Granodiorite de Piégut-Pluviers

Paragneiss à plagioclase au sud de Nontron avec de gros porphyroblastes - roches encaissantes de la granodiorite

La granodiorite, nommée d'après Piégut-Pluviers, une commune de l'arrondissement de Nontron dans le nord de la Dordogne se trouve dans une zone ayant la forme d'une virgule inversée, pointant vers le nord avec une partie sud principale presque carrée tournée dans l'axe NE-SO[2]. La section principale mesure 15,5 kilomètres dans l'axe NE-SO et 15 kilomètres dans l'axe NO-SE et se termine par une zone triangulaire effilée qui se poursuit plus au nord en un appendice de près de 10 kilomètres de long séparé du corps principal par une très fine couche de gneiss migmatitique. La granodiorite occupe environ 250 km² de surface. Son point le plus bas est à l'altitude de 135 mètres le long du bord ouest ; le point culminant du nord-est s'élève à environ 375 mètres d'altitude. Géomorphologiquement, la granodiorite forme une dalle tabulaire, légèrement inclinée vers le sud-ouest sans différences topographiques majeures.

Carte géologique du Dôme Saint-Mathieu. Légende : PMU - Unité Parautochtone Micaschiste LGU - Unité inférieure de gneiss UGU - Unité Gneiss Supérieure Unité TPU -Thiviers-Payzac UM - Unité de Mazerolles PPG - Granodiorite de Piégut-Pluviers SML - Leucogranite de Saint-Mathieu A - Augengneiss P - Paragneiss

Transgression d'arkose liassique sur la granodiorite érodée de Piégut-Pluviers près de Nontron

La granodiorite de Piégut-Pluviers est bordée du nord à l'est par le leucogranite de Saint-Mathieu et ses équivalents (SML sur la carte géologique), qui est légèrement plus jeune de 315 ± 17 millions d'années AP (Pennsylvanien, Bashkirien). Elle est bordée au nord-ouest et au sud-est par divers paragneiss (unité P). Le long de la bordure sud-ouest et ouest, la granodiorite est transgressée par des arkoses liassiques ayant fait partie du remplissage sédimentaire du bassin aquitain. Avec le leucogranite, la granodiorite forme un dôme dans le sous-sol − le Dôme Saint-Mathieu. Les limites avec les paragneiss ne sont pas toujours nettes, il existe parfois une zone frontalière diffuse de plusieurs centaines de mètres où granodiorite et paragneiss interfèrent. Ceci indique que le paragneiss est la roche encaissante de la granodiorite et remet en doute une origine réellement intrusive.

Le Massif central de l'ouest est un empilement de nappes de plusieurs éclats de socle dans la disposition suivante (de haut en bas) :

• Unité supérieure de gneiss (UGU)
• Unité inférieure de gneiss (LGU)
• Unité micaschiste parautochtone (unité bo) renfermant le leucogranite de Saint-Mathieu (PMU)
• Granodiorite de Piégut-Pluviers
• paragneiss (P)

Cet agencement, uniquement spatial, ne reflète pas les relations temporelles. Les principaux contacts de poussée se trouvent entre l'Unité Micaschiste Parautochtone et l'Unité de Gneiss Inférieur et entre les deux unités de gneiss.

Les observations de terrain ne permettent pas de se prononcer sur les âges relatifs des deux granitoïdes. La Radiométrie semble indiquer un âge plus avancé pour la granodiorite qui a jusqu'ici donné 325 ± 14 millions d'années AP et 314 ± 14 millions d'années AP, alors que le leucogranite a été daté à 315 ± 17 millions d'années AP et à 304 ± 17 millions d'années AP. Il existe aussi un chevauchement considérable dans la datation par le rubidium-strontium et également un écart-type élevé, de sorte que ces valeurs ne sont pas déterminantes.

La granodiorite de Piégut-Pluviers est hétérogène, et montre plusieurs faciès pétrologiques :

• faciès à gros grains (commun)[3]
• faciès porphyrique à gros grains[4]
• faciès à grain fin[5]
• faciès à hornblende à grain fin[6]

Faciès à grain fin

Faciès à grains fins de la granodiorite de Piégut-Pluviers

Le faciès à grains fins se trouve principalement le long du Bandiat, une rivière au sud-est de Nontron, en bordure sud de la granodiorite de Piégut-Pluviers. Il se développe graduellement à partir du faciès commun par une diminution de la granulométrie. Du point de vue minéralogique et chimique, sa composition est également très similaire, la seule différence notable étant une augmentation de proportion de hornblende et une petite diminution de celle du feldspath alcalin. Le faciès à grain fin se trouve également dans une bande étroite le long des limites nord-est et nord-ouest de la granodiorite et dans des parcelles isolées à l'intérieur, ce qui pourrait en faire un faciès de faitière de la granodiorite.

Microgranite porphyrique gris clair de l'apophyse nord

Le microgranite affleure et saillit au nord de la granodiorite principale. Il n'est séparé du massif principal le long de la rivière du Trieux que par une très fine couche de gneiss migmatitique. Après analyse, on le relie à la granodiorite principale. Le microgranite est porphyrique avec une profondeur très fine. Il développe deux faciès différents, un faciès gris clair à l'intérieur et un faciès foncé le long de la bordure. D'un point de vue minéralogique et chimique, il ressemble beaucoup au faciès à hornblende à grain fin du massif principal. Ses phénocristaux de quartz, de plagioclase et de biotite, peuvent atteindre une taille de 12 millimètres. Le feldspath alcalin se retrouve uniquement dans la masse souterraine, parfois associé à la myrmékite. On trouve de la titanite, en plus des minéraux accessoires communs comme la chlorite, l'épidote et le zircon. Le faciès sombre est riche en hornblende verte.

Des roches de composition très similaires, mais de texture différente, au faciès gris clair se trouvent dans des enclaves kilométriques isolées au sein de la granodiorite principale (près de Saint-Barthélemy-de-Bussière et au sud de Marval. Ils montrent des relations de contact intrusives avec le corps principal.

Foliation dans la partie sud de la granodiorite. Données tracées dans une projection stéréographique.

Malgré un aspect plutôt homogène, la granodiorite de Piégut-Pluviers porte une foliation d'origine tectonique, évidente sur les affleurements superficiels les plus altérés. Cela démontre que la granodiorite a continué à se déformer au cours de l'orogenèse varisque même au stade subsolidus avec les roches encaissantes. L'image du réseau stéréo montre l'organisation spatiale de la granodiorite. On distingue un schéma croisé formé par la direction NO-SE et NE-SO, très typique pour cette partie du Massif Central. Ce modèle peut être interprété comme suit :

• un motif d'onde relativement plat, presque symétrique dans la direction NO-SE dont les angles d'incidence ne dépassent pas 30° et dont la longueur d'onde varie de dizaines à centaines de mètres. Des bandes de cisaillement de type C' peuvent être discernées.
• une structure d'onde asymétrique dans la direction NE-SO avec des flancs orientés NE plutôt raides. Les bandes de cisaillement sont de type C.

On interprète cela par le fait que la granodiorite était située dans une zone de cisaillement régionale ou zone de Riedel, dans laquelle le principal transport de matière était dirigé vers le Sud-Est (avec un écoulement facilité) gêné par un transport concurrent de matière sous compression vers le Sud-Ouest.

Avec le refroidissement progressif de l'orogène varisque, les mouvements ductiles ont pris fin. Les contraintes accumulées dans la granodiorite sont maintenant neutralisées par les failles, les fractures et les jointures qu'elles ont provoqués. Des aplites, des pegmatites et des lamprophyres se sont introduits dans ces zones orogéniques tardives et encore malléables. En dernier des sources hydrothermales chaudes pennsylvaniennes ont déposé du plomb, du zinc et de l'argent dans des veines, et dans une seconde impulsion, une suite de minéralisations rares d'arsenic et de molybdène.

Les différents faciès de la granodiorite dans le diagramme TAS. La croix bleue indique la composition d'une granodiorite moyenne

Formellement, les roches du massif se présentent comme de la granodiorite dans le diagramme QAPF mais sont à proximité immédiate du champ de granite. Chimiquement ce sont des granites — pour être plus précis ce sont des adamellites —. Or, dans le diagramme TAS, ils représentent des rhyolites.

Les roches du massif semblent plutôt homogènes, mais l'étude plus approfondie révèle plusieurs faciès pétrologiques différents. Les analyses chimiques démontrent l'existence de types de roches plus pauvres en dioxyde de silicium (SiO₂₎, à savoir les faciès de bordure à hornblende à grain fin, les microgranites de l'extrémité nord, les lamprophyres et les inclusions sombres. La limite nette des microgranites et des lamprophyres des autres faciès plaide pour l'existence ou l'hybridation de deux magmas distincts.

À part les structures purement magmatiques comme les schlieren[7] et l'alignement des feldspaths dû à l'écoulement visqueux, on peut discerner plusieurs structures tectoniques dans la granodiorite :

• foliation
• zones de cisaillement avec tissu C/S et tissu sbc (clivage de la bande de cisaillement)
• granitoïdes mylonitiques le long de la bordure sud du massif

La découverte occasionnelle de myrmekite (principalement dans les microgranites) et l'hématitisation du plagioclase dans les aplites et dans les roches à faciès rouge révèle les processus métasomatiques.

La chloritisation de la biotite est un indice évident de surimpression rétrométamorphique sous les conditions du faciès des schistes verts. Cette condition est partagée par la granodiorite de Piégut-Pluviers avec de nombreuses autres roches cristallines du socle du Massif central.

Les minéraux du massif témoignent des multiples processus de son histoire, et dénotent de la complexité de la formation des granitoïdes. Dès le départ, au cours de son stade magmatique initial, la bouillie cristalline en cours de solidification continuait à se déformer de manière ductile. Après la solidification, les déformations ont donc continué à transformer les roches par fractures et à permettre aux fluides métasomatiques encore très chauds d'effectuer leurs altérations sur le massif.

La granodiorite de Piégut-Pluviers était, par le passé, une pierre très recherchée. En raison de la minéralisation en bordure, les métaux, plomb, zinc et argent ont été exploités dans le Filon Cantonnier et ses prolongements vers Saint-Pardoux-la-Rivière. La granodiorite était également utilisée comme pierre de construction ou était fragmentée pour en faire du gravier pour les routes et les fondations des constructions. Aujourd'hui une seule carrière est encore en activité, près d'Abjat-sur-Bandiat, où le faciès décoratif rouge, rare, est exploité, principalement comme revêtement routier. Toutes les autres carrières, comme la Carrière de Tabataud à Nontron, la Carrière de Piégut ou la Carrière de Lacaujamet — cette dernière produisant des pierres de construction massives comme des linteaux, etc. — sont désormais abandonnées. Dispersés à travers la campagne, on peut voir des excavations au bord des routes qui étaient principalement destinées à la production de revêtements routiers.

L'ANDRA, l'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs avait sélectionné des sites pour implanter une zone de stockage des déchets radioactifs à la fin des années 1990, dont plusieurs granitoïdes, et parmi lesquels la granodiorite de Piégut-Pluviers. Ce projet qui rencontra une vive opposition parmi les habitants de la Dordogne et après plusieurs manifestations, fut abandonné. Les repérages et les études géologiques à cette fin se sont ensuite déplacées vers le granitoïde de Civray - Charroux dans la Vienne, recouvert par les sédiments jurassiques du Seuil du Poitou. L'ANDRA a toutefois choisi le site de Bure dans la Meuse dans l'est de la France comme stockage définitif − dans les argiles mésozoïques à 500 mètres sous la surface.

• Cartes géologiques du BRGM au 1/50000. Feuilles Châlus, Nontron, La Rochefoucauld, Montbron et Thiviers.