11.1.3 Arunin laakso

Lombardo ja Rolgo (2000 ks. Guillot et al., 2008) raportoivat granulitoituneesta eklogiittikivestä, joka on peräisin Ama Drimen vuoristosta itäiseltä Himalajalta (Arunin laaksosta, Mount Everestin ja Maakalun massiivien itäpuolelta). Eklogiittiyksikkö esiintyy LHS:ssä MCT:n alapuolella, ja protoliitin katsotaan olevan 110-88-Ma:n ikäinen (liitukauden vulkaniitit LHS:ssä). Metamorfisen huipputilan arvioitiin olevan P > 15 kb (todennäköisesti jopa 20 kb) 580 °C:n vähimmäislämpötilan ollessa (Groppo et al., 2007). Sitä seurannut granuliittifasieksen metamorfoosi tapahtui 10 kb:n ja 750 °C:n lämpötilassa ja amfiboliittifasieksen takautuva vaihe noin 750 °C:n ja 7-5 kb:n lämpötilassa (Groppo et al., 2007; Guillot et al., 2008). Lombardon ja Rolfon (2000) mukaan eklogiittimetamorfinen tapahtuma tapahtui ennen 25 Ma:ta. He katsovat, että mioseeniset korkean T:n ja matalan P:n koostumukset ovat niin tyypillisiä itäiselle Himalajalle ja että ”paksuuntuneen mantereisen kuoren terminen relaksaatio pyyhki lähes kokonaan pois mantereiden törmäyksen varhaisvaiheiden mineralogiset tallenteet”. (s. 37).

Cottle et al. (2006) suorittivat Ama Drimen eklogiittien petrologisen, rakenteellisen ja U-Th-Pb-geokronologian. Toisin kuin Lombardo ja Rolfo (2000), he sisällyttävät mafiset eklogiittilinssit, niihin liittyvät migmatiitti-augen-gneissit ja leukograniitin HHC:hen. He havaitsivat, että mafiset eklogiitit kokivat ainakin kolme metamorfoositapahtumaa: ensimmäisen eklogiittisen fasiitin metamorfoosin 650-720 °C:n ja >12 kb:n lämpötilassa, jota seurasi granuliittisen fasiitin metamorfoositapahtuma 700-750 °C:n ja 5,6-5 kb:n lämpötilassa sekä lopullinen amfiboliittisen fasiitin metamorfoositapahtuma 700 °C:n ja 4 kb:n lämpötilassa. U-Th-Pb-geokronologiaa tutkittiin myös useiden mafisesta granuliitista, isäntänä toimivasta felsigneissistä ja leukograniittikappaleiden poikkileikkauksista peräisin olevien sulkeumavaiheiden U-Th-Pb-geokronologiaa. Leukograniittisten dyke-kappaleiden alustavat U-Th-Pb-tiedot ajoittavat eklogiittifasieksen metamorfoosin ennen 24 Ma:ta.

Groppo et al. (2007) tutkivat myös Ama Drime -vuoriston granulitoituneita eklogiitteja. He tunnistivat neljä metamorfoosivaihetta ja niihin liittyviä metamorfisia kokoonpanoja: (1) M1-eklogiittifasiitin metamorfoosi (granaatti, kliinopyrokseenilla ja plagioklaasisympleksiitillä korvattu ombakiitti ja biotiitilla ja plagioklaasisympleksiitillä korvattu fenngiitti); (2) M2-granuliittifasiitin metamorfoosi, jossa on cpx:ää, opx:ää, gar:ia, plag:ia ja ilm:ää; (3) M3-granuliittifasiitin metamorfoosi, jota edustaa granaatin ympärillä oleva plagioklaasi- ja ortopyrokseenikorona; ja (4) M4-tapahtuma, jossa on ruskeaa amfibolia ja plagioklaasia matriisissa. M1-metamorfinen tila on alustavasti päätelty >580 °C:ssa ja 15 kb:ssa, kun taas M2 on rajoitettu >750 °C:ssa ja 8-10 kb:ssa. M3-vaihe oli alhaisemmassa paineessa (4 kb, ∼750°C). Granulitoitunut eklogiitti viileni ∼700°C:seen seuraavan ekshumoitumistapahtuman aikana. He ajoittivat M3-vaiheen 13-14 Ma:iin. Lisäksi ”Ama Drimen eklogiitin tuloksena syntyneelle dekompressiiviselle myötäpäivään suuntautuvalle P-T-reitille on ominaista lähes isoterminen dekompressio >1,5 GPa:sta ∼0,4 GPa:han, jota seurasi lähes isobaarinen jäähtyminen ∼750°:sta ∼710°C:een” (Groppo et al., 2007, s. 51).

Myöhemmässä tutkimuksessa noin 8 vuoden kuluttua Rolfo et al. (2008) raportoivat uudesta granulitoituneen eklogiitin esiintymästä Khangchendzonga-vuoren itäpuolelta ja lähes 120 km Ama Drimen kaakkoispuolelta. Heidän havaintonsa on verrattavissa Groppo et al. (2007) Ama Drimen peruseklogiitista tekemään havaintoon. Rolfo et al. (2008) raportoivat kolme päällekkäistä metamorfista tapahtumaa uudesta granulitoituneen eklogiitin esiintymästä; ensimmäinen oli eklogiittinen tila, jossa oli 15 kb ja >600 °C. Kuten Groppo et al. (2007), eklogiittijäänteet puuttuvat kokonaan. Granuliittifasieksen metamorfoosin toisessa vaiheessa (plagioklaasi- ja ortopyrokseenikorona granaatin ympärillä; ks. Groppo et al., 2007) oli korkea T (∼750°C). Kolmatta tapahtumaa leimaa ruskean amfibolin ja plagioklaasin kasvu matriisissa, kuten Ama Drimessa (Groppo et al., 2007). Rolfo et al. (2008) mukaan tämä uusi granulitoituneen eklogiitin löytö Pohjois-Sikkimistä laajentaa merkittävästi itäisen Himalajan HP-provinssia.

Cottle et al. (2009) työstivät Ama Drime Massifin (ADM) eklogiitin geokronologiaa. He raportoivat, että granulitoituneen eklogiitin esiaste on verrattavissa LHS:ään. Alkuperäinen eklogiittifasiitin mineraalikokoonpano on voimakkaasti granuliittifasiitin metamorfoosin peittämä 750 °C:n ja 7-8 kb:n lämpötilassa. Monasiitti- ja ksenotiitti-ikä ajoittaa granuliittimetamorfoosin ja siihen liittyvän anateksiksen aikaan <13,2 ± 1,4 Ma. Postkinemaattiset leukograniittigneissit ajoittuvat 11,6 ± 0,4 Ma:iin. Cottlen et al. (2009) mukaan kerätyt integroidut tiedot ”osoittavat, että ADM:n korkean lämpötilan metamorfoosi, dekompressio ja ekshumatisaatio ajoittuvat myoseenin puolivälin jälkeen etelään suuntautuvaan keskikiteiseen ekstruusioon ja ovat kinemaattisesti yhteydessä orogeenin suuntaiseen laajenemiseen”. (abstrakti s.).

Eklogitisaation ajoitusta ei ollut ajoitettu ennen kuin Corrie et al. (2010), jotka käyttivät granaattigeokronologiaa (lutetium (Lu)-hafnium (Hf)) saadakseen suoran mittauksen Arunin laakson eklogitisaatiosta 20,7 ± 0,4 Ma:ssa. Näytteenotto suoritettiin Arunjoen länsipuolella, ja granulitoituneet eklogiitit kerättiin Barunin gneissistä (HHC). Ne ajoittivat alemmasta horisontista peräisin olevat granaatti-amfiboliitit 14-15 Ma:iin. Kuten myös aiemmat tutkijat ovat raportoineet, he tunnistivat kolme metamorfoositapahtumaa ja ajoittivat ne 23-16 Ma:iin (eklogiittifasiitti, ≥15 kb ja ∼670 °C syvyydellä ≥50 km; T-huippu granuliittitapahtuma 780 °C:n ja 12 kb:n lämpötilassa; ja myöhäisvaiheen amfiboliittifasiitin metamorfoosi ∼675 °C:n lämpötilassa ja 6 kb:n lämpötilassa, ja se ajoitettiin ∼14 Ma:iin).

Corrie et al. (2010) esittivät kolme mallia selittämään havaittua P-T-t-kehitystä heidän tutkimallaan alueella. He katsoivat, että vaikka kaikki mallit ennustavat eklogiittifasieksen olotilaa suuressa syvyydessä, on erittäin tärkeää tietää tektoniset olosuhteet, jotka suosivat HP-kokoonpanon esiintymistä Arunin laaksossa (∼20 Ma:ssa ja 15 kb:ssa ja ekshumoituna ei muualla lähistöllä muualla kuin Ama Drimessa). Toki Rolfo et al. (2008) pitävät HP-provinssin esiintymistä Itä-Himalajan alueella.

Ekogiittien ikäerot Luoteis-Himalajan ja Itä-Himalajan välillä saattavat heijastaa erilaisia ekshumoitumisprosesseja: laatan katkeaminen ∼50 Ma:ssa ja ”normaali” Himalajan työntöliike ∼20 Ma:ssa (Corrie et al., 2010). Jatkamatta keskustelua näistä kolmesta mallista, jotka selittävät Corrien ym. (2010) havaitsemaa P-T-t-kuvaa, voimme todeta, että Ama Drimen ja Arun Valleyn eklogiittien P-T-t-historia voi viitata ”Himalajan metamorfisen kiilan fyysisen tilan muutokseen 16-25 Ma:n aikana, joka lopulta johti MCT:n syntyyn 15-16 Ma:iin mennessä” (Corrie et al., 2010, s. 414).

Myöhemmässä tiedonannossaan Kellett et al. (2014) raportoivat granaatti-ikärajat (Lu-Hf) kolmesta Ama Drime Massifista kerätystä näytteestä: 37,5 ± 0,8 Ma, 36,0 ± 1,9 Ma ja 33,9 ± 0,8 Ma. Eklogiittinen granaattikasvu on arvioitu noin 38 ma:ksi (toistaiseksi vanhin raportti Itä-Himalajan alueelta). Seuraava granuliittifasiitti on ajoitettu noin 15-13 Ma:n ikäiseksi (U-Pb-zirkoni-ikä). Kellett et al. (2014) mukaan Ama Drime Massifin HP-eklogiitit, toisin kuin Luoteis-Himalajan UHP-kokoonpanot, ”eivät ole tyypillisiä kylmän subduktoituneen laatan nopealle hautautumiselle ja ekshumoitumiselle. Sen sijaan kivet ovat tulosta maankuoren paksuuntumisesta mantereiden törmäyksen varhaisvaiheiden aikana, ja ne olivat alemman ja keskimmäisen maankuoren välissä >20 miljoonaa vuotta ennen kuin ne exhumoitiin ja lämmitettiin uudelleen” (Kellett et al., 2014, s. 220). Lisäksi he katsovat, että Intian maankuori oli saavuttanut ∼60 km:n paksuuden myöhäiseen eoseeniin mennessä.