Małe warstwy Himalajów
Jedną z głównych warstw depozycji w Himalajach są mniejsze warstwy himalajskie od epoki paleozoicznej do mezozoicznej . W paleozoiku miał zupełnie inną sukcesję morską , ponieważ większość jego części jest słabo skamieniała lub nawet pozbawiona jakichkolwiek dobrze zdefiniowanych skamielin . Ponadto składa się z wielu zróżnicowanych litofacji , co utrudnia prace korelacyjne. W artykule opisano główne formacje paleozoiku – mezozoiku Himalajów Małych , m.in. formacja Tal , warstwy Gondwana , formacja Singtali i formacja Subathu .
Tło geologiczne
Łańcuch górski Himalajów to pas fałd i naporów , który można podzielić na cztery jednostki ograniczone naporami z południa na północ: Himalaje Subhimalajskie, Himalaje Małe, Himalaje Wielkie i Himalaje Tetyjskie. Strefa Małych Himalajów ma niższą rzeźbę terenu i wzniesienie gór w porównaniu z Wielkimi Himalajami. Sekwencja Małych Himalajów (LHS) jest ograniczona dwoma głównymi ciągami: głównym ciągiem centralnym (MCT) na północy i głównym ciągiem granicznym (MBT) na południu.
Główne warstwy LHS obejmują niekopalne, niskogatunkowe skały metaosadowe, warstwy metawulkaniczne i gnejsy augen . Zostały one datowane na wiek od 1870 do 520 mln lat (tj. Od proterozoiku do kambru ). Pod koniec wczesnego kambru nastąpił regionalny diastrofizm ( tj . niezgodność w Nepalu. Jest to znane jako Wielka Niezgodność Himalajów Małych, która oddziela starszy LHS od leżącego powyżej młodszego LHS, który ma wiek od permu do środkowego eocenu .
W paleozoiku i mezozoiku LHS zaczyna się od podstawowej formacji Tal, która jest częścią sekwencji zewnętrznych mniejszych himalajów w Himalajach Garhwal. Tal został zdeponowany między okresem późnego proterozoiku a kambrem paleozoiku . Potem nastąpiła wielka przerwa między środkowego proterozoiku a leżącymi nad nimi warstwami paleocenu - eocenu . Wskazuje to, że LHS przeżywał długi okres denudacji lub brak osadzania się w zachodnich Himalajach (np. w rejonie Jumla), co spowodowało brak warstw Gondwany w Jumli w mezozoiku ( więcej w tabeli „Gondwana Warstwy LHS w zachodnim i środkowym Nepalu”). W środkowych i wschodnich Himalajach warstwy Gondwany od permu do paleocenu zachowały się w sposób niezgodny ze starszym LHS. Następna sukcesja LHS w Himalajach Garhwal pochodzi z formacji Singtali, która została zdeponowana od późnej kredy do paleocenu , a następnie formacja Subathu, która została osadzona od późnego paleocenu do środkowego eocenu , wyznaczając początek ery kenozoicznej .
Tabela przedstawiająca główne formacje omówione w następujących sekcjach:
| SEKWENCJA MNIEJSZYCH HIMALAJÓW | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Himalaje Zachodnie | Himalaje Środkowe | Wschodnie Himalaje | ||||
| Himalaje Garhwalu | Zachodni Nepal | Środkowy Nepal | Bhutan | |||
| Grupa Sirmur |
Formacja Subathu
(późny paleocen - środkowy eocen) |
Jednostki trzeciorzędne (formacja Bhainskati) |
Jednostki Gondwany
(późny karbon – perm) |
|||
|
Formacja Singtali
(późna kreda - paleocen) |
Gondwany
(jura – paleocen) |
Grupa Tansena -
Górna i Dolna Gondwana (późny permokarbon – paleocen) |
||||
| Brak jednostek Gondwany (przerwa) | ||||||
| Grupa Mussoorie |
Formacja Tal
(kambr) |
|||||
| Formacja Król | ~~~~~~~~Wielka Niezgodność Himalajów Małych~~~~~~~ | Grupa Baxa | ||||
| Formacja Blainiego | Jednostka Nawakota | Grupa Daling-Shumar | ||||
Formacja Tal
Formacja Tal należy do grupy Mussoorie z Zewnętrznych Małych Himalajów w Garhwal w północno-zachodnich Indiach. Jest dobrze wyeksponowany wzdłuż pasa Króla i leży nad prekambryjską grupą królów.
Tal w Synformie Mussoorie można podzielić na Dolny Tal i Górny Tal. W Dolnym Talu istnieją cztery podgrupy: Chert, Argillaceous, Arenaceous i Calcareous Units. Podstawowa sukcesja czarnych łupków z piaskowatym wapieniem reprezentuje środowisko depozycji chronionej laguny lub zatoki , podczas gdy leżący powyżej mułowiec jest osadzony w równinie błotnej strefy międzypływowej .
Górny Tal można podzielić na dolną sekwencję kwarcytową i górną miąższową sekwencję wapienną zawierającą obfite fragmentaryczne muszle małży , ślimaków , mszywiołów itp. Sekwencja kwarcytu Phulchatti reprezentuje osady środowiska ławicowego, podczas gdy najwyższa sekwencja wapienia muszli wskazuje na rosnącą energię płytkiego morza pływowego i transgresja morska w kredzie .
Następuje wzrost energii do osadzania się z Dolnego Tal do Górnego Tal. Ze względu na brak dobrze zdefiniowanych skamieniałości ciał w Tal, zaproponowano, że złoża Tal powstały w późnym prekambrze w pobliżu przejścia prekambr - kambr , z wyjątkiem najwyższego wapienia muszlowego Manikot, który został zaproponowany jako powstały w późnej kredzie i niezgodnie przykryte przez formację Subathu w dolinie Tal, Garhwal Himayala.
Szczegóły litologii i środowiska depozycji formacji Tal przedstawiono w poniższej tabeli:
| Tworzenie | Litologie | Środowisko depozycyjne |
|---|---|---|
| Górny Tal | Manikot Shell Limestone - Szary, oolitowy, piaszczysty, skamieniały wapień z pokładami prądów, zawierający fragmentaryczne małże, ślimaki i kwarcyt | Płytkie morze pływowe o wysokiej energii |
| ------------------------ lokalnie niezgodny ------------------------ | ||
| Kwarcyt Phulchatti - biały do purpurowego, felspatyczny, drobnoziarnisty do ziarnistego, z warstwami prądów, lokalnie zlepiony | Płycizna | |
| Dolny Tal | Jednostka wapienna - żelazisty, piaskowy wapień lub kwarcyt wapienny (rozwinięty lokalnie) | |
| Arenaceous Unit – Siltstone, mikowy, szary do ciemnoszarego | Równina mieszana i równina błotna strefy międzypływowej | |
| Jednostka ilasta - Łupek, mikowy, szary do ciemnoszarego, lokalnie węglisty z wapiennymi grudkami pirytu | Chroniona laguna lub zatoczka | |
| Jednostka Chert - Chert, czarna z interkalacją czarnych łupków, złóż fosforytów i guzków (rozwinięta lokalnie) | ||
Warstwy Gondwany
Warstwy Gondwany nie są odsłonięte w Himalajach Garhwal po formacji Tal z powodu wielkiej przerwy; niektóre wychodnie można znaleźć w środkowych i wschodnich Himalajach w okresie od późnego paleozoiku do mezozoiku.
Himalaje Środkowe – Środkowy i Zachodni Nepal
W Nepalu starsze LHS w wieku od paleoproterozoiku do najwyższego prekambru są oddzielone od młodszego LHS przez Wielką Niezgodność Himalajów Małych. Brakujące wczesnego proterozoiku LHS sugerują, że skały mogły ulec erozji przed osadzeniem się warstw Gondwany. Młodsze facje kontynentalne Warstwy Gondwany zostały zdeponowane po raz pierwszy po niezgodności. Są one następnie niezgodnie przykryte trzeciorzędową jednostką facji morskiej. Warstwy Gondwany rozwijają się głównie w dwóch strefach w Nepalu w środkowych Himalajach. Pierwszy znajduje się w środkowym Nepalu, gdzie można znaleźć kilka wychodni grupy Tansen. Drugi znajduje się w zachodnim Nepalu, gdzie warstwy Gondwany są odsłonięte Jumla - baseny Humla w pobliżu Himalajów Tethyan.
Obszar Tansen zawiera osady Gondwany, które można rozpoznać po obecności skamielin . Można tam znaleźć dwie główne formacje. Są to starsze formacje Sisne (lub Dolne Gondwany) oraz młodsze formacje Taltung i Amile (lub Górne Gondwany). Formacja Sisne jest zdominowana przez osady lodowcowego diamictytu i rzeczne. Stwierdzono , że w górnej części formacji łupki zawierają skamieniałości mszywiołów fenstellidów , co wskazuje, że dolna Gondwana w środkowym Nepalu pochodzi z okresu od późnego karbonu do permu .
Górne Gondwany są dalej podzielone na formacje Taltung i Amile. Formację Taltung charakteryzują gruboziarniste zlepieńce wulkaniczno- klasyczne , piaskowce i mulaste łupki . Zostały one zdeponowane przez kanały rzeczne płynące w kierunku północno-zachodnim. liczne skamieniałości roślin , datowane na okres od późnej jury do wczesnej kredy . Formacja Amile niezgodnie pokrywa się z formacją Taltung. Dominują w nim białe arenity kwarcowe , piaskowce otoczaków kwarcowych , łupki węglowe i wapienie ze skamieniałościami koralowców , mięczaków i kręgowców . W górnej części formacji skokowa zmiana litologii od grubych, gruboziarnistych piaskowców kwarcowych do przewarstwień czarnych łupków morskich i drobnoziarnistych piaskowców kwarcowych są obserwowani. Jest to prawdopodobnie kontakt między formacją Upper Amile a leżącą nad nią formacją Bhainskati z jednostki trzeciorzędowej. Formacja Amile jest datowana na okres od wczesnej kredy do wczesnego paleocenu , podczas gdy formacja Bhainskati jest datowana biostratygraficznie od środkowego do późnego eocenu .
W rejonie Jumla w zachodnim Nepalu warstwy Gondwany nadmiernie pokrywają skały karonianowe Najwyższej Jednostki Nawakot z epoki mezoproterozoicznej. Tutejsze Gondwany charakteryzują się piaskowcami kwarcowymi , czarnymi łupkami , zlepieńcami otoczaków kwarcowych oraz węglem kamiennym i brunatnym . Datowane są na okres od jury do paleocenu . Litologia Gondwan tutaj jest dość podobna do litologii formacji Amile w środkowym Nepalu. Ponadto na jednostkę Gondwana nakłada się formacja Bhainskati jednostki trzeciorzędowej, podobnie jak w środkowym Nepalu.
Jednak w rzeczywistości jednostka Gondwana nie jest zbyt dobrze rozwinięta w rejonie Jumla . Brakuje tu warstw o litologii zbliżonej do formacji Taltung i Dolnej Gondwany. Innymi słowy, LHS w obszarze Jumla nie ma części jednostki Gondwany wieku od późnego karbonu- permu do wczesnej kredy . Wynika to prawdopodobnie z większego wpływu Wielkiej Niezgodności Himalajów Małych w Jumla niż w rejonie Tansen .
Himalaje Wschodnie – Bhutan
W porównaniu z Nepalem warstwy Gondwany są odsłonięte na stosunkowo mniejszym obszarze w Bhutanie . W południowo-wschodnim Bhutanie podstawowa LHS zaczyna się od metamorficznej grupy Daling-Shumar, po której następuje grupa Baxa, która charakteryzuje się następstwem kwarcytu , fylitu i dolomitu od neoproterozoiku do prawdopodobnie kambru . Dno jednostek Gondwany (formacja Diuri) leży wtedy bezpośrednio nad grupą Baxa.
Ogólnie rzecz biorąc, w południowo-wschodnim Bhutanie odsłonięte są trzy główne formacje jednostek Gondwany. Dolna to formacja Diuri z proterozoiku do permu . Składa się z konglomeratów , kwarcytów , fyllitów oraz diamiktytów z przewarstwieniami łupków . U podstawy tej formacji otoczaki składają się z kwarcytu i krzemionkowego dolomitu. Są osadzone w drobnym kwarcycie matryca. Warstwy konglomeratów pokrywają grubsze warstwy łupków i fyllitów. Można zaobserwować wyraźną schistosity . Znaleziony diamictite wskazuje na źródło pochodzenia lodowcowego. Jest to prawdopodobnie skorelowane ze zlodowaceniem superkontynentu Gondwana w późnym paleozoiku .
Na formację Diuri nakłada się następnie formacja Setikhola, która charakteryzuje się piaskowcem skaleniowym , łupkiem łupkowym , szarogłazem , soczewkami węglowymi i skamieniałościami roślin . Jedna sekwencja składa się z przekładek piaskowca i łupków i jest intensywnie bioturbowana z obserwowanymi strukturami płomieni . Wskazuje to na środowisko depozycji plaży lub równiny błotnej . Stwierdzono również inną sekwencję przewarstwienia szarogłazu wapiennego i łupków węglistych. Zmarszczki i warstwy poprzeczne , podczas gdy na łupku łupkowym można zobaczyć drobne spękania słoneczne i fałdy osuwiskowe. Proponuje się, aby ta sekwencja miała środowisko depozycji półizolowanego basenu. Zawarte tu skamieniałości morskie wskazują na permu formacji Setikhola.
Najwyższą jednostką Gondwany jest podgrupa Damudas, która charakteryzuje się pokładami arenitów , łupków , łupków i węgla kamiennego . W rzeczywistości formacja Setikhola i podgrupa Damudas są razem określane jako sukcesja Gondwany. Podłoże podgrupy Damudas składa się z piaszczystych, mikowych i krzyżowo laminowanych piaskowców . Te kruche warstwy piaskowca przeplatają się z pokładami węgla, które zostały ścinane i kruszone. Liczne skamieniałości roślin jak liście paproci można znaleźć na łupku węglowym, charakteryzującym zagłębia węglowe Damuda i wskazującym na wiek permu . Ogólnie warstwy tutaj są soczewkowate i wykazują sekwencję grzywien w górę. W kontekście tektonicznym sugeruje się, że tutajte warstwy Gondwany doświadczyły ruchów orogenicznych po Gondwanie , w wyniku których powstały pofałdowane skały, po których nastąpiły przewrócone pokłady.
Formacje Singtali i Subathu
Po przerwie sedymentacyjnej lub niezgodności formacje Singtali i Subathu zostały zdeponowane jako osady basenu przedgórza w Garhwal Outer Lesser Himalaye w okresie od późnej kredy do środkowego paleocenu. Obie formacje można znaleźć nad formacją Tal w niezwykle złożonym układzie strukturalnym, obejmującym izokliniczne odwrócone składanie i wielokrotne pchnięcia. Ponadto, ze względu na podobieństwa litologii, a także środowiska depozycji, czasami trudno jest odróżnić formacje Singtali i Subathu. Główna różnica omówiona poniżej jest związana z wydarzeniami tektonicznymi podczas ich osadzania.
Formacja Singtali
Formacja Singtali należy do Grupy Sirmur w Zewnętrznych Małych Himalajach Garhwal . Jest również nazywany „Upper Tal” jako najwyższy wapień muszlowy Manikot, jednak formacja ta różni się od formacji Tal w piwnicy, na której spoczywa w sposób niezgodny. W jego głównej litologii dominują wapienie piaszczyste, oolitowe i muszlowe z podrzędnymi arenitami kwarcowymi . Przeważają warstwy masywne o średniej warstwie i nie są widoczne żadne struktury osadowe . Formacja Singtali została uznana za późną kredę - paleocenu na podstawie dowodów fauny. Jeśli chodzi o środowisko depozycji, dominacja wapienia w formacji Singtali i rzadka fauna oznaczałyby wówczas płytkie warunki morskie. Wysokoenergetyczne, wzburzone środowisko można wywnioskować z obecności ooidów .
Formacja lub grupa Subathu
Formacja Subathu należy również do Grupy Sirmur w Zewnętrznych Małych Himalajach Garhwal. W literaturze 2020 jest określany jako Subathu Group. Jest to sekwencja wapieni , zielonych mułowców i podrzędnych piaskowców , datowana paleontologicznie od późnego paleocenu do środkowego eocenu . Skały są bogate w skamieniałości . Wapienie z normalną fauną morską i grube mułowce z dobrze zachowanymi mięczakami ryjącymi wskazują na spokojne, stosunkowo płytkie środowisko szelfowe w okresie depozycji. To środowisko depozycji jest podobne do środowiska formacji Singtali. Subathu zawiera najstarsze przedgórza Himalajów . W pobliżu pchnięć Krol i Garhwal w północno-wschodnich Indiach formacja Subathu występuje jako wąski i nieciągły pas, co wskazuje, że doświadczyła ona niezwykle silnego ścinania i pękania tektonicznego w wyniku nasuwania się skał. W konsekwencji formacja Subathu jest tylko częściowo zachowana w płaszczowinie Krol i pod naporem Garhwala i niezgodnie pokrywa się z formacją Tal.
Rozróżnienia między formacjami Singtali i Subathu
W czasach formacji Singtali ( późna kreda - paleocen ) kraton indyjski był zanurzony i panowały stabilne płytkie warunki morskie. To zdarzenie jest prawdopodobnie związane z wygięciem , tak że ofiolit Spontang został przeniesiony na brzeg płyty północnoindyjskiej . Jeszcze jedno możliwe wyjaśnienie jest związane z tektoniką ekstensjonalną , taką jak dryfowanie Indii i oderwanie się od Gondwany oraz subdukcja Neotetydy na północ (Ocean Tethys) pod Azją. Dlatego formacja Singtali została zinterpretowana jako przedkolizyjne osady transgresyjne, w tym samym czasie późnej kredzie nastąpił globalny eustatyczny wzrost poziomu morza .
Układ tektoniczny formacji Subathu różni się od układu tektonicznego formacji Singtali. Został zdeponowany podczas zszywania Indii i Eurazji, między początkowym a końcowym zderzeniem kontynentów . Wywnioskowany wzór spłycenia na północ i zmniejszonej sedymentacji jest sprzeczny z klasycznymi modelami basenów przedgórskich . Jednak te wzorce depozycji mogą odzwierciedlać reaktywację uskoków piwnicy, powodując paleowyżyny, a nie zwykłe ładowanie skorupy ziemskiej po zderzeniu.
Ich indywidualne znaczenie tektoniczne związane z ewolucją basenu przedgórskiego omówiono bardziej szczegółowo w następnym rozdziale. Ogólne podobieństwa i różnice między formacjami Singtali i Subathu przedstawiono w poniższej tabeli:
| Tworzenie | Okres | Litologie | Środowisko depozycyjne | Wydarzenie tektoniczne |
|---|---|---|---|---|
| Subathu | Późny paleocen – środkowy eocen | Wapień , łupek , zielona skała błotna | Płytkie środowisko morskie | Zderzenie kontynentalne Indii i Eurazji |
| Singtali | Kreda późna – paleocen | Wapień , piaskowiec | Płytkie środowisko morskie | Obdukcja ofiolitu Spontang na krawędzi płyty północnoindyjskiej ; Subdukcja neotetyjska pod Azją ; Kontynuacja dryfu Indii na północ po oderwaniu się od Gondwany |
Znaczenie geologiczne w okresie od paleozoiku do mezozoiku
Warstwy Gondwany
W Himalajach Nepalu diamictyt lodowcowy Dolnej Gondwany jest niezgodnie przykryty przez rzeczną formację Taltung (Górna Gondwana), która zawiera liczne skamieniałości roślin szeroko rozpowszechnione na obszarze Tansen . Wypływy alkalicznej lawy bazaltowej przeplatają się z korytami rzecznymi w dolnym Taltungu. Żwirowo splecione facje rzeczne są pokazane w Dolnym Taltungu, podczas gdy muliste facje meandrujące rzeczne są wyświetlane w Górnym Taltungu, w wyniku czego sekwencja jest poprawiana w górę. Warstwy zostały zdeponowane w basenie lądowym Gondwany.
Ze względu na pojawienie się lodowcowych skamielin diamictytu i roślin indeksowych znalezionych odpowiednio w dolnej i górnej Gondwanie, zaproponowano, że Małe Himalaje były częścią Gondwany w okresie od permu do kredy . Później obecność strumieni lawy bazaltowej wskazuje na układ tektoniczny związany z wulkanizmem bazaltowym , ponieważ klasty wulkaniczne wywodzą się z leżącej pod spodem lawy i są transportowane rzekami z ziemi Gondwany. Przewarstwiające się warstwy osadów rzecznych i pasma lawy bazaltowej wskazują na wielokrotne występowanie erupcji bazaltowych i erozja i sedymentacja osadów rzecznych. Wydarzenia te były prawdopodobnie spowodowane rozpadem i ryftem Gondwany w okresie od późnej jury do wczesnej kredy .
Cała sekwencja górnych Gondwan (w tym zarówno formacje Taltung, jak i Amile) reprezentuje osadzanie inne niż morskie. Dane z paleoprądów wskazują, że osady pochodziły z południa, ponieważ subkontynent indyjski dryfował na północ w kierunku Małych Himalajów. Następnie formacja Bhainskati została zdeponowana w płytkim środowisku morskim. Stwierdzono, że górne Bhainskati osadzały się w słonawej lub słodkiej wody, co wskazuje na stopniową i niewielką regresję okres. Faza regresji została prawdopodobnie zapoczątkowana zmianą poziomu morza w północnej Neotetydzie. Jednak ogólnie nie było znaczących zmian w układzie tektonicznym w okresie od wczesnej kredy do wczesnego paleocenu . W rzeczywistości formacja Bhainskati jest skorelowana z formacją Subathu w Himalajach Garhwal. Depozycja tych facji morskich w płytkim środowisku morskim jest związana z basenu przedgórskiego .
Geologia wczesnego trzeciorzędu indyjskich Małych Himalajów jest dobrze zgodna z klasycznym modelem basenu przedgórskiego . W późnej kredzie ten obszar północnego regionu płyty indyjskiej został ostatecznie zatopiony po długim okresie, kiedy dominowały warunki podpowietrzne. Doprowadziło to do osadzania się morskiej formacji Singtali. Możliwym wyjaśnieniem tego wydarzenia jest to, że ofiolity , takie jak ofiolit Spontang, zostały sprowadzone na szelf kontynentalny Indian Plate Zanskar w kampanie lub mastrychtu , co spowodowało przesunięcie w dół i wygięcie płyty indyjskiej setki kilometrów na południe. Ponadto zaproponowano, że transgresja morska jest związana z ekstensjonalnym ustawieniem tektonicznym, tak że późny alb odłączył się od Indii i zaczął dryfować z superkontynentu Gondwana. Ponadto Neotethys podbiła północ pod Azję. Wydarzeniu temu towarzyszy również późnokredowe globalne eustatyczne wysokie stanowisko na poziomie morza .
Początkowy kontakt między Indiami a Eurazją miał miejsce przy 62-60 mA w północno-zachodnich Himalajach, a końcowe zderzenie zakończyło się na 55 mA na wschodzie. Skały formacji Subathu zostały zdeponowane podczas zszywania i początkowego zderzenia Indii i Eurazji.
Jednak lokalizacje na zachodnim pośrednim poziomie strukturalnym wykazują znacznie cieńszą sekwencję morską Subathu w porównaniu z lokalizacjami na wschodnim pośrednim poziomie strukturalnym i najniższym poziomem strukturalnym. Różnice grubości między zachodem a wschodem można wytłumaczyć stopniowym zszywaniem Indii i Eurazji z północnego zachodu na wschód, przy czym późniejsze zszywanie na wschodzie pozwoliło na dłuższy okres, w którym mogły dominować warunki morskie.
To stopniowe zszywanie nie wyjaśnia jednak różnicy grubości między najniższym a pośrednim poziomem strukturalnym. Ponieważ pośredni poziom strukturalny powraca dalej na północ niż dolny poziom strukturalny, sugeruje się spłycenie basenu w kierunku północnym (tj. w kierunku ładunku). Różni się to od modelu teoretycznego, w którym depocentrum znajduje się blisko ładunku i spłyca w kierunku kratonu . W basenie wczesnego przedgórza Himalajów Małych , paleowyżyny, które powstały w wyniku reaktywacji uskoku piwnicy, mogły znajdować się na zachodzie między ładunkiem na północy a morskim basenem Subathu na południu. Spowodowałoby to spłycenie w kierunku i zmniejszenie sedymentacji na paleowyżu, co w połączeniu z prawdopodobnym dystalnym charakterem basenu, wyjaśnia zatem cienkie sekwencje zachodnich pośrednich lokalizacji na poziomie strukturalnym.
Po zszyciu facje rzeczne pokrywają morską formację Subathu. Jest to związane z wypiętrzeniem Himalajów i regresją morza w późnym eocenie.