SUR UN

Mémoire de M. ALcine D'OrgiGny, intitulé : Considérations générales sur la

géologie de l’ Amérique méridionale.

COMMISSAIRES : MM. ALEXANDRE BRONGNIART, DUFRÉNOY, ÉLIE DE BEAUMONT rapporteur.

(Séance du 28 août 1843.)

L'Académie nous a chargés, MM. Alexandre Brongniart, Dufrénoy et moi, de lui faire un Rapport sur un Mémoire que M. Alcide d'Orbigny lui a présenté dans la séance du 17 octobre 1842, sous le titre de Considérations générales sur la géologie de l'Amérique méridionale.

Ce Mémoire est le résultat, élaboré à loisir, d’un long voyage que l’auteur a exécuté, dans l'Amérique méridionale, pendant les années 1826, 1827, 1828, 1829, 1830, 1831, 1832 et 1833. À son retour en France, M. Alcide d'Orbigny s'est empressé de mettre sous les yeux de l'Académie les matériaux scientifiques qu'il avait recueillis. Une Commission composée de MM. Cordier, de Blainville, Savary, Adolphe Brongniart et Isidore Geoffroy-Saint-Hilaire, fut chargée de les examiner. Elle en fit, le 25 avril 1834, l'objet d'un Rapport général dans lequel elle en signala toute l'importance. Ce Rapport en détermina la publication, commencée bientôt après, sous les auspices de M. Guizot, alors ministre de l'Instruction publique (1).

Le Rapport fait connaître l'itinéraire suivi par M. d'Orbigny, tant dans la république de la Plata que dans celle de Bolivia.

La section du Rapport relative à la partie géographique du voyage de M. d'Orbigny a été rédigée par notre savant et si regrettable confrère M. Savary, qui y a clairement exposé tout ce que la connaissance géographique des régions intérieures de l'Amérique méridionale doit à M. d'Orbigny. Il y a particulièrement apprécié le mérite des itiné-

raires relevés par ce voyageur, et des cartes qu'il a dressées par leur moyen, en s'ai-

(1) Ce Rapport a été imprimé dans les Nouvelles Annales du Muséum, tome IT, pages 84 et suivantes.

(12 ) dant, pour quelques parties, des observations astronomiques et géodésiques exécutées par M. Pentland dans son premier voyage en Bolivie.

La section même du Rapport relative à la géologie, rédigée par notre confrère, M. Cordier, fait connaître les matériaux géologiques rapportés par M. d'Orbigny, composés d’un itinéraire détaillé des contrées qu'il a parcourues, itinéraire qui renferme un bon nombre d'observations et de considérations générales; d'un atlas de huit feuilles, offrant des coupes figuratives de la disposition des terrains, et de plus de six cents échantillons de roches choisis avec discernement et accompagnés de catalogues circonstanciés. Le Rapport fait connaître les distributions et les relations naturelles des principaux terrains observés par l’auteur et les principales conséquences qu'il avait déduites, dès lors, de ses observations.

Mais M. d'Orbigny ne s’en est pas tenu là: depuis 1834, en poursuivant la publication non encore terminée de son ouvrage, il n'a cessé d'élaborer les matériaux qu'il avait rapportés, de les comparer entre eux et avec ceux du même genre recueillis dans d’autres contrées, et il a cherché à en déduire toutes les conséquences auxquelles ils peuvent conduire, dans l'état actuel de la géologie.

C'est ce travail nouveau qui a conduit M. d'Orbigny à présenter à l'Académie le Mémoire manuscrit dont nous avons à lui rendre compte en ce moment.

Nous suivrons dans notre Rapport l'ordre naturel des faits et des déductions géologiques, ordre qui ne nous permettra pas toujours d'éviter la répétition des faits déjà signalés dans le Rapport de 1834.

Considérée dans son ensemble, la partie du continent américain, située au sud de l'équateur, montre une grande variété de configuration orographique. A l’est, c'est un groupe immense de montagnes basses formant un massif dont les rameaux s'étendent depuis quelques degrés au sud de la ligne jusqu'à l'embouchure de la Plata; à l'ouest, c'est la Cordilière dont les cimes élevées commencent vers le détroit de Magellan et s'étendent jusqu'en Colombie, en traçant une crête dirigée en sens divers et de laquelle s'élancent les plus hauts pics du nouveau monde. Entre ces grands systèmes, à partir du sud de la Patagonie, une surface presque plane longe la Cordilière, occupe l'intervalle compris entre cette importante chaîne et le massif du Brésil, passe du bassin de la Plata dans celui de l’Amazone, puis s'élargit à l'est et vient embrasser au loin les deux rives de ce fleuve immense.

Dans l'Amérique méridionale, comme sur toute la surface du globe, les roches qui forment les premiers terrains de la série des roches stratifiées sont cristallines; ce sont surtout des gneiss. Ces roches sont particulièrement développées dans la partie orientale du continent où les produits géologiques modernes dominent moins que dans la partie occidentale. Tous les géologues qui ont visité Rio-Janeiro y ont signalé le terrain de gneiss. MM. Clausen et Pissis l'ont reconnu sur la plus grande partie de la surface comprise entre le cours du rio San-Francisco et la mer, depuis le 16° jusqu'au 27° degré de latitude australe. M. d'Orbigny l'a retrouvé à Maldonado, à Monte-Video et dans la Banda orientale. M. Parchappe l'a reconnu dans la chaîne du Tandil. Au centre du

(15) continent, M. d'Orbigny en a trouvé une bande immense occupant une largeur moyenne d'un demi-degré, sur une longueur de plus de 55 myriamètres, et traversant toute la province de Chiquitos.

Ces roches anciennes se composent à peu près partout des mêmes éléments; ce sont, à Rio-Janeiro et dans la province de Chiquitos, des gneiss porphyroïdes ou granitoides, superposés au granit, qui en forment la base et qui supportent des gneiss à grains fins ou des micaschistes contenant des grenats et des staurotides; à Monte-Video et à Maldoado, des gneiss noirâtres très-feuilletés ; au Tandil, d’après la détermination de M. Cordier, des petrosilex tabulaires.

Au Brésil et à l'est de la province de Chiquitos, les gneiss supportent partout des schistes argileux de transition. Mais lorsque ces derniers manquent, les gneiss sont souvent recouverts par des terrains beaucoup plus modernes, puisque à la Conception, à San- Ignacio et à Santa-Ana de Chiquitos, on trouve sur les gneiss des lambeaux du terrain tertiaire patagonien. M. Pissis indique sur les gneiss des environs de Bahia des dépôts tertiaires ressemblant aux mallasses d'Europe. A Monte-Video et dans les pampas, le gneiss est entouré par le terrain tertiaire pampéen; enfin, à Chiquitos,, il est recouvert par les alluvions les plus récentes.

Les couches les plus anciennes que M. d'Orbigny ait trouvées superposées, dans l'Amérique méridionale, aux roches d'un caractère décidément cristallin, présentent, partout où il Les a vues, une composition très-uniforme. Ce sont aux parties inférieures, des phyllades schistoides, bleus, souvent maclifères, passant dans les parties moyennes à des phyllades satinés, rosés. Ces deux séries de couches les plus développées, offrant souvent une puissance de plusieurs centaines de mètres, ne contiennent aucun reste de corps organisés. Au-dessus sont des phyilades grésiformes ou grès phylladifères trèsmicacés, dont la puissance est au plus de 50 mètres.

M. d'Orbigny a recueilli, dans ces dernières couches, des fossiles qui y sont tresrares et qui appartiennent aux genres Cruziana, Orthis, Lingula, Calymene, Asaphus, Graptolithus.

Sur dix espèces appartenant à ces divers genres, huit ont la plus grande analogie avec des espèces des terrains siluriens d'Europe, et trois, la Calymene macrophthalma, la Cruziana rugosa et le Graptolithus dentatus, leur sont même identiques. On peut donc dire que ces fossiles ont, dans leur ensemble, le même aspect, le même facies que ceux des terrains siluriens de l'Europe. C’est une physionomie zoologique identique transportée à quelques milliers de lieues. Les roches offrent aussi, minéralogiquement, beaucoup de rapports avec celles des terrains siluriens en Europe. Cette double circonstance, jointe à la position des terrains en question au-dessous de tous les autres terrains fossilifères de l'Amérique méridionale, a dû naturellement porter M. d'Orbigny à les rapprocher du système silurien établi par M. Murchison, et il est probable qu'ils en sont au moins très-voisins.

Ces terrains siluriens s’observent, dans l'Amérique méridionale , sur des espaces considérables et en des points très-éloignés les uns des autres. Ils se montrent sur presque

(14) toute la lisière orientale du plateau bolivien, formant une bande qui suit les Andes proprement dites ou Cordilière orientale, parallèlement aux roches granitiques, depuis le Sorata jusqu'à l'Himani, sur plus de So myriamètres de longueur.

A l’est de la Cordilière orientale ils sont encore plus développés et forment une bande de 60 kilomètres de largeur sur plus de 100 myriamètres de longueur, comprise entre les plaines de Santa-Cruz de la Sierra, à l'est, et le 72° degré méridien, à l'ouest.

Ils forment ainsi, tant à l'est qu’à l'ouest de la chaîne orientale, une bande immense dirigée du nord-ouest au sud-est, mais bien plus développée à l'est qu’à l'ouest de la chaîne.

Dans la région comprise entre les Andes et le Brésil, on retrouve les terrains siluriens au sud de la province de Chiquitos, près de la Tapera, de San-Juan , au nord de la sierra de Santiago et au sud de celle du Sunsas. Ils y constituent une bande dirigée ici de l’est-sud-est à l’ouest-nord-ouest, sur plus de 25 myriametres de longueur.

Ici, comme dans les Andes, ils présentent à leur base du phyllade schistoide bleu , supportant des phyllades rosés à grain fin, sur lesquels reposent des phyllades jaunâtres. Cependant M. d'Orbigny n’a pu apercevoir aucune trace de corps organisés dans ces couches, dont la première a au moins 200 mètres de puissance, tandis que les autres sont réduites à 15 ou 20 metres.

Les terrains siluriens ont, en Bolivie, un genre d'intérêt très-positif, en ce qu'ils renferment les mines d'or les plus riches de la république de Bolivia et quelques mines d’arsent. Partout où l'on a rencontré de l'or en place, il s'est trouvé, dans les filons de quartz laiteux qui traversent les parties inférieures, des phyllades schistoides. C’est ainsi qu'on l’a exploité sur les pentes de l'Ilimani, à Oruro, à Potosi, etc.

Si l’on considère que les exploitations d'or par lavage sont toutes dans les vallées où les phyllades ont été très-disloqués et dénudés, comme on le voit au rio de la Paz, à Tipoani, au rio de Suri, au rio de Choquecamata, etc. , il faut naturellement en conclure que cet or provient encore des phyllades.

Partout où M. d'Orbigny les a vus, les terrains siluriens sont recouverts d’une masse

énorme de grès quartzeux durs, ou quartzites, que, d’après leur position et leurs fos-

siles, il croit devoir représenter le terrain dévonien ou le vieux grès rouge des Anglais. Ce système très-étendu est composé de grès quartzeux compactes, blanchâtres et jaunûtres , sans traces de fossiles, passant, dans les parties inférieures, à des grès feuilletés très-micacés, noirâtres ou ferrifères, et contenant alors seulement des restes de corps organisés, quelquefois en grands bancs, d'autres fois disséminés au sein des couches. Ils recouvrent presque partout, et le plus souvent en couches concordantes, les terrains siluriens. Ils sont recouverts à stratification discordante par les terrains carbonifères, caractérisés d’une manière certaine par les fossiles qu'ils contiennent.

Ce grand dépôt quartzeux se montre à découvert sur de plus grands espaces que le terrain silurien qu'il accompagne partout; il est réparti à peu près de même. De chaque côté de la bande de terrain silurien de la chaîne orientale des Andes, il forme

(45) sur plus de 30 myriamètres une autre grande bande parallèle, indépendamment des lambeaux disséminés dans l’intérieur même de la bande silurienne.

Il existe aussi un grand développement de ces mêmes grès quartzeux sur la formation silurienne de la partie orientale de la province de Chiquitos.

En dehors de ses observations personnelles, M. d'Orbigny a appris que ces mêmes terrains quartzeux abondent au Brésil, sur la chaîne de Parecys, sur celle de Diamantino, à l'ouest de Motogrosso et sur celles qui sont à l'est de Cuyaba, montagnes qui suivent la même direction que celles de Chiquitos, et qui, suivant M. d'Orbigny, appartiennent au même systeme. Peut-être, ajoute-t-il, doit-on les retrouver encore plus à l'est, dans la province de Minas-Geraës, supposition qui paraît confirmée par le beau travail de M. Pissis, sur lequel l'Académie a entendu un Rapport dans une de ses dernières séances.

MM. de Humboldt et d'Eschwege ont depuis longtemps fixé l'attention des observateurs sur les roches de quartz stratifiées qui occupent de vastes étendues dans l'Amérique méridionale, au sud de l'équateur, tant au Pérou qu'au Brésil (1). Ces quartz stratifiés avaient été partagés entre plusieurs formations primitives et secondaires : peut-être une application judicieuse du principe du métamorphisme, telle que celle suggérée dernièrement par le Mémoire de M. Pissis (2), permettra-t-elle de les faire tous rentrer dans un seul et même terrain, qui serait alors le terrain dévonien de M, d'Orbigny. La fixation exacte de l’âge des grès quartzeux de la Bolivie est donc une pierre d’attente importante pour la péologie de l'Amérique méridionale, et même, on pourrait dire, d'une grande partie de l'hémisphère austral, si, comme on peut le présumer, les grès quartzeux de la montagne de la Table, près du cap de Bonne-Espérance, appartiennent encore au même terrain.

Dans le terrain dévonien de la province de Chiquitos, M. d'Orbigny n'a pas observé une seule trace de fossiles, tandis qu'il en a observé plusieurs fois dans les parties inférieures des grès du même système en Bolivie, notamment à Achacaché, près du lac de Titicaca, aux environs de Cochabamba, près de Totora, et à Challuani, province de Mizque, dans les provinces de Tacopaya et de Yamparaes, département de Chuquisaca.

Ces fossiles, qui appartiennent aux genres Spirifer, Orthis et Terebratula , sont toujours à l'état d'empreinte et par bancs très-étendus, maïs très-minces, entre les feuillets des roches.

Sur sept espèces de ces différents genres que M. d'Orbigny a rapportées de la Bolivie, quatre ont la plus grande ressemblance avec des fossiles des terrains dévoniens de l'Europe. Quelques-uns des autres se rapprochent de fossiles qui, en Europe, se trouvent dans les terrains siluriens. Tout conduit donc à rapporter ce grand dépôt quartzeux aux terrains palæozoïques. Sa liaison avec le terrain schisteux qu'il recouvre ne

(1) Humsozpr, Essai géognostique sur le gisement des roches dans les deux hémisphères, p. 01, 06. (2) Voyez Comptes rendus, t. XVII, p. 34, séance du 3 juillet 1843.

(16) permet pas de l'en éloigner, et de même que la réunion de ce terrain schisteux au système silurien nous paraît rationnelle, l'assimilation du grand dépôt quartzeux au système dévonien ou au vieux grès rouge, nous paraît la plus judicieuse qu'on pût faire dans l’état actuel de nos connaissances. |

Le système des grès quartzeux dévoniens est recouvert, en Bolivie et dans quelques autres parties de l'Amérique méridionale, par une autre série de couches que M. d'Orbigny rapporte au système carbonifère. Cette nouvelle série de couches est formée dans la partie inférieure par un calcaire compacte gris à rognons de silex, analogue au calcaire carbonifère des Anglais, et en tout semblable à celui de Visé, près Liège, et à ceux de plusieurs points des Iles britanniques. Ce calcaire s’observe particulièrement dans les iles de Quebaya (lac de Titicaca). Sur d’autres points (à Yarbichambi), les parties inférieures du même système présentent des grès calcarifères compactes, jaunâtres ou rosés. Ces couches contiennent beaucoup de fossiles. Aux îles de Quebaya et à Yarbichambi, elles sont recouvertes en stratification concordante par des grès quartzeux rougeâtres non argileux, sans fossiles, assez friables. C’est d'après l'observation de ces deux points que M. d'Orbigny a cru devoir rapporter aux terrains carbonifères tous les grès friables roses, non argileux , qui reposent sur les terrains dévoniens, et qui sont inférieurs aux argiles bigarrées présumées triasiques.

Le système de couches dont nous venons d'indiquer la composition se montre, en un grand nombre de points, réparti dans presque toute la largeur du continent américain.

Le Morro d'Arica , battu par les flots de l'océan Pacifique, est formé, à sa base, par un calcaire phylladifère, qui paraît appartenir à l’époque carbonifère, à en juger par des empreintes de productus que présente un des échantillons que M. d'Orbigny y a recueillis, et par les nombreux restes qu'il a pu observer sur les lieux.

Ce calcaire n’occupe qu’un espace très-restreint, et les premiers points, en avançant à l'est, où les terrains carbonifères prennent quelque développement, sont sur le grand plateau bolivien. M. d'Orbigny y en a observé plusieurs chaînes, telles que l’'Apacheta de la Paz, les collines de Laja, d'Aygachi de las Penas, toutes les îles de Quebaya et de Pariti dans le lac de Titicaca, plus au sud les collines de Guallamarca et du Pucara, et quelques autres lambeaux. En général, les terrains carbonifères sont distribués principalement à l’est et à l'ouest du grand système bolivien, où ils atteienent , surtout à l’est, une élévation de plus de 4000 mètres.

Le terrain carbonifère forme aussi, dans le système chiquitéen, des sommets dont la hauteur dépasse quelquefois 500 mètres, soit dans la province même de Chiquitos, soit dans plusieurs chaînes du même système à l’est et au nord de cette province, et plus à l'est dans celle de Minas-Geraës.

Les différentes couches que M. d'Orbigny réunit sous la dénomination de système carbonifère sont cependant partagées, ainsi que nous l'avons dit ci-dessus, en deux séries distinctes, l'une formée principalement de calcaires, et l’autre de grès ; les premiers inférieurs avec fossiles, les derniers supérieurs sans restes de corps organisés; et ces deux

| 47 ) séries, qu'on trouve réunies sur le grand plateau bolivien, sont ailleurs séparées, puisque M. d'Orbigny n'a plus trouvé à l’est du plateau et sur le système chiquitéen, que les grès rougeâtres supérieurs, et jamais les calcaires.

Il y a donc entre ces deux séries de couches une différence importante de gisement. Cette différence pourrait faire douter que la série supérieure appartienne réellement au système carbonifère, et pourrait faire croire qu'elle se rapporterait avec autant de probabilité à quelqu'un des systèmes qui le suivent en Europe, par exemple au grès rouge. |

La série inférieure est véritablement la seule qui puisse être rapportée avec une grande probabilité au système carbonifère. Ce n’est, en effet, que dans les calcaires et les grès calcarifères de la série inférieure que M. d'Orbigny a trouvé des corps organisés fossiles. Il les a rencontrés à Yarbichambi et dans les iles de Quebaya et Pariti, dans le lac de Titicaca. Les coquilles sont dans un très-bel état de conservation : elles conservent leur test et offrent toutes les garanties désirables sous le rapport des caractères zoologiques.

Ces fossiles appartiennent aux genres Solarium ou Euomphalus, Pleurotomaria, Natica, Pecten, Trigonia, Terebratula, Spirifer, Orthis, Leptæna, Productus, Turbinolia, Ceriopora, Retepora.

Sur les vingt-six espèces recueillies par M. d'Orbigny, douze, ou près de la moitié, ont leur plus grande analogie avec des fossiles des terrains carbonifères de l'Europe, et sur ce dernier nombre, trois, les Spirifer Pentlandi, Spirifer Roissyi et le Productus Villiersi, sont entièrement identiques avec les mêmes espèces de Belgique et de Russie. Ce sont les mêmes genres, des espèces ayant un Jacies commun et trois espèces complétement identiques. L'ensemble du facies est si analogue, qu'au premier abord on pourrait n'y voir que des espèces européennes qu'on à l'habitude de rencontrer dans les terrains carbonifères.

Parmi les fossiles non communs aux terrains carbonifères d'Europe, on doit remarquer une trigonie ( 7rigonia antiqua), genre qu'on n'avait pas encore signalé au-dessous des terrains jurassiques. Cette découverte curieuse montre que M. d'Orbigny à su constater, non-seulement les ressemblances des terrains américains avec les nôtres, mais aussi les différences, différences qu'on devait bien s'attendre à rencontrer à 1000 myriamètres de distance et qu'on doit seulement être surpris de ne pas trouver plus considérables.

A la suite des périodes silurienne et dévonienne, les mers américaines ont donc nourri une faune différente de celle des deux premières époques et complétement analogue pour le facies à celle qui vivait durant la période carbonifere dans les mers européennes. Cette analogie ne se retrouve pas, de nos jours, entre les faunes des mers de l'Europe et de l'Amérique méridionale, et, comme le remarque M. d'Orbigny, elle indique, dans les anciennes périodes géologiques, une uniformité de climats qui n'existe plus aujourd’hui.

Ces déductions ont d'autant plus de poids qu'elles s'appuient ici sur une base triple.