The ophiolitic Mélange of the south eastern desert of Egypt

The crystalline basement rocks, exposed in the southern portion of the Eastern Desert of Egypt, were mapped in detail (scale 1 : 250 000) and classified into different lithologic-structural units. The geological mapping of the basement rocks was carried out by integration of the visual interpretation data, collected from the interactive processed Landsat images and some selected aerial photographs, with field work and petrographic studies. This approach has been of great effective value in the detailed geological mapping of vast area within limited time for the field work. Ophiolitic melange, which is reported and mapped for the first time in the studied area, forms the main concern of this thesis. It has obvious similarity in many respects with other melange bodies recorded in the central Eastern Desert of Egypt. It is thrusted northwesterly over gneiss and related rocks, and intruded by metagabbro / diorite and different granitic plutons of Gα-, Gβ- and Gγ-type. Furthermore, it is bounded by fault planes against schist and intermediate metavolcanics. The ophiolitic melange, under consideration, is composed of chaotic mixture of variably sized masses and blocks reaching up to mountainous dimemensions. This mixture chiefly comprises dismembered incomplete sequences of ophiolite rocksand metasediments. The ophiolite rocks include ultramafic rocks (mainly represented by serpentinite associated with less abundant talc carbonate and minor amounts of ultramafic schists), metagabbroid rocks (chiefly composed of a wide variety of metagabbro and minor occurrences of metapyroxenite, amphibolite, and leucocratic association including diorite, quartz diorite, tonalite, and trondhjemite), sheeted dykes of metadiabase, and basic metavolcanics (mainly composed of massive and incipient to well developed pillowed basic metalava and minor amounts of keratophyre and metadiabase). The metasediments are mainly represented by a low-grade metamorphosed immature clastic sedimentary rock association interbedded with minor amounts of metatuff and metatuffite. The diagnostic features of the lithologic components of the ophiolitic melange were registered and illustrated from conventional aerial photographs at a scale of 1 : 40 000, and false color stretched composites (of bands 4, 5, and 7) at a scale of 1 : 250 000. It was evident that aerial photographs provide more lithologic interpretative details than do Landsat-MSS composites, and that aerial photographs and Landsat-MSS imagery are indispensable and complementary medium for data acquisition concerned with lithologic recognition and identification of different rock types. Landsat-MSS imagery is a helpful document for the recognition and mapping of linear structural features (fractures). A fracture analysis was performed on the basement rock exposure. The Landsat-MSS composites at a scale of 1 : 250 000 were the essential medium for the identification and tracing of fractures. The results of this fracture analysis showed that the regional fracture pattern of the basement rocks is fairly high, and that the major fracture trends seem to be of deep seated nature and are predominantly oriented in E-W, WNW-ESE, ENE-WSW, and NW-SE to NNW-SSE directions. Besides, a comparison of fracture pattern from aerial photographs (scale 1 : 40 000) and Landsat-MSS composite (scale 1 : 250 000) was made. Therefrom, the differences in fracture analysis resulted from both systems were distinguished and discussed. An interactive digital processing was applied on the uncorrected Landsat-MSS data of the present area. It was found that particular combinations of digital processed multispectral data improved practically the visual discrimination potential and interpretability between the lithologic units of the ophiolitic melange and other rock types better than the standard Landsat imagery did. The supervised multispectral classification (maximum-likelihood) results of the basement rocks in this area was vividly discrepant with the field and laboratory examinations. This misclassification was attributed to the similarity of spectral responses of the different basement rock types in the visible and near-infrared bands of spectrum and to the significant effects of weathering, shadow, relief, and desert varnish on the reflectional response of each particulate basement rock types.

Die kristallinen Basementgesteine, die im südlichsten Teil der Eastern Desert von Ägypten auftreten, wurden detailliert kartiert (Maßstab 1 : 250 000) und in verschiedene lithologisch-strukturelle Einheiten unterteilt. Die geologische Kartierung der kristallinen Gesteine erfolgte unter der Einbeziehung von Daten der visuellen Interpretation, die von interaktiv verarbeiteten Landsat-Szenen und aus ausgewählten Luftbildern gewonnen wurden, in Verbindung mit Geländearbeit und petrographischen Untersuchungen. Dieser Ansatz war für die detaillierte Kartierung des weiträumigen Gebietes innerhalb des kurzen, für die Geländearbeit zur Verfügung stehenden Zeitraums, von großem Nutzen. Die ophiolitische Melange, die für das Arbeitsgebiet zum ersten Mal beschrieben und kartiert wurde, stellt die Hauptthematik dieser Arbeit dar. Sie hat in vieler Hinsicht deutliche Ähnlichkeit mit anderen Melange-Vorkommen aus der zentralen Eastern Desert von Ägypten. Sie ist in nordwestlicher Richtung über die Gneise und verwandte Gesteine überschoben und wird von den Metagabbro / Dioriten und den Granitplutonen von Gα-, Gβ- und Gγ-Typ intrudiert. Gegen die Schiefer und die intermediären Metavulkanite wird sie durch Störungsflächen abgegrenzt. Die untersuchte ophiolitische Melange besteht aus einer chaotischen Mischung verschieden großer Massen und Blöcke, die auch gebirgigen Charakter besitzen können. Diese Mischung beinhaltet hauptsächlich eine zerstückelte, unvollständige Abfolge ophiolitischer Gesteine und Metasedimente. Die Ophiolite bestehen aus ultramafischen Gesteinen (hauptsächlich Serpentinit und untergeordnet Talkkarbonat und geringen Anteilen von ultramafischen Schiefern), metagabbroischen Gesteinen (hauptsächlich aus verschiedenen Arten von Metagabbro und einzelnen Vorkommen von Metapyroxeniten, Amphiboliten und leukokratischen Vertretern, insbesondere Diorite, Quarz-Diorite. Tonalite und Trondhjemite), Sheeted dykes aus Metadiabasen und aus basischen Metavulkaniten (hauptsächlich bestehend aus massiven und schwach bis gut entwickelten Kissen (Pillows) basischer Metalaven und kleinerer Anteile von Keratophyren und Metadiabasen). Die Metasedimente treten vor allem als eine Vergesellschaftung schwachgradiger, metamorpher, unreifer klastischer Sedimente mit geringen Anteilen von Metatuffen und Metatuffiten auf. Die charakteristischen Merkmale der lithologischen Bestandteile der ophiol iti sehen Merkmale der lithologischen Bestandteile der ophiolitischen Melange wurden durch die Interpretation konventioneller Luftbilder im Maßstab 1 : 40 000 und grauwertgestreckter Falschfarben-Kompositenbilder (Kanal 4, 5, 7) im Maßstab 1 : 250 000 erkannt und beschrieben. Dabei wurde deutlich, daß die Luftbilder mehr lithologische Details erkennen lassen als Landsat-MSS-Bilder, und weiterhin, daß Luftbilder und Landsat-MSS-Bilder unerläßliche und sich gegenseitig ergänzende Hilfsmittel sind, um verschiedene Gesteinsarten lithologisch zu unterscheiden. Landsat-MSS-Bilder stellen ein hilfreiches Medium zur Erkennung und Kartierung linearer Strukturelemente dar. Eine Bruchmusteranalyse wurde für die Basementgesteine ausgeführt. Die Landsat-MSS-Kompositenbilder (1 : 250 000) dienten als unentbehrliches Basismaterial, um die Bruchstrukturen zu identifizieren und zu verfolgen. Die Ergebnisse der Bruchmusteranalyse zeigen, daß das regionale Bruchmuster der Basementgesteine intensiver Beanspruchung unterlag, und daß die vorherrschenden Bruchmuster tief reichenden Charakter haben und vorwiegend E-W, WNW-ESE. ENE-WSW und NW-SE zu NNW-SSE orientiert sind. Darüber hinaus wurde ein Vergleich der Bruchmuster für Luftbilder (1 : 40 000) und Landsat-MSS-Bilder (1 : 250 000) angestellt. Bezugnehmend auf diese Untersuchung wurden die von der Art der beiden Systeme herrührenden Unterschiede erkannt und erläutert. Eine interaktive digitale Bildverarbeitung wurde für die unkorrigierten Landsat-MSS-Daten des Arbeitsgebietes angewendet. Dabei stellte sich heraus, daß spezielle Kombinationen digital aufgearbeiteter multispektraler Daten bessere Möglichkeiten bieten, visuell die verschiedenen Einheiten der ophiolitischen Melange und anderer Gesteine zu unterscheiden und zu interpretieren als die Landsat-MSS-Standard-Produkte. Die Ergebnisse der überwachten multispektralen Klassifikation (Maximum-Likelihood) für das Arbeitsgebiet unterscheiden sich deutlich von den Gelände- und Laboruntersuchungen. Die Fehlklassifikation ist auf die Ähnlichkeit des spektralen Verhaltens der verschiedenen Basementgesteine im sichtbaren Bereich und imnahen Infrarot zurückzuführen und wird von den signifikanten Auswirkungen der Verwitterung, der Schatten, des Reliefs und des Wüstenlacks auf die jeweiligen Gesteine beeinflußt.