Central India Tectonic Zone

Die Central India Tectonic Zone ist aufgeschlossen und geologisch untersuchbar zwischen dem mittleren und östlichen Bereich. Der westliche Abschnitt liegt unter den basaltischen Schichten des Dekkan-Trapps verborgen. Der geomorphologisch erkennbare Bereich enthält mehrere deformierte und metamorph überprägte subparallel verlaufende orogene Gürtel. Es sind vor allem der Mahakoshal Belt, der Sausar Belt und der Sakoli Belt. Deren Entwicklung werden zeitlich der Superkontinente Columbia und Rodinia zugeordnet.

• Mahakoshal Belt

Der Mahakoshal Belt erstreckt sich zwischen der Stadt Jabalpur im Bundesstaat Madhya Pradesh und dem Distrikt Palamu im Bundesstaat Jharkhand. Er bildet einen ca. 600 km langen und bis zu ca. 40 km breiten geologischen Horst an der nördlichen Flanke des heutigen Satpuragebirges im Narmada-Tal. Nördlich wird er vom Vindhyagebirge, nordöstlich von einem schmalen gneissischen Streifen umschlossen. Der südöstliche Rand besteht aus kristallinen und sedimentären Gesteinen, der an den Chotanagpur Granite Gneiss Complex anschließt. Südlich begrenzen die mächtigen Sedimentablagerungen der Gondwana Supergroup den Belt.

Entstanden ist er in einem Grabenbruchsystem am südlichen Rand des mehr als 3500 Jahrmillionen alten Bundelkhand-Kratons. Dieses bildete sich vermutlich zwischen 2600 und 2500 mya infolge von Dehnungen der Lithosphäre. In der weiteren tektonischen Entwicklung traten regional Kompressionen infolge der Kollision der beiden o. g. Kratone zwischen 2250 und 2100 mya auf, gefolgt von einer erneuten Extensionsphase und der Platzierung unterschiedlicher Intrusionen.

In dem Grabenbruchsystem entwickelte sich eine vulkanisch-sedimentäre suprakrustale metamorph überprägte Ablagerungssequenz unterschiedlicher Zusammensetzung. Sie wird in drei Formationen gegliedert. Zeitlichen entwickelten sie sich von 2600 bis 2030 mya. Die unterste Formation ist geprägt durch magmatische Gesteine, die aus dem Erdmantel stammten. Sie traten u. a. als Laven oder Kissenlaven zu Tage. Letztere deuten auf ein überwiegend submarines Ablagerungsmilieu hin. Die mittlere Formation enthält u. a. magnetitische Gesteine, umgewandelte Calciumcarbonate und unterschiedliche vulkanische Pyroklasten. Die jüngste Formation besteht überwiegend aus metamorph umgewandelten Sedimentgesteine und Grauwacken. Letztere wurden großenteils unter turbiditischen Verhältnissen in submarinen Zonen abgelagert. Konglomerate lagerten sich in einem Flussdelta ab. In diese Formationen drangen zwischen 1860 und 1610 mya verschiedentlich magmatische Intrusionen ein.

Die ersten Deformationen und Metamorphosen erfolgten zwischen 2250 und 2050 mya während der Kollision der beiden o. g. indischen kratonischen Blöcke. Weitere Deformationen und Metamorphosen ereigneten sich in Phasen während der Platzierung der Intrusionen von 1860 bis 1610 mya. Metamorphose Überprägungen entstanden überwiegend unter mittleren Druck- und Temperaturkonditionen und können der Grünschiefer-Fazies zugeordnet werden.

Der geologische Aufbau und die vorherrschenden metamorphosen Fazies kennzeichnen den Mahakoshal Belt als Grünsteingürtel.

• Sausar Belt

Der Sausar Belt erstreckt sich leicht bogenförmig mit einer Länge von ca. 300 km einer Breite von etwa 70 km vom Chhindwara Distrikt im Westen bis zum Balaghat Distrikt im Osten. Geologisch befindet er sich am südlich-zentralen Rand der Central India Tectonic Zone zwischen der Gavilgar-Tan Shear Zone und der Central Indian Suture Zone.

Der Gürtel basiert auf einem gneissischen Grundgebirge. Dieser Gneiskomplex besteht aus Gesteinen, die sich einerseits aus sedimentären Krustenquellen mit einem paläoarchaischen Alter von 3630 bis 3051 mya entwickelten. Die daraus entstanden Gesteine datieren zwischen 1603 und 1584 mya. Andererseits entwickelten sich aus frühpaläoproterozoischen juvenilen (neu gebildete) Protolithen (Ausgangsgesteinen) mit Alter von vor 2494 bis 2106 Jahrmillionen unterschiedliche magmatische Gesteine mit Alter zwischen 1577 und 1454 mya. Das Genesemuster deutet auf eine akkretionäre Orogenentwicklung möglicherweise in einem Backarc-Becken eines Subduktionsregimes hin. Auf dem Grundgebirge entwickelte sich zwischen 2200 und 1800 mya eine suprakrustale Sequenz aus Sedimentgesteinen mit Magmatiten und Vulkaniten. Bemerkenswert sind die Mangan-Lagerstätten, die die bilden die größten Mangan-Vorkommen Indiens bilden. Im basalen Bereich der Sequenz befinden sich Anzeichen glazioger Einflüsse, die sich zwischen 2400 und 2000 mya ereignet hatten. An den Rändern des Belts entstanden Zonen mit hochgradiger metamorpher Gesteinsüberprägung. Deformationen und Metamorphosen ereigneten sich in mehreren Phasen zwischen 2100 und 1900 mya. Weitere folgten von 1800 bis 800 mya.

• Sakoli Belt

Der Sakoli Belt erstreckt sich im östlichen Bereich des indischen Bundesstaat Maharashtra etwa zwischen den Städten Nagpur im Westen, Gondia im Osten und Gadchiroli im Süden. Er hat eine annähernd dreieckige Form mit einer Länge von ca. 110 km und einer Breite von ca. 100 km. Geologisch liegt er sich zwischen der Central Indian Suture Zone und dem nördlichen Rand des Bastar-Kratons.

Das Grundgebirge besteht vorwiegend aus unterschiedlichen magmatischen Gesteinen, die sich aus 3396 und 2549 Jahrmillionen alten Magmen eines Mantelreservoirs entwickelten. Zirkone in auskristallisierten Gesteinen haben ein Altersspektrum von 2432 bis 2378 mya. Zudem kommen verschiedenartige sedimentbasierte Gesteine vor.

Auf dem Grundgebirge entwickelte sich eine suprakrustale Sedimentsequenz, bestehend im Wesentlichen aus einer etwa 6000 m mächtigen Abfolge aus unterschiedlichen Sedimentgesteinen, Basalten und Vulkaniten. Die Schmelzen der Basalte datieren zwischen 2275 und 2000 mya, die der Vulkanite zwischen 2777 und 2426 mya. Die sich daraus gebildeten Magmatite traten zwischen 1675 und 761 mya zu Tage. In zentralen und südwestlichen Bereichen bildeten sich verschiedene Erzlagerstätten, insbesondere mit bedeutenden Gold-, Kupfer- und Wolfram-Vorkommen. Die Sakoli Group entwickelte sich möglicherweise an einem kontinentalen Schelfrand oder in einem kontinentalen Grabenbruch.

Sowohl das Grundgebirge alsauch die suprakrustale Sequenz wurden nieder bis mittelgradig metamorph überprägt. Entlang der Ränder traten hochgradige Deformationen auf. Das Grundgebirge wurde zwischen 2000 und 1500 mya tektono-thermisch überarbeitet, die Hauptphase ereignete sich von 1300 bis 1200 mya.

Die bedeutendsten Krüstenblöcke der Central India Tectonic Zone sind der Chotanagpur Granite Gneiss Complex und das Shillong Plateau.

• Chotanagpur Granite Gneiss Complex

Lage vom Chotanagpur Granite Gneiss Complex

Der Chotanagpur Granite Gneiss Complex (CGGC)[10] erstreckt sich mit einer Länge von ca. 500 km und einer Breite von ca. 200 km in den Bundesstaaten Jharkhand, Bihar und Westbengalen. Er befindet sich in der östlichen Kontinuität der CITZ bzw. des Satpuragebirges und wird von deren westlichen Abschnitte durch das Mahanadi Basin[11] getrennt. Im Süden grenzt er an den North Singhbhum Mobile Belt[12]. Der CGGC entstand als fragmentierter Krustenblock nach dem Zerfall des Superkontinents Columbia, unterlag den Kollisionsprozessen des North Indian Blocks mit den South Indian Block und wurde anschließend in Rodinia integriert.

Das Gesteinsspektrum besteht überwiegend aus granitischen Gneisen, Metasedimenten und Metavulkaniten unterschiedlicher Zusammensetzung. Felsischer Magmatismus trat zwischen 1750 und 1650 mya auf. Massive Plutone entwickelten sich aus granitischen Charnockiten um 1599 mya, Migmatiten um 1580 mya, granitischen Gneisen um 1522 mya, Anorthositen um 1550 mya und stark eisenhaltigen Graniten (Ferrograniten) um 1450 mya. Letztere werden dem A-Typ-Granit zugeordnet, welche außerhalb von gebirgsbildenden Ereignissen oder postorogen entstanden. Des Weiteren traten alkalische Syenite und Granitoide zwischen 1000 und 925 mya auf.

Zwei große Sedimentbecken befinden sich am nördlichen Rand des CGGC. Sie entstanden zwischen 1700 und 1680 mya als schnell absinkende Riftbecken in einer älteren Kruste. In ihnen lagerte sich eine dicke Schicht psammiter-pelitischer-calciumcarbonathaltiger Sedimente ab, die von Graniten und mafischen Gesteinen durchdrungen wurden und eine Diskordanz zu den Gneisen haben.

Tectono-thermische Ereignisse entstanden in drei Phasen; eine Ultrahochtemperatur-Metamorphose auf mittlerer Krustenebene um 1650 mya, eine Hochdruck-Granulit-Fazies um 950 mya und eine obere Amphibolit-Granulit-Fazies zwischen 870 und 780 mya.

• Shillong Plateau

Lage vom Shillong Plateau

Geologische Karte vom Shillong Plateau

Das Shillong Plateau liegt im nordostindischen Bundesstaat Meghalaya. Es bildet einen OW-verlaufenden isolierten geologischen Horst im südlichen Himalaya-Vorlandbecken und erstreckt mit einer Länge von ca. 300 km und einer Breite von ca. 110 km mit einer bis zu 1961 Meter hohen gebirgigen Hochebene.

Das Plateau umfasst das neoarchaische, proterozoische bis frühpaläozoische Grundgebirge des Meghalaya Gneissic Complex und das mesoproterozoische Shillong Basin, in dem die metasedimentären suprakrustalen Anlagerungen der Shillong-Gruppe gebildet wurden.

Das Grundgebirge besteht überwiegend aus verschiedenartigen Gneisen, kristallinen Schiefern und diversen Granitoiden sowie anderen magmatischen Gesteinen. Sie wurden mittelgradig metamorph überprägt. Das Alter dieser Gruppe datiert bis zu 2637 mya und ist als Enklave in dem jüngeren 1700 mya alten Gneiskomplex enthalten.

Die suprakrustale Sequenz besteht aus unterschiedlichen Konglomeraten und verschiedenartigen en. Sie wurde schwach deformiert und mittelgradig metamorph überprägt. Plutone intrudieren zwischen 881 und 479 mya. Das Alter von Galenit (Bleiglanz) weist das größte Alter um 1550 mya in dieser Gruppe auf.

Das Plateau wird durch verschiedene Verwerfungssysteme begrenzt und zerschnitten. Das südlich verlaufende Dauki Fault System wird als Verlängerung des Son-Narmada Lineaments angesehen. Ab 7 mya wurde das Plateau während der Auffaltung des Himalayas angehoben, wodurch der Paläo-Brahmaputra seine heutige Flussrichtung erhielt.

Die Central Indian Suture Zone (CIS)[13] ist eine bedeutende duktile Scherzone, die mit einer Länge von ca. 500 km und einer Breite bis zu 4 km im südlichen Bereich der Central India Tectonic Zone nachvollziehbar ist. Sie bildet die Subduktions- und Kollisionsnaht (Geosutur) zwischen South Indian Block und den North Indian Block. Im Bereich zwischen den Städten Nagpur bis Korba wurden der Verlauf, die Untergrundstruktur und die tektonischen Verhältnisse mittels der Reflexionsseismik untersucht.

Das Processing (Aufbereitung) von tiefen seismischen Reflexionsdaten zeigen deutlich unterschiedliche Reflexionseigenschaften nordwestlich und südöstlich der CIS. Die Reflexionen nordwestlich des CIS fallen überwiegend nach Süden ab, während die Reflexionshorizonte südöstlich des CIS nach Norden abfallen. Daraus wurde geschlossen, dass diese beiden benachbarten, gegeneinander geneigten seismischen Bereiche eine Geosutur zwischen zwei Krustenblöcken darstellt. Die CIS selbst wird nicht als scharfe Grenze abgebildet, was wahrscheinlich auf den gestörten Charakter der Erdkruste in einer 20 bis 30 km breiten Zone zurückzuführen ist. Die Reflexion der Moho-Grenzfläche variiert in der Tiefe von 41 bis 46 km, wobei die größte Amplitude im Nordwesten auftritt. Die Interpretation dieser Daten werden daher als Hinweise auf eine mittelproterozoische Kollision zwischen zwei Mikrokontinenten angesehen, wobei der North Indian Block mit dem Satpuragebirge über den Bastar-Kraton als Teil des South Indian Block obduziert wurde.