Original paper

The Aptian-Paleocene Shelf Carbonates of Northeast Egypt and Southern Jordan: Establishment and Break-up of Carbonate Platforms along the Southern Tethyan Shores

Kuss, Jochen

Kurzfassung

Stratigraphische und makro-/mikrofazielle Untersuchungen der karbonatreichen Kreide- und Alttertiärablagerungen in der Umrandung des Golfes von Suez und Jordaniens ermöglichten die Interpretation der paläogeographischen Entwicklung am nordostafrikanischen Kontinentalrand -- unter besonderer Berücksichtigung der Karbonatplattformen. Im Bereich des flachmarinen Kreide-Epikontinentalmeeres reagierte die Sedimentation auf geringe Schwankungen des Meeresspiegels, was durch die Verzahnung verschiedener paläoökologischer Bereiche dokumentiert wird. Die mittelkretazischen Sedimente Nordostafrikas spiegeln einen Onlap Zyklus wider, der die Bildung einer breiten Karbonatplattform ermöglichte, die im Zeitabschnitt Oberapt-Turon von Norden nach Süden progradierte. In einem ersten Stadium akkumulierten im Oberapt am nördlichen Plattformrand küstennahe Kalksandbarren, zusammengesetzt aus bioklastischen und oolitischen Grainstones. Mit steigendem Meeresspiegel wurden diese Küstenbereiche während des zweiten Stadiums im Alb weiter nach Süden verlagert; längs eines breiten Gürtels wurden im Norden lagunäre, überwiegend dolomitische Abfolgen mit zwischengeschalteten Coquinas, und oolitischen bzw. fossilreichen Grain-/Rudstones gebildet. Der maximale Meeresspiegel-Stand wurde im Stadium 3 (Mittel-Obercenoman) erreicht, dokumentiert durch weit ausgedehnte Vorkommen peritidaler Karbonate. Die allmähliche Verlagerung intertidaler Ablagerungen nach Norden, die mit einer gleichzeitig nordwärts gerichteten Progradation von Siliziklastika einhergeht, zeigt den beginnenden Abfall des Meeresspiegels während Stadium 4 (Turon) an. Im Stadium 5 (Coniac-Santon) wurde die Karbonatplattform über weite Bereiche herausgehoben und mit kontinentalen Sedimenten überdeckt. Pelagische Chalks im Norden und feindetritische Siliziklastika (lokal mit Phosphaten) im Süden überdecken die zerbrochene Mittelkreide-Plattform und spiegeln die Ablagerungsverhältnisse im Stadium 6 (Mittelcampan-Maastricht) wider. Eine lokale Karbonatplattform wird durch ein begrenztes Vorkommen von Flachwasserkalken während des Maastricht (Stadium 6 a) dokumentiert. Während des Paleozän/Untereozän herrschen in Nordostafrika überwiegend mergelig-tonige Flachmeerablagerungen vor. Abweichend davon zeigen die Faziesmuster der alttertiären Karbonate (Stadium 7) in der Umrandung des nördlichen Golf von Suez eine nach Süden einfallende Plattform mit lokaler Heraushebung im Norden an. Die Faziesmerkmale an dieser Karbonatrampe weisen auf eine zunehmende Vertiefung des Ablagerungsraumes nach Süden hin.

Abstract

Stratigraphic and macro-/micro facial investigations of the Cretaceous and Early Tertiary carbonate-dominated strata of the Eastern Desert, Sinai and Jordan allow for an interpretation of the paleogeographic development of the Northeast African Continental Margin, particularly the growth and destruction of carbonate platforms. Within the epicontinental Creataceous sea, sedimentation reacted to small changes in sea-level as well as changing rates of terrigenous input, as documented by the interfingering of different paleoenvironmental realms. The Mid Cretaceous strata of Northeast Africa constitute a huge carbonate platform that prograded from north to south, due to a major onlap cycle during Late Aptian-Turonian time. Platform development started at the northern shelf-margin with Late Aptian (stage 1) coastal bars, rich in bioclastic and oolithic grainstones. During Albian times (stage 2) the rising sea-level caused a rapid progradation of shallow water carbonates, concomitant with a southward shift of the shoreline; the broad shelf was mainly covered by carbonates in the northern regions, comprising dolomites, intercalated with limestones, composed of coquinas and oolithic or fossiliferous grain-/rudstones (often representing storm deposits). The maximum heights of sea-level during stage 3 (Middle-Late Cenomanian) are documented by the extensive distribution of peritidal carbonates and were followed by a gradual drop during stage 4 (Turonian). The latter is indicated by intertidal carbonates slowly retreating northwards and the contemporaneous mixing with siliciclastics prograding northward. The Mid Cretaceous carbonate platform was locally exposed above sea-level during stage 5 (Coniacian-Santonian), and covered with continental strata of mixed origins. Stage 6 reflects the deposition of Middle Campanian-Maastrichtian (locally to Early Tertiary) pelagic chalks in the north and fine-grained siliciclastics (locally enriched with phosphates) in the south, which covered the tilted Mid Cretaceous platform. A local Maastrichtian carbonate platform (stage 6 a) is documented by a confined occurrence of shallow water deposits. During Paleocene/Early Eocene time, marly/clayey sediments of broad epeiric seas prevailed in NE Africa. Carbonates (stage 7) occur parallel to a local uplift in the area of the northern Gulf of Suez. Fades patterns reflect a southdipping platform with shallowest environments in the north. Both sedimentologic and biofacies characteristics indicate a south-dipping ramp in that region.

Keywords

Continental margincarbonate platformsCretaceousPaleocenecarbonate rockslithofaciesmicrofaciesbiofaciessedimentary cyclessea-level changespaleogeographyTethys Eastern DesertSinaiEgyptJordan