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Stratigraphy and paleoenvironment of the Eocene sections in North Egypt
Mostafa Mohamed
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium Naturwissenschaften: Erdwissenschaften
Betreuer*innen
Michael Wagreich ,
Petra Heinz
DOI
10.25365/thesis.80602
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21688.29286.458665-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Rekonstruktion der Palökologie, Paläoumwelt und des Paläoklimas während des Eozäns, basierend auf Untersuchungen der eozänen Abfolgen im nördlichen Niltal mit mikropaläontologischer und geochemischer Ansätze. Drei Untersuchungsgebiete wurden ausgewählt: (1) Beni-Suef Zaafarana road; (2) Southeast Beni Suef area, Northeastern Desert; und (3) Northwest Qarun Lake, Fayum area, Western Desert. Diese Orte wurden aufgrund ihrer ausgezeichneten stratigraphischen Exposition, der bemerkenswerten lithologischen Variationen an den östlichen und westlichen Flanken des Niltals und ihres Potenzials für die Erstellung zuverlässiger biostratigraphischer Korrelationen ausgewählt. (1) In der Beni-Suef Zaafarana Road wurden die Sedimentsequenzen auf ihren Gehalt an Ostrakoden untersucht. Fünfundfünfzig Ostracoden-Arten wurden erfasst und zur Abgrenzung von drei Biozonen innerhalb des mittleren und oberen Eozäns verwendet, die den Standardzonen E13 bis E15 der planktonischen Foraminiferen entsprechen. Lithostratigraphisch sind die untersuchten Abschnitte in drei Gesteinseinheiten unterteilt, die von unten nach oben wie folgt benannt sind: (I) die El Fashn-Formation, (II) die Beni Suef-Formation und (III) die Maadi-Formation. Auf der Grundlage der ökologischen Präferenzen der identifizierten Arten wurden vier Assemblagen erkannt und zur Rekonstruktion der vorherrschenden Ablagerungsumgebungen verwendet: (a) Ostrakoden des oberen Bartoniums (El Fashn Formation); (b) des obersten Bartoniums (Qurn Member of Beni Suef Formation); (c) des unteren Priabonium (Tarbul Member of Beni Suef Formation); (d) des obersten Priabonium (Maadi Formation). Ein Anstieg der Artenvielfalt bei gleichzeitiger Abnahme der Dominanz deutet auf verbesserte und gut mit Sauerstoff versorgte Bedingungen in flacheren Meeresgebieten hin. Die paläobiogeografische Verteilung der identifizierten Ostracoden-Taxa wies eine große Ähnlichkeit mit den in der südlichen Tethys-Provinz dokumentierten Taxa auf, was auf eine mögliche Ausbreitung der Fauna über den Transsahara-Seeweg schließen lässt. (2) Im Südosten der Stadt Beni Suef (=Southeast Beni Suef area) wurden die Sequenzen aus dem mittleren Eozän analysiert, wobei der Schwerpunkt auf den benthischen Foraminiferen lag. Die untersuchten Abschnitte umfassten zwei Gesteinseinheiten, nämlich: (I) die Qarara-Formation (Lutet) und (II) die El Fashn-Formation (Barton). Insgesamt wurden 160 Arten identifiziert, die zu vier Unterordnungen, neunzehn Überfamilien, dreiunddreißig Familien und neunundfünfzig Gattungen gehören. Anhand dieser Taxa wurden vier lokale benthische Biozonen definiert, die anschließend sorgfältig im Detail diskutiert und mit stratigraphischen Äquivalenten in nahegelegenen Gebieten in Ägypten korreliert wurden. Die Geochemie des Gesteins sowie die ökologischen Merkmale der nachgewiesenen Arten deuten darauf hin, dass die Ablagerung unter warmen klimatischen Bedingungen und mäßigen bis hohen Sauerstoffgehalten erfolgte. Die paläobiogeografische Verbreitung der identifizierten Arten wies starke Ähnlichkeiten mit denen aus der südlichen Tethys-Provinz auf und wies geringe Ähnlichkeiten mit den nordwestlichen Tethys-Regionen und den nordatlantischen Anrainerstaaten auf. (3) Die Sedimentablagerungen im nordwestlichen Fayum-Gebiet, westlich des Niltals, betrafen die Rekonstruktion der Paläoumgebungen und der Paläoklimasituation der Sedimente aus dem mittleren bis oberen Eozän durch integrierte stratigraphische, paläontologische und geochemische Studien. Der untersuchte Abschnitt bestand aus der Gehannam-Formation (Barton-Priabon), der Birket Qarun- und der Qasr El Sagha-Formation (Priabon). Insgesamt wurden 101 benthische Foraminiferenarten identifiziert, die zu 31 Gattungen, 23 Familien, 13 Überfamilien und 4 Unterordnungen gehören. Das Alter des Mittleren bis Späten Eozäns wird hauptsächlich durch das gleichzeitige Auftreten von charakteristischen spinosen planktonischen und benthischen Foraminiferen bestimmt, was durch das Vorkommen des kalkigen Nannofossils Chiasmolithus oamaruensis unterstützt wird. Die sedimentologischen und paläontologischen Daten, die mit geochemischen Proxies, einschließlich Paläoredox-Spurenelementverhältnissen), Paläosalinität und Paläowassertiefenproxies, abgeglichen wurden, deuten auf eine Ablagerung in einer flachen, gut mit Sauerstoff versorgten und dynamisch bewegten Meeresumgebung hin. Paläoklima-Indikatoren deuten auf ein überwiegend warmes und trockenes klima hin, mit zeitweiligen feuchten Intervallen. Der niedrige Gehalt an organischem Gesamtkohlenstoff (TOC) wurde auf einen hohen Sedimenteintrag, anhaltende oxische Bedingungen und eine begrenzte Primärproduktivität zurückgeführt, was durch niedrige Werte von Paläoproduktivitätsproxies bestätigt wurde. Paläobiogeografisch gesehen wiesen die identifizierten Arten erhebliche Ähnlichkeiten mit benachbarten Ländern (wie Libyen) in der südlichen Tethys-Provinz auf, was auf eine mögliche Migration der Fauna über den transsaharischen Seeweg schließen lässt. Geringfügige Ähnlichkeiten mit Arten in der nordwestlichen Tethys-Provinz wurden mit der benthischen Natur dieser Arten in Verbindung gebracht, die eine Wanderung über große Entfernungen und die vorherrschenden kühleren Klimabedingungen erschwert.
Abstract
(Englisch)
The present study investigates the paleoecology, paleoenvironments and paleoclimate evolution during the Eocene, focused on marine successions exposed in the northern Nile Valley, Egypt, using micropaleontological and geochemical approaches. Three study areas have been selected: (1) Beni-Suef Zaafarana road; (2) Southeast Beni Suef area, Northeastern Desert; and (3) Northwest Qarun Lake, Fayum area, Western Desert. These localities were chosen due to their excellent stratigraphic exposure, notable lithological variations across both the eastern and western flanks of the Nile Valley, and their potential for establishing reliable biostratigraphic correlations. (1) At Beni-Suef Zaafarana road, the sedimentary sequences were analyzed for their ostracods content, given that the foraminiferal assemblages in this area had already been thoroughly studied in earlier research. Fifty-five ostracod species were recorded and employed to delineate three biozones within the Middle–Upper Eocene interval, corresponding to the standard planktonic foraminiferal zones E13 to E15. Lithostratigraphically, the studied sections were subdivided into three rock units, named from base to top as follow: (I) the El Fashn Formation, (II) the Beni Suef Formation, and (III) the Maadi Formation. Based on the ecological preferences of the identified species, four assemblages were recognized and used to reconstruct the prevailed depositional environments: (a) The upper Bartonian ostracod assemblage (El Fashn Formation); (b) The uppermost Bartonian (Qurn Member of Beni Suef Formation); (c) The lower Priabonian (Tarbul Member of Beni Suef Formation); (d) The uppermost Priabonian (Maadi Formation). An upward increase in species diversity alongside a decrease in dominance suggested enhanced and well oxygenated conditions at shallower marine settings. Paleobiogeographically, the distribution of the identified ostracod taxa exhibited high resemblance with those documented in the Southern Tethys province, implying possible faunal dispersal via the Trans-Saharan Seaway. (2) In southeast Beni Suef City, the Middle Eocene sequences were analyzed with a primary focus on the benthic foraminifera. The studied sections comprised two rock units namely: (I) the Qarara Formation (Lutetian); and (II) the El Fashn Formation (Bartonian). A total of 160 species were identified, belonging to four suborders, nineteen superfamilies, thirty-three families, and fifty-nine genera. These taxa were used to define four local benthic biozones, which were analyzed and discussed in detail, and correlated to stratigraphic equivalents in nearby areas in Egypt. Bulk rock geochemistry alongside the ecological characteristics of the recorded species, indicated that the deposition took place under warm climatic conditions and moderate to high oxygen levels. The paleobiogeographic distribution of the identified species showed strong similarities with those recorded from the southern Tethys province, and minor resemblance with the northwestern Tethys regions and North Atlantic countries. (3) The sedimentary deposits situated in northwest Fayum area, western side of the Nile Valley, concerned the reconstruction of the paleoenvironments and the paleoclimate situation of the Middle–Upper Eocene sediments through integrated stratigraphic, paleontological, and geochemical studies. The studied section consisted of the Gehannam Formation (Bartonian-Priabonian), the Birket Qarun and the Qasr El Sagha formations (Priabonian). In total, 101 benthic foraminiferal species were identified, belonging to 31 genera, 23 families, 13 superfamilies and 4 suborders. The Middle-Late Eocene age was mainly assigned based on the co-occurrence of index spinose planktonic and benthic foraminiferal assemblages, confirmed by the presence of the calcareous nannofossil marker Chiasmolithus oamaruensis. The sedimentological and paleontological data, aligned with geochemical proxies, including paleo-redox proxies, paleosalinity, and paleowater depth ratios, indicated a deposition in a shallow, well-oxygenated, and dynamically agitated marine environment. Paleoclimate indicators pointed to predominantly warm and arid climate, with intermittent humid intervals. The low total organic carbon (TOC) contents were assigned to high sediment influx, sustained oxic conditions, and limited primary productivity, corroborated by low values of paleoprimary productivity proxies Paleobiogeographically, the identified species exhibited significant resemblances to adjacent countries (such as Libya) in the southern Tethys province, suggested potential faunal migration via the trans-Sahara seaway. Meanwhile, slight similarities with species in the northwestern Tethys were linked to the benthic nature of these species, constraining moving over long distances and the prevailing cooler climatic conditions.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Mikropaläontologie Biostratigraphie Paläoumwelt Paläoklima Eozän Sedimentgeochemie Diversität Ägypten
Schlagwörter
(Englisch)
Micropaleontology Biostratigraphy Paleoenvironment Paleoclimate Eocene Sediments geochemistry Diversity Egypt
Autor*innen
Mostafa Mohamed 
Haupttitel (Englisch)
Stratigraphy and paleoenvironment of the Eocene sections in North Egypt
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
150 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Abdel Galil Hewaidy ,
Miklos Kazmer
Klassifikationen
38 Geowissenschaften > 38.16 Stratigraphie ,
38 Geowissenschaften > 38.20 Paläontologie. Allgemeines
AC Nummer
AC17797778
Utheses ID
78879
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 426 |