Geometria e cinematica di zone di taglio nella catena Himalayana: conseguenze sui modelli di esumazione

Different exhumation models of the metamorphic core of the biggest modern collisional setting, the Himalaya, were studied and analyzed in this thesis. Considering the fundamental role played by the kinematics of brittle and ductile shear zones within the Greater Himalayan Sequence (GHS), this study has been combined with the analysis of kinematics indicators in rocks and thin sections deriving from the three major structures of the Himalayan belt: the South Tibetan Detachment System (STDS), the Main Central Thrust Zone (MCTz) and the High Himalayan Discontinuity (HHD). Two shear zones, MCTz and STDS, played a key role during the evolution of most exhumation models of the medium- to high-grade metamorphic core of the GHS. In particular, the majority of these exumation models are based on the coupled activity of MCTz and STDS. Nevertheless, as a result of field data, geochronological analysis and the identification of new shear zones within the metamorphic core of the Himalayan belt, the High Himalayan Discontinuity (HHD) and the Badrinath shear zone (BSZ), recent studies have pointed out the complexity of the Himalayan orogenic system, suggesting exumation models that doesn’t require the coupled activity of MCTz and STDS. Specially Montomoli et al. (2013, 2015) and Carosi et al. (2013, 2018) have indicated, for the first time, the occurrence of active regional shear zones within the GHS between around 28 and 18 Ma resulting in the exhumation of the upper part of the GHS milions of years before the activation of the MCTz. The cited authors, by analyzing different sections of the belt for more than 1200 km, proposed the “in-sequence-shearing” exhumation model that, in fact, doesn’t require the coupled activity of MCTz and STDS. Meso- and micro-structural data, petrological and geochronological data (U-Th-Pb analysis on monazite and zircon), denote, in effect, the activation of different shear zones showing evidences of younging from the upper GHS to the Lesser Himalaya (the lower portion of the belt, underneath the MCTz), dividing the GHS in different portions and affecting its exhumations timing and modes. Every model of the tectonic and metamorphic evolution of the Himalaya should account for the occurrence of regional tectonic and metamorphic discontinuities within the GHS (HHD and BSZ) and its consequences on the metamorphic paths and on the assembly of Himalayan belt.

In questa tesi sono stati confrontati i modelli di esumazione del nucleo metamorfico, il Greater Himalayan Sequence (GHS), del più grande contesto collisionale moderno, la catena Himalayana. Visto il ruolo fondamentale giocato dalla cinematica delle strutture di taglio fragili e duttili nel GHS, lo studio è stato accompagnato dall’analisi degli indicatori cinematici su alcuni campioni e sezioni sottili provenienti dalle tre maggiori strutture della catena Himalayana: il South Tibetan Detachment System (STDS), la Main Central Thrust Zone (MCTz) e l’High Himalayan Discontinuity (HHD). Due shear zones, MCTz e STDS, hanno giocato un ruolo fondamentale nella formulazione della maggior parte dei modelli di esumazione delle rocce di crosta medio-profonda del GHS. Molti modelli di esumazione proposti per la catena Himalayana sono basati sull’azione contemporanea di MCTz e STDS. Tuttavia, attraverso lo studio dei dati di terreno e analisi geocronologiche, unite all’identificazione di nuove shear zones all’interno del nucleo metamorfico della catena, in particolare la HHD e la più recente Badrinath shear zone (BSZ), è emersa la complessità della tettonica del sistema orogenico Himalayano e del suo nucleo metamorfico. In particolare Montomoli et al. (2013, 2015) e Carosi et al. (2013, 2018) hanno evidenziato, per la prima volta, la presenza di shear zones regionali attive all’interno del GHS tra ca. 28 e 18 Ma che hanno causato l’esumazione della parte superiore del GHS alcuni milioni di anni prima dell’attivazione della MCTz. I citati autori, analizzando diverse sezioni della catena per oltre 1200 km, sono arrivati a proporre meccanismi di esumazione indipendenti dall’azione contemporanea del MCTz e del STDS formulando il modello denominato “in-sequence-shearing”. I dati meso- e micro-strutturali, petrologici e geocronologici (analisi U-Th-Pb su monazite e zircone), infatti, hanno evidenziato l’attivazione di shear zones sempre più recenti partendo dall’alto GHS fino al Lesser Himalaya (la parte di catena sottostante la MCTz). In particolare, le diverse porzioni del GHS sono state progressivamente esumate dall’attivazione delle shear zones inferiori che le delimitano. I modelli dell’evoluzione tettonica della catena Himalayana dovrebbero dunque tener conto della presenza delle nuove discontinuità tettono-metamorfiche regionali riconosciute all’interno del GHS (HHD e BSZ) e delle loro conseguenze sui percorsi metamorfici e sull’accrezione della catena Himalayana.