Der Piégut-Pluviers-Granodiorit ist ein kalkalkalisches Granodioritmassiv am Nordwestrand des variszischen Massif Central in Südwestfrankreich. Sein Abkühlungsalter wurde mit 325 ± 14 Millionen Jahren BP datiert (Unterkarbon, genauer Oberes Mississippium, Serpukhovium).
Geographisches mini|300px|Plagioklasreicher Paragneis von Nontron mit großen Porphyroblasten – Wirtsgestein des Granodiorits
Das Granodioritmassiv, früher auch als Massif granitique de Nontron (Granitmassiv von Nontron) oder als Granite à biotite d'Abjat (Biotitgranit von Abjat) bezeichnet, ist nach Piégut-Pluviers, einer Gemeinde im Norden des Arrondissements Nontron im Département Dordogne benannt, welche mitten im Massiv liegt. Es hat in etwa die Gestalt eines um 180° gedrehten Kommas mit einem nahezu viereckigen Zentralteil im Süden, der seinerseits in die Südwest-Nordost-Richtung verdreht ist. Dieser Zentralteil besitzt einen dreieckigen, nach Norden spitz zulaufenden Fortsatz. Der Zentralteil misst in Nordost-Südwest-Richtung maximal 15,5 Kilometer, in Südost-Nordwest-Richtung 15 Kilometer.
Der Fortsatz hat in etwa eine Länge von 10 Kilometer, wird jedoch vom eigentlichen Massiv noch durch ein sehr dünnes, in etwa 100 Meter mächtiges Gneisseptum (rund 100 Meter dicke Zwischenlage aus migmatitischem Paragneis, dem Bussière-Badil-Paragneis) abgetrennt.
Auch im Süden des Hauptmassivs finden sich im Savignac-de-Nontron-Paragneis noch drei weitere kleinere Apophysen (Abzweigungen in das Nebengestein), die sich entlang einer Südsüdost-streichenden Störung aufreihen (Vorkommen bei Le Petit Villars, Brin und Beaumont – alle zu Saint-Pardoux-la-Rivière gehörend). Das nördlichste und größte Vorkommen bei Le Petit Villars liegt 1,6 Kilometer vom Hauptmassiv entfernt und wird rund 700 Meter lang. In den umgebenden Paragneisen wurde der Isograd des Alkalifeldspats überschritten und somit Anatexis erreicht.
Das Granodioritmassiv beansprucht insgesamt rund 250 Quadratkilometer Oberflächenausdehnung. Sein niedrigster aufgeschlossener Punkt liegt auf 135 Meter am Westrand und sein Kulminationspunkt auf rund 375 Meter Höhe über N.N im Nordosten. Das Massiv stellt folglich eine ganz leicht nach Südwest einfallende Pultscholle dar, die in ihrem Inneren nur relativ geringe Reliefunterschiede aufweist.
Hydrographie mini|300px|Profil entlang des Ruisseau de la Côte, einem rechten Nebenfluss des Bandiats. Der Profilknick gibt die Randstörung des Zentralmassivs zu erkennen.
Die Pultscholle des Granodioritmassivs wird von mehreren Flussläufen durchzogen, so beispielsweise im Südosten und Süden vom Bandiat und seinen kleinen Nebenflüssen, im Zentralabschnitt von der Doue und am Nordrand vom Trieux. Die nördliche Apophyse wird von der Tardoire durchquert. Die Fließrichtung ist generell Südwest. Der Bandiat hat sich beispielsweise bei Nontron in ein rund 100 Meter tiefes Canyon eingegraben, in dem er mäandriert.
An rechtsseitigen, von der Pultscholle herabkommenden Nebenflüssen des Bandiats (beispielsweise am Ruisseau de Vergnes und am Ruisseau de la Côte) ist eine Verjüngung des Flussprofils zu beobachten, welche auf eine Heraushebung der Pultscholle entlang der Randstörungszone des Massif Central hindeutet (mit einem Versetzungsbetrag von gut 15 Meter). Die Anhebung der Trogschulter des Bandiat-Grabens stellt folglich ein recht junges Phänomen dar, da das Flussprofil nach wie vor empfindlich gestört ist und noch nicht ausreichend Zeit hatte, sich an das neue Basisniveau anzupassen. Die Bewegungen dürften somit ins Quartär datieren – wahrscheinlich Oberes Pleistozän oder jünger.
Die Flüsse haben während der Würm-Kaltzeit und während des Holozäns ihr Alluvium abgelagert (Formation K bzw. Fy-z oder Fz). Neben der eigentlichen alluvialen Sedimentlast kann auch erodiertes pleistozänes Kolluvium (siehe weiter unten) und auch eiszeitlicher Hangschutt mit eingearbeitet sein. Die Mächtigkeit der Ablagerungen ist nur gering – wenige Meter. Sie bestehen gewöhnlich aus einem ziegelroten, plastischen Tonstein, in den Kiesel aus Quarz und Granodiorit eingebettet sind. Darüber legen sich dann typische, sandig-schluffige Überlaufsedimente.
Geologischer Überblick mini|400px|Geologische Karte des Saint-Mathieu-Doms
Im Osten, Nordosten und Norden wird das Granodioritmassiv (Einheit PPG auf der geologischen Karte) vom Saint-Mathieu-Leukogranit und dessen Äquivalenten umgürtet (Einheit SML), welcher mit 315 ± 17 Millionen Jahre BP etwas jünger ist (Pennsylvanium, Bashkirium). Im Südosten und Nordwesten begrenzen das Massiv verschiedene Paragneise (Einheit P). Auf seiner Süd- und Südwestseite wird es größtenteils von Sedimenten des Lias, welche dem Aquitanischen Becken angehören, transgrediert. Zusammen mit dem Saint-Mathieu-Leukogranit bildet das Massiv eine parautochthone strukturelle Aufwölbung im Grundgebirge, den so genannten Saint-Mathieu-Dom.
Zu den Paragneisen zeigt der Granodiorit öfters keine scharfen Kontaktverhältnisse, es besteht vielmehr ein diffuser Übergangsbereich, der sich über mehrere hundert Meter hinziehen kann und in welchem sich Granodiorit- und Gneislagen wiederholt miteinander verzahnen. Dies lässt darauf schließen, dass die Paragneise die Ausgangs- bzw. Wirtsgesteine des Granodiorits darstellen.
Strukturell lässt sich in diesem Abschnitt des westlichen Massif Central folgender Aufbau erkennen (vom Hangenden zum Liegenden): Obere Gneisdecke (Einheit UGU) Untere Gneisdecke (Einheit LGU) Parautochthoner Glimmerschiefer mit Leukogranit (Einheit PMU) Granodiorit und Leukogranit Paragneise (wie beispielsweise der Nontron-Paragneis und der Bussière-Badil-Paragneis)
Allgemeine Einführung Die tektonomagmatische Entwicklung des Massif Central lässt sich in vier große Abschnitte unterteilen. Nach einer anfänglichen, eovariszischen Subduktion am Nordrand Gondwanas im Verlauf des Silurs (430 bis 400 Millionen Jahre) stellten sich Hochdruckbedingungen ein (2 Gigapascal und 700 °C), dokumentiert durch metamorphosierte Eklogitüberreste einer ozeanischen Kruste, konserviert in den beiden Gneisdecken. Die folgende mesovariszische Kontinentalkollision im Zeitraum 400 bis 340 Millionen Jahre führte zu Deckenstapelung und war begleitet von einer Regionalmetamorphose des Barrow-Typs, wobei im Limousin erstmals anatektische Schmelzen entstanden. Generell lassen sich die anatektischen Schmelzbildungen ihrerseits in zwei Typen unterteilen – die Magmatite der kalkalkalischen Limousin-Tonalitlinie ab 370 Millionen Jahren und ab 359 Millionen Jahren die peraluminosen Magmatite des Guéret-Typus. Letztere erscheinen als riesige Lakkolithen und werden überwiegend aus Cordierit- und gelegentlich auch Hornblende-führenden Biotitgraniten aufgebaut. Der Piégut-Pluviers-Granodiorit wird als ein später Vertreter dieses Typs angesehen, was insbesondere durch seine Hornblende-Fazies nahegelegt wird.
Während der anschließenden neovariszischen Entwicklung wurde das Variszische Orogen im Zeitraum 340 bis 310 Millionen Jahren von zahlreichen transpressiven Seitenverschiebungen durchtrennt, welche zur Entstehung von peraluminosen Zweiglimmergraniten (Leukograniten wie beispielsweise den Saint-Mathieu-Leukogranit) des Limousintypus führten. Im postorogenen Spätstadium zwischen 320 und 280 Millionen Jahren streckte sich das Orogen und es entstanden domartige Aufwölbungen von Migmatit (beispielsweise der riesige Velay-Dom im Osten des Massif Central) und Einbruchsbecken, die sich mit kohlehaltigen Sedimenten verfüllten. Letzte magmatische Entwicklungen im Limousin beschränkten sich auf sehr kleine, extrem spezialisierte Granitintrusionen (Englisch Rare Metal Granites), die gewöhnlich an Verwerfungen gebunden waren.
Petrologie Fazies Das Granodioritmassiv ist nicht homogen, sondern weist mehrere Petrofazies aus. Darunter: Grobkörnige Fazies Grobkörnige porphyrische Fazies Feinkörnige Fazies Feinkörnige, hornblendeführende Fazies
Grobkörnige Fazies mini|300px|Gewöhnliche grobkörnige Fazies des Piégut-Pluviers-Granodiorits
Die grobkörnige, Biotit führende Fazies (γ3-4 bzw. γ3M auf den geologischen Karten des BRGM) nimmt den größten Teil des Granodioritmassivs in Anspruch. Die Korngröße bewegt sich generell zwischen 2 und 6 Millimeter, wobei die einzelnen Körner etwa gleich groß sind (gleichkörnig, isometrisch). Die Fazies kann stellenweise einen leicht porphyroiden Charakter annehmen, erkennbar an grauen sphärischen Quarzanhäufungen im Zentimeterbereich. Im frischen Zustand besitzt das homogene granodioritische Gestein eine graue bis dunkelbeige Farbe. Es enthält folgende Minerale: Quarz – 1 bis 3 Millimeter große, graue, rundliche Körner, manchmal auch pyramidal, auch Zusammenballungen von 1 bis 3 Zentimeter – 26 Volumenprozent Orthoklas – allotriomorh bis hypidiomorph, monoklin, perthitische Adern und Filme aufweisend, Karlsbader Zwillinge, von Quarz korrodiert, reich an Einschlüssen, vereinzelte idiomorphe Kristalle im Zentimeterbereich – 17 bis 18 Volumenprozent Plagioklas – hypidiomorph bis idiomorph, oft optisch regelmäßig aber wenig repetitiv zoniert, Einschlüsse ebenfalls zonenartig angeordnet, Kern Andesin mit An33-36, Rand Oligoklas mit An25-26, vereinzelte idiomorphe Kristalle im Zentimeterbereich – 42 bis 46 Volumenprozent Biotit – 1 bis 3 Millimeter große Blättchen, bronze- bis dunkelkastanienfarben, mit Zirkoneinschlüssen und oft chloritisiert – 10 Volumenprozent Akzessorien sind Allanit (zoniert), Epidot (selten), Apatit, gelegentlich auch grüne, leicht bläuliche Hornblende, die im Plagioklas eingekapselt ist, Zirkon und Zoisit (feinkörnig). Als ein seltenes Opakmineral fungiert Pyrit. Kleine Zirkone finden sich als Einschlüsse in Biotiten, größere Kristalle jedoch als Einzelkristalle im Gefüge verteilt. Apatit kann bis zu millimetergroße Globen bilden.
Diese Fazies enthält gelegentlich dunkle, feinkörnige, zentimeter- bis dezimetergroße, abgerundete dioritische Einschlüsse, die sich deutlich vom Wirtsgestein abheben. Der Übergang kann entweder sehr scharf sein oder kontinuierlich erfolgen, wobei sich die Eisen-Magnesium-Minerale in unmittelbarer Nähe der Inklusionen im Granodiorit anreichern und somit eine partielle Assimilation der Inklusionen im Granodiorit zu erkennen geben. Die dunklen Einschlüsse kommen auch in den anderen drei Fazies vor und sind insbesondere in der Randfazies und im Mikrogranit recht häufig. Sie sind kreisförmig bis elliptisch, seltener rechteckig bis eckig.
Die isometrischen, weißen Feldspäte zeigen bei genauerem Hinsehen in ihren Längsachsen oft eine diskrete Einregelung (magmatisches Fließgefüge). Die polykristallinen, kreisförmig organisierten Quarzzusammenballungen treten im angwitterten Zustand reliefartig hervor. Im Polarisationsmikroskop zeigt der Quarz häufig undulöses Auslöschen. Die Plagioklase legen sich oft paarweise aneinander oder bilden gar Rosetten aus mehreren Individuen. Die Biotite erscheinen als gedrungene Einzelblättchen, können aber auch zu mehreren aneinandergeklebt sein. Sie legen sich recht regelmäßig in dunkel bis schwarz wirkenden Flecken zwischen Feldspäte und Quarz. Oft zeigt der Biotit Alterationserscheinungen, wirkt wie entfärbt und erscheint hellbraun oder hellgrün (Chloritisierung). Grüne Hornblende tritt nur ausnahmsweise auf und findet sich als residuelle Einschlüsse im Quarz oder im Plagioklas.
Trotz ihrer weiten Verbreitung manifestiert die grobkörnige Fazies nur geringfügige petrologische Abweichungen, was dem Granodioritmassiv ein recht einheitliches Erscheinungsbild verleiht.
Die grobkörnige Granodioritfazies ist quarznormativ (an SiO2 übersättigt) und außerdem korundnormativ, sie besitzt daher peraluminosen Charakter. Sie ist ferner subalkalisch. In der Typologie der Granitoide handelt es sich hierbei um ein kalkalkalisches Gestein des I-Typs, welches zur K-Reihe gehört. Im Vergleich zu durchschnittlichen Granodioriten hat dieser Gesteinstyp einen erhöhten SiO2-Gehalt und nähert sich der Zusammensetzung von monzonitischen Graniten.