Les roches métamorphiques

Les échantillons métamorphiques affleurent sur 3 zones distinctes : L’unité supérieure affleure au nord de la zone et n’a été échantillonnée qu’à proximité de la zone de faille de premier ordre orientée NE-SW la plus proche de la bordure du Massif central (Figure 2.29). L’unité inférieure a été échantillonnée dans deux zones, dans le synforme de Bruzac, avec des échantillons provenant des bordures contrôlées par des failles NE-SW au nord et au sud, et au sud de la zone d’étude entre Saint-Georges-les-Bains et la faille de La Voulte. Les descriptions pétrographiques sont ainsi regroupées par unité, en distinguant les faciès schisteux d’une part et les gneiss plus grossiers d’autre part. L’ensemble des observations est résumé dans le tableau 2.5 et appuiera l’analyse des mesures pétrophysiques.

Figure 2.29 : carte des échantillons des séries métamorphiques prélevés dans la zone d’étude.

2.2.2.1. Description pétrographique

Les échantillons de l’unité supérieure sont les échantillons Ard 01 à 04. Ard 01 et 02 sont des échantillons des faciès sains de ces gneiss, tandis que l’échantillon Ard 04 a été prélevé dans un cœur argilisé de la faille NE-SW de premier ordre du secteur (Figure 2.29). L‘échantillon Ard 03 a été prélevé dans le faciès de migmatite de cette unité.

En lames minces, les échantillons Ard 01 et 02 sont comparables, avec une granulométrie d’environ 250 µm et une teneur moyenne en biotite et chlorite qui sont orientés selon les plans de foliation du gneiss (Figure 2.30a & b). Ces ferromagnésiens sont plutôt faiblement altérés, tout comme pour les plagioclases et les orthoses, et les microfissures y sont rares. La différence entre les deux échantillons est la composition en

minéraux leucocrates : l’échantillon Ard 01 est surtout riche en quartz tandis qu’Ard 02 est plutôt riche en plagioclases. L’échantillon Ard 03 est globalement plus grossier et l’altération des biotites et des chlorites est quasi inexistante (Figure 2.30c). L’échantillon de cœur de faille, Ard 04, montre une altération totale des ferromagnésiens, des feldspaths et plagioclases, ainsi que la présence de nombreuses veines de quartz (Figure 2.30d).

Figure 2.30 : lames minces vues en LPA représentant les différents échantillons de l’unité métamorphique supérieure: a) Ard 01, b) Ard 02, c) Ard 03 et d) Ard 04.

L’unité métamorphique inférieure a été échantillonnée au cœur du synforme de Bruzac, dans les faciès schisteux et gneissiques pour les échantillons Ard 41, 42, 30, 57. Les échantillons Ard 43 et 47 ont été prélevés dans la grande faille NE-SW qui borde le synforme au Sud. Au Nord, les échantillons Ard 35, 36, 58 à 62 ont été prélevés à l’extrémité du synforme, à l’intersection entre le réseau de failles NE-SW et NNE-SSW (Figure 2.29). Cette unité a également été échantillonnée dans la partie sud de la zone d’étude au contact avec la faille de la Voulte. Les échantillons Ard 26 et 65 ont été prélevés hors des zones de failles, tandis que les échantillons Ard 63-64 ont été prélevés

dans le cœur de la faille de la Voulte. Enfin, Ard 56 est également classé dans cette unité en raison de sa ressemblance pétrographique avec les échantillons de schistes, mais il a été prélevé dans une enclave dans les granites calco-alcalins.

Figure 2.31 : lames minces vues en LPA représentant les différents échantillons de l’unité métamorphique inférieure: a) Ard 30, b) Ard 65, c) Ard 64, d) Ard 59, e) Ard 62 et f) Ard

42.

Globalement, les échantillons Ard 30, 43, 47, 57, 63 ont une composition schisteuse similaire, avec une alternance de lits de muscovite-biotite et de quartz-plagioclases en proportion variable (Figure 2.31a & b). La schistosité montre localement

des plissements, et certains plans de schistosité sont ouverts en microfissures en partie colmatées par des oxydes dans certains échantillons.

Les échantillons Ard 26, 35, 36, 56, 58, 59, 60, 62, 64 sont les échantillons schisteux partiellement altérés. Elle se marque par une argilisation plus ou moins prononcée des minéraux ferromagnésiens (Figure 2.31c). La densité de microfissuration n’est cependant pas plus importante que dans les échantillons sains et des oxydes colmatent une partie des fissures. Deux échantillons se distinguent dans ce groupe : dans l’échantillon Ard 59, on observe une perte de la structure schisteuse, et une densité importante de veines de barytine qui colmatent l’ensemble du réseau poreux fissural (Figure 2.31d). Dans l’échantillon 62, l’ensemble des ferromagnésiens est complètement lessivé et la fissuration est colmatée par de la calcite (Figure 2.31e).

Les échantillons 41, 42, 44, 45, 46 et 65 sont les échantillons gneissiques de l’unité inférieure. Globalement, ces échantillons ont une composition similaire, avec des phénocristaux d’orthose, de plagioclase et de quartz, ainsi que des chlorites (Figure 2.31f). Les plagioclases y sont modérément à fortement argilisés, alors que les orthoses ne présentent pas de traces d’altération importante. La densité de microfissuration y est modérée et en général ouverte sans traces de remplissage secondaire.

Tableau 2.5 : synthèse des observations pétrographiques des échantillons métamorphiques avec : composition globale classée par ordre de proportion relative, granulométrie moyenne, teneur et degré d’altération des minéraux ferromagnésiens, du degré l’altération des feldspaths et plagioclases et

degré de microfissuration.

Lithologie Faciès Echantillons Composition granulométrie ^Teneur

ferromagnésiens Altération ferromagnésiens Altération Fls/Pl ^{Microfissuration Minéralisations} Unité supérieure Gneiss Ard 01 - 02 ^{Qz - pl - bt - chl}

- fls ^{250 µm Moyenne Faible Faible -/+}

Gneiss -

cœur de faille ^{Ard 04 Qz - argiles 100 µm Faible Totale Totale ++ Quartz}

Granite

d’anatexie ^{Ard 03}

Qz - fls - pl - bt

- chl ^{0,5 - 1 mm Moyenne Faible Faible -/+ -}

Unité inférieure

Schistes ^{Ard 30, 43, 47,}

57, 63, ^{Ms - bt - qz - ox 10 - 100 µm Moyenne Faible - + Oxydes}

Schistes altérés

Ard 26, 35, 36, 56, 58, 60, 64

Ms - bt - argiles

- qz - ox ^{10 - 100 µm Moyenne Importante - + Oxydes}

Ard 59 ^{Ms - bt - argiles}

- qz - ox ^{10 - 100 µm Moyenne Importante - ++ Quartz}

Ard 62 Qz - argiles 10 - 100 µm Moyenne Totale - + Calcite

Gneiss ^{Ard41, 42, 44,}