches et des bancs de conglomérat, de trapp, de grès , et enfin des grès pareils à ceux du nord, et présentant, comme eux, une inclinaison décroissante quand on les observe en des points plus éloignés de Taxe du soulèvement.

MounSins ^^ cliaîûe de montagnes principales est composée

de trapp cristallin, porphyrique et syénitique , disposé par bandes mal définies et qui paraissent parallèles à la direction générale de tous les terrains. Comme cette disposition est moins marquée que dans les autres parties de la formation, on désigne souvent la roche sous le nom de trapp non stratifié {unbedded trap).

Le versant méridional plonge vers le sud et vers le sud-est, sous Un angle assez variable, mais compris en général entre 35° et 55° ; le versant septentrional présente rinclinaîson inverse vers le nord et le nord-ouest, sous un angle de 3o à 35°. Plus à l'ouest l'inclinaison est plus grande ; et dans la région d'Ontonagon elle atteint 55°.

Les points plus élevés des Bobemian Mountains ne dépassent pas 290 mètres au-dessus du niveau du lac, mais les vallées transversales sont peu profondes , et cette chaîne forme la ligne de partage des eaux, depuis le lac la Belle jusqu'au lac Portage.

Vers le sud, le trapp est séparé du grès par uûe couche de chlorite, de 5o mètresde puissance ; la chlorite est très-fissurée, en partie altérée , et contient du feldspath, du fer oxydulé, de l'amphibole hornblende : dans certaines parties elle passe au trapp amygdaloïde , et contient des veines irrégulières , dans lesquelles plusieurs compagnies ont fait des travaux d'exploration peu productifs.

A l'est le trapp cristallin ne s'avance pas jusqu'à l'extrémité de la pointe ; il est remplacé par le trapp compacte , du milieu duquel s'élève le Mont-Houghton, entièrement composé de jaspe, roche qui se prolonge jusqu'au rivage de la baie de la Bête-Grise.

Zone méiaUifére ^^ nord dcs Bohcmian Mountains la surface du sol

du Sud.

présente une vallée longitudinale très-irrégulière, en

POTAGE AC LàC SCFÈKIECK. xV|

graaife partie Gomrerte par des allavîoDs : la \allee esi tiès-laige près de Qiff-liine , très-étroite au contraiiv vers reztrémité orîeotale de la pointe* Dans tous les endroits oà H a été possible d'obsenrer la roche* ou a trouTé le trapp, compacte, grenu ou amygdalolde, formant des bancs puissants , séparés souvent par des lits de grès ou de conglomérat. On n*a du reste bien exploré que la partie située au nord des rivières, Eagle- River, Uttle^ontreal- River ; les mines de cuivre natif, exploitées au pied de la seconde chaîne de montagnes, ont valu à cette bande de trapp le nom de zone métallifère dd sud. Son étendue en largeur est d^environ 2.5oo mètres, et lui assigne une puissance de i.^oo à i.Soo mètres.

La vallée âtuée au nord des Bohemian Hountains est GmMioM. limitée par des escarpements assez élevés de trapp à texture cristalline, nommé greenstooe. Ce nom est assez impropre, puisque toutes les variétés de trapp sont colorées en vert plus ou moins foncé ; je le consçrverav cependant pour éviter toute confusion entre cette roche et le trapp cristallin et porphyrique du sud.

Le greenstone forme une chaîne de montagnes élevées de 180 à 200 mètres au-dessus du niveau du lac, composées de bamcs puissants parallèles entre eux , et à ceux de la zone métallifère du sud. La direction est à peu près E.-O. auprès de Copper-Harbor ; elle tourne un peu vers le sud à l'extrémité de la pointe de Keweenaw, et vers l'ouest elle devient progressivement N.-E. à S.-O. — Les plateaux étroits et accidentés qui en marquent le sommet, ne sont interrompus que par la vallée profonde , dans laquelle la rivière Eagle-river coule au nord pour se jeter dans le lac.

La vallée d'Eagle -River, aussi bien que l'inflexion des bandes de tous les terrains , indiquent une cassure

Conglomérat,

gré».

direction, on ne trouve pas moins de 1.800 à 2. 000 mètres de conglomérat, ce qui porte à 1.000 mètres, et même jusqu'à 1. 100 mètres, la puissance de cette formation.

Amygdaioïde. La grande zone de conglomérat est recouverte par des bancs assez puissants de trapp amygdaloïde, séparés par des lits très-minces de grès, et conservant le plus complet parallélisme avec les formations inférieures : elle s'élève très-peu au-dessus du niveau du lac et forme des écueils très-dangereux sur le rivage, depuis Agate- H. jusqu'à Cat-Harbor. La puissance de cette bande amygdaloïde n'atteint pas 280 mètres et son étendue horizontale ne peut être bien oonstatée qu'entre Copper-Harbor et Agate-Harbor; elle ne dépasse pas 45o mètres.

Une seconde zone de conglomérat est superposée au trapp amygdaloïde , mais ne parait sur le bord du lac que depuis l'extrémité de la pointe jusqu'à la baie de Agate. — Elle s'élève seulement de quelques mètres audessus du niveau de l'eau, en formant une falaise irrégulière et dépourvue de toute végétation. — Les ports de Copper-Harbor, Agate-H. , grand Marais-H. , Eagle-H. , Gat-H., sont en partie dans le conglomérat, en partie dans la bande de trapp amygdaloïde.

A l'ouest de Cat-Harbor les alluvions couvrent le rivage et la plus grande partie de la contrée, et ne permettent pas de reconnaître la succession des terrains aussi nettement que vers l'est. Au nord de la grande zone métallifère on ne distingue plus qu'une faible épaisseur de conglomérat, mais des collines degrés rouge, de grès feldspathique rougeâtreet de grès blancs. — Les couches de grès sont parallèles aux bandes du trapp, l'inclinaison est toujours vers le nord-ouest, mais l'angle diminue progressivement. Auprès du lac

Portage, le rivage est éloigné du trapp de plus de 4.000*°, et le grès parait plonger sous un angle de 20 à 22** seulement. La décroissance de l'angle d'inclinaison est du reste bien plus prononcée au sud-ouest du Portage, et jusque dans la contrée d'Ontonagon.

Entre la mine Albion et le lac Portage, la grande ^^ lâc^ÇIoîla-e formation du trapp ne présente pas tout à fait la même disposition que dans la partie orientale de la Pointe deKeweenaw. — La bande de greenstone cesse d'être distincte , et par suite les deux zones métallifères sont réunies en une seule , limitée vers le sud-ouest par les montagnes de trapp cristallin et porphyrique, et vers le nord-ouest parles conglomérats. Les bancs de trapp, amygdaloïde et compacte sont encore séparés par des lits très-minces de conglomérat ou de grès; ils sont dirigés nord-est à sud-ouest, et plongent vers le nord-est sous un angle de So** à 35°.

La région du Portage présente une différence bien plus grande pour la disposition des gisements de cuivre natif : dans toute la contrée où les montagnes de greenstone sont apparentes, le cuivre se trouve dans des filons coupant presque à angle droit tous les terrains; vers le lac Portage, les gisements de cuivre sont intercalés entre les bancs de trapp, et plusieurs couches amygdaloïdes sont pénétrées de cuivre.

Au sud des Bohemian Mountains tout le pays est com- orès du Sud. posé de grès , depuis la baie de la Bête-Grise jusqu'à l'ouest de l'Ontonagon. Dans la partie qui appartient à la pointe de Keweenaw, limitée au lac Portage, le grès est dirigé parallèlement au trapp et plongé vers le sud-est , au contact de cette roche , dans un angle de 3o à 5o*. Son inclinaison diminue vers le sud, et sur les bords de la baie de Keweenaw les couches sont ho-

rizontales , ou même présentent en plusieurs endroits une légère inclinaison vers le nord.

L'apparence du grès est à peu près la même dans le voisinage et à une grande distance du trapp ; il est rouge ou seulement peu coloré, et les couches ne présentent pas des différences aussi tranchées dans leur couleur que sur la côte méridionale du lac Supérieur, aux Pictured-Rocks. Auprès du trapp on a constaté la présence des conglomérats, mais ils sont loin de présenter, à la surface du sol, le même développement qu'au nord.

u^^ierrain. ^^ succcssiou des terrains est représentée par lès coupes tracées PI. VIII , fig. 2 et 3. La première passe par la mine de Cliff, dans la direction N. 35*0. à S. 35*E. ; la seconde a été relevée sur les plans de la mine de Copperfalls , et ne comprend que les terrains situés au nord du greenstone ; pour la seconde coupe passant par le filon de Copperfalls , les épaisseurs horizontales des bancs et des couches de trapp, de conglomérat et dte grès, sont les suivantes :

Greenstone. • 5oo"'^oo*

Trapp compacte , grenu , amydaloïde. . a. ioo",oo

Conglomérat 3",5o

Amygdaloïde • aô^ïôo

Conglomérat et grès. ...... ^ .. . 32",6o-

Trapp en grande partie amygdaloïde. . v32",oo-

Conglomérat et grès. i3",oo

Amygdaloïde io",5o

Grès 8",25

Amygdaloïde iio",oo

Conglomérat et grès i33",oo

Amygdaloïde * . . . . 58",oo

Grande zone de conglomérat et grès. . i.66o",oo

Amygdaloïde jusqu'au lac.

Contrée d'Ontonctgon. — Au sud-ouest du lac Portage et jusque Uen au delà de la rivière Outonagon, la disposition générale des terrains est en grande partie la même qu'à la Pointe de Keweenaw. Le trapp forme des chaînes de montagnes assez élevées, présentant le double pendage vers le nord-ouest et vers le sud est , sur lesquelles s'appuient des conglomérats et des grès. Les alluvions couvrent presque toute la contrée, ne laissant à découvert que les sommets des montagnes, et empêchent de reconnaître les limites exactes des différentes formatons.

Les montagnes les plus élevées sont encore formées Trapp. de trapp porphyrique ou syénitique, et sont la continuation de la chaîne des Bohemian Moun tains; elles marquent la direction un peu sinueuse, suivant laquelle a eu lieu le soulèvement. Auprès du lac Portage , cette direction est N. 55*E. à S 35*0. , et plus loin, vers TOntonagon, elle est notablement différente, N.65''E. à S. 65*0. Au sud, le trapp cristallin et porphyrique passe presque immédiatement sous les conglomérats et sous les grès ; au nord, il est recouvert par des bancs successifs de trapp , compacte , grenu , amygdaloïde , épidotique, séparés les uns des autres pai* des lits très- minces ou par des couches de conglomérats et de grès.

Ces bancs sont parallèles au trapp porphyrique , et plongent vers le N -O. , sous un angle un peu variable, de 55 à 65" ; leur inclinaison est par conséquent bien plus forte que celle observée à la pointe de Keweenaw.

La partie voisine du lac Portage est assez peu connue , et n'a pas donné lieu jusqu'ici à des travaux de mines permanents ; le trapp est principalement compacte , et ne présente pas une grande épaisseur; il n'a guère plus de 5 kilomètres vers le nord, et a kilomètres seulement, auprès du sentier qui conduit de Misery-River à

^46 VOYAGE AU IJkC SUPÉRIEUR.

l'ancienne Mission catholique , établie jadis au fond de la baîe de Kewéenaw. La puissance de la zone de trapp augmente graduellement vers le S.-O., et près de la rivière d'Ontonagon , la distance horizontale qui sépare les grès du nord et du sud varie de 6 à 8 kilomètres.

La partie la mieux explorée, celle à laquelle on donne plus spécialement le nom de région métallifère d'Ontonagon, s'étend depuis la mine d'Algonquin jusqu'à la mine de Trap-Rock. Dans cette partie , le trapp forme plusieurs séries de montagnes elliptiques, très-allongées, terminées par des plateaux étendus, élevés de 20 à 3o mètres au-dessus des vallées voisines , et de 1 80 à 280 mètres au-dessus du niveau du lac. Ces montagnes peuvent 'être rapportées à trois chaînes parallèles, dont la disposition est indiquée dans la coupe représentée dans la fig. 4 , PI. VllL La direction de la coupe est du N.-O. au S.-E; elle passe par la mine de Minnesota, la plus importante de toutes celles qui sont exploitées dans cette partie du lac Supérieur.

La chaîne du sud est la plus élevée, plusieurs sommets atteignent 25o et 280 mètres, au-dessus du lac. Elle est composée de trapp cristallin , légèrement porphyrique , de trapp compacte qui se remarque principalement vers le versant méridional , et même de trapp amygdaloïde sur le versant opposé. La roche est disposée par bancs épais , dont le pendage est inverse sur les deux versants ; au sud ils sont recouverts par les conglomérats et lés grès , dont les couches parallèles , mais un peu brisées , plongent de 5o' vers le sud. De l'autre côté, la roche amygdaloïde paraît former toute la vallée de Minnesota , couverte par des alluvions argileuses; la disposition et l'inclinaison des bancs ne peuvent être bien observées que dans les travaux faits au pied de la seconde chaîne de trapp compacte.

La séporatioii des deux variétés de trapp est marquée . par deux couches de grès et de conglomérat, de lo et 5 mètres de puissance, plongeant vers le N.-O., sous im angle de 55*; les bancs de trapp des deux c6tés ont la mtaie inclinaison.

Entre le conglomérat et le trapp compacte se trouve un filon extrêmement riche en cuivre et en argent natifs , et présentant pluâeurs veines détachées dans le trapp ccmipacte; elles courent en direction parallèle^ méat an terrain en coupant les bancs sous un angle assez a^^ Ces veines sont riches en cuivre natif, mais ne contiennent pas d'argent; je reviendrai avec plus de détails sur leur disposition dans le chapitre suivant.

Sur le versant septentrional de la chaîne du sud , on exploite des gisements anal(^es , caractérisés comme les précédents par de grandes masses d'épidote, intercalées entre les bancs de trapp et pénétrant jusqu'à une certaine distance dans l'amygdaloîde. On a reconnu de même en pluseurs points la présence de couches de grès et de conglomérat , marquant la séparation des bancs de trapp de nature différente, compacte et amygdaloide; les couches et les bancs plongent tous vers le N.-O., sons un angje peu différent de 53*.

La chaîne médiane de trapp compacte est moins élevée que celle du sud; ses plateaux ne dépassent pas soo mèbes de hauteur au-dessus du lac. Au nord, elle présente esÈCore une coudie minœ de grès , à laquelle succèdent des bancs de tra(^ compacte et amygdaloîde, recooverts dans la vallée par une grande épaisseur d'aSanoDS argileases , et formant la troisième chaîne , noiilâèe dialoe du SorA,

Pea d'exfdorations ont été faites de ce cAté , mais elles sofliseot pour montrer que Fallure du trapp est h même que vers le sud, c'est-à-dire qu'il présente des

bancs puissants, parallèles entre eux , plongeant au N.-O. sous un angle de 5o°, et séparés parfois par des couches de grès ou de conglomérats.

La limite du trapp vers le nord est marquée par des couches de jaspe , de grès et de conglomérats , sur lesquelles s'appuient les grès qui paraissent s'étendre sous les alluvions jusqu'aux bords du lac.

Les montagnes de trapp ne sont pas continues, mais sont composées de chaînons allongés , séparées par des vallées transversales , les unes très-larges et profondes, les autres fort étroites et assez élevées. La chaîne du sud est cependant, presque partout, la ligne de partage des eaux, et les vallées dans lesquelles les rivières peuvent les traverser pour couler au nord vers le lac , résultent évidenunent de cassures de tous les terrains. La plus remarquable est la vallée de l'Ontonagon , rivière dont la branche occidentale coule au pied du versant méridional du trapp depuis le lac Agogebic.

L'alignement des chaînons appartenant à la même chaîne n'est pas toujours régulier; les discordances s'observent principalement aux vallées analogues à celles de l'Ontonagon , indiquant la positioti des failles principales , qui doivent s'étendre normalement à la direction des bancs de trapp ; elles sont en relation évidente avec les changements et les inflexions que présente cette direction.

Ces failles n'ont pas encore été bien étudiées, mais leur importance est trop grande pour que l'attention des directeurs des mines ne soit pas bientôt, appelée sur elles.

Dans les 'travaux entrepris dans la contrée d'Ontonagon , les gisements situés dans la chaîne médiane , dans la même position que ceux de Minnesota, le cuivre est bien plus abondant, et présente des masses bien

plus considérables que dans les gisements du sud. Partout où l'alignement des chaînons a été dérangé pai* des failles, il est maintenant difficile de reconnaître la situation exacte des travaux commencés, tandis que Tétude complète des systèmes de failles et des dérangements qu^elles ont produits, indiquerait si on est placé sur le prolongement de la chaîne médiane ou sur un chaînon détaché du système méridional. On obtiendrait par là une incfïcation précieuse au commencement des travaux d'exploration , celle de la richesse possible du gisement.

A l'ouest de la contrée d^Ontonagon le trapp prend Poreapine iimiiune direction très-voisine de E.-O. , et se montre à la surface sur une immense étendue; au sud il s'étend jusqu'au granité, pai* lequel il a été visiblement soulevé; au nord, il se présente jusqu'auprès du rivage en une branche assez irrégulière , dont l'ensemble a la forme d'un croissant Ce sont les Porcupine Mountains, dans lesquelles on a fait plusieurs recherches de mines , qui n'ont pas donné de bons résultats. Ces montagnes sont élevées de aSo à 3oo mètres au-dessus du niveau du lac , et sont entourées par les conglomérats et par les grès, brisés et soulevés.

Elles sont composées de deux roches bien différentes : le jaspe vers le Sud, le trapp compact et cristallin vers le Nord.

L'aspect de la contrée, la disposition des bancs et des couches de jaspe, de trapp, de conglomérat, de grès, les alternances du trapp et des roches sédimentaires, offrent l'analogie la plus grande avec tous les faits observés à l'extrémité orientale de la pointe de Keweenaw.

Le trapp se prolonge certainement à une grande distance vers l'Ouest dans l'État de Wisconsin, et les excursions faites par de hardis aventuriers ont fait con-

et grès.

5o VOYAGE AU LAC SUPÉRIEUR.

naître Texistence de gisements de cuivre natif bien au delà des limites de Michigan. Ce ne sera , du reste, que dans un avenir assez éloigné que les exploitants se porteront vers l'Ouest , car les conditions d'approvisionnements et de transports seront plus défavorables qu'à la pointe de Keweenaw et dans les régions du Portage et de l'Ontanagon.

coDgioméraiB Les Conglomérats se présentent en bancs assez puis» sants des deux côtés du trapp; mais •leur épaisseur n'est pas comparable à la grande zone observée près de Agate -H. et de Copper-Harbor. Il ne faut cependant pas en conclure que réellement il y ait moins de conglomérat dans la région d'Ontonagon qu'à la pointe de Keweenaw ; les alluvions couvrent les terrains sur une étendue trop grande pour qu'il soit possible de rien affirmer à cet égard.

Les conglomérats n'ont pas encore été signalés entre le lac Portage et la mine Algonquin ; entre cette mine et celle de Douglas-Houghton, les bancs de conglomérats sont aussi puissants à l'Est et à l'Ouest : dans cette partie, le trapp est dirigé N. 2 5°, E. et S. 25"* 0. , et l'axe de soulèvement à peu près au milieu de la zone de trapp.

Plus à l'Ouest, la direction du trapp est presque parallèle à la côte ; la chaîne des montagnes à double pendage est plus rapprochée de la limite méridionale du trapp, les conglomérats se présentent en bancs plus puissants vers le Nord que vers le Sud.

J'indiquerai plus loin que cette disposition des couches sédimentaires peut être expliquée par l'obliquité de la cassure, produite par le soulèvement dans les terrains de trapp, de conglomérats et de grès.

Les grès présentent dans la région d'Ontonagon un immense développement , et forment des deux côtés du

VOYAGE AU LAC SUPÉRIEUR. 5l

Irapp deux bandes, dont la largeur dépasse en plusieurs points «5 et même 3o kilomètres. Celle du Nord arrive jusqu'aux bords du lac; celle du Sud est limitée par les roches métamorphiques, par le granité et par le trapp.

Les grès du Nord sont recouverts en grande partie par les alluvions, et leur disposition n*est en évidence qu'en un certain nombre de points ; ils sont en général cblorés en rouge par de l'oxyde de fer, mais plusieurs couches sont presque blanches, et les alternances re- ' produisent, sur une échelle moindre, l'effet curieux des Pictured-Rocks, Au contact du trapp et du conglomérat les grès plongent vers le N.-O. sous un angle assez variable, mais toujours à peu près égal à Tangle d'inclinaison des bandes de trapp. Près du rivage, leur pendage est au contraire très-faible de 4 à 10°, et on peut admettre que les couches de grès sont d'autant moins inclinées qu'on les observe à une plus grande distance de la zone de trapp.

Auprès des Porcupine-Mountains, le grès est brisé et se relève de tous côtés, sur le jaspe au Sud, sur le trapp à l'Ouest, au Nord et à F Est,

Les grès du Sud présentent une disposition analogue : leurs couches sont inclinées au contact du trapp et du conglomérat, deviennent sensiblement horizontales à une certaine distance, et se relèvent de nouveau, en présentant l'inclinaison inverse, auprès des roches métamorphiques, du granité et du trapp, qui les limitent vers le Sud.

A rOuest, le grès se termine en pointe sur le trapp ; ses brisures et ses inclinaisons démontrent qu'il a été soulevé de deux côtés.

En plusieurs endroits, le grès forme des montagnes isolées , et les couches disloquées plongent vers tous *

les points de l'horizon, apparence qu'on peut expliquer par un soulèvement local, dont l'intensité n'a pas été assez grande pour faire arriver le trapp jusqu'au jour.

L'explication est rendue plausible par l'existence de montagnes isolées de trapp , dont les bancs plongent de la même manière vers tous les points de l'horizon, et sur lesquelles les couches de grès se relèvent de tous côtés. Le point le plus remarquable est la SUver Mountain y indiquée sur la carte de MM. Foster et Whitney.

caficaire Pendant les excursions nombreuses que l'exécution

de la carte géologique a rendues nécessaires, on a constaté l'existence de plusieurs lambeaux de calcaire magnésien reposant sur le grès horizontal (i). Ils sont brisés et disloqués, mais présentent l'analogie la plus grande avec les calcaires qui s'étendent à l'Ouest du Saut-Saint-Marie , sur la bande de terrain qui sépare le lac Supérieur du lac Michigan.

L'existence du calcaire magnésien au sud du trapp, est un fait de la plus grande importance, car elle prouve en même temps l'identité des grès qui existent au Nord et au Sud du trapp avec ceux qui forment la côte méridionale du Sud, et la violence du bouleversement qui a été causé par le soulèvement des trapps, des conglomérats et des grès.

Elle démontre également que le soulèvement n'a pu avoir lieu que postérieurement au dépôt des calcaires, c'est-à-dire après l'époque silurienne inférieure.

(i) Un de ces lambeaux se trouve à une vingtaine de kilomètres à Touest du fond de la baie de Keweenaw.

Ile-Royale. — L'Ile-Royale est située en face de la w. vu. pointe de Keweenaw , à une distance assez faible pour qu'on puisse l'apercevoir, par les beaux temps, des montagnes de Gopper-Falls. Elle est allongée dans la direction N. 65*, E. à S. &&"* 0. ; sa longueur dépasse 75 kilomètres, tandis que sa plus grande largeur n'atteint pas 14)000 mètres.

Au Nord-Est, elle présente des baies très-profondes, séparées par des montagnes parallèles, que leur forme a fait comparer aux doigts de la main.

Dans les baies, Teau est très-profonde , principalement vers la côte du Sud; et les navires peuvent y chercher un refuge contre les tempêtes. Le plus important des ports de cette partie de l'ile est Rock-Harbor ; sur ses bords, la compagnie Siskawit M. -G. a commencé des travaux dans un filon de cuivre, qui parait jusqu'à présent d'une richesse contestable (i).

La côte septentrionale est peu accidentée, et présente dans toute son étendue des falaises élevées et des écueils dangereux. ' — Au Sud-Ouest, le rivage présente plusieurs baies bien abritées ; celle de Washington-Harbor pourrait être transformée en un port magnifique si cette partie de Tlle était habitée.

Sur la côte méridionale, l'immense baie de Siskawit, dans le grès et le conglomérat , pourrait recevoir des lottes entières.

L' Ile-Royale est presque entièrement composée de trapp, et ne présente des conglomérats et des grès que vers son extrémité méridionale.

La surface du sol est très-accidentée, tout en offrant

(i) La mine de Siskawit et celle voisine de Ohio d^ traprock ne fournissent pas plus de Uo tonnes de cuivre par an.

une disposition générale assez simple et facile à saisir ; les différentes variétés de trapp , compacte , grenu ^ amygdaloïde, en bancs assez puissants, séparés par des couches de grès et de conglomérats , forment des mon tagnes rigoureusement parallèles à la direction générale de nie, élevées de i5o à 200 mètres au-dessus du niveau du lac.

Vers le Nord, leurs flancs sont escarpés; vers le Sud, au contraire, leurs pentes sont très-douces, et varient, comme Tinclinaison des bancs, de 10 à 12°" vers le S.-E.

Les conglomérats s'aj^uient sur le trapp , et leur& couches plongent aussi vers le S.-E. sons un angle de 10 à 12*; ils sont recouverts par les grès, dont Finclînaison est la même.

En rapprochant cette disposition de celle de la pointe de Keweenaw , il est impossible de ne pas reconnaître ridentité des deux terrains \ au Sud, on distingue bien la ligne des Bohemian-Mountains, suivant laquelle a eu lieu le soulèvement ; à TIle-Royale on pourrait admettre, en raison de la faible inclinaison des couches, que le soulèvement a été produit par le granité , qui apparaît en montagnes élevées sur la côte du Canada,

§ IL — Description des roches.

Dans le paragraphe précédent , j'ai passé rapidement sur les caractères des roches différentes, afin de ne pas compliquer l'exposé de la disposition des terrains : il importe de revenir sur ces détails intéressants avant de commencer la description des gisements de cuivre.

Je ne peux parler que des roches qui se trouvent

dans la régkm d'Ontooagon et à la pointe de Keweenaw, les deux parties les plus intéressantes en raison de la richesse des mines de cuivre et du développement qu'ont pris les travaux pendant ces dernières années.

Le trapp forme des bancs très-différents les uns des ^«n^ autres par leur aspect et par leur structure. La roche parait être un mélange plus ou moins intime d'amphibole hornblende et de feldspath labrador : ces minéraujc sont parfois en cristaux distincts, parfois en grains imperceptibles.

La chlorite et le fer oxydulé entrent presque toujours en notable proportion dans la composition du trapp, et dans les cavités on trouve assez fréquemment des cristaux très-beaux de prehnite, d'analcime et d'épidote.

La chlorite est souvent en proportion tellement forte, que le trapp paraît être im mélange de feldspalb et de chlorite, renfermant très-peu d'amphibole.

Le fer oxydulé est presque toujours en petits cristaux discernables, quelquefois cependant on ne peut le distinguer à la vue simple ; mais sa présence est toujours accusée par l'action énergique produite sur l'aiguille aimantée : tantôt l'aiguille de la boussole est déviée de plusieurs degrés de la position normale, tantôt elle oscille rapidement de part et d'autre d'une position d'équilibre.

Cette action sur la boussole est extrêmement embarrassante , soit pour lever les plans dans les mines , soit pour se diriger dans les forêts. Elle varie d'un banc de trapp à l'autre, et l'étude de ces variations, comparées à la richesse des filons exploités , pourrait donner des résultats intéressants ; Télectricité a joué certainement

un grand rôle dans le dépôt du cuivre à Tétat natif, et la conductibilité du trapp doit être en relation avec l'action que cette roche exerce encore maintenant sur la boussole.

L'épidote verte plus ou moins mélangée de quartz et de calcaire , se présente en masses considérables entre les bancs de trapp et pénètre à une assez grande distance dans la roche amygdaloïde ; ce fait n'a pas encore été observé à la pointe de Keweenaw, mais il est fréquent dans la région du lac Portage et dans la contrée d'Qntonagon.

Les cristaux définis d'épidote, de prehnite » d'analcime, etc. , sont en relation avec les filons qui traversent le trapp ; ils ont été rencontrés plus fréquemment à la pointe de Keweenaw que partout ailleurs, probablement parce que dans cette partie le terrain a été beaucoup plus fissuré dans le soulèvement.

La structure des bancs de trapp présente de nombreuses variétés. — Certains bancs sont compactés, trèsdurs et très-chargés d'amphibole; d'autres ont une texture grenue et contiennent beaucoup de feldspath, visible en cristaux blancs et roses ; ils sont aussi durs que les premiers et ne sont pas considérés comme exerçant une bonne influence sur la richesse des filons. Cette opinion est peut-être mal fondée , et provient seulement de l'insuccès d'un petit nombre de tentatives faites dans cette roche. J'indiquerai dans le chapitre suivant que les filons sont extrêmement nombreux, mais que très-peu d'entre eux sont riches en cuivre ; on ne doit donc pas poser une règle générale au sujet du trapp à texture grenue , avant que l'influence de cette roche n'ait été constatée dans plusieurs filons productifs.

1^1 variété de trapp la plus remarquable est celle

TOTACE AC LftC SCPEUEUB. (7

qa'oo DOUHiie ramTg^jdoîde ; die est èaÛDemineiit métalfifire, c'està-dire qa*eUe eDcaîssse les parues les plus ridKsdes filons productifs eijdorés jusqu'à présent. EDe est en général de couleur très-foncée, agh fortement sur Faiguille aimantée, et présente de nombreuses csfités arrondies, oommnniqnant ^tre elles par des fissures presque imperceptibles, remplies postérieurement par des minéraux direra.

Cestune rocbebolleuse et finement fissurée, disposée en bancs plus irréguliers que ceux des antres variétés de trapp, comparable pour sa texture à une scorie pàtoise refirmdie rajNdement. Les minâraux qui rempfissrait les cavités stmt : le quarz hyalin, Fagate , le feldqiath , le calcaire blanc spathique, la chloriie fibreuse et rayonnée, Fépidote, la prehnite, l'analdmeet même le cuivre natif.

Chaque banc d'amygdaloïde a ses minéraux particulias : à la pointe de Keweenaw , au m»^ et au sud du Greenstone, les noyaux sont principadement formés de chlorite, de quartz et de feldspath ; an miUeu de la xone métalliftee du nord, un banc d'amygdaloîde a été pénétré par les matières des filons voisins, les noyaux sont composés de quartz, de calcaire, de chlorite et de cuivre natif. — On l'exploite à CopperfaUs, et sa teneur en cuivre est assez élevée pour qu'on puisse espérer des résultats avantageux.

Auprès du Portage et dans La contrée d'Ontons^n , la roche amygdaloîde est de même pénétrée par l'épidote, le calcaire, le quartz, La chlorite : le cuivre natif ne se présaite que dans le voisinage immédiat des filons. Dans les noyaux contenant du cuivre on peut remarquer que le métal forme souvent une pellicule très-mince, enveloppant la chlorite et le calcaire.

L'agate n'est pas seulement en noyaux dans Tamyg-

daloïde, elle se présente souvent en veinules ou en nids, qui rappellent d'une manière frappante, bien que sur une moindre échelle, les célèbres gisements d*Oberstein. La bande amygdaloïde, voisine du rivage à Agate- Harbor , est celle qui paraît contenir les plus belles agates ; la baie doit son nom à cette circonstance observée par les premiers explorateurs.

Le greenstone est un trapp à texture cristalline, contenant beaucoup d'amphibole et de chlorite ; la couleur de la roche est plus ou moins foncée, suivant la proportion assez variable du feldspath.

Le trapp porphyrique des Bohemian Mountains présente des cristaux bien nets de feldspath dans une pâte de couleur très-foncée, cristalline et renfermant beaucoup d'amphibole. La roche devient syénitique quand les cristaux de feldspath sont très-nombreux et rapprochés.

Le jaspe paraît être ungrèsfeldspathique soumis postérieurement à l'action d'une haute température; il accompagne les trapps porphyriques, au Mont-Houghton et dans les Porcupine-Mountains ; il est superposé au trapp dans la contrée d'Ontonagon.

GoDgiomérats. Los Conglomérats Contiennent des galets arrondis de toute grosseur, de trapp compacte, amygdaloïde, cristallin, porphyrique et de jaspe , c'est-à-dire de toutes les roches dures autres que le granité existant dans la contrée ; ils sont empâtés dans un ciment compacte qui paraît être composé des mêmes matières. Les grès subordonnés dont les couches sont comprises dans la f(A*mation des conglomérats, sont formés de grains de quartz et de feldspath , dans un ciment ferrugineux.

En observant attentivement les galets arrondis des conglomérats, on distingue des fissures très-fines, remplies par du calcaire spathique, qui paraissent se

VOYAG£ AU LAC SUPÉRIEUR. 5g

continuer dans la pâte; elles indiquent un phénomène postérieur à la formation de ces terrains sédimentaires, probablement contemporain du remplissage des filons.

Les grès couvrent la plus grande partie de la contrée cirét. et fornafent presque toute la côte, depuis le saut Sainte- Maîie jusqu'au massif granitique, et depuis le lac Portage jusqu'au fond du lac. Un immense lambeau se présente encore entre le trapp et le granité, de la baie de la Bête-Grise jusqu'à la Black-River. La disposition des couches et leur apparence ne laissent pas le moindre doute sur l'identité des grès dans les diiférentes parties; il s'est primitivement déposé en couches horizontales sur toute la contrée , au-dessus des roches qui ont maintenant la texture de conglomérat et de trapp.

Les couches de grès sont colorées en rouge plus ou moins foncé, les plus rapprochées du conglomérat sont très-chargées d'oxyde de fer; les couches supérieures sont peu colorées, et la pâte devient calcaire pour celles immédiatement inférieures au calcaire magnésien.

Les grains sont presque toujours de quartz et de feldspath ; la pâte est ferrugineuse et ressemble à de la boue de consistance argileuse, telle que pourrait la donner la désagrégation et la décomposition partielle des roches amphiboliques. Les couches peu colorées et blanches ont une consistance assez faible, ne contiennent que très-peu ou même pas de ciment, excepté dans les parties supérieures de la formation dans lesquelles la pâte est calcaire.

Aucun fossile n'a encore été signalé dans les conglomérats et dans les grès, et leur âge ne peut être déterminé que par leur position au-dessous des calcaires

magnésiens qui appartiennent à Fépoque silurienne inférieure.

PeDtes des ierrains.

Calcaire magnésien.

A lapointe de Keweenaw, depuis l'extrémité orientale juscfu'à la mine Albion, près de laquelle le greenstone cesse d'être apparent ; les terrains de trapp, de conglomérat et de grès présentent de nombreuses fentes presque verticales et toujours sensiblement normales à la direction des couches ; elles sont plus nombreuses et plus marquées dans le trapp que dans les terrains sédimentaires ; on peut les observer principalement dans le greenstone , sur le versant méridional qui présente la tranche du terrain bien à découvert. Auprès des coudes que forme la direction, les fentes sont tellement rapprochées que la roche trappéenne paraît avoir une structure colonnaire analogue à celle des basaltes.

Dans les grès, les fentes ne sont pas aussi rigoureusement normales à la stratification , et conservent leur parallélisme sur une assez grande étendue; dans le conglomérat on distingue plutôt de grandes fractures que des fentes véritables.

Dans les régions du Portage et d'Ontonagon, le trapp n'est pas aussi fissuré que dans la partie orientale de la Pointe; il paraît y avoir eu écartement des bancs successifs les uns des autres, en même temps que de grandes brisures indiquées par les vallées transversales. Les grès présentent encore des systèmes de fentes parallèles, presque verticales, mais assez écartées les unes des autres.

Le calcaire magnésien se trouve seulement en quelques points à l'ouest de la baie de Keweenaw, reposant sur des grès blancs ; il n'a d'importance qu'au point de vue géologique , comme témoin de l'identité des grès de la contrée métallifère , avec ceux sur lesquels repo-

VOYAGE AU LAC SUPÉRIEUR. 6l

sent les calcaires magnésiens, situés à l'ouest du saut Sainte-Marie.

Dans ces calcaires on a trouvé des fossiles (presque tous des moules intérieurs) dans lesquels M. James Hall a reconnu les espèces suivantes qui appartiennent à la période silurienne inférieure.

Maclurea^ Gasteropode Murchisonia ou Loxomena, Ambonychiu orbiculata et amygdalina , Modialopsis truncatus^ Edmondia sublruncaia^ subangulala et ventrkosa^ Leplena sericea^ Orlhis^ Crinoldes glyptocrinus.

Avant de parler des alluvions qui couvrent sur une Résumé, grande épaisseur la majeure partie de la contrée, il me semble utile de résumer en peu de mots la constitution géologique des bords du lac Supérieur.

On rencontre au lac Supérieur des roches de trois natures bien différentes :

l' Des roches déposées primitivement sous les eaux en couches horizontales, le calcaire magnésien, les grès et les conglomérats ;

2* Des trapps, dont l'origine ignée est encore douteuse;

3* Des granités et des roches métamorphiques, dont Tapparition a certainement suivi le dépôt des autres terrains.

Le granité et les roches métamorphiques paraissent constituer les montagnes de toute la partie orientale du lac ; vers le nord, ils forment à une faible distance du rivage une chaîne très-élevée, dont la direction est sensiblement parallèle à celle de TIle-Royale, N. 65° E. à S. GS** O. Les trapps et les grès disloqués et relevés sur cette chaîne ne laissent pas le moindre doute que le granité ait été la roche soulevante, au moins dans cette partie du lac.

Sur la rive méridionale le granité , recouvert en partie par les micaschistes, le jaspe des roches amphiboliques, apparaît auprès du rivage, au sud de la baie de Keweenaw, et s'avance jusque dans l'État de Wisconsin, dans la direction S. 70° 0. Là encore les terrains ont été brisés et soulevés par cette roche, car on trouve au nord comme au sud les grés en couches horizontales à une certaine distance du granité, disloqués et relevés au contact de cette chaîne de montagnes.

Il est fort difficile , dans l'état actuel des explorations faites dans cette partie de la contrée, d'émettre une opinion sur la nature première des roches amphiboliques en contact avec le granité , et désignées par les géologues américains comme métamorphiques.

Je me borne à signaler cette question intéressante qui s'écarte du but de mon mémoire, l'étude des gisements de cuivre.

Le trapp, sous différentes variétés, compacte, grenue, amygdaloïde, cristalline, porphyrique, se présente en bancs puissants , parallèles entre eux , parallèles également aux couches des conglomérats et des grès, et séparés assez fréquemment les uns des autres par des lits de ces deux roches sédimentaires.

Il apparaît tout le long de la côte du Canada, à l'est et au nord ; àl'Ile-Royale et sur la côte américaine, depuis l'extrémité de la pointe de Keweenaw jusque bien loin vers l'ouest , dans le Wisconsin.

Au nord , le trapp est disloqué et relevé au contact du granité ; à l' Ile-Royale les bancs sont inclinés vers le sud de 10 à 12°, en plongeant sons les eaux du lac, recouverts en partie par les conglomérats et par les grès.

A la pointe de Keweenaw, la disposition du trapp est

un peu complexe, et la direction n'est pas aussi régulière qu'à rUe-Royale. La direction des bancs présente plusieurs inflexions auxquelles semblent correspondre des cassures transversales de tous les terrains, et varie depuis E.-O. jusqu'à N. 10° E. à S. 10° 0.

Dans toute son étendue , le trapp est divisé en deux parties par ime chaîne de montagnes qui est en général plus rapprochée de la limite méridionale de la zone : le versant septentrional présente pour tous les bancs ^'inclinaison vers le nord , sous un angle variable de 55 à 25**; sur le versant opposé le pendage est vers le sud, sous un angle compris Bntre 36° et 60°. Cette disposition prouve que les bancs de trapp ont été brisés suivant la direction de cette chaîne de montagnes, par une roche qui les a relevés en ne venant pas jusqu'à la surface^ On peut conjecturer que cette roche soulevante est le granité, par analogie avec les positions respectives du trapp et du granité sur la rive septentrionale au Canada , et à l'ouest à la limite du Minnesota.

Les Porcupine-Mountains, à l'ouest de l'Ontonagon, représentent un soulèvement partiel tout à fait analogue , la présence du jaspe au sud de ces montagnes , comme au mont Houghton , l'aspect porphyrique du trapp, sont autant d'indices qui confirment la proximité du granité.

La disposition des bancs de trapp, au nord et à l'est, sur les rives canadiennes, au sud, à la pointe de Keweenaw, et sur toute la côte américaine, démontre l'existence de cette roche sous la plus grande partie

du lac.

Les conglomérats présentent en plusieurs parties de la contrée une puissance considérable , notamment à la pointe de Keweenaw, depuis l'île Manitou jusque vers Eagle-IUver, et à l' Ile-Roy aie vers son extrémité méri-

dionale : ils sont moins en évidence vers Touest, dans les régions du Portage et de FOntonagon.

Leurs couches inférieures, accompagnées de grès rouges, offrent des alternances curieuses avec les bancs supérieurs du trapp ; elles ont été bien observées à la mine de Copperfalls, dont les galeries d'écoulement ont traversé presque tous ces terrains.

Les lits de conglomérats et de grès qui séparent les bancs de trapp, les alternances que présente la partie supérieure de la formation trappéenne, et principale-* ment l'immense étendue et la régularité de ces alternances , semblent indiquer que les trapps ont été produits en même temps que la formation sédimentaire et non pas postérieurement aux dépôts des couches.

Les grès recouvrent partout les conglomérats et sont en stratification parfaitement concordante avec eux, ils s'étendent depuis le saut Sainte-Marie jusque dans l'État de Wisconsin , en trois bandes distinctes , appartenant à la même formation , brisée et soulevée par le massif granitique du Sud et par les trapps de la pointe de Keweenaw. Ils se prolongent certainement sous les eaux du lac, car ils apparaissent à l' Ile-Royale dans la position symétrique de celle qu'ils occupent sur la côte méridionale.

La bande de grès située la plus au sud , présente sur le rivage du lac des escarpements qui permettent d'étudier la partie moyenne de la formation , marquée par des alternances de couches de couleur rouge et de couches faiblement colorées ; de ce côté, la partie inférieure de la formation est cachée par les eaux du lac ; la partie supérieure est composée de grès presque blancs, dont la pâte est calcaire.

Au contact du granité et des roches amphiboliques , les couches de grès sont relevées et plongent vers le sud.

VOYAGE AU LAC SUPÉBlEIim. 69

La seconde bande des grès, comprise entre le graniteet le trapp, est rderée an contact des deux roches et présente la forme d'nn immense fond de batean.

Les conciles de grès sont horizontales dans tonte la partie moyenne de la bande; Yers le sud, au contact du granité, eDes plongent vers le nord ; an nord, an omtact dntrapp, elles plongent vers le sud.

n serait f im grand intérêt de pouroir étudier en détail la disposition des grès auprès du trapp; sur presqœ tonte la ligne de séparation, qui s'étend de la pointe de Keweenaw à la Black-River, le grès repose presque immédiatement sur le trapp et ne laisse apercevcir les amghnnérats que sur une faible épaisseur, et seulement dans certaines parties. D est certain cependant que les coi^lomérals doirent avoir de ce côté le même dérek^ypemoit que vers le nord, puisque vers les mines Algonquin et Douglas Houghtonils sont bien symétriques des deux côtés du trapp.

Entre ces deux mines, les montagnes de trapp pos^ sédant le douUe pendage, cdks qui marquent Taxe du soulèvement, sont placées an milieu de la zone de Inqyp, tandis que partout ailleurs elles sont plus rapprochées de la limite méridionale. Ces dispositions portent à penser que la cassure des terrains s'est faite obliquement, et mm pas toujours perpendiculairement aux couches ; Yvi^ de brisure a dô être (dus faible à la pdnte de Keweenaw que dans la contrée d'Ontonagon; il a dû ttre très-voisin de 90* entre les mines précédemment citées. ^

Cette hypothèse explique assez bien comment les grès du sud peuvent emfMéter sur le trapp , et ne lais^ sent pas aparcevoir les tranches successives du trapp , des conglomérats et des grès, ausni bien que vers le nord.

Dans cette zone de grès, et vers la limite méridionale on a constaté plusieurs îlots, les uns de trapp, les autres de grès, présentant les bancs et les couches inclinés vers tous les points de Thorizon. Ils indiquent une série de soulèvements isolés, encore imparfaitement étudiés, pour lesquels la roche soulevante n'a pas traversé le trapp, et même n'a pas forcé le trapp à traverser les grès.

Vers l'ouest de la baie de Keweenaw on a rencontré quelques lambeaux de calcaire magnésien, identique avec cdui qui se présente entre les deux lacs Supérieur et Michigan.

Ils indiquent que le calcaire s'étendait bien loin au sud, et qu'il a été brisé et enlevé par les soulèvementa qui ont donné à la contrée son relief actuel.

La bande de grès du nord forme tout le rivage , depuis Eagle-River jusqu'au fond du lac ; les couches sont relevées vers le sud , parallèlement aux bancs de trapp, et leur angle d'inclinaison diminue progressivement vers le nord. Ils sont recouverts en grande partie par les sables et argiles , mais on peut les observer en différents points et constater leur identité avec ceux qui existent plusau sud. Les grès de l'Ile-Royale, plongeant sur le sud, reposant sur les conglomérats, sont bien évidemment la continuation de ceux observés à la pointe de Keweenaw.

Le calcaire magnésien , caractérisé par des fossiles qui tous appartiennent à l'époque silurienne inférieure , forme une zone assez étendue à l'ouest du Saut-Sainte- Marie ; il se présente encore en lambeaux isolés à l'ouest de la baie de Keweenaw. Partout il est supérieur aux grès et repose sur eux en stratification concordante. Origine du irapp. La Véritable origine du trapp me parait encore assez

obscure : les géologues américains le considèrent

TOTAGE AG LAC SUPÊRIEUB. 67

comme une rocbe volcanique , venue au jour dans un état de fluidité paifaite, mais cette hypothèse n'explique pas d'une manière satisfaisante la disposition , et surtout l'immense étendue des bsmcs de trapp, toujours et partout rigoureusement parallèles aux lits et aux couches des conglomérats et des grès.

La disposition de toutes les roches serait plus facile à expliquer en admettant que ces trapps sont des schistes ferrugineux métamorphiques.

Je ne peux cependant aborder maintenant la discussion de cette hypothèse ; je dois attendre qu'un second voyage au lac Supérieur m'ait mis en position d'étudier plus en détail les caractères minéralogiques et la disposition de tous les terrains.

Quelle que soit du reste l'origine du trapp, il est évident qu'il s'est produit en bancs horizontaux , avant et pendant la formation des conglomérats, sur lesquels se sont déposés les grès, et plus tard le calcaire magnésien.

L'ensemble de ces roches, trapp, conglomérat, grès et calcaire, a recouvert un immense bassin, dont une partie seulement est occupée par le lac Supérieur.

Le granité a brisé , soulevé et même traversé tous les teirains, et pendant les bouleversements produits par dp apparition au jour, le calcaire a été presque complètement enlevé.

La direction des deux chaînes granitiques du nord et du sud, celle des bancs et des couches de l'Ile-Royale, la direction qu'on peut attribuer à la zone de trapp de la pointe de Keweenaw en négligeant ses sinuosités, sontE. s5*N. à 0.25" S.

On doit admettre, d'après les fossiles du calcaire magnésien , que les terrains bbservés au lac Supérieur apj)artiennent k l'étage silurien inférieur. Le soulèvement

a dû se faire à la fin de la période pendant laquelle le calcaire se déposait sous les eaux.

< § m. — Alluvions»

On rencontre dans tout le nord de F Amérique, les rochers polis, striés et sillonnés dans une direction déterminée, les dépôts de sables et argiles, graviers, galets et blocs de toutes dimensions , transportés du nord vers le sud, dont l'explication a produit de si nombreuses discussions entre les plus éminents géologues.

En Amérique et dans le nord de l'Europe , les faits observés sont presque identiques ; les matériaux transportés paraissent avoir suivi la même direction ; elle est du nord au sud dans son ensemble , mais présente plusieurs déviations locales , suivant les obstacles que leà hautes montagnes ont opposés au mouvement.

Au lac Supérieur , les phénomènes erratiques sont évidemment postérieurs aux gisements de cuivre natif, n'ont avec eux aucune relation, mais leur étude est trop intéressante pour que je ne m'y arrête pas quelques instants. J'exposer^ seulement les faits observés dans la contrée , sans entrer dans la discussion des hypothèses qui pourraient être faites pour les expliqlbr.

Roches polies, striées et sillonnées. — Les sillons tracés sur les roches en évidence, dont la forme est arrondie du côté du nord, se rapportent certainement au commencement de la période erratique, car en plusieurs points on rencontré les stries sous les aUuviens les plus anciennes; ils sont principalement en évidence à TIle-Royale et à l'extrémité orientale de la pointe le Keweenaw, par suite de l'absence des aluvions.

TOYÂGE AU LAC SUPÉRIEUR. (tg

A r Ile-Royale, les promontoires qui s'avancent vers le nord-est sont tous arrondis et striés des deux etftés ; toute la côte exposée au nord présente également des stries, et les roches sont partout arrondies et polies.— L'extrémité occidentale de l'île ne présente aucune indi* cation de cette nature, mais on les retrouve , peut-être moins développées , sur toute la côte méridionale. Le conglomérat lui-même est sillonné comme le trapp,. mais les stries sont moins distinctes; on doit l'attribuer à ce que le conglomérat est une roche moins dure^ sur laquelle les agents atmosphériques ont produit plus facilement la décomposition de la surface.

La direction des stries paraît être dans toute l'étendue de rile-Royale N. 5o'E. à S. 5o'0., et par conséquent assez peu différente de l'orientation des terrains (i).

A la pointe de Keweenaw, les alluvions n'ont pas été constatées dans toute la partie orientale , mais les roches polies et striées sont très-apparentes dans toute la zone de trapp : leur direction générale est N. 20''E. On ne les distingue pas sur les conglomérats et sur les grès par la raison que j'ai indiquée tout à l'heure, par suite de la décomposition lente de la surface par les agents atmosphériques. A l'ouest, dans les contrées du Portage et d'Ontonagon, les stries sont presque partout cachées par les alluvions.

Dans le massif granitique de Garp-River, les bords du lac, et toutes les pentes des montagnes exposées au nord présentent des stries dirigées dans leur ensemble

(i) En plusieurs points de File-Royale, on remarque des stries irrégulières, à une faible distance au-dessus et audessous du niveau du lac : elles sont évidemment très-modemQ0 et produites par les glaces qui se forment actuellement pendant l'hiver.

7^ TOYAGE AU LAC SUPÉRIEURr

du N . -E. au S . -0. Les directions observées sont assez différentes, depuis N.-S. jusqu'à N.-65' E., depuis celle qui parait être la direction normale erratique jusqu'à celle de la chaîne des montagnes granitiques.

Les explorations faites dans cette région ne sont pas assez nombreuses pour qu'on puisse établir la relation qui doit exister entre la direction des stries , et la hauteur et la forme des montagnes, sur lesquelles elles sont observées.

Galets t argiles, sables et graviers , blocs erratiques. — Les dépôts que j'ai désignés jusqu'à présent sous le nom d'altuvions, comprennent des matériaux très-divers , qui présentent assez fréquemment une apparence de stratification horizontale. Ces alluvions sont trèsdéveloppées ; sur la côte méridionale du lac , depuis le Saut-Sainte-Marie jusque vers la Chocolate-River ; sur toutes les bandes de grès au nord et au sud du trapp ; elles remplissent le fond des vallées du trapp dans toute la contrée d'Ontonagon, à l'ouest elles ont été signalées bien au delà de fond du lae. Au sud elles s'étendent jusqu'aux vastes prairies du Wisconsin et de r Illinois. Bioct erratiques. Les blocs erratiques , de toutes les dimensions , tous

arrondis et composés de roches dures, granité, hornblende, trapp, et même de cuivre natif et de fragments de filons ; les uns bien polis, les autres striés, ont été reconnus dans les sables, dans les argiles, dan« les graviers, dans les dépôts de galets. On les retrouve encore isolés sur plusieurs montagnes élevées , à des hauteurs de 5oo mètres et plus au-dessus du niveau actuel du lac.

Les blocs ont par conséquent été déposés pendant toute la période erratique ; ils ont été transportés du nord vers le sud, car en chaque point où ils sont'con-

VOYAGE AU LAC SUPÉRIfiUE. 7I

stalés, il sont composés de roches n'existant que vers le oord. Ceux de l'Ile-Royale , de la pointe Keweenaw et de la contrée d'Ontonagon , proviennent des roches de la côte septentrionale du ïac ; les blocs du sud et du sud-ouest, qui forment une longue traînée dans les États de Wisconsin et d'illinois, proviennent du massif granitique et métamorphique, qui s'étend au sud de la r^on métallifère.

La meilleure preuve à donner du transport du nord au sud est l'existence des blocs de minerais de fer au sud de la contrée de Garp-River, tandis que, plus au nord, aucun bloc de cette nature n'a été signalé.

Ea étudiant la disposition des alluvions on peut re- AiiafioM. connaître une succession probable, dans le dépôt des^ galets , des argiles , des sables et des graviers.

Les galets mélangés de sables et d'aigle paraissent la base de la formation ; ils ne sont en évidence que sur les bords du lac dans les deux zones du grès , au* près des Pictured-Rocks et du Portage. Ils ne sont pas à une grande hauteur au-dessus du niveau du lac : les matériaux qui les composent semblent provenir des montagnes voisines et n'avoir pas été transportés à de grandes distances.

Les argiles assez régulièrement stratifiées, mais renfermant encore des galets, et des blocs de grandes dimensions reposent sur le dépôt précédent, ou sur les roches elles-mêmes, quand ce dépôt manque. Elles ont été constatées à la base des alluvions près du Saut-Sainte- Marie, et surtout dans la contrée d'Ontonagon. Dans cette partie du lac, elles remplissent les vallées de la zone de trapp et paraissent provenir de la décomposition de la roche trappéenne. Elles se présentent encore, mais plus mélangées de sables quartzeux, au nord de cette zone, dans les vallées qui répondent aux congio-

y 2 YOYAG£ AU LAC SUPÉRIECK.

mérats et aux grès feldspatiques. Les argiles accompagnées de sables et graviers sont très-abondantes dans la bande des grès au sud du trapp. Il est impossible de connaître l'épaisseur réelle des argiles; eUe ne parait pas dépasser i5 à 20 mètres.

Les sables et les graviers , accompagnés de galets^ tantôt colorés en rouge, tantôt presque blancs, se présentent au-dessus des argiles à l'extrémité de la rivière du Saut, au Grand -Sable ; dans toutes les autres parties du lac , il est difiScile de distinguer si les sables sont plus récents que les argiles , ou si les deux dépôts sont contemporains. Ils existent sur une épsdsseur de 20 à 5o mètres sur les trois zones dont j'ai parlé au commencement de ce chapitre , formant des pentes douce» vers le lac , présentant des terrasses dans lesquelles on peut voir la preuve d'élévations successives des terrains, ou remplissant les vallées étroites limitées par des montagnes de grès.

Il est important de remarquer que sur la rive méridionale, à Test du Saut Sainte-Marie, et sur la zone de grès qui s'étend au nord du trapp, les sables sont en général presque blancs, et que leur coloration est en relation évidente avec celle des couches de grès sur lesquelles ils reposent.

On peut étudier ces changements de couleur enr allant de la ville d'Ontonagon à la mine de Toltec, située à plus de 25 kilomètres vers le sud : on voit les alluvions de graviers et de sables se colorer de plus en plus et devenir plus argileuses à mesure qu'on s'approche des conglomérats et du trapp.

Cette observation porte à faire considérer les sables et graviers comme provenant de la désagrégation locale, au moins en grande partie, des roches environnantes, et par conséquent à faire admettre- que les

deux dépôts de sables et d'argile sont à peu près codtemporaiûs, produits par la même cause, et n'ont pas été transportés à de grandes distances.

Les couches irrégulières de graviers et de galets recouvrent les sables en un petit nombre de points ; ils ne sont bien.déyelopï)és que sur la rive méridionale du lac, au Grand-Sable et sur la côté occidentale de la rivière du Saut. Leur épaisseur ne dépasse pas 4^5 mètres , et leur disposition en couches mal stratifiées paraît indiquer une période moins tranquille que celle des argiles et des sables.

Les terrasses du lac Supérieur sont bien caractéri- Terrasset. sées en différents points , au Grand-Sable et sur la côte méridionale, à Test et au .nord, sur la rive canadienne. Leur aspect et leurs dimensions ne sont pas les mêmes au nord et au sud , et chaque terrasse a sa disposition particulière.

Elles présentent toutes une succession detalusàpentes assez douces, en retraite les uns sur les autres, se prolongeant à une distance de plusieurs kilomètres, en se rapprochant progressivement.

n est permis de considérer chacune de ces terrasses comme indiquant le niveau du lac à une époque récente ; mais alors il faut admettre que le terrain a été diversement élevé aux différents points du lac à des époques successives. Si Télévation avait été générale, on retrouverait dans toutes les terrasses la correspondance des hauteurs et la continuité qui leur manquent.

Les variations irrégulières et momentanées du niveau de l'eau, qu'on observe maintenant encore sur . les côtes des grands lacs , peuvent être expliquées par des mouvements du sol , qui s'abaisse et se relève successivement. Dans cette hypothèse , on peut voir dans les variations actuelles la continuation , sur une échelle

moindre, du phénomène qui a produit les terrasses. On peut aussi conjecturer cpie Tabsence des alluvions à l'extrémité de la pointe de Keweenaw et à File-Royale peut provenir de la dénudation produite par un abaissement momentané au - dessous du niveau du lac. On peut même indiquer à la pointe de Keweenaw le lac Portage comme axe de rotation.

Alluvions II ne faut pas confondre avec les alluvions anciennes

modernes. i -,, ^ -, ^ ■, i.., i

les dépôts de sables que les nvières apportent sur les bords du lac , et qui forment à leurs embouchures des barres plus ou moins développées. On peut les étudier à Eagle-River, et surtout à Ontonagon ; dans cette localité la côte est très-basse et formée des sables et graviers sur lesquels se déposent, jusqu'à une grande distance du rivage , les boues rougeâtres entraînées par la rivière.

La discussion des hypothèses qu'on peut faire pour expliquer les stries , les blocs erratiques , et les alluvions anciennes , m'entraînerait au delà des limites de mon travail. Cette question est d'ailleurs trop importante pour que j'ose l'aborder après un seul voyage , dan» lequel mon attention s'est portée principalement sur les gisements de cuivre. J'espère la traiter dans un second mémoire après avoir visité de nouveau ces contrées^ lointaines. Je chercherai en même temps à constater d'une manière plus précise les relations qui existent entre le trapp et les conglomérats; car ces relations peuvent seules faire connaître si le trapp du lac Supérieur est réellement arrivé en parfaite fusion, ou s'il doit être considéré comme une roche métamorphique r représentant les grauwackes d'Europe.