CHAPITRE IT

VESTIGE D’UN NOUVEAU FAISCEAU SYNCLINAL (BLANZY- BERT) SUR LA BORDURE DU MASSIF GRANITIQUE DE LUZY, AUS. E. (SAINT-LÉON, LE-CREUSOT).

La région, qui s'étend au $. E. du massif granitique de Luzy, est en grande partie occupée par le géosynelinal permo-houiller de Blanzy-Bert ; ce géosynclinal forme une zone N. E. de 12 à 15 km. de largeur, régulièrement limitée par des failles importantes qui amènent en contact le Permien et le granite de Luzy vers le N. 0., les terrains gneissiques de Palinges, Mont Saint-Vincent et Châtel- Moron, vers le $. E.

Malgré cette couverture permienne, on peut reconnaître l’existence d’un nouveau faisceau synclinal hercynien séparant les deux aires granitiques anticlinales de Luzy et du Charollais, d'abord à l'existence de la bande gneissique de Palinges, Châtel-Moron, sur le bord de laquelle subsistent à Saint-Julien-sur-Dheune et vers Saint Bérain, deux minces esquilles de schistes dévoniens ou dinantiens conservés (bordure $. E. du géosynclinal permien), et aussi à l'existence de deux lambeaux plus vastes de terrains paléozoïques sur la bordure $. E. du massif granitique de Luzy et, par conséquent, sur la bordure N. O. du géosynclinal permien. Il ne faudrait pas croire d’ailleurs que les terrains paléozoïques constituent partout le fond du bassin d’effondrement ; il s’agit bien là d’un faisceau synclinal et non d’un seul synclinal ; le sondage de Charmoy, au milieu même de l'effondrement, a montré, à 900 m. de profondeur, le contact direct du Permien avec la granulite [81].

Je m’arrèêterai à l'étude des deux lambeaux de bordure dont les formations se rapprochent de celles rencontrées dans le faisceau synclinal du Morvan. L'un, celui de Saint-Léon, est sitvé franchement au S.0., constituant le premier contrefort septentrional de la chaîne du Forez, entre les vallées de la Loire et de l'Allier ; l’autre se trouve à assez grande distance de ce dernier, vers le N. E., entre Montcenis et le Creusot. Le premier flotte sur une réapparition du massif granitique de Luzy, séparée de ce dernier par un détroit qui a admis l’Aquitanien et dans lequel coule actuellement la Loire; le second est appuyé sur la retombée même du massif de Luzy, vers le S. E.

Lambeau de Saint-Léon, Châtel-Perron. — Les formations de ce lambeau

ont fait l’objet d’une note de M. Michel-Lévy [38] qui a marqué une étape considérable dans l’étude du métamorphisme granitique. C’est en effet dans la carrière du Châtellier, au Nord de Saint-Léon, que furent recueillis, au contact même du granite, les échantillons de schistes métamorphisés dans lesquels il découvrait les types de feldspathisation par juxtaposition et superposition, aujourd’hui classiques.

Sur la feuille de Charolles, publiée en 1892, M. Michel-Lévy a tracé les contours des différentes formations avec une absolue précision, en particulier ceux du granite, ceux de la bande calcaire, ceux des quartzites blancs.

Je n’apporterai de données nouvelles qu’au point de vue des âges à attribuer aux différentes formations et à celui du métamorphisme qui est plus étendu que ne l'avait indiqué mon devancier, puisqu'il intéresse le lambeau dans son entier. Je signalerai également l'existence, dans les schistes de Saint-Léon, du chloritoïde, minéral non encore reconnu dans le Plateau Central.

La succession, autrefois établie, était la suivante : au N. O. du lambeau, le granite, souvent amphibolique, formait le soubassement du Précambrien supposé ; ce granite affleure en grand dans les environs de Châtel-Perron, mais n'apparaît que dans le fond des vallées, très caché sous le revêtement de terrains tertiaires (vers Marcellange et Coulon).

Une grande bosse de granite, non amphibolique, apparaît autour de Sorbier, au Sud du lambeau, en coin au milieu des bandes paléozoïques qui viennent du N. E.; la feuille de Charolles y indique des contacts par faille; je crois au contraire que les couches s’enfoncent dans le granite ; elles sont en effet très métamorphisées au contact.

Sem PAC x

Fig. 25. — Coupe de St-Léon à la Douaire.

t. revêtement argilo sableux, p Saxonien, c. Tournaisien, 1. quartzites, grès blancs arkosiens métamorphisés, 2. schistes noir verdâtre ou gris, métamorphisés (M. chloritoïde, andalousite), f. schistes micacés et feldspathisés famenniens ? g. calcaire marmorisé, schistes amphiboliques, frasniens, +. granite à amphibole, F. faille, B. brèche de friction. Echelle

M. Michel-Lévy distinguait au-dessus du granite : un Précambrien formé par les schistes micacés, maclifères et feldspathisés (une bande de marbre siliceux, contenant une lentille de schistes amphiboliques à la carrière de Saint-Léon, ÿ est interstratifiée sur plus de 10 km. de long); au-dessus de ce Précambrien, une série d'assises, particulières au lambeau de Saint-Léon (grès et quartzites blancs avec petits caillous roulés de quartz et de schistes maclifères, puis schistes sati-

nés, parfois très chargés de graphite).

Voici les conclusions auxquelles m'a conduit l’étude du lambeau de Saint-Léon : les quartzites et poudingues blancs et les schistes, souvent graphiteux, de la partie supérieure doivent être parallélisés avec les schistes et quartzites de la base du Dinantien, que l’on trouve entre Perrigny et Luzy, sur la bordure du granite de Luzy. Ce sont des faciès spéciaux, dus au métamorphisme du granite.

Les quartzites blancs se rencontrent suivant deux bandes; celle de l’Est est dirigée N.S , allant de Beaury à «le Seu » en passant par le sommet 406 à l'Ouest de Montperoux ; celle de l'Ouest est très développée au Nord et à l'Ouest de « Le Puy » (points 375 et 442) et se retrouve vers Bois-Rosier et le Colombier. Ces quartzites sont constitués par des grains de quartz assez fins, nourris de quartz secondaire et reliés par un ciment siliceux ; ils contiennent fréquemment des débris de feldspath kaolinisé, parfois des débris charbonneux qui leur donnent une couleur noire. Îls se chargent de mica blanc dans la bande voisine du granite et contiennent, sur le chemin du cimetière de Saint-Léon aux Lorrains,de la pyrite, en abondance; ils rappellent alors absolument les quartzites des environs de Chiseuil. Je n’ai pu retrouver les poudingues à petits galets de quartz et de schistes maclifères, que M. Michel-Lévy signale à leur base, qu'en débris dans les champs du hameau des Thomas où les affleurements sont aujourd'hui très mauvais. Je crois que ces poudingues ont, en entier, subi le métamorphisme du granite comme les poudingues des bois de Luzy ; ce métamorsphisme est plus saisissabie dans les galets de schistes, devenus maclifères, que dans la gangue quartziteuse, simplement chargée de quartz secondaire et de mica blanc.

Les schistes, compris entre les deux bandes de quartzites ou situés à l'Est et à l'Ouest, peuvent tous rentrer dans la catégorie des schistes psammitiques, noir verdâtre, dinantiens ou famenniens du Morvan; ils sont plus ou moins charbonneux et ne paraissent nulle part exempts de métamorphisme ; aux environs de Montperoux, à l'opposé du massif granitique de Châtel-Perron, je les ai trouvés maclifères et micacés ; sur le chemin de Beaury (point 328) ils contiennent de beaux cristaux d’andalousite ; entre les deux bandes de quartzites (le Puy, le Moulin-à-Vent, la Faye, les Villards, les Marines), ils sont également micacés et maclifères ; à l'Ouest de la butte du Moulin-à-Vent (411 m. au S$. O. de Saint-Léon), dont le sommet est constitué par une réapparition de quartzites blancs, les schistes sont très graphiteux et se chargent d’andalousite, en eristaux bien formés et de chloritoïde en losanges, visibles à l’œil nu. Au voisinage immédiat du granite, les schistes sont micacés, maclifères et feldspathisés.

La couche calcaire, puissante d'environ 40 m. qui se suit très régulière ment sur environ 10 km. de long, depuis les Gouttes-Pommiers jusqu’au Colombier (carrières du Moulin-de-la-Roche, des Thomas, de Saint-Léon, de l'étang de Bois-Rosier, du Colombier) est constituée par un marbre blanc très cristailin, dans lequel on ne peut déceler ni à l’œil nu, ni au microscope, de traces de fossiles; par sa situation stratigraphique, inférieure aux quartzites et aux schistes d'apparence tournaisienne ou famennienne et par l’absence de discordance manifeste, elle se place à un niveau vraisemblablement dévonien supérieur. Le

métamorphisme s’y est principalement traduit par une marmorisation générale, et, localement, par la production d’amphibole dans les couches schisteuses immédiatement voisines (carrières de Saint-Léon) ; c'est à la digestion de semblables niveaux calcaires, récurrents plus à l'Ouest, que l’on peut attribuer la naissance du granite à amphibole de Châtel-Perron.

La direction moyenne des couches est N. N. E.; leur pendage se fait généralement vers l'Est; toutefois, les couches de la carrière de St-Léon pendent vers l'Ouest.

Au point de vue tectonique, la bande calcaire dévonienne paraît jalonner un anticlinal; les quartzites et schistes dinantiens, situés au S. E., dessinent une aire synclinale plissée. L'existence sous les murs du cimetière de St-Léon, au milieu des schistes micacés et maclifères, en couches pendant d'environ 509 vers l'Est, d’une brèche contenant des débris assez fins de quartzites, d’arkoses et de schistes maclifères, indique le passage de frictions tangentielles et vient à l’appui de l'hypothèse d’un charriage important. Le lambeau paléozoïque de St-Léon apparaît donc comme composé de formations dévoniennes et dinantiennes, tout entières métamorphisées, sur la bordure $. E. du massif granitique de Luzy.

Le fait le plus important, que j'ai cherché à mettre en lumière, est que les quartzites subissent localement l’influence métamorphisante évidente de la granulite et deviennent tout à fait comparables aux quartzites de Chiseuil. Quant aux schistes, qu'ils soient supérieurs aux quartzites ou voisins de la bande de marbre, ils contiennent partout les traces du métamorphisme du granite : mica noir secondaire, chiastolite et andalousite en cristaux bien formés, chloritoïde,etc. La feldspathisation y est admirable, comme l’a montré M. Michel-Lévy, au Chàtellier, aux Ecures, etc. Malheureusement la carrière du Châtellier est maintenant éboulée et recouverte de végétation.

La couche de marbre de St-Léon est une de celles que l’on peut suivre sur la plus grande longueur ; reconnue sur environ 10 kilomètres de long, elle a montré, à St-Léon même, le passage du calcaire aux amphibolites et à des roches dioritiques. On exploite encore au voisinage des Gouttes-Pommiers, à son contact avec les filons de quartz, abondants dans le pays, le minerai de manganèse. Ces filons, de l’âge des arkoses triasiques, très rectilignes et très prolongés, montrent, ici encore, leurs principales caractéristiques : richesse en pyrites de fer, émigrant, à leur salbande, dans les schistes voisins et s’oxydant en chapeau de fer, à la surface (les gisements superficiels d’hématite ont été généralement exploités par le Creusot) ; précipitation de minerai de manganèse au contact des calcaires, aux Gouttes-Pommiers, comme à Champ-Robert.

Lambeau de Montcenis, le Creusot. — Au N. 0. du Creusot, le massif granitique d’Antully, prolongement vers l'Est de celui de Luzy, présente en bordure du géosynclinal permo-houiller de Blanzy-Bert, un lambeau de terrains paléozoïques conservés, M. Delafond s'exprime ainsi à son sujet, dans un important ouvrage de topographie souterraine publié en 1902 : « Le gisement houiller du Creusot « forme un golfe qui pénètre profondément dans une formation de schistes et « quartzites, classés jusqu’à nouvel ordre comme Dévonien » [96, 1, p. 92].

C’est qu’en effet, dans la première édition de la feuille d’Autun, M. Michel-Lévy y avait distingué, en 1879, une puissante masse de schistes et de quartzites dévoniens, reposant au Nord sur une mince couche de schistes maclifères précambriens (x).

L'étude du lambeau m'a conduit aux constatations suivantes. Sur sa bordure S. O. que longe la route du Creusot à Marmagne, durant les deux premiers kilomètres, affleurent des schistes gris verdâtre foncé, psammitiques (dirigés N. 60à 65° E. avec pendage de 20° vers le S. E.), contenant quelques intercalations gréseuses ou tuffacées, qui rappellent les schistes famenniens des environs de Bourbon-Lancy.

SU 9"ede la Marolle

Fig. 26. — Environs du Creusot, au N. O. (en plan) ; extension du Tournaisien et du Famennien.

p. Saxonien, h. Stéphanien, c. Tournaisien, poudingues et schistes, ©, les mêmes métamorphisés, f. Famennien, schistes psammitiques, 4. granite. Echelle 65.000°.

En remontant perpendiculairement à cette première direction, c’est-à-dire vers le N. N. O., à la butte 520 m. à l'Ouest des Alouettes, ou à la butte 502 m. au N. O0. de Montcenis, on voit les couches schisteuses s'enrichir en bancs gréseux et supporter des assises de poudingues à galets de quartzites lustrés et de quartz et à pâte quartziteuse, d’un faciès absolument analogue à celui des poudingues tournaisiens, si fréquemment rencontrés dans le faisceau synclinal du Morvan. Ces poudingues forment une zone N. 600 à 70° E., qui, plus ou moins mélangée de niveaux schisteux interstratifiés, occupe toute la surface du lambeau paléozoïque, dans sa partie centrale et septentrionale. Ils se retrouvent, en effet, vers l'extrême pointe du lambeau, à l'Est, dans la montagne de la Marolle, vers le Nord, à la Croix du Lot et vers le $S. O. à la Châtelaine, sur la route de Montcenis à Prix.

Le métamorphisme est très prononcé sur toute la lisière du lambeau, le long du granite ; il y forme des schistes micacés, maclifères et feldspathisés et des

LES TERRAINS PRIMAIRES DU MORVAN ET DE LA LOIRE 145 poudingues métamorphisés. La figure 27 est une coupe N. N.O.-S.S,E. transversale au lambeau, passant entre la butte des Alouettes et la butte 320 ; elle montre la position du flottement paléozoïque, plongeant légèrement vers le S. E. et venant s’enfoncer au Nord dans le granite des sommets 500 et 492 de la montagne de la Marolle ; elle indique combien le granite est proche en profondeur ; il affleure, en effet, suivant une petite bosse au milieu des poudingues feldspathisés, sur la route du Creusot à Vaumorlin, en haut du hameau des Riaux. La route de Marmagne, au N. O. de la croix de mission de Montcenis, est également instructive à ce sujet ; le granite affleure le long du ruisseau qu’elle longe, alors que les hauteurs, à l’Est, sont garnies par les poudingues métamorphisés.

Fig. 27. — Coupe à l'Ouest du Creusot (entre la butte des Alouettes et le sommet 520).

p. Saxonien, h. Stéphanien, c. Tournaisien, poudingues et schistes métamorphisés vers le granite, f. Famennien, schistes psammitiques, y. granite, F. faille. Echelle 20.000: (hauteurs amplifiées 2 fois).

En résumé, le lambeau paléozoïque qui s'étend dans une direction N. 600 E. au N. 0. du Creusot, comporte une base schisteuse, probablement famennienne, surmontée par des poudingues tournaisiens, largement développés au N.O., contenant des alternances schisteuses ; l’ensemble flotte sur le granite qui y a formé une auréole de terrains métamorphisés.

Des filons de microgranulites et de porphyrites micacées (N. 1150 E.) y sont abondants, en particulier sur la route de Marmagne.

Le lambeau de St-Léon fait-il réellement partie du faisceau synclinal de Blanzy-Bert? — Le lambeau paléozoïque du Creusot semble bien appartenir au nouveau faisceau synclinal hercynien, dont l’existence est nettement prouvée par la présence de la vaste zone gneissique, allongée du $S. O. au N. E. entre Paray-le- Monial et Givry, au N. O. du massif granitique du Charollais.

Mais en est-il de même du lambeau de St-Léon ? Ce dernier pourrait aussi bien être considéré comme situé sur le prolongement du faisceau synclinal du Morvan ; les terrains que l’on y rencontre, marbre dévonien, quartzites blancs, schistes maclifères tournaisiens ont la même direction N. N. E. et les mêmes faciès que le Dévonien et le Tournaisien qui terminent, entre Gilly et Perrigny, le faisceau synclinal du Morvan. La couche très continue de marbre de St-Léon ne paraît-elle pas la prolongation naturelle des calcaires de Diou, Gilly ou de ceux de Fontête, la Vallée ? Le pendage des couches vers le S. E. loin d’être un

argument contre cette hy pothèse, la confirmerait plutôt. Nous avons vu, en effet, que les quartzites des environs de Chiseuil plongent également vers l'Est, venant s’enfoncer dans le granite de Luzy.

Quant à la présence d’un grand massif granitique, s’annonçant au N. O. du lambeau, par les affleurements de Châtel-Perron et de Marcellange, elle ne prouve pas absolument la prolongation dans cette direction de l’aire anticlinale granitique de Luzy. Elle pourrait simplement correspondre aux bosses de terrains métamorphisés, situées au Nord des carrières de Gilly et autour de Bourbon- Lancy, qui indiquent une remontée du granite sur la bordure occidentale du faisceau sgnelinal du Morvan en cette région.

Quelques arguments, par contre, viennent à l'appui de l'hypothèse inverse, plaçant le lambeau de St-Léon sur la prolongation du faisceau synclinal de Blanzy-Bert. La réapparition du géosynclinal permien, au Nord-Est, coïncide en direction avec ce faisceau synclinal hercynien et semble avoir choisi son emplacement pour se former ; la situation du lambeau de St-Léon est assez semblable à celle du lambeau du Creusot ; tous deux bordent l’affaissement permien ; toutefois la direction des terrains paléozoïques est parallèlle aux plis permiens dans ce dernier, non dans le premier où elle est plus N.-S. L'existence d’un lambeau de gneiss à l'Ouest du Donjon, sur la bordure $. E. du Permien de Bert, qui constitue le prolongement évident du faisceau gneissique de Palinges, Mont-St-Vincent, prouve le passage du faisceau synclinal Blanzy-Bert en cet endroit.

Il est possible de concilier les deux hypothèses de la manière suivante : supposer le massif granitique de Luzy formant une vaste lentille fermée au S. O. ; le faisceau synelinal du Morvan se rapprocherait beaucoup du faisceau synclinal Blanzy-Bert dans la région de St-Léon, le Donjon, par abaissement des axes tectoniques de l'aire anticlinale granitique de Luzy. Le lambeau de St-Léon appartiendrait à l’un des anticlinaux [ ou II du premier faisceau ; le gneiss du Donjon appartiendrait au deuxième faisceau.