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Tectono-sedimentary evolution of the Gondwanan Satpura Basin of central India: evidence of pre-Trap doming, rifting and pal˦oslope reversal

2000; Elsevier BV; Volume: 31; Issue: 1 Linguagem: Francês

10.1016/s0899-5362(00)00073-7

1879-1956

S. M. Casshyap, Abdullah Khan,

earthquake and tectonic studies

The Mesozoic Gondwanan Satpura Basin of central India, comprising an approximately 1300 m thick sequence of the Pachmarhi, Denwa and Bagra Formations, was subjected to at least three major tectonic events. These events are manifested by tectonic dislocation, marginal uplifts, basin subsidence and deformation, as well as by stratigraphical disposition, lithofacies assemblage, and palaeoslope and pal˦ocurrent patterns. The first tectonic event is manifested by the onset of Early Triassic Pachmarhi sedimentation, which is marked in the basal part by a sudden increase of conglomeratic, pebbly, gritty to coarsegrained cross-bedded sandstone. This contrasts with the underlying fine elastics of the Late Permian Bijori Formation. The stratigraphical relationship and lithofacies, together with pal˦ocurrent and petrographic data, reflect tectonic uplift in the source area to the southeast of the Satpura Basin during or prior to the deposition of Pachmarhi Formation. The pebbly coarse sandy facies of the Pachmarhi Formation represents a braided river assemblage, overlain by a meandering river facies of the Denwa Formation, with river systems flowing dominantly from southeast to northwest. The progressive change in lithofacies and grain size upward from Pachmarhi to Denwa implies that the source area became peneplained and that the basin stabilised. During the prolonged gap of non-deposition, following the Mid-Triassic break in sedimentation after deposition of the Denwa Formation, a second tectonic event resulted in the widespread faulting and uplift of Permo-Triassic Gondwana sediments and basement rocks, respectively, to the south and north of the Narmada-Son Lineament Zone of Peninsular India. A third tectonic event is manifested by Late Jurassic-Early Cretaceous Bagra conglomerate and sandstone-shale facies in the northern part of the Satpura Basin. This formation, which unconformably overlies the Precambrian, and Permian and Triassic Gondwana formations or abuts against faulted contacts, represents proximal and distal facies of an alluvial fan deposit in a rifted (pull-apart?) basin with uplifted highlands to the north. This tectonism, representing the termination of continental Gondwana sedimentation, preceded the widespread eruption of the Deccan Traps (65 Ma) after the break-up of India from Antarctica. As a consequence, a northward sloping, peninsular craton was tilted southward and small rift basins developed along peripheral parts to the north, west and along the east coast of Peninsular India. To the north of the study area, the doming before the Deccan volcanism and tectonic movement along the Narmada-Son Lineament caused uplift of the Palaeoproterozoic Mahakoshal/Bijawar terrane. This uplift was accompanied by a reversal of palaeoslope. Consequently, north to south pal˦currents followed the deposition of the Pachmarhi and Denwa Formations, as borne out by the alluvial fan-braided complex of the Bagra Formation. Le bassin gondwanien mésozoïque de Satpura en Inde centrale contient une séquence de quelque 1300 m d'épaisseur avec les Formations de Pachmarhi, Denwa et Bagra et a été le témoin d'au moins trois événements tectoniques majeurs. Ces événements se manifestent par la dislocation tectonique, la surrection des bordures, la subsidence et la déformation du bassin, ainsi que par la disposition stratigraphique, l'assemblage des lithofaciès et l'arrangement des paléopentes et des paléo-courants. Le premier événement tectonique au Trias inférieur se manifeste par le début de la sédimentation de Pachmarhi, qui se marque à sa base par l'augmentation brusque des grès conglomératiques graveleux à grossiers à galets qui contrastent avec les clastites fines sous-jacentes de la Formation de Bijori du Permien Supérieur. Les relations stratigraphiques, les lithofaciès, ainsi que les données sur les paléo-courants et les observations pétrographiques montrent que la région-source au sud-est du Bassin de Satpura a subi une surrection tectonique pendant ou avant le dépôt de la Formation de Pachmarhi. Le faciès sableux grossier à galets de la Formation de Pachmarhi représente un assemblage de rivières en tresses, recouvert par le faciès de rivières à méandres de la Formation de Denwa, avec des systèmes fluviatiles coulant surtout du sud-est vers le nordouest. Le changement progressif de lithofaciès et de granulométrie vers le haut de Pachmarhi à Denwa implique que la région-source est devenue pénéplanée et que le bassin s'est stabilisé. Durant la période prolongée d'absence de dépôt, suivant l'arrêt de la sédimentation après le dépôt de la Formation de Denwa au Trias moyen, un second événement tectonique a induit une fracturation répandue et la surrection des sédiments gondwaniens permo-triasiques et du socle, respectivement au sud et au nord de la Zone Linéamentaire de Narmada-Son de la Péninsule Indienne. Un trosième événement tectonique se manifeste par le conglomérat tardi-jurassique et éo-crétacé de Bagra et un faciès de grès-shale dans la partie nord du bassin de Satpura. Cette formation, qui recouvre en discordance le Précambrien et les formations gondwaniennes permiennes et triasiques, ou bute contre des contacts faillés, représente les faciès proximaux et distaux d'un dépôt de cône alluvial dans un bassin de rift (en pull apart?) avec des reliefs rehaussés au nord. Cette tectonique marque la fin de la sédimentation continentale gondwanienne et précède l'éruption des Traps du Deccan (65 Ma) après la dislocation de l'Inde et de l'Antarctique. En conséquence, le craton péninsulaire à pente nord a été basculé vers le sud et de petits bassins de rift se sont développés à la périphérie nord et ouest et le long de la côte est de la Péninsule Indienne. Au nord de la région étudiée, le bombement avant le volcanisme du Deccan et le mouvement tectonique le long du Linéament de Narmada-Son a provoqué la surrection du terrain paléoprotérozoïque de Mahakoshal/Bijawar. La surrection s'est accompagnée du renversement de la paléo-pente. Par conséquent, des paléocourants du nord au sud ont suivi le dépôt des Formations de Pachmarhi et Denwa, comme le montre le complexe alluvial de cône de la Formation de Bagra.