This study investigates the depositional environment, source area, sandstone composition, diagenetic properties, reservoir quality and palaeogeography of the Middle–Upper Cretaceous strata at the Unity and Heglig Fields in the SE Muglad Rift Basin, Sudan. In this study, the subsurface Cretaceous sediments were investigated essentially by seven sedimentological techniques. These included subsurface facies analysis, which was based on 1500 cutting samples and seven conventional cores description as well as on wire line logs and three seismic section analyses, petrographic analyses that included heavy mineral analysis, thin sections and scanning electron microscopic investigations, clay mineral as well as geochemical analyses. The facies description and the analysis of conventional cores from the Bentiu, Aradeiba, and Zarga Formations in the Unity and Heglig Field revealed the presence of nine major lithofacies types, all of them are siliciclastic sediments. They can be interpreted as deposits of fluvial, deltaic and lacustrine environments. Moreover, based on wire line logs, cores and cutting sample descriptions and analyses and also on seismic section analyses, the Middle–Upper Cretaceous strata in Unity and Heglig Fields can be classified into three different units of first-order sequences, i.e. fluvial-dominated unit, lacustrine-dominated unit and deltaic-dominated unit. These depositional units most probably testify to environmental change in response to main tectonic pulses during the Turonian – Late Senonian second rifting phase. The seismic analysis revealed that the maximum thickness of the Cretaceous sediments in the study area reaches about 6000 m in the NW part of the Heglig Field. Moreover, the seismic interpretation has revealed three seismic facies reflection patterns: parallel and subparallel reflection patterns (uniform rates of deposition), divergent reflection pattern (differential subsidence rates) and hummocky clinoform pattern (clinoform lobes of delta). The thin section investigations of the core samples revealed that feldspar accounts for 13.5 – 22 %, that of the quartz and the lithic fragments are ranging between 75.7 – 85.2 % and 0.0 7.3 % respectively. Consequently, the sandstones of the study area are classified as subarkoses. Moreover, the modal analysis of the sandstones revealed, that they stem generally from a continental provenance, transitional between the stable interior of a craton and a basement uplift, which is a basement area of relatively high relief along rifts. This allows the detrital components to be recycled and transported for rather long distances and to be deposited in extensional and pull-apart basins. The reservoir quality of the Bentiu and Aradeiba Formations in general is better than that of the Zarga Formation. The porosity of the Bentiu and Aradeiba Formations ranges between 16.7 – 30.0 % and 18.6 – 25.3 %, respectively, whereas the porosity of the Zarga Formation ranges between 16.3 – 23.7 %. Moreover, the thin section investigations and the scanning electron microscope (SEM) analysis for the sandstones of the study area revealed that their reservoir quality was affected positively and negatively by several diagenetic processes. These processes include: mechanical compaction factors (grain slippage and crushing of the ductile grains), quartz overgrowths, precipitation of siderite and calcite, feldspar and clay mineral authigenesis, dissolution of carbonate and of the labile detrital grains and clay infiltration. Furthermore, the reservoir quality of the study intervals was not only affected by the above mentioned diagenetic processes, but also in a large-scale by the type of depositional environment. The study of the heavy minerals revealed that the amounts of the heavy minerals kyanite and garnet supersede those of zircon, tourmaline and rutile. This indicates a metamorphic source rock of originally granitic and/or granodioritic composition for the sediments of the study area. Three heavy mineral assemblage zones with obvious lateral and vertical continuity were identified: a zircon-rutile zone (ZR), a sillimanite-epidote-hornblende zone (SEH) and a kyanite-staurolite-andalusite-garnet zone (KStAnG). On the basis of the ZTR (zircon-tourmaline-rutile) index as well as on the SEH (sillimanite-epidote-hornblende) index, four major maturation levels were constructed: immature, moderately mature, mature and overmature. The clay mineral analysis allowed the subdivision of the Middle–Upper Cretaceous strata into three to two clay mineral zones, which reflect mainly different environmental and diagenetic conditions. The lower clay mineral zone consists of kaolinite, illite/smectite mixed layer, illite, smectite and chlorite. Whereas, the middle zone consists of kaolinite, smectite, illite/smectite mixed layer, illite and chlorite. The upper zone comprises kaolinite, illite, illite/smectite mixed layer, chlorite and smectite. The lower and the upper clay mineral zones contain higher values of kaolinite in comparison to the middle clay mineral zone, whereas the middle zone contains a higher value of smectite in comparison to the lower and the upper clay mineral zones. The higher amount of the kaolinite in the lower and in the upper zones suggest most probably the intensity of chemical weathering and leaching processes under warm humid climate. The marked presence of smectite in the middle zone suggest that the warm humid climate was interrupted by dry seasons. Moreover, the lower clay mineral zone, which shows an increase of illite, chlorite, mixed layer illite/smectite and a higher illite crystallinity, indicates mixed and transitional influences from environmental/tectonic to burial diagenetic controls. Geochemical investigations revealed preferential enrichment and depletion of certain chemical elements in the lacustrine/fluvial/deltaic environments. For instance, the less mobile elements Ti, Ga, Cr and Zr remained in higher amounts in the proximal facies (i.e. in the fluvial channel bar deposits and in the deltaic mouth bar deposits). In contrast, the more mobile elements Mg, Ca, K and Rb occur in higher concentrations in the distal facies (i.e. in the lacustrine deposits, deltaic distal bar deposits and floodplain sediment).

Techn. Univ., Diss., 2005--Darmstadt

Techn. Universiẗat, Diss., 2007--Darmstadt.

Stuttgart, Univ., Diss., 2001.

Stuttgart, Univ., Diss., 2001.

Stuttgart, Univ., Diss., 2002.

University, Diss., 2002--Mainz.

Techn. Hochsch., Diss., 2004--Aachen.

The present study concerned mainly on the source, facies, and sedimentary environments of the Middle to Upper Jurassic strata in the Kerman and Tabas areas, east-central Iran. The composition of sandstones, and heavy mineral analysis point to pre-existing sedimentary, low, middle to upper rank metamorphic, and plutonic rocks of the Kalmard, Posht-e-Badam, Bayazeh, and Zarand-Kerman areas as the source rocks. According to the diagram of WELTJE et al. (1998), most samples from the Middle-Upper Jurassic rocks suggest a moderate to high elevation of the source area, and indicate a semi-arid and mediterranean to sub-humid climate. In the Qt-F-L ternary diagrams of DICKINSON et al. (1983), most point counting data from the Lower Siliciclastic Member and the top of the Hojedk Formation plot in the recycled orogen (Quartzose recycled) area of the diagram. The sandstones in this area can be interpreted as being derived from the Mid-Cimmerian Movements. Sixteen different types of siliciclastic-carbonate, and evaporatic sedimentary environments have been recognized. Thirty-nine macroinvertebrate taxa have been identified. Ten ichnotaxa have been taxonomically described from the Middle to Upper Jurassic rocks. Quite likely, before rotation of CEIM which were associated with counterclockwise block-rotation, equivalent rocks of the Bidou Formation occurred along the tectonic zone between the Yazd and the Tabas blocks (probably during the Middle Jurassic to Lower Cretaceous). However, from the Cretaceous onwards, most of the Bidou Formation has been removed by a combination of strike-slip and reverse movements of the Kashmar-Kerman tectonic zone. Roughly, these block-rotation movements occurred after the Cretaceous. During the Middle to Upper Jurassic, the tectonic activities were vertical movements producing the sedimentary pattern in the CEIM. / Die Arbeit behandelt die Herkunft, Fazies und das Ablagerungsmilieu des mittleren bis oberen Jura der Kerman- und Tabas-Regionen, östlicher Zentraliran.

Dans lhémisphère Sud, les reconstitutions paléoclimatiques à haute résolution sont encore relativement rares. Cette partie du monde joue pourtant un rôle essentiel dans la compréhension des changements climatiques terrestres. Le Sud du Chili étant suffisamment éloigné des calottes glaciaires de lhémisphère Nord et de linfluence de la circulation thermohaline, il constitue une région idéale en vue détudier les changements paléoclimatiques de lhémisphère Sud. Dans ce travail, le remplissage sédimentaire de deux lacs chiliens dorigine glaciaire a été étudié par une analyse multi-paramètres de carottes prélevées lors de lété austral 2002 dans le cadre du projet SSTC ENSO-Chili. Dans le lac Puyehue (164 km², 40°S, altitude 185 m), la carotte la plus prometteuse a été prélevée au site PU-II, localisé sur un cordon morainique sous-aquatique, dominé par les courants intermédiaires du Rio Golgol. Les sédiments de ce site sont finement laminés et faiblement perturbés par les activités volcanique et sismique. Premièrement, une carotte courte du site PU-II a été étudiée de manière détaillée en vue de (1) tester différentes techniques de mesure de la densité et du contenu sédimentaire en matière organique et en silice biogénique, et (2) reconstituer les changements climatiques régionaux au cours des 600 dernières années. Plusieurs traceurs ont été utilisés : la granulométrie, la susceptibilité magnétique, la géochimie des éléments majeurs, les concentrations en silice biogénique ainsi que les concentrations et les propriétés géochimiques de la matière organique (C/N, d13C). Ces analyses sont utilisées pour reconstituer les variations de paléoproductivité et de paléoprécipitations aux alentours de 40°S. Les résultats démontrent que, durant les 600 dernières années, les plus forts taux daccumulation massique en particules terrigènes sont enregistrés dans lintervalle 1490 1700 AD. Ce résultat est interprété comme une période humide associée à la mise en place du Petit Age Glaciaire européen (LIA). Les fortes précipitations caractérisant cette période pourraient être la signature locale du LIA. Le LIA serait donc un évènement global qui nest pas restreint à lhémisphère Nord. Les traceurs sélectionnés ont ensuite été appliqués à une carotte de 11 m de longueur prélevée au site PU-II. Le modèle dâge de cette carotte a été élaboré à partir de 9 datations radiocarbone et prouve que cette séquence sédimentaire couvre la dernière déglaciation et lHolocène. Les résultats démontrent que la granulométrie est hautement corrélée avec le contenu biogénique du sédiment et peut ainsi être utilisée comme traceur de paléoproductivité lacustre. La susceptibilité magnétique quant à elle est fortement corrélée avec les concentrations en aluminium et en titane et constitue un indicateur des apports terrigènes. Les variations temporelles de la composition du sédiment démontrent que, depuis le Dernier Maximum Glaciaire, la Région des Lacs chilienne a été soumise à trois changements climatiques abrupts survenus lors dune évolution climatique à plus long terme. Ces changements climatiques rapides sont : (1) la fin du Dernier Maximum Glaciaire à 17.300 cal. yr. BP ; (2) un évènement froid entre 13.100 et 12.300 cal. yr. BP, caractérisé par une terminaison abrupte et interprété comme léquivalent local de la période froide caractéristique du Dryas Récent et (3) une instabilité climatique à 3400 2900 cal. yr. BP probablement à mettre en relation avec une faible activité solaire. Lâge de lévènement froid à 13.100 12.300 cal. yr. BP est comparé aux datations obtenues sur des enregistrements similaires dans les deux hémisphères. Cette comparaison démontre que lévènement enregistré à Puyehue précède denviron 500 à 1000 ans lévènement froid caractéristique de la période du Dryas Récent dans lhémisphère Nord. Lenregistrement sédimentaire du lac Icalma (11,65 km², 38°S, altitude 1140 m) est fortement perturbé par les évènements sismiques et volcaniques. Lexistence de particules sédimentaires grossières nous a amenés à développer une méthode de mesure granulométrique combinant diffraction laser et tamisage par voie sèche. Les descriptions macroscopiques, les analyses granulométriques, les profils de susceptibilité magnétique et les résultats minéralogiques ont permis de décrire quatre types de dépôts évènementiels probablement engendrés par des séismes (homogénites, turbidites, slumps et dépôts chaotiques). Ces analyses démontrent également que les turbidites et les homogénites sont engendrées par un mécanisme similaire et que des dépôts texturalement intermédiaires existent. Ils peuvent être regroupés sous le terme turbidite s.l. et, dans ce cas, une homogénite serait léquivalent dune turbidite déposée sous linfluence dun effet de seiche. La séismite la plus récente décrite dans les sédiments du lac Icalma est un dépôt de slump ubiquiste de 6 cm dépaisseur daté à 1100 AD. Bien que la région ait été affectée par de nombreux séismes de magnitude importante au cours de la période historique (1500 2000 AD), il semble quaucun dentre eux nait engendré une séismite dans le lac Icalma. Daprès les résultats obtenus sur deux carottes longues (8 m), la région dIcalma a été soumise à une importante activité sismo-tectonique entre 3000 et 2200 cal. yr. BP.