Contribution to the geology of Thailand and implications for the geodynamic evolution of Southeast Asia

Abstract The purpose of this study is to unravel the geodynamic evolution of Thailand and, from that, to extend the interpretation to the rest of Southeast Asia. The methodology was based in a first time on fieldwork in Northern Thailand and Southernmost Myanmar, using a multidisciplinary approach, and then on the compilation and re-interpretation, in a plate tectonics point of view, of existing data about the whole Southeast Asia. The main results concern the Nan-Uttaradit suture, the Chiang Mai Volcanic Belt and the proposition of a new location for the Palaeotethys suture. This led to the establishment of a new plate tectonic model for the geodynamic evolution of Southeast Asia, implying the existence new terranes (Orang Laut and the redefinition of Shan-Thai) and the role of the Palaeopacific Ocean in the tectonic development of the area. The model proposed here considers the Palaeotethys suture as located along the Tertiary Mae Yuam Fault, which represents the divide between the Cimmerian Sibumasu terrane and the Indochina-derived Shan-Thai block. The term Shan-Thai, previously used to define the Cimmerian area (when the Palaeotethys suture was thought to represented by the Nan-Uttaradit suture), was redefined here by keeping its geographical location within the Shan States of Myanmar and Central-Northern Thailand, but attributing it an East Asian Origin. Its detachment from Indochina was the result of the Early Permian opening of the Nan basin. The Nan basin closed during the Middle Triassic, before the deposition of Carnian-Norian molasse. The modalities of the closure of the basin imply a first phase of Middle Permian obduction, followed by final eastwards subduction. The Chiang Mai Volcanic Belt consists of scattered basaltic rocks erupted at least during the Viséan in an extensional continental intraplate setting, on the Shan-Thai part of the Indochina block. The Viséan age was established by the dating of limestone stratigraphically overlying the basalts. In several localities of the East Asian Continent, coeval extensional features occur, possibly implying one or more Early Carboniferous extensional events at a regional scale. These events occurred either due to the presence of a mantle plume or to the roll-back of the Palaeopacific Ocean, subducting beneath Indochina and South China, or both. The Palaeopacific Ocean is responsible, during the Early Permian, for the opening of the Song Ma and Poko back-arcs (Vietnam) with the consequent detachment of the Orang Laut Terranes (Eastern Vietnam, West Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). The Late Triassic/Early Jurassic closure of the Eastern Palaeotethys is considered as having taken place by subduction beneath its southern margin (Gondwana), due to the absence of Late Palaeozoic arc magmatism on its northern (Indochinese) margin and the presence of volcanism on the Cimmerian blocks (Mergui, Lhasa). Résumé Le but de cette étude est d'éclaircir l'évolution géodynamique de la Thaïlande et, à partir de cela, d'étendre l'interprétation au reste de l'Asie du Sud-Est. La méthodologie utilisée est basée dans un premier temps sur du travail de terrain en Thaïlande du nord et dans l'extrême sud du Myanmar, en se basant sur une approche pluridisciplinaire. Dans un deuxième temps, la compilation et la réinterprétation de données préexistantes sur l'Asie du Sud-est la été faite, dans une optique basée sur la tectonique des plaques. Les principaux résultats de ce travail concernent la suture de Nan-Uttaradit, la « Chiang Mai Volcanic Belt» et la proposition d'une nouvelle localité pour la suture de la Paléotethys. Ceci a conduit à l'établissement d'un nouveau modèle pour l'évolution géodynamique de l'Asie du Sud-est, impliquant l'existence de nouveaux terranes (Orang Laut et Shan-Thai redéfini) et le rôle joué par le Paléopacifique dans le développement tectonique de la région. Le modèle présenté ici considère que la suture de la Paléotethys est située le long de la faille Tertiaire de Mae Yuam, qui représente la séparation entre le terrain Cimmérien de Sibumasu et le bloc de Shan-Thai, d'origine Indochinoise. Le terme Shan-Thai, anciennement utilise pour définir le bloc Cimmérien (quand la suture de la Paléotethys était considérée être représentée par la suture de Nan-Uttaradit), a été redéfini ici en maintenant sa localisation géographique dans les états Shan du Myanmar et la Thaïlande nord-centrale, mais en lui attribuant une origine Est Asiatique. Son détachement de l'Indochine est le résultat de l'ouverture du basin de Nan au Permien Inférieur. Le basin de Nan s'est fermé pendant le Trias Moyen, avant le dépôt de molasse Carnienne-Norienne. Les modalités de fermeture du basin invoquent une première phase d'obduction au Permien Moyen, suivie par une subduction finale vers l'est. La "Chiang Mai Volcanic Belt" consiste en des basaltes éparpillés qui ont mis en place au moins pendant le Viséen dans un contexte extensif intraplaque continental sur la partie de l'Indochine correspondant au bloc de Shan-Thai. L'âge Viséen a été établi sur la base de la datation de calcaires qui surmontent stratigraphiquement les basaltes. Dans plusieurs localités du continent Est Asiatique, des preuves d'extension plus ou moins contemporaines ont été retrouvées, ce qui implique l'existence d'une ou plusieurs phases d'extension au Carbonifère Inférieur a une échelle régionale. Ces événements sont attribués soit à la présence d'un plume mantellique, ou au rollback du Paléopacifique, qui subductait sous l'Indochine et la Chine Sud, soit les deux. Pendant le Permien inférieur, le Paléopacifique est responsable pour l'ouverture des basins d'arrière arc de Song Ma et Poko (Vietnam), induisant le détachement des Orang Laut Terranes (Est Vietnam, Ouest Sumatra, Kalimantan, Palawan, Taiwan). La fermeture de la Paléotethys Orientale au Trias Supérieur/Jurassique Inférieur est considérée avoir eu lieu par subduction sous sa marge méridionale (Gondwana), à cause de l'absence de magmatisme d'arc sur sa marge nord (Indochinoise) et de la présence de volcanisme sur les blocs Cimmériens de Lhassa et Sibumasu (Mergui). Résumé large public L'histoire géologique de l'Asie du Sud-est depuis environ 430 millions d'années a été déterminée par les collisions successives de plusieurs continents les uns avec les autres. Il y a environ 430 millions d'années, au Silurien, un grand continent appelé Gondwana, a commencé à se «déchirer» sous l'effet des contraintes tectoniques qui le tiraient. Cette extension a provoqué la rupture du continent et l'ouverture d'un grand océan, appelé Paléotethys, éloignant les deux parties désormais séparées. C'est ainsi que le continent Est Asiatique, composé d'une partie de la Chine actuelle, de la Thaïlande, du Myanmar, de Sumatra, du Vietnam et de Bornéo a été entraîné avec le bord (marge) nord de la Paléotethys, qui s'ouvrait petit à petit. Durant le Carbonifère Supérieur, il y a environ 300 millions d'années, le sud du Gondwana subissait une glaciation, comme en témoigne le dépôt de sédiments glaciaires dans les couches de cet âge. Au même moment le continent Est Asiatique se trouvait à des latitudes tropicales ou équatoriales, ce qui permettait le dépôt de calcaires contenant différents fossiles de foraminifères d'eau chaude et de coraux. Durant le Permien Inférieur, il y a environ 295 millions d'années, la Paléotethys Orientale, qui était un relativement vieil océan avec une croûte froide et lourde, se refermait. La croûte océanique a commencé à s'enfoncer, au sud, sous le Gondwana. C'est ce que l'on appelle la subduction. Ainsi, le Gondwana s'est retrouvé en position de plaque supérieure, par rapport à la Paléotethys qui, elle, était en plaque inférieure. La plaque inférieure en subductant a commencé à reculer. Comme elle ne pouvait pas se désolidariser de la plaque supérieure, en reculant elle l'a tirée. C'est le phénomène du «roll-back ». Cette traction a eu pour effet de déchirer une nouvelle fois le Gondwana, ce qui a résulté en la création d'un nouvel Océan, la Neotethys. Cet Océan en s'ouvrant a déplacé une longue bande continentale que l'on appelle les blocs Cimmériens. La Paléotethys était donc en train de se fermer, la Neotethys de s'ouvrir, et entre deux les blocs Cimmériens se rapprochaient du Continent Est Asiatique. Pendant ce temps, le continent Est Asiatique était aussi soumis à des tensions tectoniques. L'Océan Paléopacifique, à l'est de celui-ci, était aussi en train de subducter. Cette subduction, par roll-back, a déchiré le continent en détachant une ligne de microcontinents appelés ici « Orang Laut Terranes », séparés du continent par deux océans d'arrière arc : Song Ma et Poko. Ceux-ci sont composés de Taiwan, Palawan, Bornéo ouest, Vietnam oriental, et la partie occidentale de Sumatra. Un autre Océan s'est ouvert pratiquement au même moment dans le continent Est Asiatique : l'Océan de Nan qui, en s'ouvrant, a détaché un microcontinent appelé Shan-Thai. La fermeture de l'Océan de Nan, il y a environ 230 millions d'années a resolidarisé Shan-Thai et le continent Est Asiatique et la trace de cet événement est aujourd'hui enregistrée dans la suture (la cicatrice de l'Océan) de Nan-Uttaradit. La cause de l'ouverture de l'Océan de Nan peut soit être due à la subduction du Paléopacifique, soit aux fait que la subduction de la Paléotethys tirait le continent Est Asiatique par le phénomène du « slab-pull », soit aux deux. La subduction du Paléopacifique avait déjà crée de l'extension dans le continent Est Asiatique durant le Carbonifère Inférieur (il y a environ 340-350 millions d'années) en créant des bassins et du volcanisme, aujourd'hui enregistré en différents endroits du continent, dont la ceinture volcanique de Chiang Mai, étudiée ici. A la fin du Trias, la Paléotethys se refermait complètement, et le bloc Cimmérien de Sibumasu entrait en collision avec le continent Est Asiatique. Comme c'est souvent le cas avec les grands océans, il n'y a pas de suture proprement dite, avec des fragments de croûte océanique, pour témoigner de cet évènement. Celui-ci est visible grâce à la différence entre les sédiments du Carbonifère Supérieur et du Permieñ Inférieur de chaque domaine : dans le domaine Cimmérien ils sont de type glaciaire alors que dans le continent Est Asiatique ils témoignent d'un climat tropical. Les océans de Song Ma et Poko se sont aussi refermés au Trias, mais eux ont laissé des sutures visibles

Quaternary geology of the Campbellford, Trenton, Consecon, Tweed, Belleville, Wellington, Sydenham, Bath, and Yorkshire Island map-areas, Ontario /

Sediment relationships observed during geological mapping in southeastern Ontario indicate a relatively simple deglaciation history for the area during late Wisconsin time. The ice from the north (part of the Lake Simcoe lobe) and the Lake Ontario ice lobe, which were coalesced during most of late Wisconsin time, initially separated along the crest of the Oak Ridges Moraine. Available data indicate that the Oak Ridges Moraine is composed primarily of sediments pre-late Wisconsin in age capped by late Wisconsin till and interlobate deposits. Retreat of the northern ice was relatively steady and resulted in the deposition of the Dummer Moraines, a facies of the drumlinized till to the south. Retreat of the Lake Ontario ice lobe into the Lake Ontario basin was interrupted by a re-advance which covered the southeastern half of the map area. The northern ice had already retreated from the area by this time. The Lake Ontario lobe was fed through the St. Lawrence Valley, indicating that the Ottawa Valley was ice filled at this time. High level glacial lakes fronted the ice during deglaciation. These waters quickly fell to low levels as the ice retreated from the St. Lawrence Valley, opening lower outlets.

The surficial geology, sedimentology and geochemistry of the late glacial sediments and Paleozoic bedrock in the Campbellford area, Ontario, with special reference to the Dummer Complex /

The Dummer Complex extends 180 km along the Precambrian - Paleozoic contact from Tamworth to Lake Simcoe. It is composed of coarse, angular Paleozoic clasts in discontinuous, pitted, hummocky deposits. Deposits are usually separated by bare or boulder strewn bedrock, but have been found in the southern drumlinized till sheet. Dummer Complex deposits show rough alignment with ice-flow. Eskers cross-cut many of the deposits. Dummer sediment subfacies are defined on the basis of dominant coarse grain size and lithology, which relate directly to the underlying Paleozoic formation. Three subglacial tills are identified based on the degree of comminution and distance of transport; the immature facies of the Dummer Complex; the mature facies of the drumlinized till sheet and; the submature facies which is transitional. Carbonate geochemistry was used for till-bedrock correlation in various grain sizes. Of the 3 Paleozoic formations underlying the Dummer Complex, the Gull River Fm. is geochemically distinctive from the Bobcaygeon and Verulam Formations using Ca, Mg, Sr, Cu, Mn, Fe and Na. The Bobcaygeon Fm. and Verulam Fm. can be differentiated using Ca and the Sr/Ca ratio. The immature facies from 1.0 phi and finer is dominated by the non-carbonate, long distance transported component which decreases slightly downice. The submature till facies contains more long distance material than the immature facies. Sr and Mn can be used to correlate the Gull River immature till facies to the underlying bedrock the other subfacies could not be distinguished from each other or their respective source formation. This method proved to be ineffective for sediments with greater than 35% non-carbonate component, due to leaching of elements by the dissolving acid.The Dummer Complex is produced subglacially , as the compressional ice encounters the permeable Paleozoic carbonates. The increased shear strength of the ice and pore pressures in the carbonates results in the basal ice zones becoming debris ladden. Cleaner ice overrides the basal debris . laden dead ice which then acts as the glacier bed. During retreat, the Simcoe lobe stagnates as flow is cut-off by the Algonquin Highlands.

Geology of the Gander Group, Gander River Ultramafic Belt and Davidsville Group in the Jonathan's Pond - Weir's Pond Area, northeast Newfoundland /

The study area is situated in NE Newfoundland between Gander Lake and the north coast and on the boundary between the Gander and Botwood tectonostratigraphic zones (Williams et al., 1974). The area is underlain by three NE trending units; the Gander Group, the Gander River Ultramafic Belt (the GRUB) and the Davidsville Group. The easternmost Gander Group consists of a thick, psammitic unit composed predominantly of psammitic schist and a thinner, mixed unit of semipelitic and pelitic schist with minor psammite. The mixed unit may stratigraphically overlie the psammitic unit or be a lateral facies equivalent of the latter. No fossils have been recovered from the Gander Group. The GRUB is a terrain of mafic and ultramafic plutonic rocks with minor pillow lava and plagiogranite. It is interpreted to be a dismembered ophiolite in thrust contact with the Gander Group. The westernmost Davidsville Group consists of a basal conglomerate, believed deposited unconformably upon the GRUB from which it was derived, and an upper unit of greywacke and slate, mostly of turbidite origin, with minor limestone and calcareous sandstone. The limestone, which lies near the base of the unit, contains Upper Llanvirn to Lower Llandeilo fossils. The Gander and Davidsville Groups display distinctly different sedimentological , structural and metamorphic histories. The Gander Group consists of quartz-rich, relatively mature sediment. It has suffered three pre-Llanvirn deformations, of which the main deformation, Dp produced a major, NE-N-facing recumbent anticline in the southern part of the study area. Middle greenschist conditions existed from D^ to D- with growth of metamorphic minerals during each dynamic and static phase. In contrast, the mineralogically immature Davidsville Group sediment contains abundant mafic and ultramafic detritus which is absent from the Gander Group. The Davidsville Group displays the effects of a single penetrative deformation with localized D_ and D_ features, all of which can be shown to postdate D_ in the Gander Group. Rotation of the flat Gander S- into a subvertical orientation near the contact with the GRUB and the Davidsville Group is believed to be a Davidsville D^ feature. Regional metamorphism in the Davidsville Group is lower greenschist with a single growth phase, MS . These sedimentological, structural and metamorphic differences between the Gander and Davidsville Groups persist even where the GRUB is absent and the two units are in contact, indicating that the tectonic histories of the Gander and Davidsville Groups are distinctly different. Structural features in the GRUB, locally the result of multiple deformations, may be the result of Gander and/or Davidsville deformations. Metamorphism is in the greenschist facies. Geochemical analyses of the pillow lava suggest that these rocks were formed in a back-arc basin. Mafic intrusives in the Gander Group appear to be the result of magraatism separate from that producing the pillow lava. The Gander Group is interpreted to be a continental rise prism deposited on the eastern margin of the Late Precambrian-Lower Paleozoic lapetus Ocean. The GRUB, oceanic crust possibly formed in a marginal basin to the west, is believed to have been thrust eastward over the Gander Group, deforming the latter, during the pre-Llanvirnian, possibly Precambrian, Ganderian Orogeny. The Middle Ordovician and younger Davidsville Group was derived from, and deposited unconformably on, this deformed terrain. Deformation of the Davidsville Group occurred during the Middle Devonian Acadian Orogeny.

Geological collections : dynamical geology and petrography

UANL

Geology and Geochronology of Silica Sands of Coastal Plain of Thiruvananthapuram District, Kerala,India,With Special reference to Late Quaternary Environment

Department of Marine Geology & Geophysics, Cochin University of Science & Technology

The Engineering Geology of the Landslides on the North Coast of the Isle of Wight and their Stabilisation

Transfer thesis