ヒマラヤの地質

ヒマラヤの地質は、プレートテクトニクスの力によって形成され、風化と浸食によって削られた広大な山脈の最も劇的で目に見える創造の記録です。山脈の東端にあるナムチャバルワ複合岩から西端にあるナンガパルバット複合岩まで2400キロメートルにわたって広がるヒマラヤは、進行中の造山運動、つまり2つの構造プレート、つまりユーラシアプレートに突き出たインドプレートの大陸地殻の衝突の結果です。ヒマラヤ・チベット地域は、世界人口の5分の1以上に淡水を供給し、世界の堆積予算の4分の1を占めています。地形的に、この地帯は多くの最上級の特徴を備えている。隆起率が最も高い（ナンガ・パルバットでは年間約10 mm）、起伏が最も大きい（エベレスト・チョモランマの標高8848 m ）、侵食率が年間2～12 mmと最も高い部類に入る、^{[4] 、いくつかの}大河の水源であり、極地以外では氷河が最も集中している。この最後の特徴から、ヒマラヤはサンスクリット語で「雪の住処」を 意味する名前が付けられた。

ヒマラヤ（ヒマラヤ造山帯）は、南から北にかけて、ヒマラヤ造山帯の全長にわたって伸びる4 つの平行な構造地層帯と 5 つの逆断層に分かれています。南北に逆断層が並ぶ各帯は、隣接する帯とは異なる地層構造（岩石の種類と層構造）を持っています。南から北にかけて、ゾーンとそれらを隔てる主な断層は、主前面断層（MFT）、サブヒマラヤゾーン（シバリクとも呼ばれる）、主境界断層（MBT）、小ヒマラヤ（さらに「小ヒマラヤ堆積帯（LHSZ）と小ヒマラヤ結晶質ナップ（LHCN）に細分化される）、主中央断層（MCT）、高位（または大）ヒマラヤ結晶質岩（HHC）、南チベット分離システム（STD）、テチスヒマラヤ（TH）、インダス‐ツアンポ縫合帯（ISZ）である。^[5]この北には、ヒマラヤ山脈の外側にあるチベットのトランスヒマラヤがあります。ヒマラヤ山脈は、南はインドガンジス平野、西は中央アジアのパミール山脈、東はインドシナ半島の横断山脈に接しています。中国・ミャンマー国境。

ヒマラヤ山脈は東から西にかけて、東ヒマラヤ、中央ヒマラヤ、西ヒマラヤの 3 つの地域に分かれており、これらの地域には複数の国や州が集まっています。

先カンブリア代後期から古生代にかけて、インド亜大陸は、北はキンメリア超大陸に接し、ゴンドワナ大陸の一部であり、古テチス海によってユーラシア大陸から隔てられていた（図1）。その期間、インド北部は、オルドビス紀の大陸礫岩とその下のカンブリア紀の海洋堆積物との間の不整合を特徴とする汎アフリカ造山運動後期の影響を受けた。約5億年前の花崗岩の貫入も、このイベントに起因するとされている。

石炭紀前期には、インド亜大陸とキンメリア超大陸の間に初期の地溝帯が形成されました。ペルム紀前期には、この地溝帯はネオテチス海に発達しました(図 2)。このときから、キンメリア超大陸はゴンドワナから北へと移動しました。現在、イラン、アフガニスタン、チベットの一部はこれらの大陸で構成されています。

ノーリアン期（2億1000万年前）には、大規模な地溝形成によりゴンドワナ大陸が2つに分裂しました。インド大陸は、オーストラリア大陸と南極大陸とともに東ゴンドワナ大陸の一部となりました。しかし、東ゴンドワナ大陸と西ゴンドワナ大陸の分離と海洋地殻の形成は、その後のカロビアン期（1億6000万～1億5500万年前）に起こりました。その後、インドプレートは白亜紀前期（1億3000万～1億2500万年前）にオーストラリア大陸と南極大陸から分離し、「南インド洋」が広がりました（図3）。

後期白亜紀（8400万年前）には、インドプレートが約6000kmにわたって急速に北方へ移動し始め^[6] 、海洋間の沈み込みは海洋盆地の最終的な閉鎖とインド洋への海洋オフィオライトの沈み込み、そして中央ヒマラヤで約6500万年前から大陸間テクトニック相互作用 が始まるまで続きました^[7]。インドプレートとアジアプレート の相対速度が約5500万年前の非常に速い（18-19.5cm/年）から速い（4.5cm/年）に変化したことは^[8]、当時の衝突を状況的に裏付けています。それ以来、インドはアジアに対して、約2500km ^{[9] [10] [11] [12]}地殻短縮と回転を起こしており、北西ヒマラヤでは反時計回りに45° ^[13]、北中部ネパールでは反時計回りに10°-15° ^[14]回転している（図4）。

インドが北上する間に海洋地殻の大部分が「単純に」チベットブロックの下に沈み込んだが、衝突以来2500キロメートルの「失われた大陸地殻」 に何が起こったのかを説明するために、少なくとも3つの主要なメカニズムが個別または共同で提唱されている。

• 最初のメカニズムでは、インド大陸の地殻がチベットの下に沈み込むことも想定されます。
• 2 番目は、インドプレートがインドシナブロックを押しのけた圧子であるとする押し出しまたは脱出テクトニクスのメカニズム (Molnar & Tapponnier 1975) です。
• 3番目に提案されたメカニズムは、 2500kmの地殻短縮の大部分（約1000km（Dewey、Cande＆Pitman 1989）または約800〜約1200km ^{[15] ）が、チベット地殻の変形とともに、}受動的インド縁辺部の堆積物の衝上および褶曲によって吸収されたというものである。

この膨大な地殻短縮は、おそらくこれら 3 つのメカニズムの組み合わせによって生じたと主張するのは合理的ですが、それでも、ヒマラヤ山脈の高い地形的起伏を生み出したのは、最後のメカニズムです。

ヒマラヤの地殻変動は長期的な変形を引き起こします。これには、ヒマラヤ山脈全体の 900 ～ 1,500 km の短縮が含まれます。この短縮は、現在も継続中の地震活動の産物です。インドプレートとユーラシアプレートの継続的な収束により、巨大地震が発生します。これらの地震は MW 8 を超える場合があり、インフラに大きな損害をもたらします。ヒマラヤの中央地殻ランプは、変形と短縮に関連する長期的および短期的な地震プロセスの歴史において重要な地質学的特徴です。過去 1500 万年の間に、ランプは二重化、付加、および地殻構造のアンダーカットにより徐々に南に移動しました。^[16]

インド大陸プレートとユーラシア大陸プレートの現在進行中の活発な衝突は、沈み込みに依存するプレート運動の仮説の一つに疑問を投げかけています。

ヒマラヤ造山帯の最も印象的な特徴の一つは、その主要な構造要素が横方向に連続していることである。ヒマラヤは、典型的には、帯に沿って2400km以上にわたって追跡できる4つの構造単位に分けられる（図5および図7）。^[c]

ヒマラヤ山脈南部の麓に広がるこのプレートは、ヒマラヤの侵食作用でできた中新世から更新世の糖蜜堆積物でできています。これらの糖蜜堆積物は「ムリー層とシバリク層」と呼ばれ、内部で褶曲し、重なり合っています。ヒマラヤ山脈南部は、ヒマラヤ山脈から流れてくる川（ガンジス川、インダス川、ブラマプトラ川など）が堆積させた第四紀の沖積層の上に、主前面断層に沿って押し付けられており、ヒマラヤが今も非常に活発な造山帯であることを示しています。

小ヒマラヤ（LH）プレートは主に、インド洋の受動的な縁辺部からの上部原生代から下部カンブリア代の 砕屑性堆積物によって形成され、一部の花崗岩と酸性火山岩（1840 ±70 Ma ^[17]）が挟み込まれています。これらの堆積物は、主境界断層（MBT）に沿ってヒマラヤ山脈の下に押し付けられています。小ヒマラヤは、高ヒマラヤ結晶質層序内のテクトニックウィンドウ（キシュトワールまたはラルジ-クル-ラムプールウィンドウ） によく現れます。

中央ヒマラヤ領域はヒマラヤ造山帯の背骨を形成し、最も高い地形起伏（最高峰） のある地域を囲んでいます。一般的に 4 つのゾーンに分けられます。

文献にはこのユニットを説明するために約30の異なる名前が存在し、最も頻繁に見られる同義語は「グレーター・ヒマラヤ・シーケンス」、「チベット・スラブ」、「ハイ・ヒマラヤ・クリスタリン」です。これは、オルドビス紀（約5億年前）および前期中新世（約2200万年前）の花崗岩が多くの場所で貫入している、厚さ30kmの中〜高度変成変成堆積岩シーケンスです。HHCSを形成する変堆積物のほとんどは後期原生代から前期カンブリア紀のものですが、はるかに新しい変堆積物もいくつかの地域で見つかっています。たとえば、ネパールのタンディ向斜とカシミールのキストワールのワルワン渓谷では中生代、"チュルド・スライス"ではペルム紀、レー・マナリ・ハイウェイの"サルチュ地域"ではオルドビス紀から石炭紀です。現在では、HHCS の変成堆積物は、その上にある「テチス ヒマラヤ」の基盤を形成する堆積物の変成作用に相当するものであると一般に認められています。HHCS は、 「主中央断層」 (MCT) に沿って小ヒマラヤに押し付けられる主要なナップを形成しています。

テチスヒマラヤは、強く褶曲し重なり合った、弱く変成した堆積層によって形成された、幅約 100 km の沈降帯である。この層群には、「北ヒマラヤナップ」^[18]と呼ばれるいくつかのナップも記載されている。THの堆積物には、上部原生代から始新世までのほぼ完全な地層記録が保存されている。これらの堆積物の地層分析により、インド亜大陸の北大陸縁辺のゴンドワナ進化からユーラシア大陸との大陸衝突までの地質史に関する重要な手がかりが得られる。 「テチスヒマラヤ」の一般的に低品位の堆積物と、その下にある「高ヒマラヤ結晶質層」の低品位から高品位の岩石との間の遷移は、通常、漸進的である。しかし、ヒマラヤベルトに沿った多くの場所では、この遷移帯は「中央ヒマラヤ分離システム」、別名「南チベット分離システム」または「北ヒマラヤ正断層」と呼ばれる主要な構造によって特徴づけられており、伸張と圧縮の両方の兆候を示しています。以下の進行中の地質学的研究のセクションを参照してください。

ラダック地方の「ニマリン-ツォモラリ変成岩ドーム」の北側には、「テチスヒマラヤ向斜地」が緑色片岩からエクロジャイト 変成岩の大きなドーム状に徐々に北へ進んでいます。HHCSと同様に、これらの変成岩はテチスヒマラヤの基盤を形成する堆積物の変成岩相当物です。「先カンブリア紀のフェ層」も、いくつかのオルドビス紀（約4億8千万年前^[19]）の花崗岩 によって貫入されています。

ラマユル・ユニットとマルカ・ユニットは、インド大陸斜面の北部と隣接する新テチス海盆のタービダイト環境に堆積したフライシュとオリストリスによって形成されています。これらの堆積物の年代は、後期ペルム紀から始新世に及びます。

ヒマラヤの変成岩は、地殻構造の関係を解読し、モデル化するのに非常に役立ちます。コーン（2014）によると、変成岩の隆起はヒマラヤ主断層によって説明できます。^[20]より高グレードの変成岩が低グレードの変成岩の上に堆積するメカニズムは依然として激しく議論されていますが、コーンは、高グレードの変成岩がヒマラヤ主断層上で長期間にわたって運ばれたためだと考えています。基本的に、高グレードの岩石が断層と空間的に相互作用していた期間が長ければ長いほど、より遠くまで運ばれたことになります。

エクロジャイトとグラニュライトの岩石の隆起は、いくつかの異なるモデルで説明できます。最初のモデルには、下部プレートがマントルに引き裂かれ、大量の反発を引き起こすスラブの裂け目が含まれます。2 番目のモデルは、岩石が沈み込みの特定のポイントに到達し、スペースの問題により、下降してきたチャネルを通って押し戻されたと述べています。3 番目のモデルは、インドの厚い大陸地殻がスペースの問題をさらに悪化させ、これらの岩石がチャネルを逆流するコーナーフローを引き起こしたと述べています。4 番目のモデルには、岩石がメインヒマラヤ断層に沿って運ばれたことが含まれます。

ISZ は、インダス-ヤルン縫合帯、ヤルン-ザンポ縫合帯、またはヤルン-ツァンポ縫合帯とも呼ばれ、インドプレートと北のラダック・バソリス (トランスヒマラヤまたはカラコルム-ラサ・ブロックとも呼ばれる) との衝突帯を定義します。この縫合帯は、以下によって形成されます。

• オフィオライト メランジュは、ネオテチス海洋地殻からのフライシュとオフィオライトの挟在物で構成されています

• ドラス火山岩は、白亜紀後期からジュラ紀後期の火山島弧の名残で、玄武岩、デイサイト、火山砕屑岩、枕状溶岩、少量の放散虫チャートから構成されています。

• インダス モラセスは、主にラダック バソリスに由来するが、縫合帯自体やにも由来する扇状地、網状河川、河川湖成堆積物からなる大陸性砕屑岩層 (まれに海水堆積物の層が挟在)。これらのモラセスは衝突後のものであり、したがって始新世から後始新世のものである。

• インダス縫合帯はヒマラヤ山脈の北限にあたります。さらに北にはトランスヒマラヤ、または地元ではラダック・バソリスと呼ばれ、基本的にはアンデス山脈の活動的な縁辺にあたります。この火山弧における広範囲にわたる火山活動は、沈み込むインド洋地殻の脱水によって引き起こされたチベット・ブロックの基部のマントルの溶融によって引き起こされました。

インドプレートとユーラシアプレートの現代の収束速度は、およそ17 mm/年と測定されています。^[21]この収束は、活断層帯の地震活動によって調整されています。その結果、ヒマラヤ山脈は世界で最も地震活動が活発な地域の一つとなっています。この地域では、1905年のカングラ地震、1975年のキナウル地震、1991年のウッタルカシ地震、1999年のチャモリ地震など、過去100年間に多くのマグニチュードの高い地震が発生しており、いずれもマグニチュード6.6以上を記録しています。

最近の研究（Parija et al、2021）では、西ヒマラヤにおけるクーロン応力伝達を定量化しようとした。クーロン応力伝達は、地震がどのように応力を解放するかを定量化し、応力が増加した領域と荷重が軽減された領域を特定するために使用されている。この研究や同様の研究は、この地域の断層帯の現状と将来の破壊の可能性を理解する上で重要である。^[21]

ヒマラヤのさまざまな地域の局所的な地質学と地形学のトピックについては、他のページで説明されています。

• ネパールの地質
• ザンスカールは、インド連邦直轄地ラダックの東半分に位置するカルギル県の副県である。
• インダス川-ナンガパルバットの浸食により、地殻下部の岩石が急速に隆起している。
• エベレスト
• サトレジ川- インダス川と同様の小規模な浸食
• 北のチベット高原（チベットの地理でも説明）
• 古テチス
• カラコルム断層系-ヒマラヤ山脈内の主要な活断層系
• ヒマラヤ主断層- ヒマラヤ山脈の根元にある断層

• Catlos, Elizabeth Jacqueline (2000)。ヒマラヤ造山帯の主中央断層の進化に関する地質年代学および温度圧力学的制約(PDF)。カリフォルニア大学博士論文。
• 「ネパール中部、ダディン/ナワコット地区のチラウンディ・コーラからトゥーロ・コーラまでの地域の地質学および岩石学的研究」。 Gyanendra Gurung による修士論文
• ヒマラヤ衝突帯の花崗岩。『バーチャル エクスプローラー ジャーナル』特別版
• アルプス・ヒマラヤ造山運動の進化の再構築。『バーチャル・エクスプローラー・ジャーナル』特別版
• 「ネパールの地質工学」
• ワディア・ヒマラヤ地質研究所、デラドゥン、インド、メインページ 2014年10月30日アーカイブ、Wayback Machine