89-SGN-275-AQI.Pdf
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SYNDICAT MIXTE DU DEVELOPPEMENT DU SARLADAIS RECHERCHE DE MATERIAUX COLORANTS NATURELS ET DE PIERRES DE DALLAGE CALCAIRE DANS LES CANTONS DE SARLAT, SALIGNAC-EYVIGUES, CARLUX ET DOMME (Dordogne) PROSPECTION PRELIMINAIRE D'INDICES BRGM ET ESSAIS DE VALORISATION par J.P. PLATEL 89 SGN 275 AQI Pessac, le 12 juin 1989 BUREAU DE RECHERCHES GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAI Service Géologique Régional Aquitainf Avenue du Docteur-Albert-Schweitzer - 33600 PESSAC Tél. 56 80 69 00 - Télex 540030 OGETEL - REF 1 2Í RESUME A la demande du syndicat Mixte de Développement du Sarladais des prospections de matériaux colorants naturels et de pierres de dallages ont été réalisées dans quatre cantons du Sud-Est du département de la Dordogne. Les contextes géologiques des différents indices ont été précisés et des guides et méthodes de recherches proposés pour une éventuelle phase de définition de gisements. Parmi les matériaux découverts, trois indices de matériaux colorants situés dans les altérites des calcaires ont été plus particu- lièrement retenus comme intéressants à la suite d'essais spécifiques ; leur utilisation dans le domaine des bétons et des faïences colorés peut être envisagé bien que le pouvoir colorant de ces matériaux soit nette- ment plus faible que celui des colorants synthétiques. L'extension des dalles calcaires d'âge Portlandien, identiques à la Pierre du Lot, déjà commercialisée dans le secteur de Cahors, a été reconnue et des essais de polissage ont été réalisés; les pierres testées prennent assez facilement un poli satisfaisant. - I - SOMMAIRE Pages 1 - CADRE GEOGRAPHIQUE . 2 - CONTEXTE GEOLOGIQUE 2.1 - Formations du Jurassique moyen et supérieur 2 2.2- Formations du Crétacé supérieur 4 2.3 - Formations du Tertiaire et altérites 5 3 - PROSPECTION D'INDICES DE MATERIAUX COLORANTS NATURELS .. 6 3.1 - Description des indices et analyse de leur situation géologique 6 3.1.1 - Les matériaux en place altérés 6 a) Sables argileux et argiles sableuses éocènes 7 b) Argiles vertes oligocènes 8 c) Sables fins crétacés 8 3.1.2 - Les matériaux résiduels et altérites 10 a) Altérites argilo-silteuses de plateau . 10 b) Altérites silteuses des cavités karstiques 11 c) Cuirasses latéritiques gravillonnaires 12 d) Cuirasses gréso-ferrugineuses 14 3.2 - Caractéristiques physico-chimiques des matériaux colorants 15 3.2.1 - Composition chimique des matériaux bruts . 16 3.2.2 - Caractérisation de la couleur des matériaux 19 - II - Pages 3.3 - Essais de valorisation industrielle 22 3.3.1 - Essais de fabrication de liants hydrauliques colorés 24 . Préparation et sélection 24 . Utilisations possibles 25 3.3.2 - Essais en pâtes céramiques 26 . Préparation et sélection 27 . Remarques sur les colorants naturels en utilisation céramique 28 3.4 - Conclusions sur la qualité des matériaux colorants 28 4 - PROSPECTION DES PIERRES CALCAIRES DE DALLAGE 30 4.1 - Contexte géologique des dalles du Portlandien .... 30 4.2 - Facteurs favorables à l'exploitation 31 4.3 - Facteurs défavorables à l'exploitation 32 4.4 - Les carrières en exploitation 32 4.5 - Essais de valorisation 33 4.5.1 - Porosité - gélivité 34 4.5.2 - Polissage 36 4.6 - Conclusions sur les pierres de dallage 37 5 - CONCLUSIONS GENERALES ET PERSPECTIVES 39 A la demande du Syndicat Mixte de Développement du Sarladais, le Service Géologique Régional Aquitaine du Bureau de Recherches Géologiques et Minières a réalisé une prospection d'indices de matériaux colorants naturels et de pierres de dallage calcaire sur l'ensemble des cantons de Sarlat, Salignac-Eyvignes, Car lux et Domine. Cette étude préliminaire à toute recherche de gisement, a permis d'une part de préciser le contexte géologique des différents indices pour comprendre leurs modes de formation et donc envisager, dans certains cas des guides de recherche pour prévoir des extensions possibles. D'autre part, des essais de caractérisation spécifique ont été réalisés pour les deux types de matériaux en recherchant plus particuliè- rement les critères permettant de trouver der possibilités d'utilisation industrielle comme colorants ou une meilleure valorisation des calcaires déjà exploités. 1 - CADRE GEOGRAPHIQUE ET CONTEXTE GEOLOGIQUE La zone étudiée est située à l'extrême Sud-Est du département de la Dordogne ; elle correspond aux territoires des quatre cantons de Salignac au Nord, Sarlat à l'Ouest, Carlux à l'Est et Domine au Sud, comprenant 44 communes ; la superficie totale de la zone étudiée est de 2 758 km , son extension étant de 50 km environ du Nord au Sud pour 20 km de largeur moyenne (fig. 1). FIGURE 1 BRGM59SGN275 Situation des cantons de la zone étudiée - 2 - Cette région est traversée en son milieu par la pittoresque vallée de la Dordogne encaissée entre de hautes falaises ; ses princi- paux affluents eux aussi assez encaissés dans les plateaux sont, au Nord, le ruisseau du Néa et, au Sud, le Céou. 2 - CONTEXTE GEOLOGIQUE A cause d'une telle superficie et des reliefs assez importants de cette région de Dordogne, ainsi que des structures géologiques (anticlinaux et synclinaux), les terrains géologiques portés à l'affleu- rement sont très variés. La structuration générale de cette région est assez simple puisque les couches s'enfoncent doucement du Nord-Est vers le Sud-Ouest, portant à l'affleurement des terrains de plus en plus récents dans l'axe du synclinal de Sarlat, c'est-à-dire le long d'une ligne passant par Tamniés, St-André d'Alias, Vézac, Domine, Nabirat. Les terrains anciens se relèvent cependant vers l'Ouest, dans l'anticlinal faille de St-Cyprien, Campagnac-les-Quercy, ramenant en surface des terrains dont la zone d'affleurement normale est située entre Salignac et Carlux. La série lithostratigraphique des couches dont certaines contiennent les différents matériaux recherchés peut se résumer ainsi depuis les anciennes jusqu'aux plus récentes. 2.1 - Formations du Jurassique moyen et supérieur Ce sont principalement des assises de calcaires fins en petits bancs le plus souvent dont l'épaisseur totale dépasse 300 m. Bathonien II est constitué de calcaires sublithograplhiques et de marnes noires à la base surmontés de calcaires oolithiques blancs, puis de calcaires bioclastiques à niveaux de calcaires finement cristallisés. - 3 - Ces terrains n'affleurent que sur les communes de Nadaillac, de Jayac et de Borrèze et un peu sur celle de Salignac. Callovien II correspond à des calcaires grisâtres micritiques en bancs décimétriques que l'on rencontre dans les zones précédentes au-dessus des terrains bathoniens ainsi que jusqu'à la vallée de la Dordogne (Peyrillac et Milhac, Cazoulès). Oxfordien C'est une assise peu épaisse (35 à 50 m environ) qui s'étend à rni-pente des reliefs entre Borrèze, Orliaguet et la Dordogne. Il s'agit de calcaires blancs à jaunes graveleux ou oolithiques, Kimméridgien Vient ensuite une grande épaisseur (120 m) d'alternances de marno-calcaires grisâtres en bancs décimétriques le plus souvent. Cette formation imperméable constitue les sommets des coteaux dans les communes d'Orliaguet, de Peyrillac et Milhac ; par contre, elle se retrouve par effet de pendage dans le fond des petites vallées qui traversent celles de St-Crépin, de Simeyrols et St-Julien de Lampón. Elle affleure également au Sud-Ouest de la zone étudiée (communes de Saint-Pompon et de Castelnaud-la-Chapelle) au coeur du grand anticlinal de Campagnac. Portlandien Sur plus de 170 m, se sont ensuite déposés des calcaires fins micritiques en petits bancs à joints ondulés avec des niveaux à lami- nites. Ils constituent les plateaux rocailleux du Causse de Florimont- Gaurnier, Bouzic et s'enfoncent peu à peu le long de la vallée du Céou dans les communes de Daglan et Saint-Cybranet. On les retrouve au sommet du plateau dans celle de Castelnaud-La-Chapelle. - 4 - 2.2 - Formations du Crétacé supérieur Après un retrait de la mer pendant 40 millions d'années (Crétacé inférieur), la région est de nouveau sous les eaux au Crétacé supérieur mais les faciès sont souvent plus détritiques. La puissance totale atteint 400 mètres. Cénomanien Cette formation très discontinue est constituée de marnes, argiles, calcaires et lignites connus à Simeyrols et à La Chapelle- Péchaud. Turonien Faites de calcaires crayeux blancs surmontés de sables, de grès et de marnes, les formations turoniennes affleurent de façon continue dans l'Est du secteur étudié depuis les communes de Jayac et Paulin au Nord jusqu'à celle de Carlux et St-Julien au Sud ; elles se retrouvent au Sud de la Dordogne entre Domme et Castelnaud. Coniacien La majorité des grands plateaux calcaires autour de Sarlat est constituée par les terrains du Coniacien : c'est cette formation qui donne notamment les grandes falaises jaunes bordant la Dordogne dans les environs de Beynac et La Roque-Gageac. Santonien-Campanien II s'agit de formations plus alternantes de calcaires crayeux et de grès ou de sables jaunes littoraux qui recouvrent le sommet des plateaux entre Sarlat et Archignac principalement. - 5 - 2.3 - Formations du Tertiaire et altérites Eocène Les calcaires crétacés et jurassiques ont été recouverts, après érosion des plateaux, par des dépôts continentaux sablo-argileux durant 1'Eocène sur quelques dizaines de mètres. Ce sont des sédiments souvent meubles où les eaux ont circulé en véhiculant les sels de fer qui en précipitant ont donné des oxydes de fer rouges à bruns, colorant souvent la masse complète. Des altérites au toit des calcaires existent aussi sous forme de cuirasses gravillonnaires latéritiques et d'argiles sableuses dans le fond des dolines karstiques sur les calcaires jurassiques principa- lement . L'érosion, plus importante au Nord de la zone étudiée, n'a épargné que quelques lambeaux de ces dépôts sableux ÍArchignac, Nadaillac, St-Crépin, Simeyrols, etc...). Par contre, ces dépôts affleurent largement au Sud de la Dordogne, Oligocène Très localement à l'Est de Domme, existe une formation d'ar- giles vertes avec des meulières, qui termine la sédimentation tertiaire de cette région.