Structural evolution of western Dharwar Craton, southern India : Insights into the role of failed rifts in crustal growth processes

• Material Type: 博士論文
• Title: Structural evolution of western Dharwar Craton, southern India : Insights into the role of failed rifts in crustal growth processes
• Author/Editor: Lakshmanan, Sreehari
• Publication Date: 2020-09-23
• Publication Date (W3CDTF): 2020-09-23
• Alternative Title: 南インド，西ダールワールクラトンの構造発達史 : 太古代後期の大陸地殻成長過程におけるfailed riftの役割についての洞察
• Degree grantor/type: 新潟大学
• Date Granted: 2020-09-23
• Date Granted (W3CDTF): 2020-09-23
• Dissertation Number: 甲第4814号
• Degree Type: 博士(理学)
• Conferring No. (Dissertation): 甲第4814号
• Text Language Code: eng
• Note (General): Detailed understanding of the Archean crustal evolution will give vital clues about evolutionary mechanism of the early Earth. Only limited volume of Archean cratons are exposed in the Earth crust. Dharwar Craton (DC), southern India, is one among them. DC is the association of two cratonic blocks; Western Dharwar Craton and Eastern Dharwar Craton, separated by Gadag Mandya Shear Zone (GMSZ). Associations of 3.6–3.0 Ga Basement Gneiss, volcano-sedimentary basins (3.4–2.5) and granitic plutons (2.6–2.5 Ga) marks the lithological association in DC. Volcano-sedimentary basins are classified into Sargur Group (~3.4–3.2 Ga) and Dharwar Supergroup (3.0– 2.5 Ga). Understanding the evolutionary process of Dharwar Supergroup and its associated lithologies will give insight into the crustal growth process of WDC. Detailed structural mapping in Chitradurga Schist Belt (CSB) and Kibbanahalli Schist Belt (KSB) of WDC was carried out. CSB has preserved Sargur Group, Basement Gneiss, Bababudan Group, Chitradurga Group and Hiriyur Group of rocks. Only Bababudan Group of rocks was dominant in KSB. Unconformable relation between Basement Gneiss-Sargur Group and Bababudan Group is defined by rift debrites type >1m size quartzite clast conglomerate or oligomict conglomerate of fluvial/shallow marine origin. A polymictic conglomerate separates Bababudan and Chitradurga Groups; similarly, Chitradurga and Hiriyur Groups are also separated by a polymictic conglomerate. A new zone, Akkanahalli Zone, in the eastern margin of the CSB is proposed which is belonging to Sargur Group. Zircon grains in the metatuff sample from this zone provide an age of 3313 ± 6 Ma. Six stages of deformation events are recognized in the study area. D_0 and D_1 events are related to sedimentation and peak metamorphism respectively. General trend and megascopic structures in the mapped area have resulted from D_2 event. The D_2 stage structure is distinctly characterized by a fold-and-thrust belt consisting of an NNW–SSE trending fold zone sandwiched between a pair of NNW–SSE trending thrust faults dipping east. Deformation during the D_3 stage resulted in regional-scale sinistral shear zones, such as N–S striking Gadag-Mandya Shear Zone, and narrow N–S and NW trending sinistral ‘echelon’ shear zones. D_3 sinistral shearing and D_4 dextral shearing are preserved only as local scale deformation event in KSB but as regional scale event in CSB. Based on detailed field survey and structural analysis, it is proposed that CSB and KSB developed in an immature or failed rift setting where shallow marine sequence and shelf deposits are predominant. Debrites were first deposited at the foot of steep slopes of the rifts. Followed by sediments and volcanic rocks that were unconformably deposited horizontally above Basement Gneiss and later got deformed pointing to the temporal evolution of a foldand-thrust belt from a narrow intracratonic basin. The structural relation, field association and tectonic processes in schist belts of WDC are evidently different from Cenozoic accretionary complex, for example, in Hokkaido, Japan. This emphasis the fact that evolutionary process in WDC is not directly connected to subduction related accretionary processes. Trace element geochemical analysis of the mafic to intermediate rocks from the study area shows three Types of patterns. Type 1 has Nb-Ta negative anomaly, Type 2 has patterns similar to E-MORB and Type 3 has Zr-Hf positive anomaly. LREE depleted trend is present in Type 1, whereas relatively flat LREE patterns are observed for Type 2 and 3. HREE pattern in some of the samples are flat with one exception. The geochemical variations are related to the degree of crustal contamination experienced during their eruption in connection with the intracratonic extension. Post-3.0 Ga crustal growth throughout the Western Dharwar Craton can be summarized as three separate events of inversion tectonics. These stages are consisting of three generations of intracratonic failed rift events and three stages of crustal shortening and associated uplifting events (convergence). First rifting event is associated with evolution of Bababudan Group (~2.7–2.6 Ga). Second stage rifting is connected Chitradurga Group’s evolution (~2.6–2.58 Ga) and final or third event rifting is related to Hiriyur Group formation (2.58–2.54 Ga). WDC has strongly been shortened and many fold-thrust belts have been formed, by the third stage of crustal shortening and uplifting event. Mafic to intermediate volcanisms during failed rift events and post-rifting granitic intrusions triggered by the intracratonic rifting contributed significantly on crustal growth processes in WDC. Mafic to intermediate magmatism and sedimentary supply associated with intracratonic rifting played a crucial role in thermo-chemical balancing of Archean mantle beneath DC. Failed rifting events played a pivotal part in the initiation of crustal growth process in Archean to Phanerozoic tectonic settings. Evidences for failed rifting events are well preserved from the Archean to Phanerozoic.; 初期地球の進化メカニズムを理解するには，太古代後期の地殻進化を明らかにすることが必要不可欠である。そのための重要な研究対象の１つがインド南部のDharwar（ダールワール）クラトン（以下，DC）である。DCは，Gadag Mandya（ギャダッグマンディア）剪断帯で区切られた西Dharwarクラトン（以下，WDC）と東Dharwarクラトン（以下，EDC）からなり，3.6–3.0Gaの基盤片麻岩・3.4–2.5Gaの変堆積岩帯・2.6–2.5Gaの花崗岩質プルトンから構成される。変堆積岩帯を構成する地層は，3.4–3.2GaのSargur（サルグール）層群と3.0–2.5GaのDharwar超層群に分けられる。Dharwar超層群とそれに関連した地層・岩石の進化プロセスを理解することで，WDCの地殻成長プロセスを理解することができる。本研究では，WDCのChitradurga片岩帯（CSB）とKibbanahalli片岩帯（KSB）を主な研究対象とし，詳細な地質図・構造図の作製と構造解析を行った。CSBは，Sargur層群，基盤片麻岩，Bababudan（ババブーダン）層群，Chitradurga（チトラドゥルガ）層群，Hiriyur（ヒリユール）層群からなる。KSBは，Bababudan層群のみから構成される。基盤の片麻岩-Sargur層群とBababudan層群間の不整合は，直径1m以上の珪岩礫からなるリフト性のデブライトタイプ礫岩によって，または河成/浅海成起源のoligomict礫岩によって規定される。Bababudan層群とその上位のChitradurga層群，さらにChitradurga層群とその上位のHiriyur層群はそれぞれPolymictic礫岩によって境される。CSBの東端には，Sargur層群からなるAkkanahalli帯が新たに定義される。この帯の変凝灰岩サンプルのジルコンから，3313±6Maの年代が得られた。本調査地域において6ステージの変形イベントが識別された。D0およびD1イベントは，それぞれ，地層の堆積期および変成作用のピーク期に対応する。調査地域の一般走向（トレンド）と大構造は主にD2イベントによって形作られた。D2ステージの構造はNNW-SSEトレンドの褶曲・衝上断層帯によって特徴付けられる。このD2褶曲・衝上断層帯は２つのNNW-SSE走向東傾斜の衝上断層の間に挟まれたNNW-SSEトレンドの褶曲帯から構成される。D3ステージの変形作用は，N–S走向のGadag-Mandya剪断帯やN–SまたはNW–SE走向で雁行配列する狭長な左横ずれ剪断帯を形成させた。D3左横ずれ剪断変形とD4右横ずれ剪断変形は，KSBでは局所的な変形イベントとして生じたが，CSBでは広域的なイベントとして生じている。詳細な野外調査と構造解析に基づき，CSBとKSBは，主に浅海成シーケンスや陸棚堆積物を堆積させるような未成熟リフトあるいはfailed riftとして発達したことが明らかとなった。最初，リフトの急斜面の麓にデブライトが堆積するとともに，堆積物と火山岩がリフトを埋積し，さらに基盤の片麻岩の上にオーバーラップして水平に不整合に堆積した。その後，クラトン内の狭長なリフト帯から褶曲・衝上断層帯（片岩帯）へと変貌した。WDCの片岩帯の岩石構成・地質構造・それらの造構過程は，日本の，例えば北海道の新生代付加体のそれらとは明らかに異なっている。これは，WDCの進化過程が沈み込みなどの付加過程に直接関連していないことを強く示唆している。本調査地域の苦鉄質～中間質岩の微量元素パターンは3つのタイプに分けられる。タイプ1はNb-Ta負の異常を示し，タイプ2はE-MORBに似たパターンを持ち，タイプ3はZr-Hf正の異常を示す。タイプ1はLREEが減少するトレンドを示すのに対し，タイプ2および3は比較的フラットなLREEパターンを示す。一部のサンプルにおけるHREEパターンは，一つの例外を除いて，フラットである。これらマグマの地球化学的多様性は，クラトンの伸長テクトニクスに関わる噴火の際に起こった，マグマの地殻汚染の程度の違いを反映していると考えられる。3.0Ga以降のWDCにおける地殻の成長は，クラトン内の３回のfailed riftイベント（伸張テクトニクス）と３回の短縮・隆起テクトニクス（ポストリフトイベント）が繰り返す中で起こったと結論できる。すなわち，３回の反転テクトニクスによる結果である。最初のリフトイベントは，Bababudan層群（~2.7–2.6Ga）を堆積させ，太古代後期の地殻成長開始の引き金になったと考えられる。二番目のリフトイベントはChitradurga層群（約2.6~2.58Ga）を堆積させ，最後のリフトイベントはHiriyur層群（2.58~2.54Ga）を堆積させた。シンリフトの伸張テクトニクス時には苦鉄質～中間質の火山活動が起こり，ポストリフトの短縮・隆起テクトニクス時には花崗岩の広域的貫入が起こって，それぞれ地殻を成長させた。苦鉄質～中間質のマグマ活動とクラトン内リフト形成に関連する堆積物供給は，DCの下の始生代マントルの熱化学的バランスに重要な役割を果たしたと考えられる。３回目の短縮・隆起テクトニクスにおける地殻短縮は極めて大きく，WDC内に褶曲・衝上断層帯を発達させた。以上のように，太古代後期のWDCにおける大陸地殻成長プロセス・メカニズムにおいて，同様に太古代から顕生代における大陸地殻成長初期において，failed riftイベントが極めて重要な役割を果たしたことが明らかとなった。; 新大院博(理)甲第456号
• Persistent ID (NDL): info:ndljp/pid/11570462; https://dl.ndl.go.jp/pid/11570462
• Collection: 障害者向け資料
• Collection (Materials For Handicapped People:1): テキストデータ
• Collection (particular): 国立国会図書館デジタルコレクション > デジタル化資料 > 博士論文; https://dl.ndl.go.jp/collections/A00014
• Acquisition Basis: 博士論文（自動収集）
• Date Accepted (W3CDTF): 2020-11-10T19:58:22+09:00
• Date Created (W3CDTF): 2020-11-02
• Format (IMT): application/pdf
• Access Restrictions: 国立国会図書館内限定公開
• Service for the Digitized Contents Transmission Service: 図書館・個人送信対象外
• Availability of remote photoduplication service: 可
• Periodical Title (URI): http://hdl.handle.net/10191/00051937
• Data Provider (Database): 国立国会図書館 : 国立国会図書館デジタルコレクション; https://dl.ndl.go.jp