1Les dépôts alluviaux quaternaires de la vallée du Mantaro entre la Oroya et Huancayo, permettent d’établir la chronologie du Quaternaire de ces secteurs déprimés, creusés dans les plateaux. L’accumulation des alluvions témoigne de l’excès de la charge des rivières au cours des périodes plus froides et humides du Quaternaire ; leur creusement en terrasses marque la diminution des transports solides dans les rivières pendant les périodes plus chaudes où les précipitations étaient cependant suffisantes pour soutenir le débit des cours d’eau qui, faiblement chargés, creusaient.

2Il convient de distinguer d’une part les terrasses de la vallée du Mantaro de la Oroya à l’entrée dans la plaine de Jauja, de l’autre les formations quaternaires du bassin de Jauja-Huancayo.

A) LA VALLÉE ENTRE LA OROYA ET LE BASSIN DE JAUJA-HUANCAYO

3La vallée du Mantaro se loge dans une zone de faiblesse structurale, entre la longue cuvette où sont conservées des « Capas rojas » et le voussoir du causse de Juni. La rivière traverse une région intensément plissée, où les séries calcaires et marneuses du Crétacé, et, plus en aval, celles du Jurassique, ont été resserrées par des mouvements de compression dans un secteur enfoncé en coin dans la voûte andine. La vallée est plus profondément enfoncée dans les plateaux en aval qu’en amont. A la Oroya, l’encaissement n’est que de 200 à 300 m., tandis qu’à Parco il est de 600 m. Si la disposition d’ensemble, longitudinale, de la vallée est rectiligne sur 70 km, dans le détail, la rivière adopte un tracé coudé, adapté aux plissements et aux décrochements ; les calcaires sont creusés en gorges et la vallée s’évase plus largement dans les marnes, notamment près de Huari.

4Le talweg est à 3700 m à la Oroya et à 3300 m à l’entrée du bassin de Jauja. Dans la vallée, plus chaude et sèche que la puna, la steppe d’ichu est remplacée par une steppe arbustive.

5Les terrasses alluviales et les formations de pente qui s’y raccordent latéralement indiquent les différents épisodes morphoclimatiques du Quaternaire dans cette vallée dont le talweg constitue le niveau de base régional pour les plateaux du centre.

1) Le lit de la rivière et les nappes alluviales du Quaternaire récent

6La rivière, large d’une cinquantaine de mètres, coule sur un lit de galets émoussés qu’elle déplace au moment des crues de l’hivernage. Le lit majeur est encaissé dans des terrasses aux galets bien roulés. Son débit et sa charge sont étudiés actuellement par les ingénieurs qui préparent le projet d’utilisation hydro-électrique du Mantaro.

7Une basse terrasse (t’), à 3-4 m au-dessus du niveau de crue, subsiste en petits lambeaux épargnés par l’érosion latérale de la rivière. Elle se compose de galets roulés et d’une matrice gravillonnaire et sableuse peu abondante ; il s’agit d’un matériel alluvial bien lavé, analogue à celui des terrasses supérieures dans lesquelles elle s’emboîte.

8La terrasse principale (t”) est située à une quinzaine de mètres au-dessus du Mantaro. Elle se dédouble localement en deux niveaux séparés par un talus de 5 à 6 m de hauteur. L’emboîtement des terrasses se remarque aussi le long des principales vallées affluentes de la rive droite, à proximité de leur confluence avec le Mantaro.

9En amont de la Oroya, à proximité de Malpaso, la terrasse comprend des galets de dimensions diverses : le plus grand mesuré atteint 62 cm. L’angle de dépôt de grands galets est d’une dizaine de degrés. L’indice d’émoussé d’un lot de galets calcaires de 6 à 8 cm, prélevé à Chulec, en amont de la Oroya, est de 320 pour le galet médian. En aval de la Oroya, la terrasse se poursuit, très constante. Cependant les plus gros blocs ne dépassent pas une quarantaine de centimètres et ils sont très peu représentés. Le galet « moyen » a 9 cm de longueur. Dans le matériel caillouteux, des éléments qui proviennent de la nappe fluvioglaciaire encroûtée du Quaternaire ancien (t’”) portent encore en surface des restes de ciment. Une matrice brune, terreuse, emballe les galets alors qu’elle est absente de la terrasse t’. Elle a été enrichie en limons par le ruissellement descendu des versants, postérieurement à sa mise en place. Les gravillons de la matrice ont des surfaces planes usées et des angles arrondis ; ils sont souvent cassés par les chocs et le gel. Les grains de quartz proviennent surtout de la désagrégation des grès du Crétacé inférieur. Les sables calcaires sont abondants, ce qui montre que les eaux circulant dans cette nappe alluviale étaient saturées de carbonates et sans pouvoir de dissolution. Mais le dépôt n’est pas encroûté, ce qui constitue une différence fondamentale avec la nappe alluviale supérieure (t’”).

10A la terrasse t” se raccordent des formations de pente, très développées dans les calcaires marneux et dolomitiques de « Chulec » qui sont sensibles à la gélivation. Des loupes de solifluction mais également des arrachements par paquets bossèlent les versants dans les marnes et les « Capas rojas » près de Huari. La terrasse est recouverte par une couche limoneuse, souvent tourbeuse à proximité des suintements des bas de versant et par une mince couverture de dépôts de pente étalés au pied des versants.

11Il faut remarquer que par suite des apports latéraux, venus des affluents de la rive droite, la composition pétrographique, la disposition et l’émoussé des galets restent les mêmes pour t”, de la Oroya à l’entrée dans le bassin de Jauja. L’indice d’émoussé du galet médian, pour les calcaires, est voisin de 320 et la hauteur relative de la terrasse se maintient à une quinzaine de mètres au-dessus du talweg. Cette stabilité correspond à un débit assez régulier, soutenu par les apports de bassins versants latéraux homogènes. Elle traduit également un équilibre de l’usure des galets à la surface de la nappe alluviale mobile.

2) Les dépôts de « l’ancienne période froide »

12En aval de la Oroya, les dépôts de « l’ancienne période froide » sont représentés par des conglomérats fluviátiles médiocrement triés, hétérométriques et d’une grande variété lithologique : grès, calcaires, quartzites et roches volcaniques, inégalement usés et emballés dans une matrice brune durcie par de la calcite diffuse. Les plus gros blocs dépassent 40 cm près de la Oroya. L’indice d’émoussé du galet médian d’un lot d’éléments calcaires compris entre 6 et 8 cm s’établit vers 300, mais l’indice du galet médian n’est pas ici très représentatif en raison de la très grande inégalité dans l’usure des galets : ainsi quelques-uns d’entre eux (de 8 à 10 %) ont un indice d’émoussé supérieur à 500, ce qui traduit une usure très considérable, peut-être dans des marmites.

13La surface de la « vieille terrasse (t’”) domine de 30 à 60 m le Man-taro, mais la nappe est entaillée jusqu’au niveau du talweg actuel. L’importance des remblaiements est en rapport avec des engorgements et des blocages locaux dûs notamment à des affluents très chargés, charriant des laves torrentielles, ou à des resserrements de la vallée liés à la présence d’un banc rocheux résistant disposé en travers de la vallée.

14Les conglomérats sont plus importants sur la rive gauche que sur la rive droite ; cette meilleure conservation des cailloutis est à mettre en rapport avec leur encroûtement facilité par les eaux infiltrées dans le karst de Juni qui jaillissent au flanc de la vallée dans une atmosphère plus chaude que celle des plateaux. Ils sont parfois plombés par des dalles de tufs qui peuvent avoir jusqu’à trois mètres d’épaisseur et qui se terminent en draperies couvrant l’entaille de la terrasse. On remarque la présence de grands cristaux d’aragonite dans ces tufs, alors que l’aragonite est absente des encroûtements qui consolident la masse de la formation alluviale. Les tufs sont postérieurs à l’encroûtement et certains sont actuels ou sub-actuels.

15Au bas des grands vallons descendant du plateau de Juni, de grands cônes périglaciaires comportant de gros blocs, des pierrailles non usés emballés dans une matrice boueuse, pouvaient contribuer à l’obturation partielle de la vallée. Immédiatement en amont de ces cônes la sédimentation du Mantaro est plus fine ; on voit des lits de décantation sablo-limoneux dans un lac dû au blocage de l’écoulement dans la vallée. On en a un exemple quarante kilomètres en aval de la Oroya. En aval du cône, les galets, non usés, issus de la coulée de solifluction ou de la lave torrentielle se mêlent aux galets arrondis ayant subi un plus long transport en rivière. Dans une note (Dollfus et Tricart, 29), nous avions considéré ces dépôts comme étant les restes d’une moraine de poussée ; des observations ultérieures plus précises m’incitent à penser qu’il s’agit de dépôts de coulées terrentielles remaniés par la rivière.

16Des grèzes calcaires se raccordent au pied des versants à la surface de la terrasse de la plus ancienne période froide. Elles sont également consolidées et parfois recouvertes de tufs.

17Des replats situés en amont du village de Parco, sur la rive droite du fleuve, à 200 m au-dessus du Mantaro, pouvaient poser un problème. Dans quelle mesure était-il possible de les attribuer à l’action fluviale et de les mettre en rapport avec les dépôts de la formation « Jauja », dépôts fluviolacustres conservés dans la partie amont du bassin de Huancayo et antérieurs à ceux de la période froide « Mantaro » ? Or l’observation attentive de leur surface ne révèle les traces d’aucun dépôt alluvial. En revanche, le versant rocheux dominant ces niveaux présente une surface régulière qui pourrait correspondre à un plan de glissement ; ces « niveaux » correspondraient alors à la partie supérieure d’un paquet rocheux ayant glissé dans la vallée par appel au vide.

B) LE BASSIN DE HUANCAYO

18Le Mantaro pénètre dans la dépression près de Jauja, vers 3350 m. Il en sort une soixantaine de kilomètres en aval, à 3150 m. Le plancher alluvial a une largeur moyenne d’un kilomètre, parfois moins. La rivière coule sur une pente assez régulière de 0,33 % ; le lit d’inondation s’imprime entre des terrasses, importantes principalement au SW du bassin et des cônes de déjections à l’Est. Le bassin (long de 70 km en y incluant la cuvette d’Acolla au Nord) est large de 2 à 3 km dans le secteur septentrional mais il s’ouvre sur une douzaine de kilomètres au Sud, dans le secteur de Huancayo.

19Située à 800 m en dessous de l’altipiano de Junin, la plaine de Huancayo est profondément encaissée dans les plateaux. Son climat est tempéré, relativement sec et ensoleillé. A Jauja (d’après l’annuaire météorologique péruvien) la température moyenne est comprise entre 10 et 13° (11,8 en 1958, 11,5 en 1959 et 11,3 en 1960). Les différences observées dans les températures moyennes mensuelles sont faibles. Les mois de juin et de juillet sont les plus froids (9 et 10°) par suite du refroidissement nocturne ; les mois pluvieux et humides de décembre et janvier sont les plus chauds (12 à 13°). Les maxima varient peu : 21,2° en mai et 23,9° en janvier. La statistique météorologique est sujette à caution en ce qui concerne les minima. Certaines années le thermomètre n’aurait enregistré aucune gelée tandis que d’autres le gel, rare, aurait été très limité (—1°1 en août 1960). Or la station de Huancayo, qui est pratiquement à la même altitude, mais qui dépend de l’observatoire géophysique, enregistre des gelées chaque année : —10° en 1940 et, fréquemment, de —4° en juin et juillet 1959 et 1960.

20Ces données paraissent plus exactes que celles de Jauja. En effet, si Huancayo est peut-être légèrement plus froid que Jauja, étant situé dans le fond du bassin en contrebas de reliefs plus élevés, les gelées sont fréquentes dans toute la plaine de juin à août, pendant la nuit et au petit matin. L’air froid descend pendant la nuit le long des versants de la cuvette, provoquant ainsi une inversion thermique caractéristique des dépressions intramontagneuses. Cependant, si ces gelées exercent des effets néfastes sur les cultures (et les journaux locaux mentionnent presque chaque année les dégâts dus au gel), ces températures négatives de saison sèche n’ont aucun effet morphologique par suite de l’absence d’humidité. Seuls, quelques galets du lit du Mantaro peuvent se fendre.

21Les pluies tombent de novembre à avril, généralement sous forme d’orages de fin de journée, qui peuvent raviner les dépôts meubles sur les pentes découvertes. Les pluviomètres enregistrent de 400 à 700 mm d’eau par an ; les précipitations sont moindres à Jauja où la convection de fin de journée est plus limitée qu’à Huancayo par suite d’une plus faible dénivellation entre la plaine et les plateaux. Mais les chiffres de la pluviométrie, comme les températures enregistrées à Jauja, doivent être utilisés avec prudence : ainsi il serait tombé à Jauja 1986 mm d’eau en 1954 tandis que la même année les pluies n’atteignent que 851 mm à Huancayo mais en 1955, année « sèche », Jauja n’indique que 143 mm et Huancayo 426 mm (annuaire statistique péruvien).

22Cette plaine entre les plateaux de la puna a favorisé depuis longtemps l’installation des agriculteurs ; le bassin de Huancayo est l’un des foyers de peuplement des Andes centrales. Sur la rive droite de gros villages, construits sur les terrasses, ont des terroirs ouverts, couverts de champs en lanières où poussent des céréales, des pommes de terre et de la luzerne. Sur la rive gauche, autour de bourgs ruraux, des maisons se dispersent en hameaux au milieu d’un bocage d’eucalyptus. Huancayo, capitale régionale, ville développée par chemin de fer, s’étend sur un cône de déjection. La colonisation a modifié la végétation originelle ; des buissons de genêts, en fleurs presque toute l’année, poussent dans les ravins et les terres abandonnées, tandis que le bocage de la rive gauche est enclos de haies d’alcès et d’eucalyptus. Les tuiles rondes sur le toit des maisons, les sols rouges complètent un paysage rural très proche de ceux que l’on peut rencontrer sur les plateaux du domaine méditerranéen. Les nuances relevées dans l’habitat de part et d’autre du Mantaro reflètent des différences dans les types d’accumulation quaternaire.

23A l’Est, descendant des glaciers du Huaytapallana et des plateaux paléozoïques aux teintes sombres et aux formes arrondies, des torrents ont étalé leurs cônes de déjection entre des versants convexes de dépôts de pente soliflués. Ces cônes latéraux sont inégalement entaillés, à la base, par le Mantaro.

24A l’Ouest, seul le rio Cunas rejoint le Mantaro. L’alimentation latérale est réduite au pied des grands versants rectilignes et encroûtés, parsemés de plaques de terra rossa au bas des pentes et sur les replats et dont la couleur tranche sur la blancheur et la grisaille des encroûtements calcaires.

25Les nappes alluviales quaternaires déposées par le Mantaro et le Cunas, qui ont été entaillées en terrasses, s’étagent à différents niveaux, de 3 m à 200 m au-dessus du plancher alluvial actuel. Mais cet étagement n’est pas le même dans la partie Nord et dans la partie Sud du bassin.

26Au NNW, la cuvette d’Acolla, enfoncée entre les plis de la couverture mésozoïque, est remblayée par les couches fluviolacautres de la formation « Jauja ». Le fond marécageux de la cuvette est suspendu à une soixantaine de mètres au-dessus du Mantaro dont il est séparé par une ride de cailloutis plus ou moins encroûtés.

27De l’entrée du Mantaro dans la plaine au bourg d’Orcotuna le bassin est étroit, de 3 à 4 km, resserré plus encore en amont d’Ortocuna par l’avancée d’un éperon paléozoïque. Les grandes terrasses sont absentes, mais sur la rive droite, entre le petit bloc paléozoïque de Sincos et les versants calcaires, des séries lacustres, blanches et grises, ravinées, ont au moins 200 m d’épaisseur au-dessus de San Juan de la Libertad.

28Dans la région de Huancayo le bassin s’élargit ; il est tapissé à l’Est par des cônes de déjection caillouteux ; à l’Ouest et au Sud des terrasses s’étagent à différents niveaux. L’encroûtement calcaire est un élément caractéristique de la morphologie des hautes terrasses du secteur méridional du bassin.

1) Le lit actuel du Mantaro

29Le lit d’inondation a de 800 à 1000 m de large, mais il peut être plus étroit comme en face de Huancayo ; il s’imprime dans une basse terrasse t’. Il est formé d’un lacis de chenaux anastomosés enserrant des îles basses colonisées par des bancs de sables et de galets, morphoscopiquement analogues à ceux de la basse terrasse dont ils sont, pour la plupart, issus. La matrice boueuse, limoneuse est absente ; il s’agit d’une formation alluviale mobile bien lavée. En saison de pluies, le flot recouvre la plupart des bancs, approfondit les mouilles ; l’on entend le roulement des galets déplacés par le courant.

30La pente moyenne de la rivière, de l’entrée à la sortie du bassin est de 0,33 %. Elle est assez régulière. Toutefois on remarque de légères accentuations du profil après les confluences des torrents chargés de la rive gauche. Pendant les crues le Mantaro érode ses berges ; cependant le lit d’inondation reste bien calibré.

2) Les terrasses et les cônes de déjection à l’Est et au Nord du bassin

31Le matériel torrentiel et alluvial provient des plateaux paléozoïques et de la cordillère englacée du Huaytapallana. Il a été déposé lors des crues froides et humides du Quaternaire récent par les torrents issus des glaciers, alimentés également en charge solide par les apports des versants paléozoïques.

32La disposition des terrasses et des grands cônes de Muquiyauyo à Concepcion est simple (figure 20). Les terrasses du Quaternaire récent (t”) n’ont qu’une dizaine de mètres ; elles sont latéralement recouvertes par des dépôts colluviaux très étalés, ruisselés des versants. A la confluence du rio Grande, deux terrasses dominent la rivière, l’une à 2,50 m (t’), l’autre à 12 m (t”). Les nappes alluviales sont mieux lavées qu’en amont et le pénécentile est de 15 cm. La dimension moyenne des galets s’établit à 6-7 cm. Quelques galets, en surface, sont fendus par le gel.

33A la sortie des vallées descendant de la Cordillère du Huaytapallana s’étalent de grands cônes aplatis, au profil longitudinal progressivement concave. Les nappes de galets sont bien lavées. Les phyllades fournissent des galets aplatis ; les rhyolites, les gneiss et quelques granites sont plus épais. Des galets calcaires proviennent des couches du synclinal mésozoïque.

34Le rio Ahuayo n’est pratiquement pas encaissé dans son cône mis en place lors de la dernière crise pluviale du Quaternaire récent ; le Mantaro attaque la base du cône sur 3 à 4 m de hauteur. La rivière d’Ocopa incise la nappe alluviale sur 5 à 10 m de profondeur. A la tête du cône, le lit est pavé par des gros blocs dépassant une cinquantaine de centimètres, qui ont été déposés par des laves torrentielles. A proximité du Mantaro la dimension des galets n’est pas supérieure à une dizaine de centimètres et ils sont bien roulés (indice d’émoussé du galet médian d’un lot de 30 éléments en roche volcanique supérieur à 300).

35Le matériel, bien lavé, de ces cônes est frais ; les galets ne sont pas altérés.

36Le cône de Huancayo a été plus vigoureusement attaqué par le Mantaro, après sa mise en place. Près de l’hacienda « Cerro de Pasco », l’entaille due à l’érosion latérale du Mantaro atteint 55 m de hauteur. Le cône a une pente longitudinale régulièrement concave ; la pente « moyenne », de la tête à la base du cône, est de 2 %. Le profil est plus accentué que ceux des cônes situés en amont, l’alimentation en charge solide étant plus forte. Au cours du maximum des crues glaciaires et au début des périodes de fonte, le cône bloquait partiellement le Mantaro qui déposait alors en amont de Huancayo, des lits de galets très aplatis, des dragées de quartz et de puissants bancs de sables où des feldspaths et des quartz peu usés montrent des fentes dues au gel. Des quartz bipyramidaux proviennent des rhyolites primaires ; les biotites sont particulièrement abondantes, ce qui indique la faiblesse des altérations du matériel rocheux. Les sables ne sont pas oxydés. Entre les couches sableuses s’intercalent de grosses lentilles limoneuses dont le matériel est issu du lavage des éléments fins des cônes amont. Mais ces lentilles limoneuses ne s’observent dans la vallée qu’en amont de blocages latéraux temporaires.

37A Huancayo les dépôts torrentiels sont assez bien lités ; à la base les galets sont d’un plus gros calibre que dans le haut de la formation où les bancs sableux sont plus fréquents ainsi que les lits de galets compris entre 3 et 7 cm. Les galets sont usés. L’indice d’émoussé d’un lot de rhyolites de 6 à 8 cm s’établit pour le galet médian à 350, ce qui est assez élevé pour des galets qui n’ont été transportés que sur une vingtaine de kilomètres, au plus, et sur un millier de mètres de dénivellation. L’indice d’émoussé reste stable de la tête du cône au Mantaro, les galets paraissant avoir acquis leur équilibre avant de parvenir sur l’aire de balayage du cône.

38Le torrent s’encaisse progressivement vers l’aval dans les alluvions, creusant une petite vallée aux flancs raides.

3) Les nappes alluviales et les terrasses du Quaternaire récent (t”)

39Sur la rive droite, en aval d’Ortocuna, plusieurs terrasses sont formées, les unes dans un matériel alluvial déposé par le Mantaro, les autres par le rio Cunas (figure 21).

40Le Mantaro s’imprime dans une basse terrasse (t’) qui, à Sicaya, est à 5-6 m au-dessus de la rivière. Les calcaires et les grès, c’est-à-dire le matériel issu de la couverture mésozoïque, constituent l’essentiel des galets. Ils sont très émoussés (l’indice du galet médian d’un lot de 30 éléments compris entre 6 et 8 cm et choisis dans les calcaires est de 430, soit une centaine de points de plus que pour ceux récoltés dans la même terrasse entre la Oroya et Jauja). La matrice est formée de gravillons et de sables peu usés. La terrasse n’est pas consolidée et les sables et les galets ne sont pas altérés. Un peu en aval, à San Miguel, la terrasse n’est qu’à 3 à 4 m. Elle comporte de nombreux galets du Paléozoïque apportés par les torrents descendant du Huaytapallana.

41Sicaya est construit sur une terrasse à 30 m, qui se dédouble en amont, entre cette bourgade et Orcotuna. La nappe alluviale dont elle constitue un lambeau est formée, à la base de galets roulés (indice d’émoussé du galet médian dans les grès : 424), mais qui dépassent rarement une dizaine de centimètres. Il s’agit d’une formation de dépôt libre, bien lavée. A mi-hauteur de la terrasse, les sables, abondants, sont disposés en bancs de plusieurs mètres d’épaisseur mais ils sont d’autant plus puissants que l’on se rapproche du cône de Huancayo et de la confluence du rio Cunas. Les sables sont riches en grains calcaires (20 % de C0₃Ca au calcimètre Bernard) ; les quelques quartz usés proviennent de la désagrégation des grès. La fraction inférieure à 50 microns montre une farine de petits cristaux mais pas d’argiles. Des grains sont cassés, peut-être par l’effet du gel. Quelques quartz sont légèrement ferruginisés mais il s’agit probablement de grains venus de l’attaque de terrasses plus anciennes. Le dépôt n’est absolument pas encroûté dans la masse

42Le long du rio Cunas, en amont de Chupaca on retrouve le même système de terrasses qui convergent vers l’aval. A Pincha, le plan supérieur de la terrasse est à une cinquantaine de mètres au-dessus de la rivière. Comme à Sicaya, des galets roulés et non altérés de grès et de calcaires s’interstratifient de bancs sableux où les quartz des grès, des feldspaths et des fragments d’andésites se mêlent à des grains calcaires. Il n’y a pas d’argiles et les limons sont très peu abondants. Postérieurement au dépôt, l’entaille de la rivière a provoqué le glissement de paquets d’alluvions.

43Un peu en aval, à Chupaca, la terrasse (t”) se dédouble. Elle n’est pas cimentée. Elle domine la basse terrasse (t’) qui se raccorde à celle du Mantaro.

44Dans le Sud, à Huacrapuquio, les nappes de cailloutis à 25 et 30 m sont contemporaines des terrasses de Chupaca et de Sicaya (figure 22).

4) Les glacis encroûtés, élaborés à partir de la terrasse t”

45En plusieurs points, les terrasses t” sont entaillées par des glacis qui s’y emboîtent. Mais tandis que les terrasses ne sont pas cimentées, la surface des glacis est couverte d’une croûte calcaire.

46Entre Sicaya et la terrasse du Quaternaire ancien (t’”) on remarque l’existence d’un glacis. Long d’environ 8 km, il a une pente régulièrement concave qui est supérieure à celle de la terrasse t” : 1,5 % contre 0,6 %. Le glacis est entaillé sur un à deux mètres de profondeur par le ruisseau Quillacocha qui est encore fonctionnel en hivernage et draîne les eaux ruisselant sur les collines calcaires et les terrasses. Le glacis est recouvert par un sol limoneux brun-rouge, épais de 20 à 30 cm, qui repose directement sur une croûte calcaire. La puissance de cette dernière est d’une dizaine de centimètres mais elle augmente à proximité du ruisseau où elle atteint une cinquantaine de centimètres. Elle couvre des cailloutis qui ne sont ni consolidés ni altérés. La croûte est douce au toucher, légèrement farineuse, d’une couleur grise ou blanche. Elle contient quelques petits cristaux de quartz ; en lame mince les petits cristaux qui la constituent ne semblent pas orientés. Des vacuoles s’alignent, parallèlement à la surface. Dans l’horizon supérieur on peut observer les traces des racines. Au contact des cailloux elle présente des excroissances qui moulent les creux entre les galets.

47A Huacrapuquio, le glacis s’est développé dans la nappe de cailloutis à partir d’un ruissellement en nappe descendant du versant calcaire. La croûte qui plombe les cailloutis est épaisse de 5 à 6 cm. Elle est colorée en rose, en jaune et en gris ; sa surface supérieure, noirâtre porte la marque des racines et sa face interne est revêtue d’une pellicule fine (de 2 à 3 mm) de calcite brune, onduleuse et lisse. La croûte est recouverte d’un manteau de terre brun.

48Les croûtes observées à la surface des deux glacis paraissent en rapport avec deux facteurs permettant la précipitation de la calcite. Le battage de la nappe phréatique, obéissant au rythme saisonnier peut entraîner un encroûtement progressif qui imperméabilise la surface ; cette dernière, une fois rendue moins poreuse, est parcourue plus facilement par les eaux de ruissellement, chargées de bicarbonate de calcium par l’attaque des calcaires des versants dominant le Sud et l’Ouest du bassin de Huancayo ; elles perdent le C0₂ libre en se réchauffant sur le glacis et le C0₃Ca précipite en calcite. L’horizon supérieur saumon de Huacrapuquio serait en rapport avec la présence des sesquioxydes de fer et d’un peu d’argiles rouges venues des pentes.

49La genèse des croûtes calcaires entre Chupaca et Chongos paraît être différente. Entre ces deux bourgades une petite plaine est modelée en un glacis concave entre la banquette des conglomérats qui longe le pied du grand versant occidental du bassin et un dos de collines couvertes de calcaires lacustres. En aval du glacis une zone mal drainée est marécageuse ; des sols noirs reposent sur une croûte blanche, parcourue de traînées vertes et qui s’effrite facilement. Le médiocre drainage s’explique, en partie, par un blocage de l’écoulement dû à la formation d’un grand cône de débris périglaciaires, qui sont également encroûtés, mais peut-être aussi par une subsidence locale. Dans la croûte on remarque des traces d’une végétation palustre (roseaux). La croûte serait liée à la concentration du bicarbonate de calcium dans la zone de battage de la nappe phréatique ; son dépôt étant facilité par l’existence de la végétation et s’effectue en milieu réducteur avec le départ du fer.

50La seule description de ces formations, attribuées au Quaternaire récent, suscite plusieurs questions. Dans la vallée du Mantaro, de part et d’autre de la Oroya, les nappes alluviales du Quaternaire récent sont très constantes et leur hauteur relative au-dessus du plancher alluvial actuel ne varie pas. Dans le bassin de Huancayo, en amont d’Ortocuna, les nappes du Quaternaire récent (t”) ne dominent guère le Mantaro et les seules qui affleurent largement sont celles correspondant à la dernière grande crise froide et humide du Quaternaire. En revanche, dans le Sud du bassin, les terrasses sont plus élevées (en moyenne une trentaine de mètres au-dessus du Mantaro. contre une dizaine au Nord) et s’étagent en plusieurs niveaux. Celles de Sicaya comme celles du rio Cunas ont des pentes plus fortes que les rivières actuelles. Enfin ces terrasses, qui subsistent à l’état de lambeaux non encroûtés, ont été éro-dées en glacis plus pentus et encroûtés en surface lorsque les conditions topographiques locales s’y prêtaient (présence d’un relief amont marqué permettant la formation d’un ruissellement en nappes après des averses brutales).

51Mais l’essai d’explication de ces formes ne pourra être tenté qu’une fois que l’ensemble des dépôts quaternaires aura été décrit.

5) Les nappes alluviales attribuées au Quaternaire ancien

52En amont du bassin, les couches « Jauja » ont été recoupées et recouvertes par une nappe de gros galets, hétérométriques, consolidés en poudingues qui se raccordent dans la vallée du Mantaro en amont de Jauja à la terrasse considérée comme corrélative de « l’ancienne glaciation ».

53Une terrasse (t’”), à 60 m au-dessus de la pampa de Sicaya et à une centaine de mètres au-dessus du plancher alluvial actuel, date de la même époque. Elle est formée de galets bien roulés (l’indice d’émoussé du galet médian d’un lot de grès entre 6 et 8 cm s’établit à 340). Le pénécentile est de 30 cm et la médiane entre 8 à 9 cm. La matrice peu abondante est gravillonnaire. Les galets viennent essentiellement de la couverture sédimentaire. La terrasse et son entaille sont encroûtés. Cette terrasse (t’”) a une pente légèrement supérieure à celle du Mantaro (4/1000°), mais un peu plus faible que celle de la terrasse de Sicaya (t”), bien que le matériel déposé soit plus grossier pour t’” que pour t”. L’orientation des galets montre que la nappe a été mise en place par le Mantaro. Elle se raccorde à l’aval aux cailloutis déposés à la même époque par le rio Cunas. Cet affluent est dominé, en aval d’Orcocruz, par des lambeaux de terrasses consolidés (t’”) dans lesquels des débris gélivés des grands versants se mêlent aux cailloutis fluviatiles.

6) La formation « Jauja » (t ^IV)

54Dans le secteur amont du bassin de Huancayo on remarque des dépôts nettement distincts des terrasses fluviatiles précédemment décrites. Ces dépôts remblaient la cuvette d’Acolla. Ils sont coupés par le Mantaro avant les gorges qui sont situées immédiatement en amont du bassin. Ils constituent un plateau blanchâtre et raviné au-dessus de San Juan de la Libertad, sur la rive droite. Ces dépôts présentent des faciès variés : cailloutis, sédiments lacustres, argiles ruisselées des pentes.

55a) L’ancien cône de déjection du Mantaro, en aval de Parco, est tranché sur une centaine de mètres par la rivière (figure 23). Il est formé de cailloutis. A la base, les galets, inclinés vers l’amont d’une dizaine de degrés, ont une dimension moyenne de 7 cm. Le pénécentile est d’une vingtaine de centimètres. Les galets calcaires ne sont pas très abondants (beaucoup moins que dans ceux des terrasses t’, t” et t’”) et la plus grande partie des cailloux est constituée par des roches siliceuses ; on remarque des grès, des laves andésitiques ; les rares roches intrusives (granites, montzonites) sont parmi les roches les plus décomposées, se désagrégeant en arènes. La formation, médiocrement lavée, possède une matrice limoneuse brune et des lentilles sableuses. De la calcite diffuse dans la masse a transformé ce matériel en un conglomérat calcaire résistant. Cet ancien cône ne paraît pas avoir été basculé ; quelques paquets descendus en coin sont dus à des tassements locaux.

56Au-dessus de la ville de Jauja, des galets qui doivent appartenir au même cône, semblent basculer au contact des plis calcaires. Cette formation alluviale s’incline vers l’Ouest. Ces cailloutis, qui paraissent avoir été ployés après leur dépôt, forment un bourrelet cuirassé par un encroûtement calcaire qui imprègne les cailloutis sur un à deux mètres d’épaisseur.

57La mise en place de cet ancien cône de déjection du Mantaro à l’entrée du bassin semble s’être accompagné du blocage de l’écoulement dans la partie nord de la dépression qui se termine en pointe, au Nord d’Acolla.

58Ce secteur a été remblayé par les apports ruissellés des versants et palles alluvions transportées par les petites rivières. En effet le bassin d’Acolla et son appendice septentrional, dont il est séparé par une basse colline calcaire, sont remplis d’argiles rouges, illite et un peu de kaolinite (analyses faites par le laboratoire de géologie de Strasbourg et par celui de l’Institut de géographie de Paris), de limons fins recouverts d’hématite, de dragées de quartz et de petits galets de grès. Les calcaires sont absents. Ces dépôts indiquent une forte décalcification, soit avant le remplissage de la cuvette par ces apports surtout colluviaux, soit pendant le remblayage du bassin. Les argiles sont très proches de celles que l’on peut récolter dans les lapiés qui taraudent les calcaires des versants encadrant la cuvette.

59b) Les dépôts lacustres de San Juan de la Libertad. Au-dessus de ce village, des paquets de couches blanches et grises, basculées et ravinées forment la bordure d’un bas plateau dominant la plaine du Mantaro d’environ 200 m. A la surface du plateau, de gros galets, bien roulés et non altérés, des grès surtout, emballés dans une terre rouge, couvrent des séries de grès très fins et de lits d’apparence argileuse.

60Les bancs sont, en majorité, inclinés vers l’Ouest, mais quelques paquets, ayant glissé sur la pente du talus limitant le plateau, ont une inclinaison inverse. Les dépôts montrent, à la base, des séries d’aspect argileux où l’on remarque des fragments de coquilles en très mauvais état, aux tests siliceux, des couches de grès fins, tendres et parfaitement lités et, dans la partie supérieure de la formation, des cailloutis emballés dans une matrice rouge. La dimension moyenne des galets est d’une dizaine de centimètres ; le pénécentile est de 40 cm.

61La cimentation calcaire est absente du dépôt. Les galets sont très peu altérés. En lame mince on remarque le litage des grès, séparés de pellicules fines et très continues de silice amorphe. Les grains de quartz ne sont pas usés, les plagioclases sont frais et des paillettes de mica, biotite et muscovite sont conservées. Le ciment est de la silice amorphe. L’analyse de la formation blanche et grise montre un dépôt extrêmement siliceux composé d’une véritable farine de diatomées qui n’ont pu être déterminées. En dessous de 2 microns on note une grande quantité de plagioclases, des illites et de la montmorillonite anhydre (détermination faite au laboratoire de géologie appliquée de l’Université de Paris).

62c) La Banquette d’Ahuac. Au SW du bassin, au flanc du grand versant d’Ahuac, une banquette est accrochée à 125-150 m au-dessus des terrasses et des galets de la plaine. Elle est formée par un conglomérat très résistant comprenant de gros galets de grès, des calcaires, des blocs d’andésites qui peuvent atteindre une trentaine de centimètres. La matrice, peu abondante, est imprégnée de carbonates. Les cailloutis paraissent avoir été déposés par le rio Cunas. Les conglomérats sont basculés ; des galets sont tranchés nets, le long de plans conformes à la pente. Il est difficile de déterminer s’il s’agit de failles normales ou de glissements par paquets.

63Ces conglomérats, dont la dimension des éléments et l’aspect de l’encroûtement rappellent ceux de la terrasse t’”, sont-ils à mettre en rapport avec la nappe alluviale du Quaternaire ancien ou bien avec la formation « Jauja » qui lui est antérieure ?

64Les dépôts de la formation « Jauja » (Harrison, 73 et 74) n’ont pas été étudiés systématiquement. Harrison (73 et 74) consacre quelques lignes à leur description ; il indique que des fragments d’un mégathérium et d’un mastodonte auraient été découverts, mais il ne fournit guère plus de précisions. Il assigne cependant à la formation une épaisseur maximale de 300 m. Il considère que les pendages observés sont dus à des tassements et à des glissements sous-lacustres par paquets.

65L’observation des dépôts « Jauja » suggère plusieurs remarques.

66Le remblaiement de « Jauja » commence en dessous du niveau du plancher alluvial actuel, mais en l’absence de sondages il n’est pas possible d’en connaître l’épaisseur.

67Le Mantaro, avant de pénétrer dans le bassin, coupe un pli très fracturé de calcaires triasiques qui s’ennoie au Nord sous les cailloutis « Jauja ». La rivière s’est surimposée dans la couverture « Jauja » avant d’entailler l’éperon calcaire (figure 23).

68Les dépôts au-dessus de San Juan de la Libertad se caractérisent par leur puissance. Riches en silice et pauvres en calcaire, ils ont été déposés dans des eaux froides et assez calmes pour que le litage soit fin et non perturbé. Les grains des grès tendres sont frais et la conservation des biotites est une preuve de l’absence d’altération.

69Quelle est l’origine du lac dans lequel se sont déposées ces séries ? La question reste posée. Les traces d’un blocage en aval ne sont pas visibles et les témoins lacustres sont absents du Sud du bassin comme ils le sont à l’Est où ils ont été probablement enlevés par les torrents descendant de la cordillère du Huaytapallana.

70A son entrée dans le lac, près de Jauja, le Mantaro déposait des galets, assez petits et calibrés. La rareté des calcaires, qui affleurent pourtant largement dans le bassin hydrographique du haut Mantaro, implique probablement une forte dissolution, facilitée par les eaux froides où vivaient les diatomées dont les tests ont précipité en silice amorphe. La nature de ces grès fins, médiocrement cimentés, est également un argument supplémentaire en faveur de l’existence d’un lac aux eaux froides.

71La formation du lac « Jauja » coïnciderait donc avec une période humide et fraîche succédant à une période plus chaude au cours de laquelle s’est formée la terre rouge de décalcification sur les pentes calcaires et qui a ruisselé dans la cuvette d’Acolla, dont l’écoulement était bloqué par la mise en place du cône de cailloutis du Mantaro.

72Les séries « Jauja » sont antérieures à la première grande glaciation relevée dans le bassin supérieur du Mantaro (glaciation dite « Mantaro »). En effet, en aval de Parco, le cône du Mantaro, déposé au cours de la période « Jauja », a été partiellement arasé et recouvert par un matériel fluviatile plus grossier et hétérométrique qui, en amont, se raccorde à la terrasse fluvioglaciaire (t’”) et aux dépôts de pente datant de la « première » époque froide glaciaire. En amont d’Acolla, le pli calcaire qui sépare les deux cuvettes remplies d’argiles rouges et de galets de quartz, est tranché par une gorge dont les flancs sont cuirassés par des dépôts de pente périglaciaires « Mantaro », consolidés par des carbonates et localement démantelés au cours des périodes froides du Quaternaire récent.

73Aussi, par hypothèse, il serait possible de dater les dépôts « Jauja » de la fin du Tertiaire ou du début du Quaternaire. Ils correspondraient à une phase assez longue pour que 200 m au moins de sédiments lacustres assez fins aient eu le temps de se déposer, phase marquée par un climat frais et humide. Cette formation s’est mise en place après l’enfoncement de la dépression de Huancayo-Jauja. On pourrait mettre « Jauja » en corrélation avec les conglomérats « Moquegua » dans le Sud du Pérou et avec la nappe de cailloutis, très altérée et basculée, de San Ramon.

74« Jauja » serait, éventuellement, contemporain du Villafranchien d’Europe et d’Afrique du Nord.

7) Les dépôts du bassin de Huancayo et leur évolution

75Le bassin d’Acolla, suspendu au-dessus de celui de Huancayo, est protégé de l’érosion régressive par l’ancien cône du Mantaro, consolidé par l’encroûtement. Il n’est pas impossible qu’à l’Ouest d’Acolla, dans un secteur encore palustre, la subsidence ait continué à jouer.

76Les couches blanches de San Juan de la Libertad, encastrées dans un coin du bassin, sont protégées de l’érosion latérale du Mantaro par le petit bloc paléozoïque de Sincos. Cependant, ces séries tendres sont en relief au-dessus de la plaine et, si elles sont ravinées en bordure, elles n’ont pas été vigoureusement déblayées par le ruissellement. D’autre part leur altitude relative est plus élevée que celle des autres témoins des séries « Jauja ». Enfin, les cailloux et blocs roulés qui jonchent la surface du plateau sont très semblables à ceux déposés lors de l’épisode froid du Quaternaire ancien (glaciation Mantaro). Aussi on doit se demander si, en liaison avec le soulèvement du petit horst de Sincos, il n’y a pas eu un mouvement positif d’un panneau de la cuvette, mouvement positif qui serait postérieur au Quaternaire ancien (si les cailloutis de la surface du plateau datent de la glaciation « Mantaro »). Sur le terrain on ne constate pas de faille nette ; seul le basculement des couches lacustres indique l’existence d’une phase tectonique postérieure à leur dépôt.

77Un autre problème important est celui de l’absence de terrasses élevées entre Jauja et Concepción et, en contrepartie, leur extension dans le Sud du bassin. Y a-t-il eu, après le dépôt de la nappe « Mantaro », poursuite d’une subsidence au NE du bassin et soulèvement du SE ? Cette hypothèse peut s’appuyer sur le mauvais drainage de la région du lac Paca, bloqué par le très faible obstacle du cône aplati du rio Grande. Mais c’est autour de la charnière formée par le petit massif schisteux de Sincos que l’on passe d’un secteur soulevé à l’Ouest et au Sud, à un secteur déprimé au NE. Mais cependant nulle part on ne voit sur le terrain les marques indiscutables d’un mouvement tectonique récent. Des sondages pourraient éclairer ce qui n’est encore qu’une hypothèse.

78Pour insuffisantes que soient ces observations concernant la tectonique récente du bassin de Huancayo-Jauja, il est néanmoins possible de dresser la chronologie des grandes étapes des remblaiements et des creusements des formations détritiques qui tapissent cette longue dépression intra-andine.

79Après le dépôt de « Jauja » (t ^IV) et son érosion partielle lors de la vidange du lac, l’étalement d’une nappe alluviale (t’”) au matériel grossier, de fort calibre, est probablement contemporain de la glaciation « Mantaro ». Il est lié à une longue période humide et froide, pendant laquelle le débit de la rivière était puissant et sa charge considérable.

80Au cours du long interglaciaire qui sépare le Quaternaire ancien des crises climatiques du Quaternaire récent, la rivière entaille en terrasse la nappe t’”, les cailloutis se cimentent en conglomérats tandis que certains galets de granites se désagrègent.

81Les moyennes terrasses (t”) correspondent aux différentes phases fluvioglaciaires du Quaternaire récent. La basse terrasse (t’) serait due à une dernière phase froide et humide, probablement tardiglaciaire.

82Les glacis qui s’emboîtent dans les terrasses alluviales, au pied des grands versants calcaires de l’Ouest du bassin, se sont formés sous un système climatique caractérisé par des pluies torrentielles s’abattant sur les pentes et déclenchant un ruissellement en nappes. Ce climat correspondrait à un stade interglaciaire.