11.1.3 Arun Valley

Granuliterad eklogitsten rapporterades av Lombardo och Rolgo (2000, se Guillot et al., 2008) från Ama Drime-området i östra Himalaya (i Arun Valley, öster om Everest-Makalu-massivet). Eklogitenheten förekommer i LHS under MCT, och protoliten anses vara 110-88-Ma gammal (kritvulkaniska vulkaniter i LHS). Det metamorfa topptillståndet uppskattades till P > 15 kb (troligen upp till 20 kb) för en minimitemperatur på 580°C (Groppo et al., 2007). Den följande metamorfismen av granulitfacies inträffade vid 10 kb och 750°C, och den retrograda fasen av amfibolitfaciestillståndet vid cirka 750°C och 7-5 kb (Groppo et al., 2007; Guillot et al., 2008). Enligt Lombardo och Rolfo (2000) inträffade den metamorfa händelsen med eklogit före 25 Ma. De anser att miocena sammansättningar med hög T-halt och låg P-halt är så karakteristiska för östra Himalaya och att ”termisk relaxation av den förtjockade kontinentala skorpan nästan helt raderade de mineralogiska uppgifterna från de tidiga stadierna av kontinentalkollisionen”. (s. 37).

Cottle et al. (2006) utförde petrologisk, strukturell och U-Th-Pb-geokronologi av eklogiterna i Ama Drime. Till skillnad från Lombardo och Rolfo (2000) inkluderar de de mafiska eklogitlinserna, tillhörande migmatit-augengnejs och leucogranit inom HHC. De observerade att de mafiska eklogiterna genomgick minst tre metamorfa händelser: den första metamorfismen med eklogitfacies vid 650-720°C och >12 kb följt av en händelse med ?granulitfacies vid 700-750°C och 5,6-5 kb, och ett slutligt tillstånd med amfibolitfacies vid 700°C och 4 kb. U-Th-Pb-geokronologi av ett antal inklusionsfaser från maffisk granulit, värdfelsisk gnejs och de tvärgående leucogranitkropparna studerades också. Initiala U-Th-Pb-data från leucogranitdynekropparna daterar metamorfismen av eklogitfaciesen före 24 Ma.

Groppo et al. (2007) studerade också de granuliterade eklogiterna i Ama Drime-området. De identifierade fyra metamorfa stadier och relaterade metamorfa sammansättningar: (1) M1 eklogitfaciesmetamorfism (granat, omfacit ersatt av klinopyroxen och plagioklas-symplektit, och phengit ersatt av biotit och plagioklas-symplektit); (2) M2 granulitfaciesmetamorfism med cpx, opx, gar, plag och ilm; (3) M3 granulitfaciesmetamorfism representerad av plagioklas- och ortoproxenkorona runt granat; och (4) M4-händelse med brun amfibol och plagioklas i matrisen. Det metamorfa tillståndet M1 har preliminärt härletts till >580°C och 15 kb, medan M2 har begränsats till >750°C och 8-10 kb. M3-stadiet var vid lägre tryck (4 kb, ∼750°C). Den granuliterade eklogiten upplevde en avkylning till ∼700°C under den följande exhumationshändelsen. De daterade M3-stadiet till 13-14 Ma. Vidare: ”Den resulterande dekompressionella P-T-banan medurs för eklogiten Ama Drime kännetecknas av en nästan isotermisk dekompression från >1,5 GPa till ∼0,4 GPa, följt av en nästan isobarisk avkylning från ∼750° till ∼710°C” (Groppo et al, 2007, s. 51).

I en senare studie efter cirka 8 år rapporterade Rolfo et al. (2008) en ny förekomst av granuliterad eklogit från öster om berget Khangchendzonga och nästan 120 km sydost om Ama Drime. Deras observation är jämförbar med Groppo et al. (2007) från Ama Drimes basiska eklogit. Rolfo et al. (2008) rapporterade tre överlagrade metamorfa händelser från den nya förekomsten av den granuliterade eklogiten; den första var eklogitiskt tillstånd med 15 kb och >600°C. I likhet med Groppo et al. (2007) saknas eklogitrelikter helt och hållet. Den andra fasen av metamorfism med granulitfacies (plagioklas- och ortoproxenkorona runt granat; se Groppo et al., 2007) hade en hög T (∼750°C). Den tredje händelsen kännetecknas av tillväxt av brun amfibol och plagioklas i matrisen som i Ama Drime (Groppo et al., 2007). Enligt Rolfo et al. (2008) sträcker sig detta nya fynd av granuliterad eklogit från norra Sikkim betydligt längre än HP-provinsen i östra Himalaya.

Cottle et al. (2009) arbetade med geokronologi av eklogiten i Ama Drime-massivet (ADM). De rapporterade att föregångaren till den granuliterade eklogiten är jämförbar med LHS. Den ursprungliga eklogitfaciesens mineralsammansättning är starkt övertryckt av metamorfism med granulitfacies vid 750 °C och 7-8 kb. Monazit- och xenotidsålder daterar granulitmetamorfismen och tillhörande anatexis till <13,2 ± 1,4 Ma. De postkinematiska leucogranitdykes är daterade till 11,6 ± 0,4 Ma. Enligt Cottle et al. (2009) visar de integrerade data som samlats in ”att högtemperaturmetamorfism, dekompression och exhumering av ADM är postdaterat till mitten av miocen, söderriktad mittskorpelextrusion och är kinematiskt kopplat till orogenparallell utbredning”. (abstract s.).

Tidpunkten för eklogitiseringen var inte daterad före Corrie et al. (2010), som använde granatgeokronologi (lutetium (Lu)-hafnium (Hf)) för att få en direkt mätning av eklogitiseringen i Arun-dalen vid 20,7 ± 0,4 Ma. Provtagning utfördes längs den västra sidan av Arunfloden, och de granuliterade eklogiterna samlades in från Barun Gneiss (HHC). De daterade granatamfiboliter från den nedre horisonten till 14-15 Ma. Som också rapporterats av tidigare arbetare identifierade de tre metamorfa händelser och daterade dem till 23-16 Ma (eklogitfacies, ≥15 kb och ∼670°C på ett djup ≥50 km; peak T granulithändelse vid 780°C och 12 kb; och metamorfism av amfibolitfacies i det sena stadiet vid ∼675°C och 6 kb och daterad till ∼14 Ma).

Corrie et al. (2010) lade fram tre modeller för att förklara den observerade P-T-t-utvecklingen i deras studerade område. De menade att även om alla modellerna förutsäger eklogitfaciesförhållanden på stort djup är det mycket viktigt att känna till den tektoniska miljö som gynnade förekomsten av HP-sammansättningen i Arun-dalen (vid ∼20 Ma och 15 kb och exumerad inte någon annanstans i närheten annat än vid Ama Drime). Rolfo et al. (2008) anser naturligtvis att det finns en HP-provins i östra Himalaya.

Underskotten i eklogitålder mellan nordvästra och östra Himalaya kan avspegla olika exumationsprocesser: en plattbrytning vid ∼50 Ma och ”normal” Himalaya-förskjutning vid ∼20 Ma (Corrie et al., 2010). Utan att fortsätta en diskussion om de tre modellerna för att förklara den observerade P-T-t-bilden av Corrie et al. (2010) kan vi hålla fast vid att P-T-t-historien för eklogiterna i Ama Drime och Arun-dalen kan tyda på en ”förändring av det fysiska tillståndet hos den metamorfa kilen i Himalaya vid 16-25 Ma, vilket i slutändan gav upphov till MCT vid 15-16 Ma” (Corrie et al, 2010, s. 414).

I ett senare meddelande rapporterar Kellett et al. (2014) granatålder (Lu-Hf) i tre prover som samlats in från Ama Drime-massivet: 37,5 ± 0,8 Ma, 36,0 ± 1,9 Ma och 33,9 ± 0,8 Ma. Eklogitisk granattillväxt uppskattas till ca 38 Ma (den hittills äldsta rapporten från östra Himalaya). Följande granulitfacies är daterad till ca 15-13 Ma (U-Pb zirkonålder). Enligt Kellett et al. (2014) är HP-eklogiterna i Ama Drime-massivet, till skillnad från UHP-sammansättningarna i nordvästra Himalaya, ”inte karakteristiska för snabb nedgrävning och exhumering av en kall subducerad platta. Bergarterna resulterade istället från en förtjockning av jordskorpan under de tidiga stadierna av kontinentalkollisionen, och fanns i den nedre-mellanliggande jordskorpan i >20 miljoner år innan de exumulerades och värmdesattes upp på nytt” (Kellett et al., 2014, s. 220). De menar vidare att den indiska skorpan hade uppnått en tjocklek på ∼60 km i slutet av Eocen.