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Influence of continental rifting on sedimentation and its provenance and geodynamic implications: An example from late Paleoproterozoic Chandil Formation, eastern India
Earth-Science Reviews ( IF 12.1 ) Pub Date : 2021-11-13 , DOI: 10.1016/j.earscirev.2021.103868
Priyanka Chatterjee 1 , Shuvabrata De 2 , Rajat Mazumder 3, 4 , Tohru Ohta 5 , Jeff Chiarenzelli 6 , Tapas Bhattacharyya 1
Affiliation  

The Paleoproterozoic-Mesoproterozoic boundary is associated with onset of supercontinental cycle and global thermal perturbation. In the Singhbhum cratonic province, the 1600 Ma felsic volcanics and metasedimentary successions of the Chandil Formation conformably overlies the mafic volcanic and volcaniclastic successions of the Dalma Formation. Unlike the Dalma Formation and the underlying Singhbhum Group of rocks, the sedimentary facies and provenance characterization of the Chandil Formation has been long overdue. Herein we presented sedimentary facies and geochemical characterization of the Chandil Formation. The Chandil Formation has been divided into three distinct sedimentary facies associations: the bottommost trough cross-stratified, poorly sorted and texturally immature, coarse- to medium-grained sandstone-shale facies association formed in a fluvial setting. The overlying fine-grained, well-sorted and well-rounded sandstones of the sandstone-siltstone-mudstone (volcanic ash) facies association is characterized by aeolian dunes and pinstripe laminations, and thus formed in an aeolian environment. The medium-grained, moderately sorted, cross-bedded sandstones of the topmost facies association bear alternate thick-thin sandy foresets that are bounded by mudstone drapes and hummocky-cross stratification, indicating a marine depositional setting.

The Chandil sedimentation pattern is remarkably similar to the very well-known and 1000 million years younger Potsdam Group clastics, USA that formed in an intracratonic rift setting with similar sedimentary facies characteristics. Comparative provenance studies of the clastic rocks of the Chandil Formation and the lowermost Potsdam Group reveal that the protoliths of both rock successions were arkosic to litharenitic composition. Trace element studies of the sedimentary units of both rock successions confirm the provenance interpretation and indicate reworking of early rift and/or granitic basement rocks. The similarities between these sedimentary successions including sedimentary facies, basin development, and geochemical trends, although differing in age by ca. 1 billion years, indicate overwhelming influence of provenance on sediment generation, transportation and deposition that muted other controlling factors of sedimentation like paleoclimate, changes to Earth magmatism and consequent changes in tectonic regime etc. Sedimentological and geochemical analysis, following the methodology adopted in this paper, from other sedimentary successions will help to infer the interplay between contemporary basin tectonics and consequent sedimentation. Our analyses further indicate major terrestrial sedimentation, higher continental freeboard and felsic magmatism around 1600 million years in the Singhbhum craton similar to the adjoining Cuddapah basin (Dharwar), Pranhita-Godavari basin (Bastar) in the southern Indian block, in the Central Indian Tectonic Zone, and in the Vindhyan basin of the north Indian block.



中文翻译:

大陆裂谷对沉积作用的影响及其物源和地球动力学意义:以印度东部晚古元古代昌迪尔组为例

古元古代-中元古代边界与超大陆旋回的开始和全球热扰动有关。在 Singhbhum 克拉通省,Chandil 组的 1600 Ma 长英质火山岩和变沉积层序一致覆盖在 Dalma 组的镁铁质火山岩和火山碎屑层序上。与 Dalma 组和下伏的 Singhbhum 岩石群不同,Chandil 组的沉积相和物源特征早就应该进行了。在此我们介绍编辑Chandil 组的沉积相和地球化学特征。Chandil 组已被划分为三个不同的沉积相组合:最底部的槽交叉层状、分选差且构造不成熟、在河流环境中形成的粗至中粒砂岩-页岩相组合。砂岩-粉砂岩-泥岩(火山灰)相组合上覆细粒、分选、圆润的砂岩以风积沙丘和细条纹层理为特征,形成于风成环境中。最上层相组合的中粒、中等分选、交错层状砂岩具有交替的厚薄砂层,以泥岩悬垂和丘状交叉层状为界,表明是海相沉积环境。

Chandil 沉积模式与美国波茨坦群碎屑岩非常相似,它形成于克拉通内裂谷环境中,具有相似的沉积相特征,但比它更年轻 10 亿年。对 Chandil 组碎屑岩和波茨坦组最下方的碎屑岩的物源比较研究表明,两种岩石序列的原岩都是长石质到岩屑岩组成。对两种岩石序列沉积单元的微量元素研究证实了物源解释并表明早期裂谷和/或花岗岩基岩的再加工。这些沉积层序之间的相似之处包括沉积相、盆地发育和地球化学趋势,尽管年龄因大约而异。10亿年,表明物源对沉积物的生成、运输和沉积的压倒性影响,使其他沉积控制因素如古气候、地球岩浆作用的变化以及随之而来的构造制度的变化等减弱。 沉积学和地球化学分析,按照本文采用的方法,来自其他沉积序列将有助于推断当代盆地构造与随后的沉积之间的相互作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。沉积的其他控制因素,如古气候、地球岩浆作用的变化以及随之而来的构造制度的变化等。 沉积学和地球化学分析,按照本文采用的方法,从其他沉积层序中将有助于推断当代之间的相互作用。盆地构造和随之而来的沉积作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。沉积的其他控制因素,如古气候、地球岩浆作用的变化以及随之而来的构造制度的变化等。沉积学和地球化学分析,按照本文采用的方法,从其他沉积层序中将有助于推断当代之间的相互作用。盆地构造和随之而来的沉积作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。地球岩浆活动的变化以及随之而来的构造制度的变化等。按照本文采用的方法,其他沉积层序的沉积学和地球化学分析将有助于推断当代盆地构造与随后的沉积之间的相互作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。地球岩浆活动的变化以及随之而来的构造制度的变化等。按照本文采用的方法,其他沉积层序的沉积学和地球化学分析将有助于推断当代盆地构造与随后的沉积之间的相互作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。从其他沉积层序将有助于推断当代盆地构造与随后的沉积之间的相互作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。从其他沉积层序将有助于推断当代盆地构造与随后的沉积之间的相互作用。我们的分析进一步表明,Singhbhum 克拉通与毗邻的 Cuddapah 盆地 (Dharwar)、Pranhita-Godavari 盆地 (Bastar) 相似,在大约 16 亿年的 Singhbhum 克拉通中存在主要的陆地沉积、较高的大陆干舷和长英质岩浆作用,在中印度构造带区,并在北印度地块的 Vindhyan 盆地。

更新日期:2021-11-14
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