Gliederung der "Nubischen Serie" in Südost-Ägypten

Die lithofazielle Gliederung und Kartierung der bisher pauschal als "Nubische Serie" bezeichneten Sedimentabfolgen in Südost-Ägypten standen im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit. Die hierzu notwendigen Untersuchungen basieren auf Gelände- und Fernerkundungsdaten. Die Größe des Untersuchungsgebietes von rund 44 000 km2 und die Unwegbarkeit der südlichen Eastern Desert bedingten für eine effiziente geologische Kartierung den Einsatz der Fernerkundung. Hierzu wurden Luft- und Satellitenbilder benutzt. Die aus der visuellen Vorinterpretation gewonnenen Informationen konnten anschließend im Gelände überprüft und korrigiert werden. Unter Berücksichtigung der lithofaziellen Untersuchungen erfolgte die endgültige Interpretation, die u.a. im Kartenblatt "Bernice" mündete. Für Südost-Ägypten konnte daraufhin erstmalig eine detaillierte, flächendeckende Kartierung mit den entsprechenden geologischen Einheiten in den Maßstäben 1 : 500 000 und exemplarisch 1 : 250 000 durchgeführt werden, die gegenüber der bisherigen kartographi sehen Darstellung 1 : 2 000 000 eine genauere lithologische Differenzierung erlaubt. In diesem Rahmen wird auch die Verwendung von Radardaten (SIR-A) für die visuelle Bildinterpretation von Sedimenten diskutiert. Der Vergleich mit einer Landsat-MSS-Szene erbrachte hinsichtlich der Differenzierbarkeit lithologischer Einheiten keine entscheidenen Verbesserungen. Vorteile zeigten sich hingegen bei der Trennung von Locker- und Festgesteinen, bei der Unterscheidung von Oberflächen aufgrund verschiedener Korngrößen und bei der Kartierung von sandüberdeckten Festgesteinen mit ringförmigen Strukturen, die als wertvolle Zusatzinformationen berücksichtigt werden konnten. Multispektrale Klassifizierungsverfahren, wie sie das "Geowissenschaftliche Multibild Auswerte- und Prozessor-System" mit den digitalen Methoden (Hyperbox, Minimum-Distance und Maximum-Likelihood) bietet, ergaben aufgrund der überlagernden Grautonintervalle für die automatische Differenzierung von sedimentären Gesteinen keine verwertbaren Ergebnisse. Indessen ermöglichten digital verbesserte Satel 1 i tenbi Ider (Ratiobilder) eine detaillierte Differenzierbarkeit für die visuelle Auswertung. Exemplarisch wurde dieses Verfahren mit Landsat-MSS- und Landsat-TM-Daten demonstriert. Im Gebiet östlich des Aswan-Stausees bis zum Roten Meer und von Aswan bis zur sudanesischen Grenze wurde die "Nubische Serie” aufgrund ihrer Fauna und Flora, ihres Sedimentaufbaues und ihrer unterschiedlichen Gesteinszusammensetzung räumlich und zeitlich in sechs Formationen gegliedert, die ein kretazisches bis oberkretazisches Alter besitzen. Vom Liegenden zum Hangenden wird zwischen den Formationen Abu Simbel, Lake Nasser, Sabaya, Abu Agag, Timsah und Um Barmil unterschieden. Die Einheiten Abu Simbel Formation, Sabaya Formation, Abu Agag Formation und teilweise auch die Um Barmil Formation repräsentieren überwiegend eine fluvio-kontinentale Sedimentabfolge. Die klastischen Sequenzen der Formationen, in denen Sandstein dominiert, setzen sich aus aufgearbeiteten Sedimenten älterer Abfolgen zusammen, die sich als Resedimente vorwiegend aus südlichen Richtungen akkumulierten. Die hohen Tonanteile, die in der Lake Nasser und der Timsah Formation vorherrschen, lassen ein marines Ablagerungsmilieu erkennen. Von Norden vordringende Tethystransgressionen erreichten im Abt und im Coniac-Campan Südost-Ägypten. Die Sedimentation beherrschten flachmarine Ablagerungen, die sich mit kontinentalen, küstennahen bis deltaischen Erosionsprodukten verzahnten. Beeinflußt wurde die Sedimentation der gesamten Formationen der "Nubischen Serie" durch die kratonale Entwicklung des Nubisch-Arabi sehen Schildes, der bis auf die Entstehung von Bruchmustern zurück geht, die während des Übergangs von ozeanischer zu kontinentaler Kruste entstanden sind. Nachfolgende Krustenspannungen verursachten eine Reaktivierung der alten Brüche, die auch nach der Konsolidierung der Nubisch-Arabischen Platte erhalten blieben. Seit den letzten 50 Mio. Jahren des Präkambriums (BENTOR, 1985) setzte ein alkalischer- und peralkalischer Magmatismus ein, der sich an den alten Bruchstrukturen orientierte. Alkalische Ringstrukturen, wie der Zargat Naam, sitzen diesen Strukturen auf. Im Gebiet des Wadi Kodein wurde eine präkambrisch angelegte Grabenstruktur reaktiviert; sie wurde mit fortschreitender Absenkung des Grabenbereiches mit den Sedimenten der als Abu Agag, Timsah und Um Barmil bezeichneten Formationen angefüllt. Nur so war es möglich, daß hier für jede Formation, speziell für die basale Abu Agag Formation wie auch für die Timsah Formation, weitaus größere Sedimentmächtigkeiten entstehen konnten als im fazies-äquivalenten Aswan-Gebiet. Hebungsvorgänge, beginnend im Oligozän, erreichten im Miozän ihre Hauptphase; sie prägten das rezente geomorphologische Erscheinungsbild, das durch die bis heute anhaltende Riftbildung im Bereich des Roten Meeres beeinflußt wird.

The present study mainly refers to the lithofacial division and mapping of the sedimentary sequences in South-East Egypt, generally known as the "Nubian series". The investigations required for this purpose are based on terrain reconnaissance and remote sensing data. The size of the study area is about 44 000 km2. The inaccessibility of the south Eastern Desert made it necessary to implement remote sensing for efficive geological mapping. For this reason aerial photography and satellite imagery were used. The information obtained from the visual pre-evaluation could then be verified and corrected in the field. The major criterion for the final analysis was extrapolated from lithofacial data. From this map sheets were made, for example, "Bernice". It was therefore possible to provide a detailed overall map with the corresponding geologic units with a 1 : 500 000 scale, and, as an example, a 1 : 250 000 scale, the first publishied for South-East Egypt. In comparison with the former cartographic presentation of 1 : 2 000 000, this allows a closer lithologic detail. The use of radar data (SIR-A) for the visual image interpretation of sediments is also discussed within this frame. As to the separability of lithologic units, comparison with Landsat-MSS did not show major improvements. Further improvement could be made possible by differentiating between loose and solid rocks. Different granular sizes can be used to distinguish different surfaces. The mapping of sand-covered solid rocks with circular features proved to be a further useful source of information. Multispectral classification methods such as those offered by the "Geoscientific multi-image analysis and processing system" with digital methods of Hyperbox, Minimum-Distance and Maximum-Likelihood did not improve results for automatic differentiation of sedimentary rocks. The reason believed for this is the overlying range of grey values which was small. Whereas digitally improved satellite images (ratio images) permitted a detailed separability for visual interpretation. This method is illustrasted with Landsat-MSS and Landsat-TM data. In the region East of Lake Aswan to the Red Sea, and from Aswan to the Sudanese boarder, the "Nubian series" was divided spatially and temporally into six formations of Cretaceous to Upper-Cretaceous, characterised by their fauna and flora, sedimentary structure and their varying petrographic composition. From bottom to top distinction is made between the formations of Abu Simbel, Lake Nasser, Sabaya, Abu Agag, Timsah and Um Barmil. The units of Abu Simbel formation. Sabaya formation, Abu Agag formation and partly Um Barmil formation present a fluvio-continental sedimentary sequence. The clastic sequences of the formations with mainly sandstone are composed of reworked sediments of older sequences, accumulating as secondary stratifications, mostly from southern directions. The upper clay fractions of the Lake Nasser and Timsah formation are taught to be a marine depositional environment. Tethys transgressions from the North reached South-East Egypt during Aptian and Coniacian-Campanian times. The sedimentation was dominated by flat marine depositions interlocked with continental, near-shore to deltaic float debris. The sedimentation of all formations of the "Nubian series” was affected by the cratonal evolution of the Nubian-Arabian shield going back to the formation of fracture patterns which are the result of the transition from oceanic to continental crust. Late crustal stresses caused a reactivation of the old fractures which remained even after the consolidation of the Nubian-Arabian plate. In the course of the last 50 million years of the Precambrian (BENTOR, 1985), an alkaline and peralkaline magmatism oriented to the old fracture patternes took place. Those structures carry alkaline ring structures such as Zargat Naam. In the Wadi Hodein region a Precambrian graben structure was reactivated; it was filled with sediments of the Abu Agag, Timsah and Um Barmil formations through the continuous depression of the graben zone. That is the only reason why much greater sedimentary thicknesses could develop here for each formation, especially for the basal Abu Agag formation and for the Timsah formation, than in the facies equivalent Aswan region. Uplift phases, starting in the Oligocène, were predominant in the Miocene; they marked the recent geomorphologic situation which is affected by the rift formation still in progress near the Red Sea.