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Facies

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Permian to jurassic deep water sediments of the eastern Oman Mountains: Their significance for the evolution of the Arabian margin of the South Tethys

  • Wolfgang Blendinger
Article

Summary

The Ba'id area in the eastern Oman Mountains displays thrust sheets, the so-called Hawasina nappes, of Permian to Jurassic deep water sediments in a tectonic window below the Semail Ophiolite.

Permian sediments are primarily reef-derived turbidites and debris flows, radiolarites and, subordinately, cephalopod limestones. Proximal facies consist of up to 200 m thick carbonate sediment gravity flow deposits that cover an elongate, N-S trending area, and their geometry suggests that they are the infill of a submarine canyon. More distal limestone turbidites and debris flows form a complex array of channel fills of a lower slope debris apron environment. Channel fills are up to 20 m thick, range in width from a few metres to several kilometers, and some have clearly erosional bases, suggesting that much sediment by-passed the lower slope. Dm-thick cephalopod limestones with a Guadalupian ammonoid fauna occur locally at the base of this sequence. Some 30 m thick radiolarites that contain an upward increasing amount of reef-derived sediment gravity flow deposits form the most distal Permian facies encountered in the study area.

These Permian sediments are the oldest deep water deposits recorded in the Oman Mountains so far, and they were deposited on a substrate of mafic pillow lavas and, locally, volcaniclastics. Palinspastic restoration of Permian environments results in a minimum N-S extension of slope and basin environments of 80 km. However, because changes of facies and thickness are abrupt from one nappe to another, the true extension of these environments may have amounted to several hundred kilometres. The comparison of these values with those of modern Atlantic-type continental margins suggests that at least the volcanic substrate of the distal sediments might represent fragments of Permian oceanic crust.

These new data indicate that the southern margin of the Tethys was characterized by a passive continental margin along the Arabian plate as early as the Permian. The Permian carbonate sediment gravity flow deposits are covered by some 100 m of thin-bedded periplatform limestones that probably span the uppermost Permian and the Middle Triassic. This facies gives way to? Middle Triassic banded radiolarites and shales that obviously were deposited all over the basin and probably record a period of halting carbonate production on the Arabian platform. Limestone turbidite deposition prevailed during the Late Triassic and Jurassic and was interrupted by the depositon of siliciclastic turbidites in the latest Triassic and earliest Jurassic.

The existence of a pelatic plateau along the Arabian continental margin similar to the Blake Plateau is inferred from the composition of coarse conglomerates and breccias that were deposited in proximal slope environments and probably originated from submarine canyons. These coarse calciclastics occasionally contain mountain-size slabs of Permian shallow water limestones and Triassic cephalopod limestones with Scythian to Norian ammonoid fauna.

Palaeocurrents measured from calcisclastic sequences show a consistent north to northeast directed pattern from the Permian to the Jurassic. They suggest a line source of redeposited carbonates and an E-W trend of the shelf slope break along the Arabian continental margin that confined the Tethys to the South. By contrast, siliciclastic turbidites display a preferred transport to the east, suggesting that they form a longitudinal basin fill. There is no evidence of any (carbonate or siliclastic) source area to the north or east, and this supports the idea that the Hawasina nappes originate from an ocean open to the north, i.e. the South Tethys itself.

KeyWords

Facies Aanalysis Carbonaterocks Slope Basin Pelagic Plateau Paleocurrents Oman Permian To Jurassic 

Permische bis jurassische Tiefwasser-Sedimente aus den östlichen Bergen des Oman und ihre Bedeutung für die Entwicklung des arabischen Randes der Südtethys

Zusammenfassung

Das Gebiet um Ba'id in den östlichen Bergen des Oman besteht aus Decken permischer bis jurassischer Tiefwasser-Sedimente, den sogenannten Hawasina-Dekken die in einem tektonischen Fenster unter dem Semail-Ophiolith aufgeschlossen sind.

Permische Sedimente sind hauptsächlich riffogene Turbidite und Schuttströme, Cephalopodenkalke und Radiolarite. Proximale Ablagerungen sind bis zu 200 m mächtige, karbonatische Resedimente, die in einem langgestreckten, N-S verlaufenden Gebiet auftreten und deren Geometrie auf die Füllung eines submarinen Canyons hinweist.

Distalere Riffschutttkalke sind bis zu 20 m mächtig; sie bilden ein komplexes System von kanalisierten Turbiditen und Schuttströmen, die in einem Schuttmantel im unteren Teil eines (Kontinental-) Hangs abgelagert wurden. Die Breite dieser etwa N-S verlaufenden Kanäle reicht von wenigen Metern bis zu einigen Kilometern, und viele dieser Kanäle zeigen deutlich erosive Basen, was darauf hindeutet daß nur ein Teil der Sedimentschüttungen in diesem Ablagerungsraum sedimentiert wurde. An der Basis dieser Riffschutt-Fazies treten stellenweisedm-dicke Cephalopodenkalke mit einer früh-oberpermischen Ammonoideenfauna auf. Distale permische Sedimente bestehen aus etwa 30 m mächtigen, roten Radiolariten die nach oben hin zunehmende riffogene Turbidite und Schuttströme enthalten.

Diese permischen Sedimente stellen die ältesten Tiefwasser-Ablagerungen in den Bergen Omans dar, und sie wurden auf einem Substrat von basischen Kissenlaven, lokal auch Vulkanoklastika, abgelagert. Eine Entzerrung dieser in verschiedenen Decken und Schuppen auftretenden Sedimente ergibt eine minimale rechnerische N-S Ausdehnung der permischen Faziesbereiche von 80 km. Da jedoch Fazies-wie Mächtigkeitsänderungen von einer tektonischen Einheit zur nächsten abrupt sind, ist es wahrscheinlich, daß die tatsächliche Ausdehnung dieser Faziesbereiche mehrere hundert Kilometer betrug. Ein Vergleich dieser Werte mit denen rezenter Kontinentalränder vom Atlantik-Typ läßt es möglich erscheinen daß zumindest die Kissenlaven an der Basis der distalen permischen Sedimente Reste ozeanischer Kruste sind.

Diese neuen Daten sprechen dafür, daß der Südrand der Tethys entlang der arabischen Platte bereits im Perm durch einen passiven Kontinentalrand gebildet wurde.

Die permischen Sedimente werden von etwa 100 m mächtigen Plattenkalken überlagert, die wahrscheinlich den Zeitraum vom spätesten Perm bis zur Mitteltrias umfassen. Diese Fazies wird nach oben von einigen Zehnermetern von Bänder-Radiolariten und Schiefern abgelöst, die offensichtlich beckenweite Verbreitung haben und möglicherweisefehlende Karbonatproduktion auf der arabischen Plattform anzeigen. Die spät-triassische und jurassische Sedimentation ist wiederum durch Kalkturbidite gekennzeichnet, während siliziklastische Turbidite etwa an der Trias-Jura-Grenze zur Ablagerung gelangten.

Hinweise auf die Existenz eines pelagischen Plateaus ähnlich dem Blake-Plateau entlang des arabischen Kontinentalrandes ergeben sich aus der Zusammensetzung von groben Kalkbreccien und-konglomeraten, die auf proximalen permischen Riffschuttkalken, lokal auch auf Vulkaniten, abgelagert wurden. Diese Sedimente enthalten stellenweise riesige Blökke permischer Flachwasser-Karbonate und triassischer Cephalopodenkalke mit skythischen bis norischen Ammonoideen.

Schüttungsrichtungen von Turbiditen zeigen ein nord-bis nordostwärts gerichtetes, vom Perm bis in den Jura beständiges, Muster. Zusammen mit den Faziesdaten deuten sie auf ein lineares; etwa E-W verlaufendes, karbonatisches Liefergebiet im Süden. Im Gegensatz dazu zeigen siliziklastische Turbidite generallen Sedimenttransport nach Osten, was wahrscheinlich longitudinale Beckenfüllung anzeigt. Da in den Tiefwasser-Sedimenten Hinweise auf Schüttungen von Norden und Osten vollständig fehlen, ist es wahrscheinlich, daß die Hawasina-Decken aus einem nach Norden hin offenen Ozean, der Südtethys, herzuleiten sind und nicht aus einem kleineren Randbekken, das ozeanwärts von Karbonatplattformen (für deren bisher angenommene Existenz es keine sedimentologischen Hinweise gibt) begrenzt wurde.

References

  1. BERNOULLI, D. & WEISSERT; H. (1987): The Upper Hawasina nappes in the central Oman Mountains: stratigraphy, palinspastics and sequence of nappe emplacement.—Geodynamica Acta1, 47–58, ParisGoogle Scholar
  2. COOK, H.E. (1983): Ancient carbonate platform margins, slopes and basins.—Soc. Econ. Paleont. Miner., Short Course12, 1—189, TulsaGoogle Scholar
  3. FREEMAN-LYNDE, R.P., CTTA, M.B., JADOUL, F., MILLER E.L. & RYAN, W.F.B. (1981): Marine Geology of the Bahama escapment.—Mar. Geol.44, 119–156, AmsterdamCrossRefGoogle Scholar
  4. GLENNIE, K.W., BOEUF, M.G.A., HUGHES CLARKE, M.W., MOODY STUART, M., PILAAR, W.F. & REINHARDT, B.M. (1974): Geology of the Oman Mountains.—Verh. kon nederl. geol. Mijnbouwk. Genoots31, 1–423, Den HaagGoogle Scholar
  5. HAQ, B.U., HARDENBOL, J. & VAIL, P.R. (1987): Chronology of fluctuating sea levels since the Triassic (250 million years ago to present).—Science235, 1156–1167, WashingtonCrossRefGoogle Scholar
  6. HOPKINS, J.C. (1977): Production of foreslope breccia by differential submarine cementation and downslope displacement of carbonate sands, Miette and Ancient Wall buildups, Devonian, Canada..—Soc. Econ. Paleont. Miner. Spec. Publ.25, 155–170, TulsaGoogle Scholar
  7. HOWELL, D.G. & NORMARK, W.R. (1982): Submarine fants.—Amer. Ass. Petrol. Geol. Mem.31, 365–404, TulsaGoogle Scholar
  8. LIPPARD, S.J., SHELTON, A.W. & GASS, I.G. (1982): The Ophiolite of northern Oman.—Mem. Geol. Soc. London11, 1–178 Oxford (Blackwell)Google Scholar
  9. LIPPARD, S.J. & REX, D.C. (1982): K-Ar ages of alkaline igneous rocks in the northern Oman Mountains, NE Arabia, and their relations to drifting, passive margin development and destruction of the Oman Tethyls.— Geol. Mag.119, 497–503, LondonCrossRefGoogle Scholar
  10. LOVELOCK, P.E.R., POTTER, T.L., WALSWORTH BELL, E.B. & WIEMER W.M. (1981): Ordovician rocks in the Oman Mountains: the Amdeh Formation.—Geol. Mijnbouw60, 487–495, DordrechtGoogle Scholar
  11. MAURTITSCH, H.J. & FRISCH, W. (1980): Paleomagnetic results from the Eastern Alps and their comparison with dat from the Southern Alps and the Carpathians.—J. Mitt. österr. Geol Ges.73, 5–13, WienGoogle Scholar
  12. MULLINS, H.T., KELLER, G.H., KOFOED, J.W., LAMBERT, D.N., STUBBLEFIELD, W.L. & WARME, J.E. (1982): Geology of Great Abaco submarine canyon (Blake Plateau): observations from the research submersible ‘Alwin’.—Marine Geol.48, 237–257, AmsterdamGoogle Scholar
  13. MULLINS, H.T., HEATH, K.C., VAN BUREN, H.M. & NEWTON, C.R. (1984): Anatomy of a modern openocean carbonate slope: northern Little Bahama Bank.— Sedimentology31, 141–168, OxfordCrossRefGoogle Scholar
  14. McILREATH, I.A. & JAMES, N.P. (1979): Carbonate slopes.—Geosci. Can. Repr. Ser.1, 133–144, OntarioGoogle Scholar
  15. MURRIS, R.J. (1980): Middle East: stratigraphic evolution and oil habitat.—Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull.64, 597–618, TulsaGoogle Scholar
  16. MUTTI, E. & RICCI LUCCHI, F. (1978): Turbidites of the northern Appennines: introduction to facies analysis.— Int. Geol. Rev.21, 125–166, Leesburg Pike Falls ChurchCrossRefGoogle Scholar
  17. NEWELL, N.D. & RIGBY, J.K. (1957): Geological studies on the Great Bahama Bank.—Soc. Econ. Paleont. Miner. Spec. Publ.5, 15–72, TulsaGoogle Scholar
  18. NORMARK, W.R. (1978): Fan valleys, channels and depositional lobes on modern submarine fans: characters for recognition of sandy turbidite entvironments.—Am. Ass. Petrol. Geol. Bull.62, 912–931, TulsaGoogle Scholar
  19. SELLWOOD, B.W. (1978): Shallow water carbonate environments.—Sedimentary facies and environments (Ed. by H.G. Reading, 259–371, Oxford (Blackwell)Google Scholar
  20. SEARLE, M.P. & GRAHAM, G.M. (1982): ‘Oman Exotics’-oceanic carbonate buildups associated with early stages of continental rifting.—Geology10, 43–49, BoulderCrossRefGoogle Scholar
  21. SHERIDAN, R.E. & ENOS, P. (1979): Stratigraphic evolution of the Blake Plateau after a decade of scientific drilling.—Amer. Geophys. Union., Maurice Ewing Ser.3, 109–122, WashingtonGoogle Scholar
  22. SIEGENTHALER, C., HSÜ, K.J. & KLEBOTH, P. (1984): Longitudinal transport of turbidity currents—a model study of Horgen events.—Sedimentoly31, 187–193, OxfordCrossRefGoogle Scholar
  23. SUTHREN, R.F. (1985): Facies analysis of volcaniclastic sediments: a review.—In: Sedimentology: recent developments and applied aspects (Ed. by P.J. Brenchley and B.J.P. Williams) 123–146, Oxford (Blackwell)Google Scholar
  24. SWIFT, B.A., SAWYER, D.S., GROW, J.A. & KLITGORD, K.D. (1987): Subsidence, crustal structure, and thermal evolution of Georges Bank Basin.—Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull.71, 702–718, TulsaGoogle Scholar
  25. TUCKER, M.E. (1974): Palaeozoic pelagic limestones: the Devonian Griotte (Southern France) and Cephalopodenkalk (Germany).—Int. Ass. Sedim. Spec. Publ.1, 71–92, OxfordGoogle Scholar
  26. WINTERER, E. & BOSELLINI, A. (1981): Subsidence and sedimentation on Jurassic passive continental margin, Southern Alps.—Amer. Ass. Petrol. Geol. Bull.65, 394–421, TulsaGoogle Scholar
  27. WENDT, J. (1969): Foraminiferen-“Riffe” im karnischen Hallstätter Kalk des Feuerkogels (Steiermark, Österrich). —Paläont. Zeischr.43, 177–193, StuttgartGoogle Scholar
  28. WENDT, J., AIGNER, T. & NEUGEBAUER, J. (1984): Cephalopod limestone depositon on a shallow pelagic ridge: the Tafilalt Platform (Upper Devonian, eastern Anti-Atlas, Morocco).—Sedimentology31, 601–625, OxfordCrossRefGoogle Scholar
  29. WATTS, K.F. & GARRISON, R.E. (1986): Sumeini Group, Oman-evolution of a Mesozioc carbonate slope on a South Tethyan continental margin.—Sediment. Geol.48, 107–168, AmsterdamCrossRefGoogle Scholar
  30. ZANKL, H. (1971): Upper Triassic carbonate facies in the Northern Calcareous Alps.—Guidebook VIII. Int. Sed. Congr. 174–185, Frankfurt (Kramer)Google Scholar

Copyright information

© Institut für Paläontologie, Universität Erlangen 1988

Authors and Affiliations

  • Wolfgang Blendinger
    • 1
  1. 1.Dept. XXG/41c/o Petroleum Development OmanMuscatSultanate of Oman

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