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Microfacies and depositional environment of Upper Cretaceous phosphorites in northern Jordan

by Rafie Shinaq, Saeb Shereideh & Nabil Saifuldin, Irbid


SHINAQ, R., SHEREIDEH, S. & SAIFULDIN, N. (2006): Microfacies and depositional environment of Upper Cretaceous phosphorites in northern Jordan. Paläontologie, Stratigraphie, Fazies - psf (14), Freiberger Forschungshefte, C 511: 43-56; Freiberg.

 

Abstract

This paper presents the first study on microfacies of the Upper Cretaceous Al Hisa Phosphorite Formation (Belqa Group) in northern Jordan. The Belqa Group is subdivided into the following formations: Wadi Um Ghudran Formation, Amman Silicified Limestone Formation, Al Hisa Phosphorite (= Ruseifa) Formation, and Muwaqqar Chalk-Marl Formation. The bulk sediments of this group are composed of chalk, silicified and marly limestone, chert, phosphorite and marl. The late Campanian to probably early Maastrichtian Al Hisa Phosphorite Formation consists of phosphorite beds with intercalations of marl, chalky marl, limestone, chert and oyster-coquinal layers and can be easily distinguished from the underlying Amman Silicified Limestone Formation which is generally composed of hard, massive cherts and silicified limestone beds. The upwards gradual disappearance of phosphate and chert beds and the domination of massive marl, chalky marl and marly limestones differentiate the upper part of the formation from the overlying Muwaqqar Chalk-Marl Formation. Inspection and thin-section investigation of Hisa Phosphorite Formation have identified two primary microfacies, described from bottom to top as microfacies (1): phosphatized skeletal-pack-rudstone (made up of brown, very well-rounded, well-sorted, spherical to ovoid-shaped, phosphatized skeletal bones, shark teeth and peloids, aggregate grains, reworked black phosphatized lithoclasts, and echinoderm bioclasts); and microfacies (2): bioclastic foraminiferal-gastropod-floatstone (composed of brown, very well-rounded, well-sorted, spherical-shaped, phosphatized peloids, foraminifera, gastropods, brachiopods, isolated echinoderm remains, reworked black phosphatized lithoclasts, phosphatized skeletal bones, shark teeth and scales, and laminoid-fenestral fabrics [birdseyes-structures]).
The Hisa Phosphorite Formation of northern Jordan was deposited in a very shallow marine environment with strong agitation, primarily shallow intertidal and subtidal fluctuation zone. It represents a typical facies of the Upper Cretaceous phosphorite realm extending from the Middle East up to northwest of Africa.


Zusammenfassung

Die Mikrofazies der oberkretazischen Al Hisa Phosphorit Formation (Belqa Gruppe) Nordjordaniens wird erstmals beschrieben. Vom Liegenden zum Hangenden wird die Belqa Gruppe in die Wadi Um Ghudran-, Amman (Silicified Limestone)-, Al Hisa Phosphorit (= Ruseifa)- und Muwaqqar (Chalk-Marl) Formationen untergliedert. Der Großteil der Sedimente dieser Gruppe besteht aus Chalk, silizifiertem und mergligem Kalkstein, Flint, Phosphoriten und Mergeln. Stratigraphisch ist die Al Hisa Phosphorit Formation in das späte Campan bis frühe Maastricht zu stellen. Die heterogen ausgebildete Abfolge setzt sich aus Phosphorithorizonten vor allem mittlerer bis größerer Mächtigkeiten und zwischengelagerten Mergelsteinen (geringe bis mittlere Mächtigkeit), mikrokristallinen Kalksteinen, mergligem Chalk, Flint sowie Austernlagen zusammen. Die Al Hisa Phosphorit Formation kann lithologisch leicht von der unterlagernden Amman (Silicified Limestone) Formation abgrenzt werden, welche hauptsächlich aus harten, massigen Flinten und silizifierten, fossilreichen Kalksteinen aufgebaut wird. Das Hangende der Al Hisa Phosphorit Formation wird durch den graduellen Rückgang der Phosphorite und Flinte und eine zunehmende Dominanz massiger Mergel, Kreidemergel und mergliger Kalksteine charakterisiert, was sie deutlich von der überlagernden Muwaqqar (Chalk-Marl) Formation abgrenzt.
Die Mikrofaziesanalyse der Al Hisa Phosphorit Formation Nordjordaniens führte zur Unterscheidung zweier Mikrofaziestypen (vom Liegenden zum Hangenden): (1) phosphatischer skelettartiger Pack- bis Rudstone, bestehend aus braunen, sehr gut gerundeten, sphäroidalen, gut sortierten, phosphatischen Knochenresten, Haizähnen, Peloiden, Aggregatkörnern, aufgearbeiteten schwarzen Phosphoritlithoklasten und Echinodermenresten, sowie (2) bioklastischer Foraminiferen-Gastropoden-Floatstone, bestehend aus braunen, sehr gut gerundeten, sphäroidalen, gut sortierten, phosphatischen Peloiden, Foraminiferen, Gastropoden, Brachiopoden, isolierten Echinodermenresten, aufgearbeiteten Phosphoritlithoklasten, phosphatischen Knochenresten, Haizähnen und Fischschuppen mit zum Teil laminiertem Fenstergefüge (birdeyes-Strukturen).
Der Ablagerungsraum wird als sehr flach marin und hochenergetisch charakterisiert (wechselnd flaches Intertidal bis Subtidal). Die nordjordanische Al Hisa Phosphorit Formation repräsentiert die typische Ausbildung innerhalb des oberkretazischen Phosphoritgürtels, welcher sich vom Mittleren Osten bis zum westlichen Nordafrika erstreckt.

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