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sp. 2, 1986, p. 463-477. B. A. et J. C. : Laboratoire de Géologie sédimentaire et Paléontologie, Université Paul-Sabatier, 39, allées Jules-Guesde, 31062 Toulouse Cedex et Action intégrée Toulouse-Marrakech n° 86210; A. C. : Laboratoire de Géologie structurale et Tectonophysique, Université Paul-Sabatier, 38, rue des Trente-Six-Ponts, 31400 Toulouse Cedex; M. F. : Laboratoire de Paléobotanique, Institut des Sciences de l'Évolution (U.A. n° 327 du C.N.R.S.), Université des Sciences et Techniques du Languedoc, place Eugène-Bataillon, 34060 Montpellier Cedex. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2077-2083, 1988 2077 Géologie/Geology Démonstration, par sondage, de la présence de gneiss d'Aubusson
Géologie/Geology Démonstration, par sondage, de la présence de gneiss d'Aubusson sous les granités du batholite de Guéret (Massif Central français) et de la nature tectonique du contact Jean LAMEYRE, André DURANDAU, Odile LAURENT, Jean-Paul SAGON, Louis VAUCHELLE, Daniel DUZELIER, Jean JUTEAU, Armand LERICHE, Patrick VUILLEMENOT et Jacques POCACHARD Résumé — Entrepris pour vérifier la présence des gneiss d'Aubusson sous les termes les plus ferromagnésiens du granité de Guéret et le décollement de l'ensemble granitique, le sondage de Créchat-les Sibieux prévu pour 700 m dont 200 m carottés dans la partie inférieure, a trouvé l'interface recherchée à 590,95 m. Les résultats
inférieure, a trouvé l'interface recherchée à 590,95 m. Les résultats remettent en cause l'image habituelle d'un ensemble monotone, en montrant la fréquence et la variété des intrusions leucogranitiques rencontrées dans les granitoïdes de Guéret et dans les gneiss d'Aubusson. Enfin il révèle, à l'interface entre les deux formations, la présence d'une brèche tectonique, cimentée par des carbonates et minéralisée principalement en pyrite et galène, qui présente des évidences de rejeux. Proof by drilling of the presence of the Aubusson gneisses beneath the granitoids of the Guéret batholith (French Massif Central) and nature of the tectonic contact Abstract — A borehole,
and nature of the tectonic contact Abstract — A borehole, drilled in order to verify the presence of gneisses beneath the Guéret batholith, crossed the contact at a depth of 590.95 m in the central part of the cored portion. The interface is a tectonic breccia cemented by carbonates. Abridged English Version — The borehole planned to reach a depth of 700 m on, carried out by means of percussion drilling for the first 500 m, followed by 200 m of core drilling, found the interface between granites and gneisses at a depth of 590.95 m [1]. This drillhole complements
at a depth of 590.95 m [1]. This drillhole complements the geological and geophysical studies indicating almost horizontal structures and particular conductive levels and reflectors ([2] to [5]). The Guéret granitic intrusion, which covers 5,500 km2 in its western parts, structural patterns and distribution of chemical compositions indicating a layered system of granitoids, overlying cordierite gneisses. The lower tonalitic to granodioritic type of Villatange, with high plagioclase and biotite content and low cordierite content changes gradually towards the top into the Paulhac granodioritic type, with abundant cordierite, then into the monzogranitic type of Grand-Bourg and to the upper unit of
monzogranitic type of Grand-Bourg and to the upper unit of Aulon (Fig. 1). This distribution is completed by almost contemporaneous intrusions of granodiorites (La Souterraine) and younger leucogranites. This model integrates the laccolithic emplacement [6] as well as changes in mineral and chemical compositions already described [7]. It is also compatible with the available geophysical and metallogenic data ([8], [9], [10]). The distribution of gold occurrences and the discovery of wolframite in the massif have led us to propose the extension in the late Devonian [11] Guéret type granitoids of the mineralizations (U, W, Au), known in Limousin and more
the mineralizations (U, W, Au), known in Limousin and more or less directly related to late Carboniferous leucogranites [2]. Moreover, the presence of almost horizontal fractures, parallel to the granitoids main magmatic foliation planes, seems to indicate a décollement of the granite sheet over the underlying gneisses. In our opinion, the faults of Arnes which limit the massif represent the exposure of this surface according to the model proposed for the Western Massif Central ([12], [13]); later shear zones were superposed on this structure ([14] to [17]). In the upper part of the borehole a systematic airblowing every 3 m
part of the borehole a systematic airblowing every 3 m was made to limit contamination. Different loggings have given complementary data and careful comparisons with the cores have allowed precise localizations of leucogranitic dykes, quartz veins, alteration zones and faults (Fig. 2, A). The lower part of the granitic body belongs to the Villatange tonalitic type evolving towards the Paulhac type. Dykes of aplitic leucogranites and of cordierite leucogranites were crossed. Clay alteration, chloritization, albitization and silicification are especially developed in reddened zones. Mineralizations are rare in the granites with fluorite near the lower contact, As-pyrite (As>2%) in chlorite-filled fractures
fluorite near the lower contact, As-pyrite (As>2%) in chlorite-filled fractures and pyrite in carbonate-filled fractures near the contact. The same cross cutting leucogranitic dykes were found in the gneisses. Alteration is less frequent. Mineralizations are abundant pyrite, As-pyrite, marcasite, pyrrhotite, chalcopyrite and sphalerite. Between the two formations, a tectonic breccia contains reworked elements of the Guéret granitoids and leucogranites and indicates a complex history. The carbonate cement contains abundant sulphides, especially galena with cerussite around it (Fig. 2, B). Finally, the borehole water composition corresponds to a confined subterranean regime. I. LE CADRE GÉOLOGIQUE. — Le sondage vertical de Créchat-les
I. LE CADRE GÉOLOGIQUE. — Le sondage vertical de Créchat-les Sibieux [1] réalisé sur près de 700 m par la CO.GE.MA. à l’initiative du C.E.A. a progressé en mode destructif (marteau-fond-de-trou) sur 500 m et en carottage continu pour les 200 derniers mètres. Il a traversé l'interface recherchée entre granités de Guéret et gneiss d'Aubusson à une profondeur de 590,95 m, soit à mi-hauteur de la section carottée, position qui apporte la possibilité de préciser convenablement la nature des deux ensembles et de leur contact. Il a permis de compléter des études géologiques et géophysiques mettant en évidence des structures
des études géologiques et géophysiques mettant en évidence des structures subhorizontales et d'éprouver un modèle selon lequel les granitoïdes de Guéret forment, à l’échelle du massif, un dispositif stratifié reposant sur une semelle de gneiss d'Aubusson ([2] à [5]). Ce modèle qui intègre le caractère laccolitique du massif [6] et les variations de composition observées antérieurement [7] est également compatible avec les données géophysiques et métallogéniques apportées par ailleurs ([8], [9], [10]). La cartographie de la région (fig. 1) [5], a montré la présence fréquente, à la base de la lame granitique, de tonalités du type Villatange dont les textures
lame granitique, de tonalités du type Villatange dont les textures sont typiquement cumulatives; elles passent vers le haut aux granodiorites à cordierite du type Paulhac qui sont relayées par les monzogranites à cordierite du type Grand-Bourg puis du type Aulon. Les termes les plus différenciés de ce dernier sont pratiquement leucogranitiques. Cet ensemble, daté du Dévonien [11], est traversé par les granodiorites pénécontemporaines de la Souterraine (J. L. Duthou, communication personnelle). De nombreuses intrusions leucogranitiques viennent compléter cet ensemble et déterminer des transformations hydrothermales variées (muscovitisations, tourmalinisations). La répartition des minéralisations en or [10] et la découverte, en 1983, de
minéralisations en or [10] et la découverte, en 1983, de la première occurrence de wolframite dans la région nous a conduit à proposer une prolongation, dans le Massif de Guéret, des minéralisations limousines [2]. D'autre part, la mise en évidence d'une fracturation selon des surfaces peu pentées, voisines des plans de foliation principale des granitoïdes, a permis d'envisager un décollement de la lame granitique [2]. Dans cette hypothèse les limites occidentales du massif, jalonnées par des lentilles de gneiss d'Aubusson, représentent l’affleurement de cette surface de décollement selon le schéma proposé pour l'ouest du Massif Central ([12], [13]), disposition d’ailleurs
proposé pour l'ouest du Massif Central ([12], [13]), disposition d’ailleurs compliquée par la superposition de cisaillements intervenant à plusieurs reprises ([14] à [17]). II. LES DONNÉES DU SONDAGE. — Dans la section forée par marteau-fond-de-trou les cuttings ont été récupérés par soufflage systématique du train de tige avec un intervalle de 3 m. Le repérage des faciès pétrographiques ne présente pas de difficultés majeures. La position des niveaux broyés, des intrusions leucogranitiques d'épaisseur très variables décimétriques à décamétriques est précisée (fig. 2) par : (1) les diagraphies instantanées, réalisées par la société L.I.M. Géotechnologie, qui consistent à mesurer des paramètres
la société L.I.M. Géotechnologie, qui consistent à mesurer des paramètres machines de la sondeuse tels que la pression sur l’outil, la pression d'injection d'air, le couple de rotation, la vitesse instantanée d’avancement, et le temps; (2) les diagraphies différées, effectuées par la section diagraphie de la CO.GE.MA., telles que les radiométries de type : gamma ray P.M., résistivité, polarisation spontanée, porosité apparente, densité apparente, température, conductivité, aimantation induite (utilisation de la sonde Romulus). En outre, une autre mesure magnétique, avec une sonde magnétique différentielle, a été effectuée par le C.E.N.G./D.L.E.T.I. Les carottes, dont l'orientation est en cours au C.E.N.G./D.L.E.T.I., ont
Les carottes, dont l'orientation est en cours au C.E.N.G./D.L.E.T.I., ont fourni un échantillonnage de la tranche inférieure des granitoïdes de Guéret avec le type Paulhac et les tonalités de Villatange, atteintes pour la section la plus proche des gneiss d'Aubusson. Les plans de foliation magmatique sont régulièrement pentes de 45 à 60° environ. Les fractures d'orientation diverses, suivant les plans de foliation ou sécantes à ces derniers, sont remplies par des argiles, de la sericite, des carbonates, de la chlorite ou du quartz. De part et d'autre des fractures certaines zones sont affectées par des transformations minéralogiques importantes, développement d'argiles,
zones sont affectées par des transformations minéralogiques importantes, développement d'argiles, albitisations, chloritisations et silicifications; elles prennent alors des teintes rouges plus ou moins intenses, plus rarement vertes. Les leucogranites présents sont sécants par rapport aux plans de foliation du granité. Ils appartiennent à deux familles, l’une aplacique avec des bordures pegmatitiques, l’autre à grain moyen, assez riche en muscovite et en cordierite formant des taches. Les minéralisations sont variées avec de la fluorine près du contact, de la pyrite arsenicale (As < 2 %) de petite taille dans les fractures colmatées par des chlorites, enfin de la pyrite dans les
colmatées par des chlorites, enfin de la pyrite dans les fractures cimentées par des carbonates à proximité du contact. Les gneiss d'Aubusson, très sains, à taches de cordierite, présentent une foliation assez pentée de 45 à 60° environ, qui n'est pas encore calée par rapport à celle des granitoïdes sus-jacents. Les différences lithologiques correspondant à des variations de grain et de composition sont nombreuses et bien marquées. On y retrouve les fractures décrites dans les granitoïdes avec leurs remplissages de carbonates, d’argiles, de chlorites, de sericite ou de quartz. Les mêmes leucogranites sont présents; s’y ajoutent les mobilisés propres au
mêmes leucogranites sont présents; s’y ajoutent les mobilisés propres au gneiss d'Aubusson. Les transformations minérales sont beaucoup moins fréquentes et intenses que dans les granitoïdes. En revanche, les sulfures sont beaucoup plus abondants, avec des pyrites dont certaines sont arsenicales (jusqu'à 2 %), de la marcassite, de la pyrrhotite, de la chalcopyrite associée à de la blende, des sulfo-sels gris. C. R., 1988, 2e Semestre (T. 307) Série II 141 2080 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2077-2083, 1988 Fig. 1. — Carte géologique de la partie ouest du Massif de Guéret, répartition cartographique des différents
partie ouest du Massif de Guéret, répartition cartographique des différents faciès du granité de Guéret. l)=type Aulon, (2) = type Grand-Bourg, (3)=type Paulhac, (4) = type Villatange, (5) = Gneiss d'Aubusson, (6) = Leucogranite, (7)=Granite de la Souterraine, (8)=Granite de Montjourde, (a) = plan de foliation, (b) = linéation d'étirement, (c) = plan de cisaillement (plan C) et direction des stries, (d)= déformation plastique (plan C et plan S), (e) = zone de cisaillement, (/) = sens du jeu de faille, (g-) = site du sondage de Créchat-les Sibieux. Fig. 1. — Geological map of the west Guéret massif, cartographie
1. — Geological map of the west Guéret massif, cartographie distribution of différents faciès of the Guéret granités. () = Aulon type, (2) = Grand-Bourg type, (3) = Paulhac type, (4) = Villatange type, (5) = Gneisses of Aubusson, (6) = Leucogranites, (7) = Granité of la Souterraine, (8) = Granité of Montjourde, (a) = foliation plane, (b) = stretching lineation, (C) = shear plane C, (d)= plastic deformation (planes C and S), (e) = shear zone, (f)=fault movement, (g) = location of the borehole. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2077-2083, 1988 2081 Ces différentes
t. 307, Série II, p. 2077-2083, 1988 2081 Ces différentes espèces se situent dans la masse du gneiss et principalement en placage dans les fractures qui présentent des remplissages variés et appartiennent à plusieurs générations. Toutefois les pyrites et la marcassite constituent l'essentiel des sulfures rencontrés. Quelques cristaux de fluorine ont été observés. Le contact est tectonique. Il est marqué par une brèche à ciment carbonate, riche en galène (parfois entourée de cérusite) et en pyrite. La brèche contient des éléments granitiques (photo) et la présence de fragments leucogranitiques permet de proposer une formation plus tardive que l'intrusion de ces
de proposer une formation plus tardive que l'intrusion de ces derniers. Des évidences de reprises d'éléments déjà bréchifiés montrent que l'histoire du contact comporte plusieurs phases d'activité tectonique. III. CONCLUSIONS. — Le sondage de Créchat-les Sibieux conforte donc l'interprétation proposée pour la structure du massif de Guéret occidental avec en particulier : — la présence des gneiss d'Aubusson sous les termes les plus ferromagnésiens du granité de Guéret; — le décollement de l'unité granitique. De plus il apporte des informations nouvelles sur les formations traversées en démontrant : — l'existence de variations lithologiques importantes, à l'échelle décamétrique, tant dans les
de variations lithologiques importantes, à l'échelle décamétrique, tant dans les granitoïdes de Guéret que dans les gneiss d'Aubusson; — la fréquence des injections leucogranitiques rencontrées dans les deux formations et leur variété; — la présence, au contact de la granodiorite et du gneiss, d'une brèche tectonique à éléments anguleux de granité rubéfié, avec des plans de glissement bien marqués et une minéralisation en pyrite et galène; — l'abondance des ciments et enduits carbonates dans la brèche et les fractures; — la présence dans les gneiss de sulfures variés présents sur toute l'épaisseur traversée; — la composition des eaux révèle un
toute l'épaisseur traversée; — la composition des eaux révèle un milieu souterrain marqué par des teneurs élevées en hélium (de l'ordre de 26 ppm) et en fluor (de l'ordre de 3,2 ppm), la présence de méthane, un pH moyen de 7,4, un potentiel d'oxydoréduction négatif bas (H= —280 mV). D'autres études sont en cours, à l'initiative du C.E.A., sur les matériaux extraits du sondage et le sondage lui-même. Note remise le 28 septembre 1988, acceptée le 9 novembre 1988. Photo. — Brèche tectonique de la zone de contact granite-gneiss. Photo. — Tectonic breccia along the granite-gneiss contact. 2082 C. R.
— Tectonic breccia along the granite-gneiss contact. 2082 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2077-2083, 1988 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [I] L. VAUCHELLE, O. LAURENT, J. LAMEYRE, A. DUPIS, G. ROBIN, F. ROBACH et A. DURANDAU, 12e R.S.T., Lille, 1988. [2] L. VAUCHELLE et J. LAMEYRE, C. R. Acad. Sci. Paris, 297, série II, 1983, p. 63-68. [3] L. VAUCHELLE, G. ROBIN et J. LAMEYRE, 11e R.S.T., Clermont-Ferrand, 1986, p. 180. [4] G. ROBIN, A. DUPIS et L. VAUCHELLE, 11e R.S.T., Clermont-Ferrand, 1986, p. 158. [5] L. VAUCHELLE, Thèse d'Université, Paris, 1988, 395 p. [6] M. CHENEVOY, Mém.
Thèse d'Université, Paris, 1988, 395 p. [6] M. CHENEVOY, Mém. serv. carte géol. Fr., 1 vol., 1958, 428 p. [7] M. ARNOLD, K. KURTBAS et G. RANCHIN, Se. de la terre Nancy, XIII, n° 4, 1968, p. 323-358. [8] J. L. BOUCHEZ, O. JOVER et H. DIOT, B.R.G.M., G.P.F. 1, Thème 3, fasc. n° 81-3, 1984, p. 35-48. [9] J. P. FLOCH, G. SABOURDY et H. AHMADZADEH, C. R. Acad. Sci. Paris, 299, série II, 1984, p. 1273-1278. [10] A. LAPORTE, Bull. B.R.G.M., n° 1, 1965, p. 45-78, n° 2, 1965, p. 23-111; n° 3, 1965, p. 45-162; n° 4,
1965, p. 23-111; n° 3, 1965, p. 45-162; n° 4, 1965, p. 69-149. [11] J. L. DUTHOU, Ann. Fac. Sci. Univ. Clermont-Ferrand, n° 63, 1977, 294 p. [12] J. LAMEYRE, C. R. Acad. Sci. Paris, 294, série II, 1982, p. 1237-1240. [13] J. LAMEYRE, C.R. Acad. Sci. Paris, 298, série II, 1984, p. 895-899. [14] J. GROLIER, Symposium J. Jung., Plein Air Service, Clermont-Ferrand, 1971, p. 133-155. [15] G. LEROUGE et P. ROLIN, Thèse d'État, Orsay, fasc. 2, 1987, 198 p. [16] M. LESPINASSE, B. MOLLIER, J. DELAIR et Y. BLADIER, C. R. Acad. Sci. Paris, 303, série II, 1986,
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P. : C.E.N.G./D.L.E.T.I., 85 X, 38041 Grenoble Cedex. PLANCHE 1/PLATE I JEAN LAMEYRE Fig. 2. A. Corrélation de la lithologie et de la diagraphie différée gamma ray P. M. (1) = Granité de Guéret, (2) = Granité de Guéret avec passées surmicacées, (3) = Leucogranites (indifférenciés), (4)=Gneiss d'Aubusson, (5) = Mobilisât, (6)=Aplite sombre, (7) = Brèche tectonique, (8) = Roche transformée (albitisation, chloritisation, kaolinisation possible), (9)= Altération de surface, (10)= Zone fracturée, (11)= Zone mylonitisée, (12)= Zone broyée. On notera la bonne définition par la diagraphie gamma ray des passages leucogranitiques dans les granodiorites. * Les limites entre les différents
leucogranitiques dans les granodiorites. * Les limites entre les différents faciès pétrographiques ont été représentées horizontalement. En destructif, le contact entre les roches ne peut pas être observé. B. Contact granite-gneiss. (1)= Granité de Guéret, (2) = Leucogranite de type aplitique, (3) = Leucogranite à taches de cordierite, (4) = Gneiss d'Aubusson, (5) = Aphte sombre, (6) = Brèche tectonique, (7) = Transformation avec aspect crayeux (kaolinisation en cours), (8) = Transformation peu poussée (quelques albites, chlorite, kaolinite), (9)= Transformation avec aspect rose (albitisation et hématisation peu intense), (10)= Transformation avec aspect rouge (albitisation, hématisation intense), (11)= Zone fracturée, (12)=Zone
avec aspect rouge (albitisation, hématisation intense), (11)= Zone fracturée, (12)=Zone broyée, (13) = Sulfo-sels gris, (14)= Galène, (15) = Pyrite, Marcasite, (16) = Fluorine, (17) = Valeur angulaire des plans de foliation. Fig. 2. A. Corrélation entre lithologie et radiométrie gamma ray type. (1) = Guéret granité, (2) = Guéret granité avec abondance de micas, (3) = Leucogranites (indifférenciés), (4) = Aubusson gneisses, (5) = Mobilisat, (6) = Dark aplite, (7) = Tectonique brèche, (8) = Clay altération, albitization, chloritization, (9) = Surface altération, (10) = Fractures, (U) = Mylonite, (12) = Crush zone. * Soushorizontales limites entre pétrographie fades
(12) = Crush zone. * Soushorizontales limites entre pétrographie fades sont artificielles car contacts ne peuvent être observés en forage percussion. B. Contact entre granits et gneisses. (1) = Guéret granité, (2) = Aplitique type de leucogranite, (3) = Leucogranite avec cordierite points, (4) = Aubusson gneisses, (5) = Dark aplite, (6)= Tectonique brèche, (7) = Clay altération, (%) = Faible altération (quelques albites, chlorite, kaolinite), (9) = Pink altération, légère hématisation et albitization, (10) = Red altération, intense hématisation et albitization, (11) = Fractures, (2) = Crush zone, (13) = Grey sulpho-salts, (14) = Galène, (15) = Pyrite, Marcasite,
= Grey sulpho-salts, (14) = Galène, (15) = Pyrite, Marcasite, (16) = Fluorite, (17) = Dip of foliation plane. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 2085-2091, 1988 2085 Paléoécologie/Paléoecology (Paléobiologie/Palæoecology) Sur l'origine des empreintes de grande taille observées dans les sédiments pélagiques de Méditerranée Gilbert BELLAICHE Résumé — Les empreintes de grande taille observées dans les sédiments profonds de certains secteurs de Méditerranée occidentale ne sont liées ni à l'activité humaine, ni à des processus géodynamiques. Elles ne peuvent résulter que de l'action d'organismes qui restent à identifier. On montre qu'elles ne sont pas dues à
à identifier. On montre qu'elles ne sont pas dues à des bioturbations par les organismes benthiques fouisseurs, ni à l'activité des poissons abyssaux. Les progrès récents dans la connaissance du comportement des Cétacés nous conduisent à envisager l'action des baleines ou des cachalots, ce qui pourrait porter à plus de 2 500 m de profondeur leur aptitude à plonger. On the origin of large-scale prints observed on the surface of western Mediterranean pelagic sediments Abstract — Large-scale prints observed on the surface of the pelagic sediments of some Mediterranean areas are to be linked neither to human activity nor to
are to be linked neither to human activity nor to geo-dynamic processes. They only can be due to some unidentified organisms. Bioturbation by benthic fauna or activity of abyssal fishes may be disregarded. Recent progress in the knowledge of Cetacean habits leads us to deduce whale and sperm whale activity, reporting thus their ability to dive to more than 2,500 m deep. Abridged English Version — On the origin of large scale prints observed on the surface of the western Mediterranean pelagic sediments. Among the various prints we observed on the bottom of the oceans during numerous submersible dives, we