Geologie der Siwaliks

mini|Prinzipieller Verlauf der Siwalik-Berge

Die Geologie der Siwaliks bildet eine Vorgebirgskette des Niedrigen Himalayas. Sie wird auch Subhimalaya oder Äußerer Himalaya genannt und erhebt sich abrupt aus der Indus-Ganges-Brahmaputra-Ebene mit einer Höhe zwischen ca. 30 und 2000 Metern (m).

Die Siwaliks bestehen aus einer bis zu ca. 6000 m mächtigen Sequenz unterschiedlicher klastischer Sedimente, die als Süßwassermolasse zwischen dem mittleren Miozän und dem späten Pleistozän abgelagert wurde. Sie resultierten aus Erosionsvorgängen und Verwitterung der Gesteine während der tektonischen Entwicklung der jeweils angrenzenden Gebirge und wurde in Vorlandbecken, einem Vorläufer der Indus-Ganges-Brahmaputra-Ebene, transportiert. Die Transportprozesse wurden von verschiedenartigen Flusssystemen dominiert. Die Sedimentationen erfolgten in Form einer Reihe von fluvialen Megafächern.

Die Sedimente sind reich an unterschiedlichen Makro- und Mikrofossilien.

Lage und Erstreckung

Die Siwaliks können in zwei Zonen aufgeteilt werden. Die westliche Zone liegt sich im nördlichen Pakistan und erstreckt sich in süd-nördlicher Richtung vom Trans-Indus-Gebirge bis zum nördlichen Pothohar-Plateau mit einer Länge von ca. 300 km. Die westöstliche Ausdehnung verläuft mit ca. 430 km vom Pothohar-Plateau im Osten bis zum Kohat-Plateau im Westen. Die östliche Zone hat eine Länge von ca. 2500 km, 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. Die Breite beträgt bis ca. 60 km.

Tektonisch bildet der Main Boundary Thrust (MBT) die nördliche Begrenzung der Siwaliks, die südliche ist der Main Frontal Thrust (MFT). An Letzterer schließt sich die große Indus-Ganges-Brahmaputra-Ebene an. Der MBT ist eine aktive Verwerfung am südlichen Rand des Niedrigen Himalaya und weist einen markanten Bruch des Hangenden auf. Die MFT ist die aktivste Verwerfung des Himalaya mit einer großen Überschiebungsrate und häufigen Erdbeben. Sie definiert die südlichste tektonische Randverwerfung des gesamten Himalayas. Entstanden sind beide während der Kollision des indischen Kontinentalblocks mit Laurasia bzw. Eurasien. Einzelheiten siehe → Tektonische Entwicklung des indischen Subkontinents.

Regionale Geologie

Die Siwaliks bestehen aus einer bis zu ca. 6000 m mächtigen Sequenz unterschiedlicher klastischer Sedimente, die als Süßwassermolassen zwischen dem mittleren Miozän und dem späten Pliozän abgelagert wurden. Sie resultierten aus Erosionvorgängen und Verwitterung der Gesteine während der tektonischen Entwicklung der jeweils angrenzenden Gebirge und wurde in Vorlandbecken, Vorläufer der Indus-Ganges-Brahmaputra-Ebene, transportiert. Die fluviativen Transportprozesse wurden von verschiedenartigen Flusssystemen dominiert, wie mäandrierende Flüsse, verflochtene Flusssysteme, kieseligen, verzweigten Flüssen oder von Murgängen und Schuttströmen mit anschließenden Sedimentationen in Überschwemmungsgebieten und Megafächern. Diese Prozesse fanden um 10,5 mya, 10,0 mya, 5,9 mya und 3,5 mya statt. Sie sind auf die Auswirkungen der Hinterlandtektonik des Klimas und des Meeresspiegels sowie auf die kontinuierliche Verschiebung des Vorlandbeckens in Richtung Hinterland zurückzuführen. Dicke Abfolgen von Konglomeraten zeigen zudem, dass das Einsetzen bzw. die Intensivierung des Monsuns im östlichen nepalesischen Himalaya um ca. 10,5 mya begann.

Die sedimentären Gesteinssequenzen werden in der Siwalik-Gruppe (Siwalik Group) zusammengefasst und lithostratigraphisch weiter unterteilt. Jedoch unterscheiden sich die Lithostratigraphien abhängig von der jeweiligen tektonisch/geologischen Situation entlang der jeweiligen Gebirgszüge.

Westliche Zone

Die westliche Zone der Siwaliks umfasst das Kohat-Plateau, das Potohar-Plateau, das Salzgebirge (Salt Range), das Trans-Indus-Gebirge (Trans-Indus Range) und das Bannu-Becken (Bannu Basin). Diese sind Teil Pakistans.

Kohat-Plateau

mini|Kohat-Ebene

Das Kohat-Plateau wird im Norden von Ausläufern der Kala Chitta Range begrenzt. Das Salzgebirge und das Trans-Indus-Gebirge markieren die Grenze im Süden. Die südwestliche Grenze wird durch die Kurram-Parachinar Range entlang der pakistanischen Provinz Khyber Pakhtunkhwa markiert. An diesen verläuft auch der Nord-Süd-gerichtete Kurram Fault, die dort an den Main Boundery Thrust anschließt eine Verlängerung dieser Überschiebung darstellt. Im Osten bildet der Indus die Grenze zum Potohar-Plateau. Im Westen verläuft die Kurram Fault, die . Namengebend ist die Stadt Kohat in der Provinz Khyber Pakhtunkhwa.

Das Kohat-Plateau ist ein Falten- und Überschiebungsgürtel, der strukturell aus einer stark deformierten und angehobenen Überschiebungsplatte mit breiten Synklinalen, Verwerfungen und schmalen, steilen Antiklinalen über einer Abscherung (Décollement) besteht. Diese zeugen von einer hochgradigen Verschiebung einer großen Schubmasse entlang eozäner basaler Evaporite. Duplexüberschiebungen sind häufig. Dieses Décollement korreliert mit demjenigen im Pothohar-Plateau.

Die Lithostratigraphie des Kohat-Plateaus beginnt im südlichen Bereich mit Evaporiten, die im nördlichen Bereich weitgehend fehlen. Die basale Cherat-Gruppe besteht aus dem Jatta-Gips-Formation, der Kuldana-Formation und der Kohat-Formation. Der Jatta-Gips besteht aus Gips mit Einlagerungen von Gipsschiefern. Die Kuldana-Formation setzt sich zusammen aus schluffigem Tonen mit dünnen Schichten aus Kalksteinen. Die Kohat-Formation besteht aus kalkhaltigen Schiefern und Kalksteinen. Die aufliegende Rawalpindi-Gruppe unterteilt sich in die Murree- und die Kamlial-Formation. Die Murree-Formation besteht aus Sandsteinen und Mergeln. Die Kamlial-Formation enthält Sandsteine mit zwischen geschalteten Konglomeraten. Die zu oberste liegende Siwalik-Gruppe ist gegliedert in die Chinji-, Nagri- und Dhokpathan-Formationen. Die Chinji-Formation, denen Tonen mit untergeordnetem feinkörnigen Sandsteinen folgen, während die Nagri-Formation mit Konglomeraten beginnt, denen Sandsteine folgen. Die Dhopathan-Formation enthält eine Folge aus Sandsteinen und Tonen. Zeitlich datieren diese Ablagerungen zwischen dem frühen Eozän und dem mittleren Pliozän. Das Ablagerungsmilieu der Sedimente entspricht einer flachen Meeresumgebung und/oder einem Flussdelta.

Pothohar-Plateau

Das Pothohar-Plateau wird im Norden von der Kala Chitta Range, im Westen vom Kohat-Plateau sowie dem Indus und im Süden und Südosten vom Salzgebirge begrenzt. Im Süden erstreckt sich die Thar-Wüste. Tektonisch verläuft im Osten der Main Frontal Thrust. Das relativ ebene Plateau erreicht durchschnittliche Höhen zwischen ca. 1200 bis 300 m und wird vom Jhelam und Sohan durchflossen. Namensgebend ist die Stadt Pothohar in der pakistanischen Provinz Punjab.

Das Pothohar-Plateau sowie das südlich angrenzende Salzgebirge wird von präkambrischen Gesteinsschichten unterlagert, die wesentlich aus Evaporiten bestehen. Diese duktilen Evaporite bilden eine Abscherungszone für regionale Überschiebungen und sind lokal mit magmatischen Gesteinen des Khewra-Trap überlagert oder wurden von ihm intrudiert. Die aufliegenden Gesteinspakete besteht aus einer sedimentäre Abfolge von kambrischen, permischen bis mittleren kreidezeitlichen sowie aus dem Paläogen bis zum Neogen. Bedeutende Schichtlücken vom Ordovizium bis Karbon und der Oberkreide sind vorhanden. Die Sedimentgesteine, die auf dem Pothohar-Plateau und dem angrenzenden Kohat-Plateau aufliegen, bestehen aus eozänen Kalksteinen, Evaporiten und miozänen bis pleistozänen fluvialen Sedimenten und Terrassenschottern, Schottern und Lösse und holozänes Schwemmebenen. Ein Großteil des Gebietes ist von terrestrischen neogenen Ablagerungen des Vorlandbeckens bedeckt.

Salzgebirge (Salt Range)

Das Salzgebirge erstreckt sich bis zu ca. 30 km Breite in einem nach Norden geöffneten Bogen über rund 200 km zwischen dem Indus im Westen und dem Jhelam im Osten und Südosten. Im Norden grenzt es an das Pothohar-Plateau, im Süden an die Tiefebene vom pakistanischen Punjab. Tektonisch wird sie im Süden vom Salt Range Thrust begrenzt, der dem Main Frontal Thrust entspricht. An dieser Überschiebungsfront lagerten sich syn-orogene Alluviumböden und Schwemmkegel ab, die jedoch von den präkambrischen Evaporiten und dem darüber liegenden Material überlagert werden.

mini|Grob gemahlenes Himalayasalz

Das Salzgebirge besteht aus Gesteinen, die zeitlich vom Präkambrium bis zum Tertiär reichen. In der regionalen Geologie bilden duktile Evaporite aus dem Präkambrium die basalen Schichten, die eine Abscherungszone für regionale Überschiebungen darstellen. Sie korrelieren mit denjenigen des Pothohar-Plateau. Die Überschiebungen sind verbundenen mit Bildung von Salzdiapirismus. Diese darin enthaltenen mächtigen Steinsalzvorkommen werden abgebaut und teilweise als Himalayasalz exportiert. Die basale präkambrische Salt Range-Formation wurde über die jüngeren Schichten in östlichen Bereichen geschoben, während die ältesten Gesteine im westlichen Bereich vorkommen.

Die Gesteinsvorkommen sind im östlichen, zentralen und westlichen Teil des Salzgebirges verteilt. Die Lithostratigraphie ist in mehrere Gruppen und Formationen unterteilt. Die basalen präkambrischen Ablagerungen wurden über die jüngeren Schichten in östlichen Bereichen geschoben, während die ältesten Gesteine im westlichen Bereich aus karbonisch-permischen Sequenzen bestehen. Das Gesteinsspektrum besteht aus Evaporiten, Sandsteinen und undeformierten Schiefern aus dem Kambrium, Sandsteinen und Kalksteinen aus dem Perm, Sandsteinen aus der Trias bis zur Unterkreide und Sandsteinen, Kalksteinen und undeformierte Schiefern aus dem Paläozän bis zum unteren Eozän und Siwalik-Molassen aus dem Miozän bis Pliozän sowie jüngerem, nicht deckungsgleich überlagerndem Gesteinen. Die Gesamtmächtigkeit des Salzgebirges beträgt ohne den basalen Evaporit nur etwa 1100 m. Der Abschnitt weist gemeinsame Merkmale mit dem indischen Kontinentalblock und dem zentralen Niedrigen Himalaya auf, wie das Vorhandensein von permischen Gondwana-Gesteinen und das Fehlen von Gesteinen aus dem mittleren Paläozoikum. Das Fehlen von Panjal Traps unterscheidet sie jedoch vom Niedrigen Himalayas in Kaschmir. Die Panjal Traps oder der Tethyan Plume ist eine Magmatische Großprovinz, die im frühen bis mittleren Perm im heutigen Nordwesten Indiens ausbrach. Sie werden mit der Öffnung der Tethys in Verbindung gebracht. Die relativ vollständigen, aber dünnen ca. 500 m mächtigen marinen und nicht-marinen mesozoischen Schichten haben eine proximale, epikontinentale Affinität zum Tethys-Himalaya. Diese Gesteinspakete verdicken sich und sind weiter westlich überwiegend marin geprägt.

Trans-Indus-Gebirge (Trans-Indus Range)

Das Trans-Indus-Gebirge, auch Trans-Indus Salz-Gebirge genannt, kann als Verlängerung des Salzgebirges angesehen werden. Es grenzt im Norden an das Kohat-Plateau, im Westen und Süden an das Bannu-Becken. Tektonisch wird dieses Gebirge östlich und südlich vom Trans-Indus Ranges Thrust begrenzt, der eine Verlängerung des Salt Range Thrust bzw. des Main Frontal Thrust darstellt. Weiter nördlich verläuft der Main Boundery Thrust. Dieser Gebirgszug bildet einen S-förmig gewundenen Falten- und Überschiebungsgürtel. Namensgebend ist die Lage im Vergleich zum Salzgebirge jenseits des Indus.