The geotectonic position of the Madurai block (south India) within Gondwana: its formation and tectono-metamorphic evolution reconstructed with SHRIMP zircon analyses, EPMA-monazite dating, and petrology
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Anhand von geochronologischen, petrologischen und geochemischen Daten für hochmetamorphe Ortho- und Paragneise der Madurai Province und der Moyar-Bhavani-Cauvery Shearzone in Südindien wurde ein neues geodynamisches Modell zur Bildung des ‚Southern Granulite Terranes’ (SGT) entwickelt und seine Rolle während der Bildung Gondwanas rekonstruiert. Dieses Terrane liegt im Treffpunkt verschiedener Krustensegmente des East African Orogens. Bildung und Überprägungen des SGT Krustensegments ist daher von Bedeutung für das Verständnis dieser Orogenese. Die Madurai Province ist der größte Krustenblock des SGT und besteht aus zwei unterschiedlich alten Krustendomänen, der spät-archaischen Western Madurai Domain (WMD) und der proterozoischen Eastern Madurai Domain (EMD). Die dominierenden Metagranitoide des WMD wurden im späten Archaikum (ca. 2.5Ga) in einem magmatischen Inselbogen gebildet. Die Kollision der WMD mit dem nördlich angrenzenden Dharwar-Kraton erfolgte im frühen Paläoproterozoikum (2.49-2.45Ga) entlang der Moyar-Bhavani-Cauvery Suture (MBCS), einer ozeanisch-gebildeten Krustendomäne. Die MBCS umfasst eine Assoziation von mesoarchaischen Metabasiten und Enderbiten (ca. 2.85Ga), die von neoarchaischen basischen Komplexen und Metatonaliten (ca. 2.50Ga) intrudiert wurden. Die Kollision dieses MBCS-Inselbogens mit dem Kraton bewirkte eine hochgradige Metamorphose, welche die Gesteine der MBCS und der WMD erfasste (2.49-2.45Ga) und steht in Zusammenhang mit der Bildung des früh-paläoproterozoischen ‚Greater Dharwar Cratons’, der weite Teile Madagaskars und Südindiens umfasst. Die Eastern Madurai Domain dagegen wird von suprakrustalen Sequenzen dominiert, die sich im Mesoproterozoikum (1.6-1.0Ga) auf einem Grundgebirge abgelagert haben. Die Orthogneise dieses spät-paläoproterozoischen (2.0-1.6Ga) Grundgebirges haben sich durch Aufschmelzung unterlagernder archaischer Gesteine in einem magmatischen Bogen am Westrand des Greater Dharwar Cratons gebildet. Beide Domänen der Madurai Province werden von neoproterozoischen A-Typ Graniten (0.83-0.79Ga) intrudiert, die sich während einer bedeutenden Extensionsphase durch Aufschmelzung archaischer bis paläoproterozoischer Gesteine in einer NNE-SSW-verlaufenden Riftzone bildeten. In der EMD intrudierte zu dieser Zeit auch ein Anorthosite Complex (ca. 0.79Ga, bei Kadavur). Gesteigerte Wärmezufuhr infolge der Intrusionen und der Aufstieg asthenosphärischen Mantelmaterials induzierte eine großräumige neoproterozoische (0.82-0.78Ga) Metamorphose, die in der WMD fehlt. Die zwei Madurai-Domänen kollidierten im späten Neoproterozoikum (ca. 0.55Ga) im Zuge der Bildung des Superkontinents Gondwana. Die Kollision erfolgte entlang eines SSW-NNE-verlaufenden Gürtels (Kambam UHT Belt), in welchem eine signifikante Krustenverdickung eine hochdruck-UHT Metamorphose (ca. 13kbar, ca. 1000-1050°C) entlang der pre-existenten mittel-neoproterozoischen Riftzone verursachte, die mit der Platznahme von Leukograniten (0.56 Ga) verknüpft war. In unserem paläogeographischen Modell korreliert die WMD mit der Antananarivo Domain in Madagaskars, während die proterozoische EMD vermutlich mit der Ongole Domain des Eastern Ghats Belts Westindiens und mit dem Wanni Complex Sri Lankas verbunden war. Die früh-proterozoische Akkretion der Madurai Province an den Dharwar Craton, die Extensions-gebundene Bildung der mittel-neoproterozoischen A-Typ Granite und die Kollision der WMD mit der EMD entlang des Kambam UHT Belts stehen im Widerspruch zu dem kürzlich postulierten Konzept einer neoproterozoischen Sutur und Subduktionszone zwischen dem Dharwar Craton und der Madurai Province entlang der Palghat-Cauvery Shearzone und der spät-neoproterozoischen Akkretion der Madurai Province and den Dharwar Craton.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
-
(2008). Partial melting and high temperature metamorphism of metapelites of the Madurai Block, southern India. 33rd IGC Oslo 2008
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M.M. & Srikantappa, C.
-
(2008). Phase relationships of granulitefacies metapelites of the Madurai Block, southern India. DMG meeting 2008, Berlin
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M & Srikantappa, C.
-
(2009). Age and metamorphic evolution of sapphirine-bearing UHT granulites from South India: new constraints from phase diagram modelling combined with LA-ICP-MS zircon and in-situ EMP monazite dating. Granulites & Granulites meeting 2009, Hruba Skala, Czech Republic
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M., Appel, P. & Gerdes, A.
-
(2009). Sapphirine-bearing Mg-rich paragneisses from the Palni Hills (South India): Evidence for late Neoproterozoic UHT metamorphism in the Southern Granulite Terrane. DMG meeting 2009, Halle
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M., Appel, P. & Gerdes, A.
-
(2010). Corundumleucosome–bearing aluminous gneiss from Ayyarmalai, Southern Granulite Terrain, India: A textbook example of vapour phase-absent muscovite-melting in silica-undersaturated aluminous rocks. American Mineralogist 95, 897-907
Raith, M. M., Sengupta, P., Kooijman, E., Upadhyay, D. & Srikantappa, C.
-
(2010). Pan-African re-working of late Archean-early Paleoproterozoic crust in the Madurai Block of South India, and implications for Gondwana reconstructions. DMG meeting 2010, Münster
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M., Gerdes, A. & C. Srikantappa
-
(2011). Late Neoproterozoic P-T evolution of HP-UHT granulites from the Palni Hills (South India): new constraints from phase diagram modelling, LA-ICP-MS zircon dating and in-situ EMP monazite dating. Journal of Petrology 52, 1813-1856
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M., Appel, P., Gerdes, A. & Srikantappa, C.
-
(2011). Response of the U-Pb chronometer and trace elements in zircon to ultrahigh-temperature metamorphism: The Kadavur Anorthosite Complex, southern India. Chemical Geology 290, 177-188
Kooijman, E., Upadhyay, D., Mezger, K., Raith, M. M, Berndt, J. & Srikantappa, C.
-
(2012) Petrology of sapphirine-quartz-bearing Grt-Opx-Sil-Qz migmatites from the Madurai Block (Southern Granulite Terrain, India): Evidence for a uniform P-T evolution for all sapphirine-bearing granulites from the Madurai Block during Gondwana assembly. EMC meeting 2012, Frankfurt
Brandt, S., Schenk, V., Raith, M. M.
-
(2013). Lu–Hf isotope evidence for Paleoproterozoic metamorphism and deformation of Archean oceanic crust along the Dharwar Craton margin, southern India. Precambrian Research 233, 206-222
Noack, N.M., Kleinschrodt R., Kirchenbaur, M. Fonseca, R.O.C. & Münker, C.
-
(2014). Crustal evolution of the Southern Granulite Terrane, south India: New geochronological and geochemical data for felsic orthogneisses and granites. Precambrian Research 246, 91-122
Brandt, S., Raith, M. M., Schenk, V., Sengupta, P., Srikantappa, C. & Gerdes, A.
-
(2016). Early Mesoproterozoic (1.6–1.5 Ga) granulite facies events in the Ongole domain: geodynamic significance and global correlation. Journal of metamorphic Geology 34, 765-784
Sarkar, T., Schenk, V.
