11.1.3 Arun Valley
Granulitisiertes Eklogitgestein wurde von Lombardo und Rolgo (2000, siehe Guillot et al., 2008) aus dem Ama Drime Gebirge des östlichen Himalaya (im Arun Valley, östlich des Everest-Makalu Massivs) gemeldet. Die Eklogit-Einheit tritt im LHS unterhalb des MCT auf, und der Protolith wird auf ein Alter von 110-88 Ma geschätzt (kreidezeitliche Vulkanite im LHS). Der metamorphe Spitzenzustand wurde auf P > 15 kb (wahrscheinlich bis zu 20 kb) bei einer Mindesttemperatur von 580 °C geschätzt (Groppo et al., 2007). Die anschließende Granulitfazies-Metamorphose fand bei 10 kb und 750°C statt, und die retrograde Phase der Amphibolitfazies bei etwa 750°C und 7-5 kb (Groppo et al., 2007; Guillot et al., 2008). Nach Lombardo und Rolfo (2000) fand die Eklogit-Metamorphose vor 25 Ma statt. Sie sind der Ansicht, dass die miozänen Assemblagen mit hohem T- und niedrigem P-Gehalt so charakteristisch für den östlichen Himalaya sind und dass „die thermische Relaxation der verdickten kontinentalen Kruste die mineralogische Aufzeichnung der frühen Phasen der Kontinentalkollision fast vollständig ausgelöscht hat.“ (S. 37).
Cottle et al. (2006) führten petrologische, strukturelle und U-Th-Pb-Geochronologie der Ama Drime-Eklogite durch. Im Gegensatz zu Lombardo und Rolfo (2000) beziehen sie die mafischen Eklogitlinsen, den zugehörigen Migmatit-Augen-Gneis und den Leukogranit in das HHC ein. Sie stellten fest, dass die mafischen Eklogite mindestens drei Metamorphose-Ereignisse erlebten: die anfängliche Eklogit-Fazies-Metamorphose bei 650-720°C und >12 kb, gefolgt von einem ?Granulit-Fazies-Ereignis bei 700-750°C und 5,6-5 kb und einem abschließenden Amphibolit-Fazies-Zustand bei 700°C und 4 kb. Die U-Th-Pb-Geochronologie einer Reihe von Einschlussphasen aus mafischem Granulit, felsischem Wirtsgneis und den querschneidenden Leukogranitkörpern wurde ebenfalls untersucht. Erste U-Th-Pb-Daten aus den Leukogranit-Gesteinskörpern datieren die Metamorphose der Eklogitfazies auf vor 24 Ma.
Groppo et al. (2007) untersuchten auch die granulitisierten Eklogite des Ama Drime-Gebirges. Sie identifizierten vier metamorphe Stadien und damit verbundene metamorphe Assemblagen: (1) M1-Eklogit-Fazies-Metamorphose (Granat, Omphazit, ersetzt durch Klinopyroxen und Plagioklas-Symplektit, und Phengit, ersetzt durch Biotit und Plagioklas-Symplektit); (2) M2-Granulit-Fazies-Metamorphismus mit cpx, opx, gar, plag und ilm; (3) M3-Granulit-Fazies-Metamorphismus mit Plagioklas und Orthopyroxen-Korona um Granat; und (4) M4-Ereignis mit braunem Amphibol und Plagioklas in der Matrix. Die M1-Metamorphose wurde versuchsweise auf >580°C und 15 kb zurückgeführt, während die M2-Metamorphose auf >750°C und 8-10 kb eingegrenzt wurde. Das M3-Stadium lag bei niedrigerem Druck (4 kb, ∼750°C). Der granulitisierte Eklogit erfuhr während des folgenden Exhumierungsereignisses eine Abkühlung auf ∼700°C. Sie datierten das M3-Stadium auf 13 bis 14 Ma. Der daraus resultierende dekompressive P-T-Pfad des Eklogits von Ama Drime im Uhrzeigersinn ist durch eine nahezu isotherme Dekompression von >1,5 GPa auf ∼0,4 GPa gekennzeichnet, gefolgt von einer nahezu isobaren Abkühlung von ∼750° auf ∼710°C“ (Groppo et al, 2007, S. 51).
In einer späteren Studie, etwa 8 Jahre später, berichteten Rolfo et al. (2008) über ein neues Vorkommen von granulitisiertem Eklogit östlich des Mt. Khangchendzonga und fast 120 km südöstlich von Ama Drime. Ihre Beobachtung ist vergleichbar mit der von Groppo et al. (2007) aus dem basischen Eklogit von Ama Drime. Rolfo et al. (2008) berichteten von drei sich überlagernden metamorphen Ereignissen aus dem neuen Vorkommen des granulitisierten Eklogits; das erste war eklogitischer Zustand mit 15 kb und >600°C. Wie bei Groppo et al. (2007) fehlen die Eklogitrelikte völlig. Die zweite Phase der Granulitfazies-Metamorphose (Plagioklas- und Orthopyroxen-Korona um Granat; siehe Groppo et al., 2007) hatte eine hohe T (∼750°C). Das dritte Ereignis ist durch das Wachstum von braunem Amphibol und Plagioklas in der Matrix gekennzeichnet, wie in Ama Drime (Groppo et al., 2007). Laut Rolfo et al. (2008) dehnt dieser neue Fund von granulitisiertem Eklogit aus Nordsikkim die HP-Provinz des östlichen Himalaya erheblich aus.
Cottle et al. (2009) arbeiteten an der Geochronologie des Eklogits des Ama Drime Massivs (ADM). Sie berichteten, dass der Vorläufer des granulitisierten Eklogits mit dem LHS vergleichbar ist. Die ursprüngliche Mineralzusammensetzung der Eklogitfazies ist durch die Granulitfazies-Metamorphose bei 750°C und 7-8 kb stark überprägt. Monazit und Xenotime datieren die Granulitmetamorphose und die damit verbundene Anatexis auf <13,2 ± 1,4 Ma. Die postkinematischen Leukogranit-Dykes werden auf 11,6 ± 0,4 Ma datiert. Laut Cottle et al. (2009) deuten die gesammelten integrierten Daten darauf hin, „dass Hochtemperaturmetamorphose, Dekompression und Exhumierung des ADM nach der mittelmiozänen, nach Süden gerichteten Mittelkrustenextrusion erfolgt und kinematisch mit der orogenparallelen Ausdehnung verbunden ist.“ (Abstract S.).
Der Zeitpunkt der Eklogitisierung wurde erst von Corrie et al. (2010) datiert, die Granatgeochronologie (Lutetium (Lu)-Hafnium (Hf)) verwendeten, um eine direkte Messung der Eklogitisierung im Arun-Tal bei 20,7 ± 0,4 Ma zu erhalten. Die Proben wurden entlang der westlichen Seite des Arun-Flusses entnommen, und die granulitisierten Eklogite wurden aus dem Barun-Gneis (HHC) gesammelt. Sie datierten die Granat-Amphibolite des unteren Horizonts auf 14-15 Ma. Wie auch von früheren Arbeitern berichtet, identifizierten sie drei metamorphe Ereignisse und datierten sie auf 23-16 Ma (Eklogitfazies, ≥15 kb und ∼670°C in einer Tiefe von ≥50 km; Peak-T-Granulit-Ereignis bei 780°C und 12 kb; und das späte Stadium der Amphibolitfazies-Metamorphose bei ∼675°C und 6 kb und datiert auf ∼14 Ma).
Corrie et al. (2010) stellten drei Modelle vor, um die beobachtete P-T-t-Entwicklung in ihrem untersuchten Gebiet zu erklären. Sie vertraten die Ansicht, dass, obwohl alle Modelle eine Eklogitfazies in großer Tiefe vorhersagen, es sehr wichtig ist, die tektonischen Gegebenheiten zu kennen, die das Auftreten der HP-Assemblage im Arun-Tal begünstigt haben (bei ∼20 Ma und 15 kb und nicht an anderer Stelle in der Nähe exhumiert, außer bei Ama Drime). Natürlich ziehen Rolfo et al. (2008) das Vorhandensein einer HP-Provinz im östlichen Himalaya in Betracht.
Die Unterschiede im Eklogit-Alter zwischen dem nordwestlichen und dem östlichen Himalaya könnten unterschiedliche Exhumierungsprozesse widerspiegeln: einen Plattenabbruch bei ∼50 Ma und eine „normale“ Himalaya-Schubbewegung bei ∼20 Ma (Corrie et al., 2010). Ohne die Diskussion über die drei Modelle zur Erklärung des von Corrie et al. (2010) beobachteten P-T-t-Bildes fortzusetzen, können wir festhalten, dass die P-T-t-Geschichte der Ama Drime- und Arun-Tal-Eklogite auf eine „Änderung des physikalischen Zustands des metamorphen Keils im Himalaya bei 16-25 Ma hinweisen könnte, die schließlich zur Entstehung des MCT bei 15-16 Ma führte“ (Corrie et al., 2010, S. 414).
In einer späteren Mitteilung berichten Kellett et al. (2014) über Granatalter (Lu-Hf) in drei Proben, die im Ama Drime Massiv gesammelt wurden: 37,5 ± 0,8 Ma, 36,0 ± 1,9 Ma, und 33,9 ± 0,8 Ma. Das eklogitische Granatwachstum wird auf ca. 38 Ma geschätzt (der bisher älteste Bericht aus dem östlichen Himalaya). Die folgende Granulitfazies wird auf ca. 15-13 Ma datiert (U-Pb-Zirkonalter). Laut Kellett et al. (2014) sind die HP-Eklogite des Ama-Drime-Massivs im Gegensatz zu den UHP-Assemblagen im NW-Himalaya „nicht charakteristisch für die schnelle Verschüttung und Exhumierung einer kalten subduzierten Platte. Die Gesteine sind vielmehr das Ergebnis einer Krustenverdickung während der frühen Phasen der Kontinentalkollision und befanden sich >20 Millionen Jahre lang in der unteren und mittleren Kruste, bevor sie exhumiert und wieder aufgeheizt wurden“ (Kellett et al., 2014, S. 220). Sie behaupten weiter, dass die indische Kruste im späten Eozän eine Dicke von ∼60 km erreicht hatte.