The outcropping Plio-Pleistocene lacustrine sediments around Sohag area extends as a separate belt occupying the proximity of fault-controlled escarpment, and are represented by the laterally interfingering Issawia and Armant formations. Based on lithofacies changes three models of lacustrine sedimentation could be identified; mixed siliciclastic-carbonates (modele 1), dominanatly siliciclastics (model, 2), and dominanantly carbonates sediments (model 3). In the first model the marginal lacustrine facies is composed of mixed siliciclastics, palustrine carbonates-calcrete associations. The basinal facies is represented by two carbonate types; the lower carbonates consist of mixed lacustrine and palustrine carbonates with a general regressive-upward and the upper carbonate travertine type occurs as stromatoltitic mounds and sheets. In Model 2 (southeast of Sohag) the marginal facies is represented by fault breccias, followed by debris-flow dominated alluvial fan conglomerates, and terminated by braided and sheet flood conglomerates with interfan paleosols. This grades westwards into the basinal facies composed of channeled conglomerates and sandstones , interfingered with sandstones, siltstones and playa deposits. In model 3 (west of Sohag) the peripheral facies is dominanantly palustrine limestones . The basinal facies is dominated by rhythmic alternations of palustrine and lacustrine limestones, and terminated by tufa and travertine deposits.
Carbon and oxygen stable isotope analysis from the marginal carbonates reveal typical fresh water compositions, and is also consistent with pedogenic overprinting associated with subaerial exposure of the lake ( δ13 C values vary from -4.13 to –8.72% and δ18 O from -8.30 to -11.78 % ). The basinal carbonates show relatively heavier δ13 C composition (-2.7 to -3.47% ) may be attributable to higher organic productivity during high lake stand. Travertine and tufa deposits display δ13 C compositions from -4.09 to –6.09% , but show light δ18 O values ( from -10.68 to - 11.68% ) recording formation from meteoric waters. The stable isotope data thus support evidence from petrography, facies relations and geochemical data that the lacustrine carbonate sequence was deposited in a low-gradient, fresh water shallow- lake, hydrologically open system in which fluctuation in the water level caused extensive emergence which was more intense in the marginal facies. The tufa and travertine carbonates developed by chemical precipitation of supersaturated waters around spring orifices and along spring-fed streams.
Sequence stratigraphic studies of lacustrine sediments have established four unconformity-bounded depositional sequences, separated by paleosol horizons and subaerial exposure surfaces. Most of these sequences were resulted by fluctuations of lake level, whereas other sequences seem to be local tectonic controls.
Paleogeomorphology of the hinterland and climate were the main controls on distribution of facies changes and style of lacustrine sedimentation. The siliciclastics and mixed carbonates and siliciclastic lacustrine systems (models 1&2) were located in areas of high surrounding hinterland topography, where large linear depressions were developed in relation to tectonically-controlled E-W and ENE lineations. Carbonates formed west of Sohag (model 3), where low relief hinterland and E-W lineations, as well as lower clastic supply were prevailed. Climate influenced seasonal water level fluctuations which appear much more likely for the evolution of lake environments through time as well as the pedogenic modifications of palustrine carbonates. The sequence is initiated by arid-type lacustrine sediments and topped by cyclic arid and humid climatic conditions.
السحن والطباقية التتابعية والعوامل المؤثرة على الرواسب النهرية والبحيرات التابعة لعصر البليوسين والبليستوسين
فى منطقة سوهاج، وادى النيل، مصر
نظراً للإستخدام المتزايد للحجر الجيرى العيسوى حول محافظة سوهاج والذى يستخدم فى أغراض بناء السدود وتبطين الترع وبعض الأجزاء فى نهر النيل ، أدى هذا الأمر الى ضرورة وجود دراسة تهدف الى تحديد أماكن انتشاره وأنواعه والخصائص البتروجرافية له والبيئات الرسوبية القديمة التى تكون فيها.
من خلال الزيارات الميدانية الى المناطق المجاورة لمحافظة سوهاج تبين أن الحجر الجيرى المعروف محلياً باسم الحجر العيسوى يتواجد مختلطاً مع رواسب نهرية تملأ أحواض صغيرة متداخلة فى الهضبة الإيوسينية المحيطة بسوهاج ، ومن الدراسات السابقة تبين أن هذه الأحواض نشأت خلال مراحل تطور وادى النيل ، وقد تم تقدير أعمار هذه الرواسب بمضاهاتها برواسب أخرى فى وادى قنا والعلاقات الحقلية الجانبية والرأسية على أنه ترسبت بنهاية البليوسين وفجر البليستوسين .وتمتد مكاشف تلك الرواسب الآن على شكل حزام متاخم لهضبة الأيوسين الجيرية، وهى تمثل وحدتين صخريتين متداخلين هما متكون العيساوية وومتكون أرمنت.
وقد أوضحت الدراسة بناء على التغيرات الليثولوجية والسحن وبيئات الترسيب نموزجين ترسيبيين من الروسب النهرية والبحيرات، النموزج الأول يقع شرق وغرب مدينة سوهاج وفيه تتكون الرواسب الحافية من رواسب مختلطة من الكالكريت وكربونات المستنقعات، حيث تتداخل جانبيا تجاه حافة الأيوسين الجيرية مع مراوح فيضية ضيقة، بينما تتكون الرواسب الحوضية فى وسط حوض الترسيب من ارسابات نهرية تتدرج الى أعلى الى دورات ترسيبية متتالية تتغير من المارل والحجر الجيرى المارلى ذات البيئات العميفة الى أحجار جيرية تأثرت بمراحل انكشافية لحوض الترسيب مثل الحجر الجيرى الفتاتى والعقدى. اما النموذج الثانى فيقع جنوب شرق سوهاج حيث تتكون الروسب الحافية من ركام صخرى ومراوح فيضية ضخمة حيث تتدرج تجاه وسط البحيرة الى رواسب نهرية وسهول فيضية تأتى من جهة الجنوب وتندفع متعامدة على الإرسابات الحافية.
وفد تم تطبيق مفهوم الطباقية التتابعية على الرواسب البحيرية حيث تم تصنيف تلك الرواسب الى أربع تتابعات ترسيبية يفصلها أسطع تعرية وانكشافبية وتربات قديمة، وتبين أن معظم هذه التتابعات نتجت بفعل التذبذبات فى منسوب مياه البحيرات، والبعض الآخر يبدو بفعل نشاط مناطق الإمداد و الحركات التكتونية المحلية .
وقد ظهرت التحاليل الجيوكيميائية للعناصر الأساسية والنادرة والنظائر المشعة أن رواسب الكربونات( الحجر العيسوى) تكونت فى بحيرات ضحلة مفتوحة تحتوى على مياه عذبة، حيث أدى تذبذب المياه فيها الى انكشاف البحيرات وبلغ ذروته فى المناطق الحافية للبحيرات. أما بالنسبة لرواسب التوفا والترافرتين فقد ترسبت كيميائياً على طول قنوات تغزيها ينابيع وكذلك فى بحيرات مؤقتة ومستنقعات.
وأوضحت الدراسة أن هناك ثلاث عامل أساسية تتحكم فى الخصائص الليثولوجية للحجر الجيرى العيسوى وكذلك التغيرات فى نظام الترسيب النهرى والبحيرات فى الأحواض الرسوبية فى منطقة سوهاج وهى:
1- الطبوغرافية القديمة المرتبطة بعوامل تكتونية، النشاط المستمر والمتفطع للوديان ذات الأصل التكتونى و الممتدة فى اتجاه شرق-غرب فى الهضبة الأيوسينية وكذلك المناخ القديم حيث ساد النموذج الأول والمكون من رواسب نهرية وفتاتيات سيليسية بحيرية فى المناطق ذات الطبوغرافية العالية والتى تتخللها أودية واسعة نشطة ، حيث استمرت هذه الأودية فى جلب كميات كبيرة من الفتاتيات الخشنة تجاه حافة ووسط حوض الترسيب حيث اختلطت مع الإرسابات النهرية والفيضية القادمة من جهة الجنوب (نموذج 1)، أما النموذج الثانى والذى يتكون من رواسب نهرية وخليط من فتاتيات سيليسية وكربونات بحيرية ،فقد تكون فى المناطق ذات الطبوغرافية المنخفضة المحيطة بحوض الترسيب والتى تخللتها أودية ضيقة غير نشطة الى متقطعة (نموذج 2) .
2- أما المناخ فقد أدى الى تذبذب مستوى المياه فى البحيرات والذى بدوره انعكس على تطور البيئات الرسوبية البحيرية وكذلك الى حدوث فترات انكشاف للبحيرات وتأثر الرواسب الجيرية بعمليات تكوين تربة وتكوين كربونات المستنفعات، حيث سادت فى بداية الترسيب المناخات الرطبة وتدرجت الى ظروف مناخية جافة وانتهت بظروف مناخية متبادلة ما بين الجاف والرطب.