Tectonic effects of sea-floor spreading on the Arabian Shield

Zusammenfassung

Die känozoische tektonische und vulkanologische Entwicklung auf und um den Arabischen Schild ist relativ jung und im Vergleich zu anderen Gegenden in ihrer Gesamtheit noch verhältnismäßig gut überschaubar. Sie bietet daher ein Beispiel, dessen Verständnis möglicherweise von grundlegender Bedeutung für die Interpretation gebirgsbildender Vorgänge werden kann.

Der Arabische Schild ist im Süden und Südwesten umrahmt von den „Rift“-Systemen des Golfes von Aden und Roten Meeres, deren zentrale Teile durch quasi-ozeanische Kruste gekennzeichnet sind. Die Einschübe basischen magmatischen Materials (sea-floor spreading) in die Rifttröge verursachten offenbar eine Verdrängung der kontinentalen Blöcke (Bewegungssinn senkrecht zum Streichen der Zonen des aktiven „sea-floor spreading“). Jedenfalls läßt sich ein solcher Beanspruchungsplan von den verschiedenen tektonischen Teilvorgängen auf dem Arabischen Schild ableiten.

Die Entwicklung des Golfes von Aden ist älter als die des Roten Meeres, und das gilt dementsprechend für die Eo- bis Oligozänen vulkanischen, epirogenen und orogenen Vorgänge, die räumlich und zeitlich Beziehungen zum Geschehen im Golf von Aden aufweisen (Trap-Vulkanismus, Verbiegungen des Süd- und Zentral-Arabischen Schildes und Auffaltung des Taurusgebirges und Palmyra-bogens). Alle Ereignisse, die räumliche Beziehungen zur Rotcn-Meer-Streichrichtung zeigen (Aden-Vulkanismus, epirogene Verbiegung des Nord-Arabischen Schildes und Auffaltung des Zagrosgebirges) sind jünger, d. h. seit dem Miozän besonders aktiv.

Abstract

Paleogeographic evidence shows that the series of broad E-W anticlines and synclines on the Arabian Shield (Southern Hadramawt Arch, Wadi Hadramawt Syncline, Northern Hadramawt Arch, Rub Al Khali Syncline, Tuwaiq Homocline, Nafud Basin) are not old, inherited structures, but were formed in late Eocene and Oligocene times, as indicated by the warping of Middle Eocene sediments. The fold axes of these structures trend parallel to the Gulf of Aden, and their separation increases from S to N, i. e., with increasing distance from the Gulf of Aden. The most pronounced orogenic phase of the Toros mountain belt and the folding of the foreland belt (Lebanon, Antilebanon, Palmyra Arch, Jebel Sinjar, etc.) took place simultaneously with the warping of the shield. Furthermore, the early Tertiary “Trap” Volcanism occurs only in the neighborhood of the Gulf of Aden (Yemen, W-Aden Protectorate, Eritrea, Ethiopia, Somaliland). Geophysical-oceanographic research in the Gulf of Aden suggests that emplacement of basic magmatic material forms a quasi-oceanic crust (sea-floor spreading) in that rift trough. This apparently causes the displacement of the continental blocks. The close connections in time as well as in directional trends of epirogenic, orogenic and volcanic activities on the Arabian Shield to the sea-floor spreading in the Gulf of Aden indicates tectonic interrelations.

This impression is still emphasized, if one considers the younger tectonic development on the shield. The young Tertiary “Aden”-Volcanics Belt (Miocene-Recent) extends from the East African Rift system over the West Arabian Shield all the way up to Turkey, that is to say its trend is more or less parallel to the Red Sea. Warping effects (Ras en Naqb Uplift, Jafr Depression, Bayir Uplift, Wadi Sirhan Depression, Rutba Dome and the Mesopotanian Basin) on the northern part of the Arabian Shield, where the earlier developed (Aden Gulf-related) structures die out, can be related in time and direction to the rifting in the Red Sea. Faulting along the Aqaba-Dead Sea System is of the same age and cuts the foreland belt. Finally the folding of the Zagros mountain belt is of Miocene age too.

The Arabian Shield, bounded by still-active rifting structures of different direction and age, provides a classical example of the effect of sea-floor spreading on a shield area itself, and on its surrounding instable belt. The correct interpretation of these tectonic connections eventually may allow far reaching, basic conclusions.

Résumé

L'évidence paléogéographique montre que, comme l'indique le gauchissement des sédiments de l'Eocéne Moyen, les séries des grands géanticlinaux et synclinaux, orientés est-ouest, sur le craton arabique (S. Hadramawt Arc, Wadi Hadramawt syncline, N. Hadramawt géanticline, Rub Al Khali syncline, Tuwaiq homocline, Nafud bassin) ne sont pas des vieilles structures antérieures, mais ont été formés durant l'Eocéne et l'Oligocène. Les axes de plissement de ces structures ont tendance à être parallèles au Golfe d'Aden. Leur séparation augmente du sud vers le nord, c'est à dire de la même manière que leur distance du Golfe d'Aden augmente. La phase orogénique la plus prononcée de la ceinture montagneuse de Toros et les prémontagnes de l'Arabie septentrionale (Lebanon, Antilebanon, Palmyra Arc, Jebel Sinjar) eurent lieu au même moment que le gauchissement du craton arabique. Bien plus, le «Trap»-volcanisme du Tertiaire Inférieur n'a lieu que dans le voisinage du Golfe d'Aden (Yemen, W-Aden Protectorat, Éritrea, Ethiopia, Somali). Des recherches géophysiques et océanographiques dans le Golfe d'Aden et la Mer Rouge suggèrent que des emplacements de matériaux d'origine magmatique forment une croûte quasi-océanique («Sea-floor Spreading») dans le fossé d'effondrement. Ceci est apparement la cause du déplacement des blocs continentaux. Les proches coïncidences aussi bien en époque qu'en direction des activités épirogéniques, orogéniques et volcaniques entre le craton arabique et le «Sea-floor Spreading» du Golfe d'Aden indiquent des correspendances tectoniques.

Cette impression est encore plus renforcée, si l'on considère les développements plus récents du craton arabique. La jeune ceinture Tertiaire d'«Aden»-Volcanisme (Miocène-Recent) s'étend depuid le rift d'Afrique de l'est jusqu'en Turquie au travers du craton arabique de l'ouest. Elle se trouve de ce fait être plus ou moins parallèle à la Mer Rouge. Les gauchissements (Ras En Naqb, Jafr dépression, Bayir hautes plaines, Wadi Sirhan bassin, Rutba dome, Bassin Mésopotanien) de la partie septentrionale du craton arabique, où disparaissent des structures (identiques à celles du Golfe d'Aden) dévelopées au paravent, peuvent être associées en temps et direction au « rifting » de la Mer Rouge. Les failles le long du système Aquaba-Mer Morte sont du même âge et coupent les prémontagnes de l'Arabie septentrionale. Finalement le plissement de la ceinture montagneuse de Zagros appartient aussi au Miocène.

Le craton arabique délimité par des structures d'âge et de directions différentes et toujours en cours de séparation, est un example classique de l'effet de la «Sea-floor Spreading» sur un craton et sur sa ceinture instable environnante. L'interprétation correcte de ces effets tectoniques resultera, le cas échéant, en des conclusions fondamentales très importantes.

Краткое содержание

Т. к. вулканическая дея тельность и соответс твующие тектонические соотношения на Арави йском щите и вокруг не го проявились в кайнозо е сравнительно поздно и выражены на много яс нее, чем в других частях Земного шара, этот рай он можно взятwь за прим ер для интерпретации гороо бразовательных процессов вообще. — Ар авийский щит обрамле н на юге и юго-западе системой т рещин Аденского зали ва и Красного моря, центра льная часть которых характ еризуется крустой по чти-что океанского типа. Напряжения при разли чных тектонических д вижениях можно, по-видимому, объяснить внедрение м базической магмы (seafloor-spreading) в троги трещин, вызвавш их вытеснение контин ентальных блоков. — Аденский залив образовался зн ачительно раньше Кра сного моря и, соответственно, все связанные с ним ор огенные процессы про исходили в период от эоцена до олигоцена (в улканизм траппов, тек тонический прогиб на юге и в центральной части Ар авийского щита и обра зование складчатости гор Тауруса и дуги Пальми ры). Все же процессы, пр оизошедшие вокруг Красного моря, (вулкан изм в зоне Адена, эпиро генный прогиб на севере Аравийского щита и об разование складчато сти гор Загросса) значительн о моложе; их повышенная активность проявляе тся только с миоцена.