Fossil cyclic calcrete in the Kuwait Group clastic deposits (Mio-Pleistocene) of Kuwait,Arabian Gulf |
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Authors: | E I Khalaf M I El-Sayed |
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Institution: | (1) Present address: Environmental and Earth Sciences Division, Kuwait Institute for Scientific Research, P.O. Box 24885, 13109 Safat, Kuwait |
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Abstract: | An investigation of the upper Kuwait Group clastic sequence (Mio-Pleistocene) exposed along the Jal Az-Zor escarpment in north Kuwait revealed several horizons of fossil calcrete. Field occurrences and textural characteristics of the studied sequence indicated that the fossil calcrete was hosted in cyclic fluviatile muddy sandstones and developed through diagenesis during inter-fluvial periods. Depositional and diagenetic features of the calcretized fluviatile sandstone units suggested that each cycle started with the deposition of a fluviatile muddy host sandstone during a humid period. This was followed by a period of semi-aridity during which calcrete profiles developed. The upper part of the calcrete profiles was weathered and terra rosa type soil was formed during wet seasons. This was succeeded by a severe arid climate and the deposition of desert aeolian sand sheets. Fossil nodular calcrete was only developed within the fluviatile muddy sandstones. The calcretized sandstones were lithified in two stages of diagenesis-an early stage that was responsible for the authigenesis of microcrystalline calcite and the development of calcrete nodules, and a later stage during which macrocrystalline calcite cement was precipitated as an intergranular cement displacing and replacing the clay matrix of the host sediments and filling fractures and cavities in the calcrete nodules. The findings and conclusions of the present study will help in understanding the lithostratigraphic setting of the Kuwait Group clastic sequence in the northern Arabian Gulf region.
Zusammenfassung Eine Untersuchung der klastischen Sequenz der oberen Kuwait-Gruppe, die entlang der Jal Az-Zor Zone in Nordkuwait aufgeschlossen ist, ergab mehrere Horizonte fossilen Kalksinters. Geländebeobachtungen und texturelle Charakteristik der Sequenz deuten an, daß der fossile Kalksinter in Zyklen eines feinkörnigen fluviatilen Sandsteines eingebettet ist und diagenetisch während interfluviatilen Stadien gebildet wurde. Merkmale der Ablagerungsverhältnisse und der Giagenese des verkalkten fluviatilen Sandsteines sprechen dafür, daß jeder Zyklus mit der Sedimentation des Sandsteines unter humiden Klimabedingungen begann. Auf dieses Stadium folgte eine Phase semiariden Klimas, während dessen sich die Kalksinterprofile entwickelten. Der obere Teil der Kalksinterabschnitte verwitterte in Regenzeiten, dabei bildeten sich »terra rosa«-Böden. Während des folgenden rauhen ariden Klimas wurden wüstenähnliche äclische Sande sedimentiert. Den fossilen knotigen Kalksinter findet man nur innerhalb des fluviatilen Sandsteines. Die Lithifizierung der Sandsteine erfolgte in zwei diagenetischen Phasen: In der frühen Phase wurde auhigener, mikrokristalliner Calcit und die Kalksinterknoten gebildet. Während der späteren Diagenesephase fiel makrokristalliner Calcit als intergranularer Zement aus, der die tonige Ausgangsmatrix substituierte und Klüfte sowie Hohlräume innerhalb der Kalksinterknoten ausfüllte. Beobachtungen und Interpretationen dieser Studie werden das Verständnis um den lithostratigraphischen Zusammenhang der klastischen Sequenz der Kuwait-Gruppe in der Region des nördlichen Arabischen Golfes erleichtern.
Résumé La série élastique du groupe supérieur du Koweit (MioPleistocène), exposée le long de l'escarpement de Jal Az-Zor (nord du Koweit) montre plusieurs horizons de calcrètes fossiles. Les relations de terrain et les caractères structuraux de cette série montrent que ces calcrètes se sont formées dans des sables argileux fluviatiles cycliques, par un processus de diagenèse intervenu au cours de périodes interfluviales. Les caractères sédimentologiques et diagénétiques de ces roches suggèrent que chaque cycle a débuté par le dépôt, en période humide, des sables argileux fluviatiles et s'est poursuivi en période de semi-aridité par le développement des calcrètes. La partie supérieure des calcrètes a subi une altération atmosphérique avec formation d'un sol de type »terra rossa« au cours des saisons humides. Le cycle se termine par l'installation d'un climat strictement aride, avec dépôt de sables éoliens désertiques. Les calcrètes, nodulaires, se sont formées uniquement dans les sables argileux fluviatiles. Leur lapidification s'est opérée en deux stades: un premier stade responsable de l'apparition de calcite authigène microcristalline et du développement de nodules carbonates; un second stade marqué par la précipitation d'un ciment intergranulaire de calcite macrocristalline qui s'est substitué à la matrice argileuse du sédiment primaire et a rempli les fissures et cavités des nodules. Les résultats de cette étude permettent de mieux comprendre l'édification lithostratigraphique de la série clastique du Groupe du Koweit dans la région septentrionale du Golfe Arabique.
, Jal Az-Zor , . , , . , . , . , «terra rosa». , . , , . — — : . , . , . |
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