SEDIMENTOLOGICAL AND GEOCHEMICAL (STABLE ISOTOPE S) STUDIES OF SYN-OROGENIC BASIN DEPOSITS (SIWALIKS AND KATHMANDU BASIN) OF THE HIMALAYA, NEPAL
ETUDE SEDIMENTOLOGIQUE ET GEOCHIMIQUE (ISOTOPES STABLES) DES BASSIN SYN-OROGENIQUES DE L'HYMALAYA DU NEPAL (SIWALIKS ET BASSIN DE KATHMANDU)
Résumé
The work deals with paleo-environmental study of the Siwalik foreland basin (upper Miocene) and the intermountain Kathmandu basin (Plio-Pleistocene). O and C composition of modern mollusks and waters of Ganga Plain and intermountain basins were realized as a reference for paleo-environmental study.
The Δ18O of rivers varies from -18‰ in north of Himalaya to -4‰ in the plain. The Δ18Ocar of modern shell show an equilibrium fractionation with the river waters (20 to 25°C). Both carbonate and river water values are different according to catchment basin extension. The Δ13CDIC of rivers are higher than Δ13Ccar due to organic carbon incorporation in shell.
In the Siwaliks, Δ18Ocar varies from -16.4 to 0.6‰. For the Late Miocene, the Δ18Ocar values are lower than Pliocene and modern values. Therefore, rivers running through the Siwalik plain should show different geometry. The Δ13C show a sharp increase up to 0‰ around 5 Ma, which seems to be linked to the contemporaneous evolution of C4 plant.
The Kathmandu Basin (3-0 Ma) is a transported basin and characterized by fluvio-lacustrine sediments. The evolution of lake is controlled by tectonic, landslide and debris-flow.
The Δ18Ocar older than 1 Ma vary from -11 to -4‰ and are compatible with river water (-10.1 to -7‰) as well as monsoon water (-18 to 2‰) in Kathmandu. In contrast Δ18Ocar of Gokarna Formation (< 50 Ka) is extremely high (-2.4 to 8‰) and is compatible to dry period meteoric water (-6.5 to 7.5‰). Such values are generally associated with diatomite. Two processes could be interacted for diatomite time: reduction in summer precipitation and strong evaporation; both phenomena tend to make a strong concentration in 18O.
The Δ18O of rivers varies from -18‰ in north of Himalaya to -4‰ in the plain. The Δ18Ocar of modern shell show an equilibrium fractionation with the river waters (20 to 25°C). Both carbonate and river water values are different according to catchment basin extension. The Δ13CDIC of rivers are higher than Δ13Ccar due to organic carbon incorporation in shell.
In the Siwaliks, Δ18Ocar varies from -16.4 to 0.6‰. For the Late Miocene, the Δ18Ocar values are lower than Pliocene and modern values. Therefore, rivers running through the Siwalik plain should show different geometry. The Δ13C show a sharp increase up to 0‰ around 5 Ma, which seems to be linked to the contemporaneous evolution of C4 plant.
The Kathmandu Basin (3-0 Ma) is a transported basin and characterized by fluvio-lacustrine sediments. The evolution of lake is controlled by tectonic, landslide and debris-flow.
The Δ18Ocar older than 1 Ma vary from -11 to -4‰ and are compatible with river water (-10.1 to -7‰) as well as monsoon water (-18 to 2‰) in Kathmandu. In contrast Δ18Ocar of Gokarna Formation (< 50 Ka) is extremely high (-2.4 to 8‰) and is compatible to dry period meteoric water (-6.5 to 7.5‰). Such values are generally associated with diatomite. Two processes could be interacted for diatomite time: reduction in summer precipitation and strong evaporation; both phenomena tend to make a strong concentration in 18O.
Ce travail porte sur l'étude paléo-environnementale de bassins himalayens: le bassin d'avant pays (Miocène sup.) et le bassin transporté de Kathmandu (Plio-pléistocène). Nous nous sommes appuyés sur l'étude du C et de l'O des mollusques et des eaux de la plaine du Gange et des bassins intra-montagneux modernes.
Pour l'actuel, le Δ18Ow des rivières varie de -18 à -4‰. Le Δ18Ocar montre que les carbonates sont proches de l'équilibre isotopique avec les eaux dans lesquels ils sont formés (20 à 25°C). Le Δ13Ccar est appauvri par rapport au DIC des rivières, impliquant qu'une part de carbone organique est utilisée pour la synthèse des coquilles.
Dans les Siwaliks (16-1 Ma), le Δ18Ocar varie de -16.4 à 0.6‰. Les valeurs anté-6Ma sont très inférieures aux valeurs pliocènes et actuelles de la plaine du Gange. La plaine miocène sup. était donc drainée par des rivières de configuration différente des rivières modernes. Le Δ13C augmente vers 5 Ma jusqu'à environ 0‰, évolution qui semble en rapport avec l'explosion de la flore C4.
Le bassin de Kathmandu (3-0 Ma) est caractérisé par une sédimentation fluvio-lacustre. La profondeur du lac montre des fluctuations importantes, contrôlées par la tectonique, les glissements et débris-flow. Pour les périodes pos-50 Ka, la géochimie des isotopes de l'O des mollusques montre des périodes pour lesquelles les valeurs Δ18Ocar sont très élevées (-2.4 à 8‰), compatibles avec les eaux de précipitation d'hiver à Kathmandu (-6.5 à 7.5‰). Ces valeurs sont généralement associées à des diatomées. Deux processus semblent se combiner durant ces épisodes: une diminution des précipitations d'été et une forte évaporation, qui augmentent le 18O.
Pour l'actuel, le Δ18Ow des rivières varie de -18 à -4‰. Le Δ18Ocar montre que les carbonates sont proches de l'équilibre isotopique avec les eaux dans lesquels ils sont formés (20 à 25°C). Le Δ13Ccar est appauvri par rapport au DIC des rivières, impliquant qu'une part de carbone organique est utilisée pour la synthèse des coquilles.
Dans les Siwaliks (16-1 Ma), le Δ18Ocar varie de -16.4 à 0.6‰. Les valeurs anté-6Ma sont très inférieures aux valeurs pliocènes et actuelles de la plaine du Gange. La plaine miocène sup. était donc drainée par des rivières de configuration différente des rivières modernes. Le Δ13C augmente vers 5 Ma jusqu'à environ 0‰, évolution qui semble en rapport avec l'explosion de la flore C4.
Le bassin de Kathmandu (3-0 Ma) est caractérisé par une sédimentation fluvio-lacustre. La profondeur du lac montre des fluctuations importantes, contrôlées par la tectonique, les glissements et débris-flow. Pour les périodes pos-50 Ka, la géochimie des isotopes de l'O des mollusques montre des périodes pour lesquelles les valeurs Δ18Ocar sont très élevées (-2.4 à 8‰), compatibles avec les eaux de précipitation d'hiver à Kathmandu (-6.5 à 7.5‰). Ces valeurs sont généralement associées à des diatomées. Deux processus semblent se combiner durant ces épisodes: une diminution des précipitations d'été et une forte évaporation, qui augmentent le 18O.