ETUDE D'ENSEMBLE DES PÉPÉRITES

De la description détaillée qui précède on peut déduire un ensemble de caractères communs à toutes les pépérites de la Limagne. Nous allons rapidement passer en revue la position géographique, topographique et stratigraphique de l'ensemble des gisements pépéri tiques et ensuite les caractères de composition, de structure, etc. communs à tous ces lambeaux.

Position géographique, — La plupart des lambeaux étudiés se trouvent sur la feuille de Clermont, trois seulement (Ardes, Chassaingje Pouzeix) appartiennent à la feuille de Brioude. Sur la feuille de Clermont, les pépérites peuvent se diviser en trois groupes distincts :

1^ Les lambeaux isolés situés sur les versants de la Limagne (le mot Limagne étant pris dans le sens qui a été défini géographiquement au début de ce travail: lit de l'Allier quaternaire). Ces lambeaux sont généralement isolés, très espacés et présentent des caractères assez différents de ceux des autres lambeaux. A ce groupe appartiennent les pépérites de Lavelle^ de Saint-Sandoux, de Romagnat ;

2* Les pépérites de la Comté très développées dans le massif boisé qui s'étend

* Lecoq. Loc. cit., T. III, p. 429.

I D' PoMMsnoL. Age des tafs bitumineai et basaltiques de la Limagne. B. S, 0. F. {S), T. IX, p. 282, 1881.

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à TËst de l*AI]ier, de Coudes à Maoglieux et Billom. Leur étude est encore bien incomplète et exigera de nouvelles observations longues et délicates;

3<> Enfin les pépérites de la Limagne proprement dite, présentant des caractères assez uniformes Elles atteignent leur développement maximum dans le massif qui s'étend entre Cournon et Pont-du-C bateau, de TAllier jusque vers Glermont.

Position topoqraphique. — Les pépérites jouent un rôle assez important dans le dessin topographique, lorsqu'elles sont de quelque étendue. Elles forment tantôt des arêtes sinueuses sur le flanc des collines (Jussat, versant méridional du plateau de Cournon), tantôt des pointements isolés (Marmant, Crouelle, etc.) tantôt des terrasses étagées sur les flancs des collines (Puy de Mur), tantôt enfin des plateaux assez étendus (Cournon).

Leur modelé se reconnaft facilement à l'inspection de la carte topographique d'état-major. Leur surface ne présente pas d'arêtes saillantes, ni de parties planes^ elle est mamelonnée en grand. En outre les formes dues aux pépérites parçiissent surajoutées, superposées à des formes anciennes déjà arrêtées. Tandis >que les collines oligocènes présentent un profil général concave, interrompu seulement par les affleurements de roches calcaires plus dures, les pépérites viennent altérer cette régularité et y dessiner, le plus souvent dans le sens de la hauteur, des contreforts arrondis et étroits que nous comparerions volontiers, toutes proportions gardées, aux amas de terre rejetés par les taupes lorsqu'elles creusent leurs galeries très près de la surface du sol. On peut observer des faits semblables à Jussat, à Cournon, sur le versant septentrional du puy de Mur, etc. Nous pouvons noter que ce caractère de superposition des formes pépéritiques aux formes de l'oligocène, implique un âge relativement récent et fait supposer a priori une forme nettement intrusive.

Position stratigrapkique, — Les pépérites franches se trouvent partout en rapport avec un substratum oligocène ou tout au moins avec des dépôts meubles. Ce substratum oligocène peut d'ailleurs être d'un âge quelconque. Les pépérites de Gevillat traversent des argiles sableuses de la fin du Sannoisien et les marnes et calcaires du début du Stampien, celles de Cournon coupent le Stampien supérieur. Un fait très général vient d'ailleurs ôter tout intérêt à l'âge du substratum : dans la plupart des lambeaux les pépérites ne sont pas influencées par les failles qui dénivèlent l'oligocène.

Une relation nous semble beaucoup plus importante : c'est celle des pépérites avec les marnes. Un dyke basaltique se présente avec des caractères normaux lorsqu'il traverse des sables ou des grès mais se transforme soudainement quand il arrive dans les marnes, comme cela se produit notamment à Chassaing, à la tour de Gevillat, à Gergovia, etc.

Nous avons mentionné quelques points où les pépérites ont foisonné et se sont épanchées à une faible distance ; elles ravinent alors le substratum qu'elles métamorphisent (calcaire recristallisé), l'épanchement même très localisé implique

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une topographie rappelant celle de Tépoque actuelle et par suite un âge relativement récent (Gournon, versant Nord du Puy de Mur, Chàteaugay, puy Saint- Romain). Sur le versant oriental du puy de Mur, elles affectent le caractère assez particulier et mal expliqué de terrasses superposées. Lorsqu'une tranchée assez profonde entame ces formations, on voit qu'elles sont superficielles, elles ravinent l'oligocène sans présenter d'interstratitication avec lui ; elles passent en outre sur les failles qui dénivellent l'oligocène.

Caractères généraux, — Tout d'abord il convient de signaler la température à laquelle se sont formées les pépérites quelles que soient leur apparence, leur composition et leurs conditions de gisement. Elles ont en effet toujours exercé une action métamorphique très sensible i^ sur les enclaves, 2^ sur le substratum.

Les enclaves sont très nombreuses et assez variables suivant les points : les plus fréquentes sont les blocs de granité et de calcaire. Le granité des pépérites s'effrite, se désagrège le plus souvent avec une grande facilité. Les calcaires sont aussi très modiûés : tantôt ils tombent en fragments parallélipipédiques, tantôt ils ont recristallisé, sont alors très durs, le plus souvent de couleur jaune avec une patine blanche. Parfois du bois se trouve englobé dans les pépérites, il est transformé en charbon.

Les phénomènes de métamorphisme ne sont pas moins nets sur le substratum et présentent les mêmes caractères (versant méridional du plateau de Gournon, Gergovia, etc.). Mais très fréquemment, surtout lorsque les pépérites se sont épanchées sur de faibles surfaces, à l'état de masses boueuses, elles ont développé, à leur contact, et quel que soit le substratum, marneux ou calcaire, une couche de calcaire recristallisé jaune de 10 à 30 cm. d'épaisseur, qui sépare l'oligocène des pépérites.

En certains points (Clermont, Ghâteaugay), les pépérites présentent de nombreux produits détritiques et des traces évidentes de remaniement par les eaux. Mais ces traces ne s'observent le plus souvent qu'au voisinage des alluvions quaternaires.

A Gergovia, à Busséol, etc., les pépérites se présentent avec les apparences d'interstratiûcation dans l'oligocène. Mais on peut y observer les mêmes phénomènes de métamorphisme sur les enclaves, sur le substratum oligocène et dans les couches oligocènes du toit.

Relations des pépérites avec les filons (ïaragonite, — Gette relation est absolument générale et souvent l'existence de morceaux d'aragonite à la surface du sol signale la présence des lambeaux pépéritiques au-dessous de la terre végétale. L'allure des filons d'aragonite est assez intéressante à signaler. Ils traversent la masse des pépérites, coupant parfois les enclaves, et ils pénétrent dans les couches encaissantes. Les filons d'aragonite se sont produits probablement à la fin de l'éruption pépéritique, alors que la masse commençait à se refroidir.

Relations des pépérites avec les bitumes. — Gette relation a été mise en

évidence surtout par Ponimerol et M. Michel Lévy. Il est très probable que Tarrivée au jour du bitume s'est faite comme celle de Taragonite, peu après celle des pépérites et par les mêmes fractures de Técorce ; elle continue d'ailleurs en beaucoup de points.

Relations des pépérites avec les zéolites. — M. Gonnard a longuement développé cette question K II a montré, que les zéolites étaient bien une altération du basalte qui prend autour d'une géode zéolitique l'aspect d*une pépérite.

« L'eau contenue dans la roche, au moment de sa sortie, a tout à la fois pro- « duit le vide de la géode par sa force élastique et, en se condensant, a dissous « une partie des éléments de la roche pour produire la mésotype, l'analcime, « la calcite, Taragonite qu'on y observe ». Ce phénomène n'a pas été produit ultérieurement par une pénétration d'eaux thermales, par exemple^ il est bien contemporain de la formation des pépérites.

Composition des pépérites, — Cette composition est éminemment variable suivant les lambeaux et, dans chaque lambeau avec le point considéré. Cependant si l'on excepte les pépérites de la Comté, insufûsamment connues, celles du puy de Lavelle et du puy de Mur un peu spéciales et celles de Clermont, Lussat, etc., mélangées à des alluvions, les autres présentent des caractères assez constants. Ce sont des agrégats de fragments basaltiques généralement décomposés et de couleur brune, soudés par une matière terreuse de couleur variant du gris ou du jaune clair au brun foncé. On trouve tous les intermédiaires, souvent dans le même gisement, entre le basalte normal et les pépérites terreuses stratifiées, en passant par des pépérites plus compactes, dépourvues de stratiûcation. — Notons que cette stratification n'a rien de commun avec celle des couches oligocènes voisines, elle est le plus souvent dirigée suivant une ligne très inclinée- A cette masse fondamentale viennent s'ajouter des débris de granité, de quartz, de calcaire, etc., enlevés au substratum et métamorphisés.

Les caractères pétrographiques ont été décrits par M. Michel Lévy qui «c n'es- « time pas qu'il y ait une différence pétrographique très marquée entre les dite verses espèces de pépérites de la Limagne ; le fait dominant y est l'existence ce de minéraux de profondeur, hornblende basaltique non résorbée, mica noir, « juxtaposés à des fragments aigus, jamais roulés, de basalte vitreux, scoriacé, « contenant également de la hornblende intacte et, dans le verre brun « (tachylite) en excès, des cristallites de fer oxydulé et de mica noir* »,

M. le professeur Lacroix, avec une très grande obligeance dont je tiens à le remercier, a bien voulu examiner les préparations des échantillons de pépérites que j'avais rapportés de Saint-Romain, deGergovia, du Petit-Pérignat, du puy de Mur, de Vertaizon, du puy de Courcour, et me communiquer les renseignements généraux suivants : le verre huileux, avec microlites d'augite, donne de la calcite par sa décomposition ; le péridot est toujours transformé en calcite ;

* B, S. G. F. (3), T. XVIII, p. 895.

■ B. S. G, F. (3), T. XVin. p. 892.

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le pyroxène est très frais, comme dans les roches Yolcaniques pures ; les enclaves de quartz emprunté aux sédiments sont très fréquentes ; les fragments étrangers sont entourés de calcite secondaire ; le refroidissement a été rapide, parfois même très brusque (puy de la Piquette, d'après une préparation de M. Lacroix). M. Lacroix m*a fait remarquer que les enclaves de quartz si fréquentes dans la masse pépéritique, s'expliquaient difficilement dans l'hypothèse de projections tombant au milieu de lacs oligocènes. Le quartz est en effet assez rare dans ces sédiments et d'autres éléments plus abondants auraient été également englobés.

L'absence ou tout au moins l'extrême rareté des feldspaths dans les pépérites a été signalée par M. Lacroix' dans celles de Saint-Sandoux en relation avec des néphilinites et des téphrites. Ces pépérites présentant les mêmes caractères que celles de la Limagne, il se pourrait, comme l'a suggéré M. Lacroix, que les lambeaux pépéritiques de la Limagne soient aussi produits par des roches néphéliniques analogues, bien voisines des basaltes demi-deuil et des andésites à haûyne du Mont-Dore.

Fossiles, — Les pépérites renferment des fossiles de deux ordres : les uns appartiennent aux blocs emballés, aux enclaves fournis par les terrains traversés, les autres sont directement pris dans le magma pépéritique et paraissent bien contemporains.

Les fossiles des enclaves ont totalement disparu lorsque le métamorphisme a été suffisamment intense et que le calcaire a recristallisé. Mais dans la zone périphérique ou le métamorphisme des blocs calcaires emballés est superficiel, les fossiles de ces blocs sont souvent intacts et déterminables. On peut observer ce fait à Rongeât, à Gergovia, pour les calcaires à phryganes, au puy de Saint- Sandoux pour les calcaires à Hydrobia Dubuissoni, etc. Au puy de Marmant on trouve des Hélix et des Hydrobies. Cette première catégorie de fossiles ne peut fournir des renseignements que sur les couches traversées.

Les fossiles de la seconde catégorie sont beaucoup plus rares, ils ne se trouvent que dans les points où les pépérites sont arrivées dans l'eau et se sont mélangées à des produits détritiques. M. le D' Pommerol ' cite un certain nombre de fossiles ainsi recueillis dans ces pépérites. Il rappelle que Lecoq a découvert dans les pépérites d'un quartier de Clermont, celui de Fontgiève, quelques débris d'ossements et une molaire d*éléphant figurée par Croizet et qui se rapporte à VElephas meridionalis. Le D' Chambige a trouvé dans la wackite ou pépérite de Malintrat une molaire supérieure d'Equus cabailus. Il signale dans les tufs bitumineux de Pont du-Chàteau des c coquilles d'eau douce qui semblent être analogues aux coquilles actuelles i. Dans le tuf de Lussat existent de « nombreux fragments de bois fossile de la classe des Dicotylédones, dans un parfait état de conservation et imprégnés parfois de bitume >.

1 Lacroix. Loc, cit., C. R. 23 juillet 1900.

« Loc. cit.» p. 282.

Age. — A la suite de la description de chacun des lambeaux pépéritiques nous avons, autant qu'il était possible, fixé l'Âge approximatif, d'après les conditions stratigraphiques et même paléontologiques. Ici encore on peut diviser ces lambeaux en trois groupes principaux : le premier comprenant les pépérites de Lavelle, celles de Saint-Sandoux et le second avec les pépérites de la Comté, sont d'un âge qu'il ne nous a pas été possible de ûxer d'une façon précise. Il est probable que ces pépérites sont plus anciennes que/les autres et datent de la première moitié du Pliocène, mais les preuves manquent. Il en est de même pour les pépérites spéciales affectant l'allure de terrasses au puy de Mur. Quant aux autres lambeaux pépéritiques, de beaucoup les plus nombreux et les plus importants, ils peuvent presque tous être rapportés au Pliocène supérieur ou au Quaternaire ancien. C'est ce qui a été indiqué pour les lambeaux du versant Sud du puy de Cournon. pour les pépérites de la rive gauche de l'ÂlIier en face de Dallet^ pour celles de Courcour, etc. Le D' Pommerol a précisé l'âge de celles de Clermont, de Crouelle, de Chftteaugay, de Lussat. Se basant sur la présence du cheval^ qui n'existait pas au Pliocène, et de YElephas meridionaliSj il arrive à cette conclusion f que les tufs basaltiques et bitumineux de la Limagne, apparie tiennent au début de la période quaternaire, lis sont contemporains des fau- « nés de Saint-Prest, du val d'Arno, de Montreuil, de Zurich et de Cromer.

« En assignant une date précise aux pépérites de la Limagne, nous détermia nons, par cela même, celle des éruptions des substances bitumineuses et des « laves qui les accompagnent. Ces manifestations volcaniques, comme nous « l'avons démontré au Congrès de Reims, pour la coulée du puy de Gravenoire, ce se sont produites à l'époque interglaciaire ou des hauts niveaux quaternaires. K A Lussat, au puy Crouelle, on trouve des scories engagées dans le tuf, prou- « vant ainsi que les matières volcaniques étaient rejetées au moment même de « la formation des tufs, ou peu de temps après. •

Comme on l'a vu, nos conclusions concordent pour beaucoup de lambeaux, avec celles déduites de l'observation des pépérites situées au Nord de Clermont, par le D'^ Pommerol. Cependant il convient de remarquer cfue si l'époque interglaciaire a vu la formation de pépérites nombreuses, le phénomène avait, dans la plupart des points, commencé plus tôt. [C'est ainsi qu'à Beauregard, par exemple, les pépérites supportent les alluvions du Pliocène supérieur à Elephas meriiionalis , D'une manière générale on peut admettre que la plupart des pépérites ont pris naissance entre les derniers temps du Pliocène supérieur et la fin de la période interglaciaire. Nous aurons à revenir bientôt sur cette conclusion et sur son importance dans la géologie de la Limagne.

Hypothèse sur la formation des pépérites. — L'étude générale des pépérites de la Limagne a montré qu'elles étaient le résultat de phénomènes intrusifs de date récente. On peut préciser sur quelques points le mode de formation de ces terrains si discutés et qui avait déjà été indiqué par M. Michel Lévy : c s'il fallait absolument hasarder une hypothèse, il la chercherait dans la perte

< brusque d'eau et de vapeurs que les ûions de basalte ont dû subir en abouc tissant dans des terrains meubles ».

Si Ion examine les variations que subit un dyke basaltique^ on peut constater qu'elles sont très considérables suivant ,1a nature et la composition des assises encaissantes.

Dans le granité d'abord, le dyke basaltique s*étend peu^ la zone métamorphisée est excessivement restreinte. Les phénomènes de métamorphisme ont été décrits par M . Lacroix, notamment pour un dyke basaltique traversant le granité sur la route de Saint-Genest-Ghampanelle à Fontfreide *. Au contact, tous les éléments du granité sont disloqués : c On voit que la roche a été souci mise à un écrasement puissant. Les grandes plages de feldspath (orthose et <c oligoclase) sont brisées en nombreux fragments restés en place ou peu déplace ces. Les feldspaths sont remplis d'inclusions gazeuses, le mica en partie « fondu est remplacé par du spinelle, de la magnétite et un peu de pyroxène. ce Par places, tous les éléments sont réduits en une sorte de ciment ». Le basalte arrivait à un état de fluidité extrême, et M. Lacroix a constaté qu'il remplissait des fentes capillaires ayant moins de mm. 01 de largeur.

Dans les sables et les argiles sableuses de la base des terrains oligocènes, ou môme dans les arènes granitiques, les modifications subies par les dykes basaltiques ne sont pas très apparentes. On peut étudier à ce point de vue le dyke de la Tour de Boulade ou de Gevillat à TËst d'issoire. Ce qui frappe le plus est la division du basalte en feuillets et, à la périphérie, l'abondance des cavités laissées probablement par le départ de la vapeur d'eau. La perte d*eau subie par le basalte traversant un terrain meuble, signalée par M. Michel Lévy, est ici rendue très apparente.

Les phénomènes sont plus complexes lorsque les terrains traversés sont marno-calcaires et leur analyse devient très difficile. Fort heureusement l'observation de la butte de Ghassaing, au Nord de Saint-Germain-Lembron, nous a montré un cas simple, schématique pour ainsi dire. Le dyke basaltique traverse d'abord des grès (de la base du Stampien) en conservant sensiblement les caractères normaux. Dès qu'il arrive dans les calcaires avec lits de marnes intercalées, il s'entoure brusquement de salbandes épaisses qui ne sont pas autre chose que des pépérites. Le basalte arrivant à un état de fluidité extrême, comme le prouve l'observation de M. Lacroix, pénètre dans les innombrables fissures des calcaires feuilletés et des marnes, les disloque et forme ainsi une sorte de brèche dans laquelle il devient impossible de distinguer à l'œil nu les éléments enchevêtrés, pulvérisés. Quelques morceaux de calcaire, plus gros, persistent seuls, mais ils sont fortement métamorphisés.

Si maintenant on suppose que les sédiments traversés sont des marnes très épaisses, généralement feuilletées, avec bancs assez minces de calcaires inter-

* Lacroix. Note sur les enclaves des basaltes du Mont-Dore et de quelques autres gisements du Puy-de-Dôme et sur un phénomène de contact du basalle et du granité. B.S.G.F. 3« série, T. XVIII, p. 879.

calés, les salbandes pépéritiques vont prendre des proportions beaucoup plus considérables, 10 mètres, 20 mètres, quelquefois davantage, comme on l'observe dans le centre de la Limagne. Si Ton étudie un pareil dyke, on peut constater, lorsque toutes les parties sont apparentes, ce qui arrive assez rarement, quMl !

est formé par trois zones distinctes :

i^ La partie centrale est formée par du basalte normal ;

2® La zone moyenne est constituée par des pépérites massives brunes ou noirÀtres, très dures, à pâte presque homogène et compacte. Il est très difûcile de tracer une ligne de démarcation tranchée entre cette zone et la précédente. Il y a passage insenisible de l'une à l'autre et il devient souvent impossible de dire, en dehors de Texamen microscopique, le point où finit le basalte franc. Il y a d'ailleurs pénétration du basalte dans la masse pépéritique et Ton voit souvent des ramifications du basalte s*égrener, se perdre dans la brèche volcanique qui les entoure. D'excellents exemples de ces zones internes peuvent être observés à la base du puy Saint-Romain, au puy de la Piquette, & Gergovia, etc

3* Une dernière zone comprend des pépérites plus terreuses, de couleur jaunâtre plus ou moins foncée ou grise. Leur consistance reste assez faible ; les éléments étrangers au basalte, marnes ou calcaires, deviennent beaucoup plus abondants et peuvent souvent être discernés à Tœil nu. Le fait qui permet surtout dé caractériser cette zone est son apparence stratifiée. Mais, presque toujours, le plan de stratification est très incliné et atteint souvent la verticale. On arrive à se convaincre que le plan de stratification est parallèle à la surface du dyke basaltique et, par suite, que cette stratification est un simple phénomène mécanique, produit par la pression développée dans la zone métamorphisée, injectée, entre le dyke et les sédiments normaux. Dans les points, assez rares d'ailleurs, où la surface du dyke est horizontale, les pépérites paraissent concordantes avec les sédiments oligocènes. Dans un autre cas, Tinterstratification des pépérites se développe et peut donner des apparences de vraie stratification au milieu de l'oligocène. Lorsque les couches traversées sont formées surtout de bancs calcaires séparés par des lits marneux plus minces, les marnes sont plus facilement pénétrées, englobées par le basalte ; entre deux bancs calcaires à peu près normaux* il peut se développer un lit pépéritique. Si les calcaires se trouvent en bancs plus minces, moins nombreux, ils peuvent persister dans cette dernière zone, mais ils présentent des traces apparentes de métamorphisme sur les deux faces et, souvent, ils sont dérangés de leur position normale et tendent à se mettre dans le plan de stratification des pépérites. Ces deux zones externes du dyke basaltique dans les sédiments marno-calcaires peuvent s'observer en de très nombreux points de la Limagne (Gergovia, Cournon, versants Nord et Sud du puy de Mur, etc.)

Enfin, il est une dernière manière d'être des pépérites qui s'observe sur de faibles étendues (Gergovia, Jussat, versant Sud du plateau de Cournon, versant Nord du puy de Mur, Châteaugay, Beauregard-l'Evêque, Courcour, etc.). Lee pépérites revêtent la forme de coulées, ravinant et métamorphisant le substra-

tum et s'épanchant à très faible distance sur les pentes. Elles englobent parfois des blocs étrangers très volumineux. Or, si Ton remonte jusqu'à Torigine des coulées, on voit qu'elles émanent toujours de pépérites massives, appartenant à la seconde zone. On peut supposer qu'au moment de la pénétration des dykes basaltiques, des pressions considérables étaient en jeu ; Técrasement des éléments granitiques au contact du dyke basaltique signalé par M. Lacroix en est une preuve directe ; la stratification développée dans les pépérites de la zone externe peut en être considérée comme une preuve indirecte. Enfin, l'observation sur le terrain permet aussi de constater des preuves de ces pressions. A Gergovia, notamment, j'ai signalé dans les calcaires métamorphisés dutott des pépérites des tubulures verticales creusées par des fragments de basalte qui sont restés dans le fond de la cavité. Les coulées pépéritiques partant toujours d'un point où la zone médiane compacte affleure, on est conduit à admettre que dans ces points où la pression interne n'était plus contre-balancée par la résistance des sédiments, la masse pépéritique a été poussée à l'extérieur où elle a faiblement débordé comme une masse pâteuse ; cet état de viscosité existait bien réellement, car on peut la voir, en de nombreux points, moulant très exactement les irrégularités et les aspérités des bancs calcaires. Ces masses pâteuses étaient certainement à une température élevée ; partout, en effet, où Ton peut observer leur base, on voit qu'elles ont développé sur les sédiments une zone de calcaire recristallisé jaune ou brun» qui suit très fidèlement toutes les irrégularités du sol.

Parfois, les pépérites ont été remaniées par les eaux et l'on observe alors des formations mixtes composées de parties variables d'éléments alluviaux et de produits pépéritiques.

Ajoutons encore que les dykes basaltiques avec leur auréole pépéritique ont été suivis par des émanations tbermales^solfatariennes en quelque sorte, qui ont déterminé la formation des innombrables fllonnets d'aragonite, d'oxyde de fer, peut-être môme de gypse, et aussi de bitume, qui sillonnent toute la masse éruptive et se répandent souvent dans les sédiments voisins. Les zéolites, au contraire, ont pris naissance au moment même de la formation des pépérites, comme Ta démontré M. Gonnard.

En résumé, d'après les faits d'observation directe, voici comment on peut comprendre la formation des pépérites :

Les pépérites sont les salbandes des dykes basaltiques à travers les sédiments marneux. Sous l'influence des pressions considérables et des quantités énormes de vapeur d'eau qui émanaient du magma éruptif, les marnes ont été fragmentées, pulvérisées, puis cimentées par le basalte. Dans la partie la plus rapprochée du dyke, il s'est ainsi formé une brèche éruptive compacte. Cette brèche, produite sous une pression considérable, pouvait s'échapper et s'épancher à l'extérieur, lorsque la couverture de terrains sédimentaires était suffisamment mince. Parfois même, il y avait éruption et quelques produits basaltiques étaient projetés^ Ailleurs, il se développait entre les sédiments normaux non atteints par l'imbibition basaltique et la brèche éruptive, une

Mi ÉTUDES GÉOLOGIQUES SUR LA LIMAGNE

zone mixte daas laquelle les parlies sédimenlaires étaient en proportion plus f^rande. La pression y développait en outre une fausse stratification sensiblement parallèle à la surface du dyke. En somme, il y a eu intrusion du basalte dans les marnes qui ont été fragmentées et intimement pénétrées par le magma volcanique Celte modiGcation spéciale des marnes, par suite de l'intrusion du basalte, pourrait être appelée, d'après le produit, une péptritisation.

D'après les caractères stratigraphiqueset paléontologiques, on peut se convaincre que cette éruption du basalte qui a pépérilisé les marnes, commencée à la fin du Pliocène supérieur, s'est terminée vers le milieu du Quaternaire, à l'époque interglaciaire.

Nous avons réuni dans le schéma suivant l'ensemble du phénomène pépéritique.

! péri tique.

Z Calcaire.

Piipi^rites

léroler

IDI

On conçoit facilement les variations que peuvent présenter ces formations pépéritiques et les aspects si différents que l'on peut observer suivant la zone considérée, la nature des sédiments traversés, la direction du dyke, etc. Et l'on arrive à se convaincre aussi que, malgré ces différences, les pépérites conservent toujours les mènics caractères générauï, comme l'a affirmé M. Michel Lévy, et ne méritent nullement plusieurs noms différents, appartenant toutes à une formation unique. Ces faits, d'ailleurs, ne sont pas spéciaux à la Limagne, ils se retrouveront partout où le l)asalte traverse des marnes.

Si nous revenons maintenant au résumé si complet de la question des pépé-

rites, fait par M, Michel Lévy en 1890, et que nous examinions les ai^uments

à Tappui de Thypothèse sédimentaire des pluies de scories dans les lacs oligocènes.

i^ Interstratification apparente sur de grandes étendues, de certains bancs de pépérite ;

2^ Existence de fragments aigus de scories basaltiques dans des lits calcaires en apparence non remaniés et fossilifères ;

3® Enfin le gisement de certaines coquilles intactes dans des conditions telles qu'elles semblent postérieures aux cavités des scories ou môme aux produits secondaires (aragonite) qui ont accompagné la pluie de cendres dans les flaques d'eau aquitaniennes.

On peut démontrer que ces arguments reposent sur une étude superficielle des faits.

i® L'interstratification apparente des pépérites, d'ailleurs très rare, se produit, à notre connaissance, dans trois cas diiïérents :

a) Lorsqu'un dyke horizontal est assez éloigné de la surface pour que la zone périphérique stratifiée apparaisse seule. De pareilles pépérites ne se montrent qu'au flanc des coteaux escarpés lorsque les couches du toft ont pu servir à maintenir la pression nécessaire au développement de la stratification (Gergovia). Vers le fond des vallées ou sur les pentes faibles, les pépérites massives ou les coulées se montrent seules. En suivant de pareilles couches, on voit leur direction varier rapidement et prendre des inclinaisons très fortes, incompatibles avec l'hypothèse sédimentaire. Le phénomène se produit en hauteur et non en surface, comme cela arriverait dans le cas de pluies de cendres ; enfin, toutes les roches en contact avec les pépérites ou englobées dans leur masse sont métamorphisées.

b) Lorsqu'un lit de marne assez mince compris entre deux bancs calcaires se trouve assez rapproché d'un dyke. Le basalte pénètre alors plus facilement dans les marnes, s'éloigne davantage. Dans ce cas, il y a bien interstratification, mais produite ultérieurement ; les calcaires sont métamorphisés, parfois très légèrement, il est vrai, sur leur surface en contact avec les pépérites ; jamais, dans ces conditions, ils ne présentent le moindre fragment de basalte ; on ne comprend pas pourquoi les projections se seraient arrêtées pendant le dépôt du calcaire pour reprendre pendant la formation des marnes. D'ailleurs, le phénomène est très localisé et ne s'observe qu'à une faible distance du dyke basaltique.

e) Lorsque des produits pépéritiques se trouvent mélangés à des éléments détritiques déposés probablement par un ancien cours d'eau. Ces apparences, difîiciles à expliquer, ne s'observent qu'au puy de Mur. Mais on peut affirmer que leur formation est post-oligocène, car : 1^ là où leur base est visible, on les voit en effet appliquées sur l'oligocène qu'elles ravinent ; 2o elles sont indépendantes du substratum oligocène, et elles passent sur les failles sans être influencées.

Si, quittant le détail des faits, on envisage Vinterstratificatian apparente sur de grandes surfaces, V apparence elle-même cesse. Les pépérites apparaissent par-

m ÉTUOfiS GÉOLOGIQUES SUR LA LIMAGNfi

tout OÙ un dyke basaltique traverse des marnes ou des sédiments peu cohérents, quel que soit leur âge. Les pépérites du puy de Saint-Romain, par exemple, qui, au Sud, traversent les couches du Stampien moyen et même de la base du Stampien supérieur, arrivent vers Mirefleurs dans le Stampien inférieur. De même celles du puy de Mur émergent d'horizons très divers. Cette apparence résultait d'une conception trop simple de la tectonique des couches oligocènes qui, partout, sont disloquées par des failles très rapprochées et n alTectent nullement, dans l'exemple cité plus haut, une allure régulière à inclinaison continue du Sud vers le Nord. Partout il y a indépendance absolue entre l'allure et TÀge des couches oligocènes d'une part et les pépérites de l'autre- Le seul rapport existant parfois est celui des pépérites avec les failles du substratum qui ont livré passage aux dykes basaltiques et ce rapport ne s'accorde nullement avec Thypothèse sédimentaire ;

2® L'existence de fragments aigus de scories basaltiques dans des lits calcaires en apparence non remaniés et fossilifères, est un phénomène très rare. Nous ne l'avons observé que dans les bancs calcaires bordant ou recouvrant immédiatement un massif pépéritique et seulement lorsque ces bancs sont en contact avec la zone médiane du dyke, à pépérites compactes. Ces faits que Ton peut observer à Gergovia, à Busséol, résultent d'une façon évidente, d'intrusion de fragments basaltiques dans le calcaire. Certaines pépérites stratifiées, très fines, ressemblent beaucoup au calcaire et peuvent donner l'illusion de bancs calcaires avec lits de scories basaltiques (Gergovia) ; mais ces prétendus calcaires ne renfer^ ment que très peu de carbonate de chaux (encore est-il cristallisé autour des éléments constitutifs) et ne donnent pas toujours d'effervescence par l'attaque aux acides.

3^ Quant à la présence de fossiles conservés dans les pépéritss elle est réelle. On y trouve*d'une part, Elephas fneridionalist Equus caballuSy etc.» et d'autres formes des temps quaternaires qui sont en place dans les pépérites en contact avec les eaux au moment même de leur formation, et> d'autre part, des fossiles oligocènes (Hydrobies, Hélices, Phryganes). Mais ces derniers appartiennent à des blocs arrachés au substratum et insuffisamment métamorphisés pour que les empreintes de fossiles aient disparu ; parfois même ces blocs ont été pénétrés par des fragments de basalte comme on peut l'observer sur des morceaux de calcaire à phry* gane à Gergovia (ces faits sont surtout nets dans les calcaires du toit des pépé^ rites, relevés en corniche, et pénétrés de bas en haut, par des fragments de basalte).

De l'examen de tous les lambeaux pépéritiques étudiés plus haut, il résulte :

i* Que les pépérites sont bien un phénomène ûlonien, comme l'avait indiqué Pomel à la suite de l'examen de rares lambeaux et comme l'a surtout affirmé M. Michel Lévy après l'étude de la formation entière;

2* Qu'elles sont dues à une imbibition des marnes par le basalte, dont la pénétration était facilitée par la vapeur d'eau à haute pression ;

3*^ Que la plupart des pépérites ont pris naissance à la fin du Pliocène supé-

rieur, mais elles ont continué à se produire dans la première partie des temps quaternaires jusqu*à la période interglaciaire ;

4^ Que ces phénomènes ont été suivis d'émissions abondantes de sources thermales qui ont déposé Taragonite, le fer et le bitume ;

5» La sortie des dykes basaltiques des pépérites a coïncidé avec les derniers phénomènes de tassement qui ont achevé la formation de la Limagne. Ce tassement a déterminé l'ascension irrégulière du magma éruptif, dont les apophyses entourées de pépérites dans les sédiments, sont successivement mises au jour par rérosion.

Comme on le voit, ces conclusions concordent pleinement avec celles de M. Michel Lévy ; elles comportent seulement une relation plus étroite entre les marnes et les pépérites .

Est il permis de généraliser et de conclure que toutes les pépérites sont postoligocènes ? Nous le croyons très fermement car nos observations ont porté sur la presque totalité des affleurements pépéritiques visibles et que rien dans nos recherches, cependant détaillées, sur les terrains sédimentaires ne nous a révélé la présence de volcans oligocènes dans la Limagne.