11.1.3 Vallée d’Arun
La roche éclogite granulitisée a été signalée par Lombardo et Rolgo (2000 ; voir Guillot et al., 2008) dans la chaîne d’Ama Drime de l’Himalaya oriental (dans la vallée d’Arun, à l’est des massifs Everest-Makalu). L’unité d’éclogite se trouve dans le LHS sous le MCT, et le protolithe est considéré comme âgé de 110-88-Ma (volcaniques crétacés dans le LHS). La condition métamorphique maximale a été estimée à P > 15 kb (probablement jusqu’à 20 kb) pour une température minimale de 580°C (Groppo et al., 2007). Le métamorphisme suivant de faciès granulite s’est produit à 10 kb et 750°C, et la phase rétrograde de condition de faciès amphibolites à environ 750°C et 7-5 kb (Groppo et al., 2007 ; Guillot et al., 2008). Selon Lombardo et Rolfo (2000), l’événement métamorphique de l’éclogite s’est produit avant 25 Ma. Ils estiment que les assemblages miocènes à haute T, faible P sont si caractéristiques de l’Himalaya oriental et que « la relaxation thermique de la croûte continentale épaissie a effacé presque complètement l’enregistrement minéralogique des premières étapes de la collision continentale. » (p. 37).
Cottle et al. (2006) ont réalisé une géochronologie pétrologique, structurale et U-Th-Pb des éclogites d’Ama Drime. Contrairement à Lombardo et Rolfo (2000), ils incluent les lentilles d’éclogites mafiques, les migmatites-gneiss augéniques associés et la leucogranite dans le HHC. Ils ont observé que les éclogites mafiques ont subi au moins trois événements métamorphiques : le métamorphisme initial au faciès éclogite à 650-720°C et >12 kb, suivi d’un événement au faciès ?granulite à 700-750°C et 5,6-5 kb, et d’un état final au faciès amphibolite à 700°C et 4 kb. On a également étudié la géochronologie U-Th-Pb d’un certain nombre de phases d’inclusion provenant de la granulite mafique, du gneiss felsique hôte et des corps leucogranitiques transversaux. Les données initiales U-Th-Pb des corps de dykes de leucogranite datent le métamorphisme de faciès éclogite avant 24 Ma.
Groppo et al. (2007) ont également étudié les éclogites granulitisées de la chaîne Ama Drime. Ils ont identifié quatre stades métamorphiques et des assemblages métamorphiques associés : (1) Métamorphisme de faciès éclogite M1 (grenat, omphacite remplacé par du clinopyroxène et de la symplectite plagioclase, et phengite remplacé par de la biotite et de la symplectite plagioclase) ; (2) métamorphisme de faciès granulite M2 avec cpx, opx, gar, plag et ilm ; (3) métamorphisme de faciès granulite M3 représenté par une couronne de plagioclase et d’orthopyroxène autour du grenat ; et (4) événement M4 avec amphibole brune et plagioclase dans la matrice. L’état métamorphique M1 a été provisoirement inféré à >580°C et 15 kb, tandis que le M2 est contraint à >750°C et 8-10 kb. Le stade M3 était à plus faible pression (4 kb, ∼750°C). L’éclogite granulitisée a subi un refroidissement à ∼700°C pendant l’événement d’exhumation suivant. Ils ont daté le stade M3 de 13 à 14 Ma. De plus, » Le chemin P-T dans le sens des aiguilles d’une montre de la décompression résultante de l’éclogite d’Ama Drime est caractérisé par une décompression presque isotherme de >1,5 GPa à ∼0,4 GPa, suivie d’un refroidissement presque isobare de ∼750° à ∼710°C » (Groppo et al, 2007, p. 51).
Dans une étude ultérieure, après environ 8 ans, Rolfo et al. (2008) ont signalé une nouvelle occurrence d’éclogite granulitisée provenant de l’est du mont Khangchendzonga et de près de 120 km au sud-est d’Ama Drime. Leur observation est comparable à celle de Groppo et al. (2007) concernant l’éclogite basique d’Ama Drime. Rolfo et al. (2008) ont signalé trois événements métamorphiques superposés à partir de la nouvelle occurrence de l’éclogite granulitisée ; le premier était une condition éclogitique avec 15 kb et >600°C. Comme pour Groppo et al. (2007), les reliques d’éclogite sont totalement absentes. La deuxième phase du métamorphisme de faciès granulite (couronne de plagioclase et d’orthopyroxène autour du grenat ; voir Groppo et al., 2007) avait une T élevée (∼750°C). Le troisième événement est marqué par la croissance d’amphibole brune et de plagioclase dans la matrice comme à Ama Drime (Groppo et al., 2007). Selon Rolfo et al. (2008), cette nouvelle découverte d’éclogite granulitisée du Nord Sikkim étend significativement la province HP de l’Himalaya oriental.
Cottle et al. (2009) ont travaillé sur la géochronologie de l’éclogite du massif d’Ama Drime (ADM). Ils ont rapporté que le précurseur de l’éclogite granulitisée est comparable au LHS. L’assemblage minéral original du faciès éclogite est fortement surchargé par le métamorphisme du faciès granulite à 750°C et 7-8 kb. L’âge de la monazite et du xénotime date le métamorphisme de la granulite et l’anatexie associée à <13,2 ± 1,4 Ma. Les dykes de leucogranite postkinématiques sont datés à 11,6 ± 0,4 Ma. Selon Cottle et al. (2009), les données intégrées recueillies « indiquent que le métamorphisme à haute température, la décompression et l’exhumation de l’ADM sont postérieurs à l’extrusion mi-miocène de la mi-crustale dirigée vers le sud et sont cinématiquement liés à l’extension parallèle à l’orogène. » (résumé p.).
La chronologie de l’éclogitisation n’était pas datée avant Corrie et al. (2010), qui ont utilisé la géochronologie des grenats (lutécium (Lu)-hafnium (Hf)) pour obtenir une mesure directe de l’éclogitisation dans la vallée d’Arun à 20,7 ± 0,4 Ma. L’échantillonnage a été effectué le long du côté ouest de la rivière Arun, et les éclogites granulitisées ont été recueillies dans le gneiss de Barun (HHC). Ils ont daté les amphibolites grenat de l’horizon inférieur à 14-15 Ma. Comme l’ont également rapporté des travailleurs antérieurs, ils ont identifié trois événements métamorphiques et les ont datés à 23-16 Ma (faciès éclogite, ≥15 kb et ∼670°C à une profondeur ≥50 km ; événement granulite du pic T à 780°C et 12 kb ; et le métamorphisme de faciès amphibolite de stade tardif à ∼675°C et 6 kb et daté à ∼14 Ma).
Corrie et al. (2010) ont proposé trois modèles pour expliquer l’évolution P-T-t observée dans leur domaine étudié. Ils ont soutenu que, bien que tous les modèles prédisent la condition du faciès éclogite à grande profondeur, il est très important de connaître le cadre tectonique qui a favorisé l’apparition de l’assemblage HP dans la vallée d’Arun (à ∼20 Ma et 15 kb et exhumé pas ailleurs à proximité autre que celui d’Ama Drime). Bien sûr, Rolfo et al. (2008) considèrent la présence d’une province HP dans l’Himalaya oriental.
La disparité des âges des éclogites entre le Nord-Ouest et l’Himalaya oriental peut refléter des processus d’exhumation différents : une rupture de dalle à ∼50 Ma et un mouvement de poussée himalayen » normal » à ∼20 Ma (Corrie et al., 2010). Sans poursuivre la discussion sur les trois modèles d’explication de l’image P-T-t observée par Corrie et al. (2010), nous pouvons retenir que l’histoire P-T-t des éclogites d’Ama Drime et de la vallée de l’Arun peut indiquer un » changement dans l’état physique du biseau métamorphique himalayen à 16-25 Ma, donnant finalement naissance au MCT vers 15-16 Ma » (Corrie et al…, 2010, p. 414).
Dans une communication ultérieure, Kellett et al. (2014) rapportent des âges de grenat (Lu-Hf) dans trois échantillons collectés dans le massif d’Ama Drime : 37,5 ± 0,8 Ma, 36,0 ± 1,9 Ma, et 33,9 ± 0,8 Ma. La croissance des grenats éclogitiques est estimée à environ 38 Ma (le rapport le plus ancien à ce jour dans l’Himalaya oriental). Le faciès de granulite suivant est daté à environ 15-13 Ma (âge du zircon U-Pb). Selon Kellett et al. (2014), les éclogites HP du massif d’Ama Drime, contrairement aux assemblages UHP du nord-ouest de l’Himalaya, « ne sont pas caractéristiques d’un enfouissement et d’une exhumation rapides d’une dalle froide subduite. Les roches résultent plutôt d’un épaississement de la croûte pendant les premiers stades de la collision continentale, et ont résidé dans la croûte moyenne inférieure pendant >20 millions d’années avant d’être exhumées et réchauffées » (Kellett et al., 2014, p. 220). Ils soutiennent en outre que la croûte indienne avait atteint une épaisseur de ∼60 km à la fin de l’Éocène.