Geochemie und Mineralogie oberkretazischer und alttertiärer Pelite der östlichen Wüste Ägyptens und ihre geologische Interpretation

Das Untersuchungsgebiet liegt in der östlichen Wüste Ägyptens und reicht vom mittleren Wadi Qena rund 600 km nach Süden in den Bereich des Assuan-Stausees. Die überwiegend fein- bis grobklastischen Sedimente wurden im steten Wechsel zwischen Transgression und Regression hauptsächlich während der Oberkreide und im Alttertiär in einem randlich marinen Milieu gebildet. Unterschiedlich heftige tekonische Aktivitäten begleiteten die Ablagerungsvorgänge. Mit Hilfe von Chemismus und Mineral Zusammensetzung der 2μ-Fraktion politischer Sedimente läßt sich die paläoklimatische und tektonische Entwicklungsgeschichte dieses geologischen Raumes nachzeichnen. Der Bezug der Sedimente zu ihrem Muttergestein ist teilweise noch sehr deutlich ausgeprägt. Die daraus abzuleitenden Transportweiten betrugen zum Teil nur einige zehner Kilometer. Zu Beginn des Cenomans herrschten zunächst noch tropisch-feuchte Klimabedingungen, die an der Wende zum Turon allmählich in ein gemäßigteres Klima überwechselten. Für Coniac und Santon kann ein gemäßigtes, wechsel feuchtes Klima mit reduzierter chemischer Verwitterungsintensität nachgewiesen werden. An der Wende zum Campan entwickelt sich sehr rasch ein feucht-tropisches Klima mit intensiven chemischen Verwitterungsbedingungen, die im Maastricht an Intensität weiter zunehmen und sich bis ins Paläozän verfolgen lassen. Während die tektonischen Aktivitäten bis ins Santon in Form einzelner, teilweise sehr heftiger Schübe abliefen, gingen sie im Campan in mehr epirogene Bewegungen über. Die stratigraphische Einordnung der Abu Aggag-Formation und der Timsah-Formation muß revidiert werden. Ihre bisherige Einordnung in Zeiten eines gemäßigten Klimas widerspricht den für diese Formationen erfaßten intensiven Verwitterungsbedingungen. Die Abu Aggag-Formation ist der Wadi Qena-Formation gleichzustellen und überwiegend präcenomanen Alters. Die Timsah-Formation kann frühestens Ende Santon gebildet worden sein. Rakhiyat- und Duwi-Formation sind nicht im vollen stratigraphischen Umfang zeitgleich. Voraussetzung zum Vergleich zwischen Chemismus und Mineralspekstrum ist eine möglichst genaue quantitative Mineralbestimmung. Hierzu wurde ein auf Matrizenrechnung basierendes Auswerteverfahren von Infrarotspektren entwickelt. Die damit erreichte quantitative Aufteilung von Illit und Smectit wurde bisher noch nicht beschrieben. Durch einen modifizierten HF-Aufschluß konnten Bor und Silicium sehr schnell und gut reproduzierbar gemessen werden. Zur Auswertung und Interpretation der Analysedaten wurden diese auf die regionalen Clarke-Werte normiert.

The study area is located in the Eastern Desert of Egypt and reaches from central Wadi Qena about 600 km south to the area of the Aswan-reservoir. The predominantly fine-grained to coarse-grained sediments were accumulated during the Upper Cretaceous and Early Tertiary in a nearshore environment. The deposition was controlled by a suite of transgressive and regressive events and accompanied by tectonic movements of different intensities. The paleoclimatic and tectonic development of the study area can be reconstructed by the chemistry and mineralogical composition of the clay fraction of the pelitic sediments. The chemical relation of the sediments to their parent rock is partly still very marked and point out to transport distances of only a few ten kilometres in some cases. A tropic-humid climate existed in the beginning of the Cenomanian, which changed gradually to a more temperate climate at the transition to the Turonian. During the Coniacian and Santonian the general climate was temperate with seasonal rainfalls. The chemical weathering took place at reduced intensity. At the transition to the Campanian the climate quickly warmed up and became more and more humid. The chemical weathering reincreased during the Maastrichtian and Early Tertiary. Until the Santonian the tectonic activities were represented by single phases of more or less intense movements and changed during the Campanian into epirogenic movements. The stratigraphical classification of the Abu Aggag Formation and Timsah Formation must be revised. Their classification into periods of a moderate climate is in contradiction to the geochemistry of the sediments of these formations, which are formed by high chemical weathering. The Abu Aggag Formation and the Wadi Qena Formation are of the same stratigraphic level, i.e. predominantly of precenomanian age. The Timsah Formation could not be formed prior to the end of Santonian time. The Rakhiyat Formation and the Duwi Formation are not of the same stratigraphical extent. A quantitative clay mineral determination as precise as possible is the prerequisite to compare the geochemistry of the deposits with their mineral composition. Hence an evaluation-method for IR spectra based on matrix operation was developed. The quantitative parting of illite and smectite resulting had not been described yet. Boron and silica could be determined very fast by a modified HF-disintegration. The analytical datas were normalized to the regional Clarke-values for evaluation and interpretation.