EXTENSION, CARACTÈRES LITHO LOGIQUES ET MODE

DE FORBfATlON DES DÉPOTS

La Limagne septentrionale présente des dépôts beaucoup plus variés que les régions précédentes. Le Sannoisien n'y est pas représenté ou seulement par sa partie supérieure et le plus souvent avec des caractères détritiques. Le Stampien inférieur est bien développé au Sud, le Stampien moyen et le Stampien supérieur comprennent des couches excessivement épaisses qui constituent presque toute la Limagne septentrionale.

Le Stampien inférieur débute, dans la région comprise entre Issoire, Vic-le- Comle et Corent, par des grès ou des arkoses avec débris de plantes et rares Potamides Lamarckiei Cyrènes. Ces grès, nettement transgressifs et reposant sur le granité (alors qu'au Sud dans le Lembron ils sont superposés aux calcaires inférieurs) ont été déposés par des courants assez rapides, car ils présentent le plus souvent une stratification entrecroisée nette. Cette même formation s'observe à l'Est, dans la Comté où elle est représentée par des couches plus meubles, et aussi au Nord, entre la plaine de Billom et la Dore. Là les grès sont excessivement épais, leur stratification reste entrecroisée, mais les Potamides paraissent y faire défaut. Il est probable que l'axe des lagunes saumâtres en voie d'extension vers le Nord, était situé un peu plus à TOuest. De l'autre côté de la Limagne en effet, de Ludesse jusque vers Chanonat, dans les dépôts détritiques moins épais du Stampien inférieur, sont intercalés des calcaires renfermant Nystia Duchasleli et Hydrobia Dubuissoni, Ces calcaires sub-concrétionnés ont, dans certaines parties, une pâte très fine, sublithographique comme les calcaires sannoisiensà Striatelles de Reignat. Les lagunes avaient donc persisté dans cette bande et les courants qui Tout traversée, au début du Stampien, y produisaient une action moindre que dans les parties orientales de la Limagne. Plus loin, vers l'Ouest, à Pradas, ces calcaires concrétionnés manquent et ce sont les ceAcàires gréseux k Potamides arvemensis y P. Lamarcki, qui reposent directement sur les schistes cambriens redressés.

Après cette période de courants rapides du début du Stampien inférieur, des

lagunes saumfttres s'installent dans la partie médiane de la Limagne méridionale, entre Chaynat, Chadrat et Clermont à l'Ouest et Vic-le-Comte à TEst. Des marnes à Cypris et Insectes avec calcaires jaunes à tubulures se déposent et, dans le centre même, à Corent, au puy Saint-Romain, l'évaporation est suffisamment active pour amener la précipitation du gypse. Potamides Lamarcki est assez rare dans ces couches gypsifères. Les lagunes perdent de plus en plus de leur salure dans cette région. Les couches suivantes (Stampien moyen) sont des marnes à Cypris avec calcaires jaunâtres intercalés renfermant parfois Limnea et Brongniarti^ L. cîGouberti. C'est à cette époque, correspondant dans le Sud de la Limagne à la transformation des lagunes sub-saumAtres en lagunes lacustres, qu'appartiennent les calcaires fossilifères de la Sauvetat. En même temps, dans la Limagne septentrionale, des dépôts de marnes blanches avec calcaires marneux blanchâtres s'accumulaient sur une épaisseur considérable sur le fond des lagunes. Les marnes renferment avec d'innombrables Cypris, de nombreux débris végétaux. Rien n'autorise à supposer que ces marnes blanches, accumulées sur plusieurs centaines de mètres d'épaisseur, soient des formations d'eau profonde. Pour que leur accumulation sur de telles épaisseurs ait été possible il a fallu forcément que le sol ait été soumis à un affaissement lent et continu. Cette zone d'affaissement maximum a été plus tard effondrée, lors des plissements alpins ; elle forme le fond du synclinal de la Limagne. C'était donc pendant l'oligocène une véritable aire géosynclînale, qui a persisté ensuite comme zone synclinale. Ces lagunes du Nord de la Limagne étaient un peu saumâtres comme le montrent les nombreuses Nystia plicata qui forment parfois des lits dans les marnes.

Le Stampien supérieur débute à l'Ouest de la Limagne, de Jussat jusqu'à Gannat, par des dépôts détritiques sableux parfois très grossiers. Des courants arrivant de rOuest jetaient dansles lagunes tranquilles du géosynclinal de la Limagne, les nombreux débris arrachés aux hauteurs granitiques qui existaient probablement à rOuest. Au milieu de ces sédiments détritiques quelques couches un peu plus riches en calcaire renferment, à Jussat par exemple, de nombreux Hélix Ratnondi de petite taille, provenant du lavage des terres émergées voisines. Ce faciès détritique des dépôts stampiens supérieurs s'atténue très rapidement vers l'Est où les formations lagunaires persistaient. Les lagunes du Stampien supérieur avaient encore une salure très appréciable. Les calcaires à phryganes que l'on observe en effet à celte époque (Durtol, Marcoin etc.) renferment des myriades d'Hydrobidés {Paludina arvernensis Bouillet) qui paraissent être des Amnicoles, c'est-à-dire des formes fluviosaumâtres. Les couchesà Diatomées saumâtres ou marines, à Nysties, à Cyrènes, du Puy-de-Mur qui datent de la même époque, sont d'ailleurs une preuve directe de la persistance des lagunes saumâtres dans la partie médiane de la Limagne. La salure diminue ensuite assez rapidement et à la fin de cette période, on n'observe plus de formes saumâtres ; les lagunes diminuent en même temps assez vite, car ce sont les f(\rmes terrestres (Hélices etc.) qui dominent dans les dernières couches lagunaires. Au début de l'Aquitanien, les lagunes très restreintes s'observent

encore près de Clermont, à Gergovia, au Puy-de-Mur. A Gergovia les marnes ressemblent à des dépôts d'estuaire avec leurs Unios, leurs Mélanies, leurs Mélanopsides.

Les calcaires à phryganes sont excessivement communs au Stampien supérieur. Ils ne forment jamais de bancs continus, réguliers. Ce sont toujours des amas irréguliers^ plus ou moins volumineux, disséminés généralement dans les sables et plus rarement dans les marnes. A Durtol, h Chaptuzat, ils forment des masses compactes, parfois de plusieurs mètres cubes, entourées de sables. Ces sables ont une stratification entrecroisée nette, ils apparaissent comme déposés par des fleuves ou plutôt des nappes peut être très larges, peu profondes et animées de courants assez rapides. A Jussat les flots de calcaire à phryganes, sont aussi disséminés dans des sables ou des grès calcaires et y forment de petits récifs, parfois appliqués contre des falaises verticales de grès.

L'examen des faits permet d'arriver à retracer le mode de formation de ces calcaires si développés dans la Limagne. Au milieu de nappes lacustres ou lagunosaumâtres. parcourues par des courants assez rapides, les larves de phryganes formaient des amas plus ou moins volumineux, des sortes de colonies. Ces colonies construites avec des éléments assez résistants, devenaient de petits récifs s'élevant au-dessus du fond. Les larves extrayaient du milieu ambiant le calcaire nécessaire à la construction de leur étui sur lequel elles fixaient en même temps les coquilles vides. A Tabri de ces petits récifs, des algues se développaient comme à Saint-Gérand-le-Puy, à Chaptuzat et contribuaient aussi à la fixation du calcaire dissous. Les corps légers transportés par le courant s'arrêtaient en arrière de ces abris ; c'est ce qui s'est produit notamment pour les accumulations de coquilles d*Hêlix arvemensis à Saint- Gérand-le-Puy

On peut affirmer que les eaux minérales ne sont pas intervenues dans l'édification de ces sortes de calcaires construits. Les flols de calcaire à phrygans sont toujours limités etenglobés dans des couches ne présentant jamais traces de griffons de sources minérales. Ce ne sont pas des travertins comme il en existe quelques rares exemples à l'oligocène (Saint-Bon net près de Chauriat) et comme il s'en forme encore en de si nombreux points de l'Auvergne Les actions secondaires n'ont que fort peu modifié, en quelques points, ces calcaires si spéciaux. A Chaptuzat, au Vernet près de Vichy, les débris organiques sontparfois entourés d'une croûte calcaire qui a été abandonnée par les eaux d'infiltration. Au Vernet ces phénomènes de dissolution et de précipitation par les eaux d'infiltration ont été très accentués, on y observe même de véritables stalactites de grande taille. Mais ces phénomènes sont plutôt exceptionnels, ils sont d'origine récente et n'ont joué aucun rôle dans la formation des calcaires à phryganes. Les calcaires à phryganes sont de véritables calcaires construits, zoogènes, formés dans les points où les lagunes peu profondes, en voie de régression, étaient parcourues par des courants assez forts. Ces faits s'accordent bien d'ailleurs avec ce que nous savons des mœurs des larves des phryganes.

ËTODEB GÉOLOGIQUES SUR LA LIHAGNE daDs la Limagne, il existe comme on l'a vu, une formation, datant très ment du débutdu Miocène, de sables argileux un peu rouge&tres, exces-

richesen morceaux de feldspath. L'abscncede slratification nette, l'ex- >ndance du feldspath ne permet que des hypothèses sur leur mode de 1. Cependant BU puydeHarcoin, on voit des lits de blocs peu ou pas tercalés à la base de ces sables. Beaucoup de ces blocs, parfois volumisartiennentà une belle pegmatite blanche qui a pu fournir une grande

feldspath. Il est probable que les sables feldspathiques résultent du nent assez abondant qui lavait les terres granitiques (avec filous de e) alors émergées et qui entraînait les arènes dans une grande nappe ours très lent.

compare maintenant les dépàts de la Limagne proprement dite à

la région avoisinante à l'Ouest, on remarque des différences cons. Tandis que dans le géosynclinal de la Limagne entre Clermont t, les dépôts s'accumulaient pendant le Stampten inférieur et suritampien moyen sur plus de 1000 mètres d'épaisseur, les mêmes it une puissance dis fois moindre dans le bassin d'Ebreuil. Les assises !s différentes et ne deviennent identiques qu'au Stampien supérieur, narnes, les sables et les calcaires h phryganes. Pendant le Stampien et moyen, les dépôts d'Ebreuil sont les mêmes que ceux de la région es, tandis qu'au Stampien supérieur ils se montrent identiques et en évidentes avec ceux de la Limagne septentrionale. : passe comme si la transgression du Stampien inférieur que nous

débuter dans le Lembron et qui a été suivie ensuite dans le Sud de ne, puis sur la bordure occidentale et qui se manifeste de la même !i Ebreuil, s'était produite dans une dépression allant de la région de x-Ludesse jusqu'à Ebreuil et Saint-Bonne t-de-Rochefort, mais ne comit pasavec la Limagne septentrionale. La communication s'est opérée u Sud, pendant le Stampien inférieur, puis ensuite s'est propagée vers t elle n'a eu lieu vers Gannat qu'au Stampien supérieur. Les nombreu- ■dances locales que l'on peut observer à cette époque dans les sédiments )ccidentat de la Limagne, à Gimeaux et surtout à Chaptuzat, ont été

par les mouvements du sol qui déterminaient la disparition du seuil les deux dépressions.

RÉSUMÉ

lagne proprement dite comprend :

e Issoire, Coudes, la Chaux et Saint-Babel, une série de compartiments uels le granité se maintient k une altitude élevée et qui forme la région e de Saint- Yvoine ;

la rive droite de l'Allier, un massif protégé par de nombreuses coulées ;s et phonolitiques qui constitue la Comté ; S96

ÉTUDES GÉOLOGIQUES SUR Lk LIMAGNE 297

3^ Une région plus affaissée, pauvre en roches volcaniques, qui se développe entre rAlIier et la Dore et comprend les environs de Billom, de Vertaizon, de Lezoux et de Courpière ;

4« Sur la rive gauche de l'Allier^ la Limagne méridionale qui s'étend jusque vers Glermont ;

5*^ La Limagne septentrionale qui, de chaque côté de la plaine couverte d'alluvions, présente des terrains oligocènes variés à l'Ouest et à l'Est.

Dans la région anticlinale de Saint-Yvoine, Toligocène est formé par des grès et des arkoses très développés à stratification entrecroisée, déposés par des courants assez rapides et qui renferment, très près de la base, Potamides Lamarcki. Le Sannoisien manque, le Stampien inférieur est nettement en transgression sur le granité. Des calcaires jaunes à Gypris et des calcaires marneux jaunâtres ou blanchâtres à Limnea cf Brongniarti^ surmontent les grès et les grès calcaires à Potamides.

Dans la Comté les mêmes couches gréseuses s'observent à la base, avec une épaisseur moindre et renferment aussi Potamides Lamarcki, Ce fossile persiste dans les grès calcaires et les calcaires jaunâtres inférieurs de Vic-le-Comte. Cette période laguno-saumfttre se maintient à l'Ouest près de TAllier où defs assises gypsifères ont été exploitées au-dessus des calcaires à Potamides Lamarcki, P. eleqans. Les assises supérieures, les marnes et calcaires marneux qui continuent ces dépôts inférieurs sont de teinte un peu plus claire et ne renferment que de rares Limnées. Des lits de lignite s'y montrent intercalés. Ces couches lagunolacustres se terminent par des calcaires subconcrétionnés siliceux. Les couches qui forment le sommet des plateaux ont été fréquemment silicifiëes par les eaux d'infiltration et transformées en meulières.

Les environs de Billom présentent la même composition, les grès et les arkoses inférieurs sont très développés à Ravel, plus réduits ailleurs ; les formations supérieures sont identiques à celles de la Comté mais Pof, Lamarcki y est excessivement rare, si même il ne manque pas totalement ; les lagunes saumâtres du Stampien inférieur n'ont pas pénétré à l'Est. La silicification des calcaires au sommet des collines a été poussée plus loin encore que dans la Comté et les meulières jouent ici le rôle protecteur des nappes basaltiques de la rive gauche de l'Allier.

Le massif du Puy-de-Mur est formé à la base par des marnes et des calcaires marneux jaunes du Stampien moyen. Le Stampien supérieur comprend des calcaires un peu gréseux à Hélix Ramondi, Limnea pachygaster, des marnes à Diatomées marines, des marnes à Cypris, Nysties, Hydrobies, Cyrènes ; enfin des sables fluviatiles terminaux paraissent représenter TAquitanien.

Sur la rive gauche de l'Allier, dans la Limagne méridionale la transgression stampienne s'observe très nettement à l'Est et à l'Ouest : les grès et les grès calcaires à Potamides Lamarcki, P. arvernensis, y reposent directement sur le granité ; dans la partie médiane vers Ludesse,les Strialellesse maintiennent jusqu'à la partie supérieure du Sannoisien ; le Stampien inférieur y comprend des intercalations de calcaires concrétionnés à Nystia Duchasteli, Hydtvbia Dubuissoni qui

se prolongent jusque vers Chanonat. A TEst, le Stampien inférieur est formé par des grès et des couches laguno-saumâtres (calcaires à Potamides Lmnarcki, marnes et calcaires gypsifères à Insectes de Corent) puis par des assises déposées par des eaux à salure décroissante. Le Stampien moyen se compose de couches lagunolacustres de marnes et calcaires jaunes à Cypris et Limnées (la Sauvetat, les Martres, Monton, Orcet). Le Stampien supérieur débute à TOuest (Jussat, Romagnat) par des sables et des grès calcaires à Hélix Ramondi qui se continuent sur presque toute la bordure occidentale jusqu'à Gannat. Ces formations détritiques s'atténuent rapidement à TEst où le faciès lagunaire persiste. Il s'y dépose des marnes et des calcaires marneux d'abord verdâtres, puis blanchâtres, contenant des silex et caractérisés par Limnea pachygaster. Hélix Ramondi, G* est le niveau des calcaires de Gergovia, du Petit Pérignat, de Cournon . L'Aquitanien est représenté à Gergovia par les marnes à plantes, Unios, Mélanies, etc., qui ont été abandonnées dans les lagunes en voie d'assèchement à l'embouchure d'un cours d'eau. La faune supérieure de Gergovia présente des affinités américaines.

La Limagne septentrionale est formée par des calcaires et des marnes à Cypris et Ni/stia cf plicata, très puissantes (marnes de la Limagne) déposées pendant le Stampien moyen, dans des lagunes subsaumÂtres peu profondes dont le fond était en voie continuelle d'affaissement. Le Stampien supérieur atteste des mouvements du sol très accusés sur la bordure occidentale. Les sables et les grès très développés renferment de nombreux flots de calcaire à phryganes qui ne résultent pas d'une action secondaire (eaux minérales ou infiltrations) mais doivent être considérés comme de véritables calcaires construits. Des couches marno-calcaires continuaient à se déposer dans les lagunes du centre de la Limagne.

Le bassin de Saint-Bonnet qui était indépendant de la Limagne septentrionale pendant le Stampien inférieur et moyen et communiquait alors probablement avec la région des Couzes, est relié au Stampien supérieur avec la Limagne, par suite de mouvements du sol.

Sur la rive droite de l'Allier, le Stampien moyen est aussi formé par des calcaires et des marnes à Cypris et plantes ; le Stampien supérieur présente les mêmes sables et calcaires à phryganes (le Vernet) qu'à Chaptuzat et Gannat. Les formations détritiques y sont toutefois plus développées. Les calcaires construits de Saint-Gérand-le-Puy forment des îlots au milieu des sables ; il est probable, d'après la faune, que ces calcaires sont légèrement plus récents que ceux de Chaptuzat et appartiennent au début de l'Aquitanien.