Pétrographie des séries : présentation d’ensemble et comparaisons

Dans ce mémoire, toutes les lithologies ne seront pas décrites dans le détail afin d’éviter une énumération trop fastidieuse. Seules seront considérées les lithologies présentant un aspect particulièrement intéressant du point de vue de l’étude du métamorphisme (présence d’un assemblage minéralogique remarquable), du point de vue de la description de la nature anté-métamorphique des séries (niveaux de marbres) ou encore les lithologies ayant fait l’objet de datations. De ce fait, le lecteur est invité à se référer si nécessaire aux notices des cartes géologiques de Felletin (Rolin et al., 2008), d’Ussel (Thiéry et al., accepté), de Bourg-Lastic (Brousse & Tempier, 1981), de Bort-les-Orgues (Talbert et al., 1989), de La-Tour-d’Auvergne (Brousse et al., 1990), de Pontgibaud (Hottin et al., 1989a) et de Saint-Gervais d’Auvergne (Hottin et al., 1989b) pour le Chavanon ; de Aigueperse (Alsac et al., 1988), Gannat (Grolier et al., 1980a), Montmarault (Turland et al., 1990) et Montaigut-en-Combrailles (Desthieux, 1980) pour la série de la Sioule.

La carte de synthèse qui, en plus de la série d’Ussel, replace la série de la Sioule en face de la série du Chavanon (Figure 37) permet, en complément des logs (Figure 40), de cerner visuellement les similitudes entre les séries. Certains résultats cartographiques nouveaux figurent d’ores et déjà sur cette carte, ils concernent la série du Chavanon et la série d’Ussel sur la carte géologique d’Ussel (Thiéry et al., accepté). Ces résultats sont détaillés dans le mémoire.

2.2.1 Comparaison des séries de la Sioule et du Chavanon

Les deux logs (Figure 40 permettent de cerner visuellement et rapidement les similitudes et/ou les différences entre les deux ensembles lithologiques que constituent les séries de la Sioule et du Chavanon.

Le log de la série du Chavanon synthétise principalement des observations réalisées lors des levers des cartes de Felletin (Rolin et al., 2008) et d’Ussel (Thiéry et al., accepté) et accessoirement des données extraites des cartes de Bort-les-Orgues (Talbert et al., 1989), La-Tour-d’Auvergne (Brousse et al., 1990), Bourg-Lastic (Brousse & Tempier, 1981), Pontgibaud (Hottin et al., 1989a) et Saint-Gervais-d’Auvergne (Hottin et al., 1989b).

Le log de la série de la Sioule a quant à lui été établi à partir de coupes réalisées pour ce travail et effectuées dans la série, ainsi que d’après des données extraites des cartes géologiques de Saint-Gervais-d’Auvergne (Hottin et al., 1989b), Aigueperse (Alsac et al., 1988), Gannat (Grolier et al., 1980a), Montaigut (Desthieux, 1980) et Montmarault (Turland et al., 1990), ainsi que du mémoire de J. Grolier (1971).

Les deux séries ont en commun un complexe de granitoïdes à leur sommet : Tréban dans la Sioule et Guéret dans le Chavanon. Dans la série de la Sioule existe à l’affleurement le massif d’Échassières, constitué d’un granite alcalin à muscovite, d’une albitite et de divers corps intrusifs non affleurants reconnus par sondage lors de la réalisation du forage profond d’Échassières dans le cadre du programme « géologie profonde de la France ». Ce massif est intrusif dans les micaschistes. Un tel magmatisme est absent dans le Chavanon, tout du moins dans les conditions actuelles d’affleurement. Il n’est pas à exclure que des études géophysiques puissent mettre en évidence un massif granitique non affleurant.

Dans les 2 séries, les micaschistes sont à 2 micas, quartz et feldspath plagioclase. La tourmaline est abondante localement, de même que le grenat (voir la description au chapitre consacré aux micaschistes). La sillimanite est localement abondante dans le Chavanon, mais semble plus rare dans la Sioule. L’andalousite peut être présente, de même que le staurolite, notamment dans la Sioule. Celui-ci est séricitisé à proximité du contact avec le granite d’Échassières. Notons que ces 2 minéraux, outre leur rareté dans les micaschistes, ne sont présents que dans la partie la plus profonde des micaschistes. Enfin, quelques quartzites sont présents.

Dans la série de la Sioule, le contact entre gneiss (UIG) et micaschistes (parautochtone) est cartographiquement circulaire, il est masqué dans sa partie sud, par l’intrusion du laccolithe de Pouzol-Servant (Vennat, 1985). Dans la série du Chavanon, le contact entre l’unité des migmatites du Chavanon et l’unité des micaschistes est jalonné sur presque tout son parcours par un granitoïde plus ou moins orthogneissifié (§ 4.18).

Les « gneiss » tels qu’ils sont définis dans la série de la Sioule sont en réalité une unité très variée. Le détail cartographique sur la carte de Gannat au 1/50 000 (Grolier et al., 1980b) ne le fait pas ressortir, mais leur lithologie est très variée (gneiss phylliteux, gneiss métatectiques…). L’ensemble de ces gneiss forme une unité, l’unité des gneiss, qui a été rattachée à l’unité inférieure des gneiss (Ledru et al., 1989b). Il faut toutefois noter que les « gneiss » (au sens unité) de la Sioule enclavent des panneaux micaschisteux.

Dans la série du Chavanon, la cartographie met en évidence d’avantage de migmatites. Des marbres existent dans les 2 séries (§ 4.10). Dans le Chavanon, des niveaux à silicates calciques ont été mis en évidence, de même que des skarnoïdes. Des amphibolites sont présentes dans les 2 séries, certaines assez semblables, d’autres non. Elles sont plus abondantes dans la Sioule que dans le Chavanon, et plus variées (§ 4.12).

Des roches basiques à ultrabasiques sont présentes dans les 2 séries, elles présentent un certain nombre de similitudes. Toutefois, c’est dans la série de la Sioule qu’elles sont le plus abondantes. Elles se

répartissent aussi bien au sein de l’unité des gneiss que dans l’unité des migmatites, alors que dans le Chavanon, de telles roches ne sont présentes que très haut dans la série, au sein des migmatites de type Aubusson. Dans la Sioule, il s’agit de péridotites serpentinisées à antigorite, ainsi que de gros rognons pluridécimétriques à texture radiée, à zéolites (mordénite) et riébéckite. On y observe également des « roches vertes » altérées, du type dunite serpentinisée à orthopyroxène et spinelle chromifère. Dans le Chavanon, il s’agit de petites boules centimétriques de serpentinites. Toutes ces roches sont assez semblables aux roches basiques observées sur la carte d’Évaux-les-Bains, dans des migmatites à cordiérite de type DGHC (Hottin et al., 1991: listwaenites de la mine d'or du Châtelet), aussi bien du point de vue de leur minéralogie que de leur gisement au sein de migmatites à cordiérite.

Les roches de haute pression, sous la forme de grenatites à kyanite (kyanite) selon l’expression de Grolier (1971), sont présentes dans les deux séries (§ 4.17) mais toutefois d’avantage développées dans la série de la Sioule. En effet, outre ce premier type de gisement, on peut observer des leptynites et des quartzites à kyanite (§ 4.17.3) qui ne sont pas connues dans le Chavanon.

Des gneiss hypersillimanitiques sont communs aux deux séries. Dans la série du Chavanon, ils sont connus sous le nom de gneiss métatectiques de la Barricade (Thiéry et al., accepté). Dans ces roches, la sillimanite fibreuse, subprismatique, forme des placages pluricentimétriques sur le plan de foliation.

Des diatexites leucocrates affleurent au sein d’un petit massif dans la série du Chavanon (§ 4.9), elles

sont beaucoup plus développées dans la série de la Sioule puisqu’elles forment l’essentiel de l’unité des migmatites.

Des migmatites à hornblende sont présentes dans la série de la Sioule. Il est intéressant de constater que ce type pétrographique particulier se situe à la base de l’unité des micaschistes, de même que, au sommet de l’unité des gneiss, on peut localement observer des gneiss à amphibole. Ainsi, on retrouve une caractéristique fréquente dans le Massif Central, à savoir la présence de roches, ou tout du moins de minéraux, basiques au niveau du contact entre grandes unités.

Enfin, le sommet des 2 séries est composé d’un ensemble complexe de migmatites. Dans les 2 cas, des migmatites à cordiérite de type DGHC (§ 4.8) sont étroitement imbriquées dans un ensemble de métatexites et de diatexites.

En synthèse, les 2 séries sont très similaires. Ce fait a déjà été souligné par divers auteurs et a servi pour expliquer le décrochement sénestre le long du Sillon Houiller (Grolier & Letourneur, 1968). Toutefois, des différences existent dans l’expression cartographique des différentes formations de la pile lithologique.

2.2.2 La série d’Ussel

Cette série présente des lithologies assez peu variées. Elle consiste en un ensemble de gneiss plus ou moins phylliteux, localement très fortement remobilisés par l’anatexie (on a alors passage graduel vers des roches assez similaires aux diatexites grenues hétérogènes à nodules de cordiérite). Contrairement aux deux séries décrites ci-dessus, les marbres ne sont pas connus, toutefois si l’on considère que la série d’Ussel constitue la continuité de la série de la Moyenne-Dordogne au nord des intrusions de Meymac et d’Ussel, cette remarque n’est pas valable. Des calcaires métamorphiques sont en effet connus en Moyenne-Dordogne (Tempier, 1966, 1967).

On observe dans cette série des roches assez similaires à celles décrites ci-dessus pour les séries de la Sioule et du Chavanon (Figure 40). Le sommet structural est constitué par des diatexites grenues hétérogènes à nodules de cordiérite, anciennement dénommées « Aubussonites ». Elles ont également été nommées « migmatites de Sornac » (Martin, 1980a). Le passage aux gneiss et migmatites sous

Des amphibolites sont présentes dans cette série mais elles n’affleurent pas à l’heure actuelle, leurs relations avec leur encaissant est difficile à établir. Notons que L. Raimbault avait observé sur le terrain dans le cadre de sa thèse (1984) un boudin d’amphibolite à anthophyllite en tête de pli dans des migmatites au sud de Sornac. Ce type de gisement évoque celui décrit ci-dessus pour les roches basiques de la série de la Sioule (et plus généralement pour la présence d’amphibolites au sein de migmatites dans le Massif Central).

Chapitre 3