11.1.3 Arun Valley

La roccia eclogite granulizzata è stata riportata da Lombardo e Rolgo (2000 vedi Guillot et al., 2008) dalla catena Ama Drime dell’Himalaya orientale (nella Arun Valley, a est dei massicci Everest-Makalu). L’unità di eclogite si trova nel LHS sotto l’MCT, e il protolite è considerato di 110-88-Ma-old (vulcanici cretacei nel LHS). La condizione metamorfica di picco è stata stimata come P > 15 kb (probabilmente fino a 20 kb) per una temperatura minima di 580°C (Groppo et al., 2007). Il successivo metamorfismo di facies granulitica è avvenuto a 10 kb e 750°C, e la fase retrograda della condizione di facies anfibolite a circa 750°C e 7-5 kb (Groppo et al., 2007; Guillot et al., 2008). Secondo Lombardo e Rolfo (2000); l’evento metamorfico dell’eclogite è avvenuto prima di 25 Ma. Essi ritengono che gli assemblaggi Miocenici ad alto T, basso P sono così caratteristici dell’Himalaya orientale e che “il rilassamento termico della crosta continentale ispessita ha cancellato quasi completamente il record mineralogico delle prime fasi della collisione continentale.” (p. 37).

Cottle et al. (2006) hanno effettuato una geocronologia petrologica, strutturale e U-Th-Pb delle eclogiti di Ama Drime. A differenza di Lombardo e Rolfo (2000), essi includono le lenti di eclogite mafica, lo gneiss migmatite-augen associato e la leucogranite all’interno dell’HHC. Hanno osservato che le eclogiti mafiche hanno subito almeno tre eventi metamorfici: il metamorfismo iniziale in facies di eclogite a 650-720°C e >12 kb seguito da un evento in facies di granulite a 700-750°C e 5,6-5 kb, e una condizione finale in facies di anfibolite a 700°C e 4 kb. È stata anche studiata la geocronologia U-Th-Pb di una serie di fasi di inclusione dalla granulite mafica, dallo gneiss felsico ospite e dai corpi leucogranitici trasversali. I dati iniziali U-Th-Pb dai corpi di diga leucogranitici datano il metamorfismo della facies di eclogite prima di 24 Ma.

Groppo et al. (2007) hanno anche studiato le eclogiti granulitizzate della gamma Ama Drime. Hanno identificato quattro stadi metamorfici e relativi assemblaggi metamorfici: (1) M1 eclogite facies metamorfismo (granato, omphacite sostituito da clinopiroxene e plagioclasio simplectite, e fengite sostituito da biotite e plagioclasio simplectite); (2) metamorfismo facies granulite M2 con cpx, opx, gar, plag, e ilm; (3) metamorfismo facies granulite M3 rappresentato da plagioclasio e ortopirosseno a corona intorno al granato; e (4) evento M4 con anfibolo marrone e plagioclasio nella matrice. La condizione metamorfica M1 è stata dedotta provvisoriamente a >580°C e 15 kb, mentre la M2 è vincolata a >750°C e 8-10 kb. Lo stadio M3 era a una pressione inferiore (4 kb, ∼750°C). L’eclogite granulizzata ha subito un raffreddamento a ∼700°C durante il successivo evento di esumazione. Hanno datato la fase M3 a 13-14 Ma. Inoltre, “Il risultante percorso P-T decompressivo in senso orario dell’eclogite di Ama Drime è caratterizzato da una decompressione quasi isotermica da >1,5 GPa a ∼0,4 GPa, seguita da un raffreddamento quasi isobarico da ∼750° a ∼710°C” (Groppo et al, 2007, p. 51).

In uno studio successivo, dopo circa 8 anni, Rolfo et al. (2008) hanno riportato una nuova occorrenza di eclogite granulizzata da est del monte Khangchendzonga e quasi 120 km a sud-est di Ama Drime. La loro osservazione è paragonabile a quella di Groppo et al. (2007) dall’eclogite di base di Ama Drime. Rolfo et al. (2008) hanno riportato tre eventi metamorfici sovrapposti dalla nuova occorrenza dell’eclogite granulitizzata; il primo era una condizione eclogitica con 15 kb e >600°C. Come per Groppo et al. (2007), mancano completamente i relitti di eclogite. La seconda fase di metamorfismo a facies granulitica (corona di plagioclasio e ortopirosseno intorno al granato; vedi Groppo et al., 2007) aveva una T elevata (∼750°C). Il terzo evento è segnato dalla crescita di anfibolo e plagioclasio marrone nella matrice come in Ama Drime (Groppo et al., 2007). Secondo Rolfo et al. (2008), questo nuovo ritrovamento di eclogite granulitizzata dal Sikkim settentrionale estende significativamente la provincia HP dell’Himalaya orientale.

Cottle et al. (2009) hanno lavorato sulla geocronologia dell’eclogite del massiccio Ama Drime (ADM). Hanno riportato che il precursore dell’eclogite granulitizzata è paragonabile al LHS. L’assemblaggio minerale originale di eclogite facies è fortemente sovrastampato dal metamorfismo di granulite facies a 750°C e 7-8 kb. L’età della monazite e dello xenotime datano il metamorfismo della granulite e l’anatossia associata a <13,2 ± 1,4 Ma. I dicchi leucogranitici post-cinematici sono datati a 11,6 ± 0,4 Ma. Secondo Cottle et al. (2009), i dati integrati raccolti “indicano che il metamorfismo ad alta temperatura, la decompressione e l’esumazione dell’ADM postdatano l’estrusione mediocenica diretta a sud ed è cinematicamente legata all’estensione parallela all’orogene.” (abstract p.).

Il tempo dell’eclogitizzazione non è stato datato prima di Corrie et al. (2010), che hanno usato la geocronologia del granato (lutezio (Lu)-afnio (Hf)) per ottenere una misura diretta dell’eclogitizzazione nella valle di Arun a 20,7 ± 0,4 Ma. Il campionamento è stato effettuato lungo il lato occidentale del fiume Arun, e le eclogiti granulitizzate sono state raccolte dal Barun Gneiss (HHC). Hanno datato le anfiboliti di granato dall’orizzonte inferiore a 14-15 Ma. Come riportato anche da lavoratori precedenti, hanno identificato tre eventi metamorfici e li hanno datati a 23-16 Ma (eclogite facies, ≥15 kb e ∼670°C a profondità ≥50 km; evento granulitico di picco T a 780°C e 12 kb; e il metamorfismo facies anfibolite in fase avanzata a ∼675°C e 6 kb e datato a ∼14 Ma).

Corrie et al. (2010) hanno proposto tre modelli per spiegare l’evoluzione P-T-t osservata nel loro dominio studiato. Essi sostengono che, sebbene tutti i modelli prevedano la condizione di facies di eclogite a grande profondità, è molto importante conoscere l’impostazione tettonica che ha favorito la comparsa dell’assemblaggio HP nella Valle di Arun (a ∼20 Ma e 15 kb ed esumato non altrove nelle vicinanze se non ad Ama Drime). Naturalmente, Rolfo et al. (2008) considerano la presenza di una provincia HP nell’Himalaya orientale.

La disparità nelle età delle eclogiti tra il NW e l’Himalaya orientale può riflettere diversi processi di esumazione: uno slab break-off a ∼50 Ma e un “normale” movimento thrust himalayano a ∼20 Ma (Corrie et al., 2010). Senza continuare una discussione sui tre modelli per spiegare il quadro P-T-t osservato da Corrie et al. (2010), possiamo ritenere che la storia P-T-t delle eclogiti di Ama Drime e della Valle di Arun possa indicare un “cambiamento nello stato fisico del cuneo metamorfico himalayano a 16-25 Ma, dando infine origine al MCT entro 15-16 Ma” (Corrie et al, 2010, p. 414).

In una comunicazione successiva, Kellett et al. (2014) riportano le età del granato (Lu-Hf) in tre campioni raccolti dal massiccio Ama Drime: 37,5 ± 0,8 Ma, 36,0 ± 1,9 Ma, e 33,9 ± 0,8 Ma. La crescita del granato eclogitico è stimata a c.38 Ma (il rapporto finora più antico dall’Himalaya orientale). La seguente facies di granulite è datata a c.15-13 Ma (età dello zircone U-Pb). Secondo Kellett et al. (2014), le eclogiti HP del massiccio Ama Drime, a differenza degli assemblaggi UHP nel NW Himalaya, “non sono caratteristiche di una rapida sepoltura ed esumazione di una lastra fredda in subduzione. Le rocce invece sono risultate dall’ispessimento crostale durante le prime fasi della collisione continentale, e sono rimaste nella crosta medio-bassa per >20 milioni di anni prima di essere riesumate e riscaldate” (Kellett et al., 2014, p. 220). Essi sostengono inoltre che la crosta indiana aveva raggiunto uno spessore di ∼60 km nel tardo Eocene.