Geologie des Niedrigen Himalayas

mini|Geologische Karte des Himalayas mit dem Niedrigen Himalaya, rosa markiert

Die Geologie des Niedrigen Himalayas, auch Vorderer Himalaya oder Kleiner Himalaya genannt (Lesser Himalaya), repräsentiert ein komplex aufgebautes Faltengebirge mit Höhen von bis zu ca. 6200 Metern (m). Es stellt einen nach Norden abfallenden, metamorph überprägten, bis zu ca. 20 km mächtigen Akkretionskeil im Vorland des Hohen Himalayas dar. Dieser setzt sich überwiegend aus sedimentären und magmatischen Gesteinseinheiten, die lithostratigraphisch vom mittleren Paläoproterozoikum bis zum Mesozoikum datieren, zusammen. Diese wurden ursprünglich auf der kontinentalen Kruste des damaligen indischen Kontinentalblocks abgelagert und bilden eine autochthone Zone. Zwischen dem Eozän und dem Oligozän wurden Klippen aus dem Hohen Himalaya in die allochthone Zone verschoben. Deren Gesteinsalter liegt zwischen dem Neoproterozoikum und dem unteren Paläozoikum. Die gesamte Entwicklung kann dem Kontinentzyklus von Columbia bis Gondwana zugeordnet werden. Die Exhumierung und Anhebung der Gesteinspakete erfolgt seit dem mittleren Miozän.

Lage und Erstreckung

Der Niedrige Himalaya erstreckt sich mit einer Breite bis zu ca. 80 Kilometern (km) und einer Länge von ca. 2500 km von Nordwesten nach Südosten, beginnend in der pakistanischen Provinz Khyber Pakhtunkhwa, weiter durch die indischen Unionsterritorien Jammu und Kashmir, die indischen Bundesstaaten Himachal Pradesh und Uttarakhand, dann durch Nepal, dem indischen Bundesstaat Sikkim sowie Bhutan und dem indischen Bundesstaat Arunachal Pradesh im Osten bis zum Namjagbarwa (Namche Barwa) im Regierungsbezirk Nyingchi des Autonomen Gebiets Tibet nahe der Yarlung Tsangpo-Schluchten.

Tektonischer Rahmen

Die tektonische Entwicklung des Niedrigen Himalayas ist verbunden mit derjenigen des gesamten Himalayas. Sie geht auf die serielle Öffnung und anschließende Subduktion der paläozoischen Palaeotethys und des folgenden mesozoischen Tethys (Neotethys) unter den Großkontinent Laurasia sowie die nordöstliche Kontinentaldrift und die Kollision des indischen Kontinentalblocks im Paläozän ab 57 mya mit Laurasia zurück. Der damalige indische Kontinentalblock war vor der Kollision mit Laurasia wesentlich größer als der heutige indische Subkontinent (siehe → Tektonische Entwicklung des indischen Subkontinents).

Der gesamte Himalaya ist gegliedert in den Tethys-Himalaya, Hohen Himalaya, Niedrigen Himalaya und die Siwaliks. Die nördliche tektonische Begrenzung bildet die Indus-Yarlung Tsangpo-Suturzone, an der auch der Transhimalaya anschließt. Die jeweiligen Himalaya-Zonen spiegeln ihre anders verlaufenden geologische Entwicklungsgeschichte wider.

mini|Vereinfachter Querschnitt durch den Himalaya mit dem Niedrigen Himalaya (Bas Himalaya), ockerfarbig markiert

Der Niedrige Himalaya stellt einen nach Norden abfallenden, niedrig metamorph überprägten Akkretionskeil im Vorland des Hohen Himalayas dar mit einer mächtigen bis zu ca. 20 km. Der Akkretionskeil wird nördlich und südlich jeweils durch eine tektonische Verwerfung von den benachbarten himalayaischen Zonen abgegrenzt. Im Norden schließt der Main Central Thrust (MCT) an den Hohen Himalaya an, und im Süden bildet der Main Boundary Thrust die tektonische Grenze zu den Siwaliks. An Letzterer schließt sich die große Indus-Ganges-Brahmaputra-Ebene an.

Der MCT bildet eine nach Süden ansteigende duktile Überschiebungszone (thrust fault), die zwischen 22 und 5 mya intermittierend aktiv war. An dieser Verwerfung wurden die Gesteine des Hohen Himalayas über die Gesteine des Niedrigen Himalayas geschoben. Der MBT ist durch eine aktive Verwerfungszone in Form einer linearen Senke definiert und weist einen markanten Bruch des Hangenden auf. In der MBT-Zone erfolgte eine Überschiebung der Gesteine des Niedrigen Himalaya über die kolluvialen Ablagerungen des MCT und eine Rückkippung der kolluvialen Ablagerungen.

Regionale Geologie

Die regionale Geologie des Niedrigen Himalayas weist eine Vielzahl von geologischen und tektonischen Merkmalen auf. Sie können strukturgeologisch in eine autochthone (vor Ort entstandene) Zone und eine allochthone (außerhalb entstandene) Zone aufgeteilt werden.

Erstere ist charakterisiert durch überwiegend metamorphe Sedimentgesteine unterschiedlicher Zusammensetzung mittleren proterozoischen bis kambrischen Alters zwischen etwa 2000 und 500 mya. Diese Zeitspanne kann den Kontinentzyklen von Columbia bis Gondwana zugeordnet werden.

Die allochthone Zone besteht aus kristallinen Gesteinseinheiten, die ursprünglich Bestandteile des Hohen Himalayas waren und zwischen dem Eozän und dem Oligozän verschoben wurden.

Autochthone

Die Autochthone bestehen aus unterschiedlichen sedimentären Ablagerungssequenzen, die auf dem Grundgebirge des indischen Kontinentalblocks vor der Kollision mit der laurasischen Platte abgelagert wurden. Die sedimentären Ablagerungen gliedern sich in lithostratigraphische Gesteinseinheiten, die in Gruppen und Formationen unterteilt werden.

Östliche Bereiche

Sedimentäre Sequenzen in östlichen Bereichen des Niedrigen Himalayas sind zwischen indischen Bundesstaat Arunachal Pradesh mit der Bomdila-Gruppe, dem Königreich Bhutan mit der Daling-Shumar-Gruppe und dem indischen Bundesstaat Sikkim mit der Daling-Buxa-Gruppe vertreten.

In Arunachal Pradesh entstand die Bomdila-Gruppe. Sie ist in mehrere Formationen gegliedert. Die basale Khetabari-Formation enthält überwiegend seserizitisch-quarzitische Phyllite, Quarzite, saure Tuffe, graphitische Phyllite mit Marmorbändern und Kalksilikaten. Sie sedimentierte auf einem seichten Schelf. Die folgende Tenga-Formation setzt sich zusammen aus mafischen Vulkaniten mit Einlagerungen von dunklen Phylliten, Marmoren und verschiedenartigen Quarziten mit dünnen Bändern aus Phylliten. Die Sedimentation erfolgte auch auf einem seichten Schelf. Die Chilliepam-Formation stellt eine mächtige und ausgedehnte Karbonatplattform dar. Sie besteht aus einer dicken Abfolge von Calciumcarbonaten, lokal stromatolithisch, mit zwischengeschalteten dünnem Phylliten und Quarziten. Die Dirang-Formation überlagert diskordant die Chilliepam-Formation. Sie besteht aus granathaltigen pelitischen kristallinen Schiefern, Quarziten, Kalksilikaten und unreinen Marmoren sowie carbonatischen Phylliten. Sie stellt eine gemischte Siliziklastika-Karbonatplattform dar, die ins mittlere Mesoproterozoikum um 1600 mya datiert. Zuoberst liegen die Bhareli-Formation und die Bichom-Formation aus dem unteren Perm bis Mesozoikum. Die Bomdila-Gruppe wurde vom granitischen Bomdila-Gneis und anderen jüngeren Graniten intrudiert. Der früheste Bomdila-Gneis hat ein Alter um 1925 mya und definiert somit auch das Mindestalter der Bomdila-Gruppe. Der metamorphe Grad entspricht der Amphibolit-Fazies. Der lithostratigraphische Charakter der Bomdila-Gruppe ist mit der Daling-Buxa-Gruppe in Sikkim vergleichbar.

In Bhutan entwickelten sich mehrere sedimentäre Ablagerungssequenzen. Von der ältesten bis zur jüngsten sind dies die paläoproterozoische Daling-Shumar-Gruppe, gefolgt von der neoproterozoisch-kambrischen Baxa-Gruppe. der neoproterozoisch-ordovizischen Jaishidanda-Formation, der permischen, der Diuri-Formation und der permischen Gondwana-Sedimentabfolge. Die Daling-Shumar-Gruppe besteht aus der Shumar-Formation mit einer 2 bis 6 km mächtigen Quarzitsequenz und einer Orthogneis-Intrusion. Sie wird überlagert von der 3 km mächtigen Daling-Formation aus Glimmerschiefern, Phylitten und intrusiven Orthogneiskörpern mit einem Alter von ca. 1900 bis 1800 mya, die auf ein paläoproterozoisches Ablagerungsalter hinweisen. Die Jaishidanda-Formation liegt stratigraphisch über der Daling-Formation und grenzt unterhalb des Main Central Thrust an. Sie besteht aus 0,5 bis 1,7 km mächtigen Granat-Biotit-Glimmerschiefern und Quarziten und weist jüngste detritische Zirkonspitzen auf, die von ca. 1000 und 800 bis ca. 475 mya reichen, was einem neoproterozoischen bis ordovizischen Ablagerungsalter entspricht. Die 2 bis 3 km mächtige Baxa-Gruppe besteht aus Quarziten, Phylliten und Dolomiten. Sie überlagert die Daling-Shumar-Gruppe im Gebirgsvorland und liefert jüngste detritische Zirkonspitzen von ca. 900 bis 520 mya, was auf ein Ablagerungsalter zwischen Neoproterozoikum und Kambrium hindeutet. Der Baxa-Dolomit wird von Quarziten mit detritischen Zirkonen von ca. 525 mya überlagert, was einer frühkambrischen Ablagerung entspricht. Die Diuri-Formation liegt oberhalb der Baxa-Gruppe. Sie besteht aus einer 2 bis 3 km mächtigen Diamiktitsequenz mit einer glimmerhaltigen Schiefermatrix. Das Alter wurde mit ca. 800 bis 380 mya angegeben. Der jüngste detritische Zirkon-Peak hat ein Alter von ca. 390 mya, was auf eine Korrelation mit der spätpaläozoischen Vergletscherung von Gondwana hindeutet. Die permische Gondwana-Sedimentabfolge ist die oberste Formation und besteht aus Sandsteinen, Schluffsteinen, undeformierten Schiefern, Tonschiefern und Kohlen. Sie korreliert mit einigen Formationen der weit verbreiteten Gondwana-Supergruppe. Die Gondwana-Abfolge ist auch in Sikkim und in Arunachal Pradesh vertreten. Das Alter wird zwischen ca. 1200 und 500 mya angegeben.

In Sikkim stellt die Daling-Buxa-Gruppe eine flachmarine Karbonatplattform an einem passiven Kontinentalrand dar. Sie ist in die basale Daling-Formation und die überliegende Reyang-Formation sowie die Buya-Formation gegliedert. Die erstere besteht an der Basis aus metamorphen geschichteten Quarziten, gefolgt von groben bis feinkörnigen, relativ dünn bis mäßig dick geschichteten Grauwacken, die mit undeformierten Schiefern und Tonschiefern, Peliten, geringfügigen Tuffen sowie mafischen Dykes und Lagergängen durchsetzt sind. Sie stellt eine distale flyschartige Ablagerungssequenz dar. Die Reyang-Formation ist geprägt durch eine dünn geschichtete Einheit aus verschiedenfarbigen Quarziten mit einigen Lagen aus Tonschiefern und Phylliten sowie Dykes und Lagergängen. In weniger deformierten Bereichen sind wellenförmige bis linsenförmige Schichten vorhanden. Diese beiden Formationen entwickelten sich in einem seichten Meer oberhalb der Sturmwellenbasis. Die strukturell überlagernde Buxa-Formation besteht aus stromatolithischen calciumcarbonatischen Quarzit-Tonschiefern, verschiedenfarbigen Dolomiten und Kalksteinen, Cherts, dunklen Schiefern und dünn abgelagerten Quarziten. Die Sedimente lagerten sich auf einem Watt bis zum flachen Schelf ab. Die Altersangaben für die Daling-Buxa-Gruppe reichen von ca. 2500 bis 1800 mya. Die Buxa-Formation ist mit der hier vorkommenden Gondwana-Einheit im Rangit-Fenster aufgeschlossen.

Zentrale Bereiche

Sedimentäre Ablagerungen in zentralen Bereichen kommen vor allem in Nepal vor. Sie werden lithostratigraphisch in den Nawakot Complex mit der unteren und oberen Nawakot-Gruppe gegliedert. Überlagert werden sie durch die Gondwana-Einheit und die Tertiary-Einheit.