Geologie der Arabischen Platte

mini|Karte der Arabischen Platte mit umgebenden Kontinentalplatten

Die Geologie der Arabischen Platte umfasst im Wesentlichen die geologisch-tektonischen Entwicklungsprozesse und -merkmale der Arabischen Halbinsel mit dem Arabischen Schild im Westen und der Arabischen Plattform im Zentrum. Die Arabische Platte grenzt im Westen mit dem östlichen Anteil des Roten Meeres an die Afrikanische Platte, im Südwesten an die Somaliaplatte und die Indische Platte, im Nordosten mit der Iranischen Platte mit dem Zagros-Faltengürtel an die Eurasische Platte sowie im Nordwesten an die Anatolische Platte. Zudem grenzt sie zwischen der Anatolischen und der Afrikanischen Platte an das Mittelmeer. Außerdem bildet sie zusammen mit der Afrikanischen Platte den nördlichen Teil des Großen Afrikanischen Grabenbruchs.

Der geologisch älteste Teil der Arabischen Platte ist der Arabische Schild, der den östlichen Abschnitt des Arabisch-Nubischen Schildes bildet. Das Zentrum und ein Teil des Ostens der Arabischen Platte wird von einer bis über 10 Kilometer mächtigen Schicht von Sedimenten bedeckt. Dort finden sich große unterirdische Salzbecken, die sich teilweise zu Salzstöcken umformten. Aufgrund von undurchlässigen Gesteinsschichten sind dort auch Lagerstätten von Erdöl und Erdgas entstanden.

Die Arabische Platte unterlag vom frühen Paläozoikum an einer Vielzahl plattentektonischer, tektonischer, gesteinsbildender und klimatischer Einflüsse und Veränderungen. Diese vollzogen sich zwischen dem Kambrium und dem ausgehenden Tertiär, mit Kontinentaldriften von ursprünglich in der Nähe des Äquators bis zum Südpol und schließlich um etwa das mittlere Miozän bis in die heutige plattentektonische Position. Verbunden waren damit geomorphologische Prozesse, wie z. B. Beckenbildungen und Gebirgsbildungen, Veränderungen des Paläoklimas und von Sedimentationen. In der Frühtrias unterlag die Arabische Platte der Variszischen Orogenese.

Paläogeographische Entwicklung

Arabischer Schild

mini|Arabisch-Nubischer Schild und angrenzende Regionen in Afrika: Krustenprovinzen und Metamorphosealter

Der Arabische Schild befindet sich im Westen der Arabischen Platte. Er erstreckt sich im Westen der Arabischen Halbinsel und ist durch das Rote Meer vom Nubischen Schild getrennt, das sich vor etwa 38 mya zu öffnen begann. Plattentektonisch ist er der östliche Bestandteil des Arabisch-Nubischen Schildes und bildet den nördlichen Abschnitt des rund 6000 km langen Ostafrikanischen Orogens, das sich während der Pan-Afrikanischen Orogenese im späten Neoproterozoikum ausbildete. Entstanden sind beide infolge der Schließung des Mosambik-Ozeans während der Kollision des ostafrikanischen Kontinentalrandes, als Teil Westgondwanas, mit dem indischen Kontinentalblock (Groß-Indien). (siehe auch Tektonische Entwicklung des indischen Subkontinents). Mit dem Zerfall Gondwanas trennten sich diese wieder mit Krustendehnung und erster Ozeanbodenspreizung ab ca. 163 mya. Um 126 mya war Groß-Indien von Afrika vollständig getrennt und die Straße von Mosambik hatte sich ausgebildet.

Der Arabische Schild ist geologisch der älteste Teil der Arabischen Platte, strukturell bildet er eine komplexe Krusteneinheit aus einer Vielzahl verschiedener Erdplatten unterschiedlicher geologischer/tektonischer Entstehung und Herkunft. Sie entstanden durch Akkretion (Zusammenschluss) einer Vielzahl von Inselbögen, Backarc- und Forearc-Becken und anderen Terranen, die bei Subduktionsvorgängen entstanden. Es sind dies Asir, Jiddah und Hijaz mit jeweils 890 bis 710 mya, Midyan mit 760 bis 650 mya, Afif, Ha'il und Tathlith mit 680 bis 640 mya, Ad-Dawadimi und Ar-Rayn mit 640 bis 580 mya. Diese sind durch Ophiolith-Scherzonen oder Geosuturen getrennt. Diese Krusteneinheiten wurden zwischen ca. 650 und 605 mya infolge der Kollision mit der Arabischen Plattform mit Grünschiefer-Fazies metamorph überprägt.

Auf diesem Schild entstanden mehrere Gebirge, u. a. der Hedschas (Hijaz Mountains) im westlichen Saudi-Arabien, das Asir-Gebirge, das Sarawat-Gebirge jeweils im Westen Saudi-Arabiens und der 3760 Meter hohe Dschabal an-Nabi Schuʿaib im Jemen am südlichen Ausläufer des Arabischen Schildes.

Arabische Plattform

mini|Geologische Karte der Arabischen Halbinsel

Im Osten der Arabischen Platte befindet sich die Arabische Plattform. Diese ist lithostratigraphisch im Wesentlichen wie folgt strukturiert: Die Kollisionszone mit dem Arabischen Schild bilden bogenförmige paläozoische mit spätpermischen und triassischen Gesteinssequenzen. Diese sind umgeben von jurassischen und kreidezeitlichen Gesteinsabfolgen, an die sich paläogene und neogene Vorkommen anschließen. Ein ausgedehntes Gebiet überdecken die quartären Sedimentablagerungen, mit einer zunehmenden, bis über 10 Kilometer mächtigen Schicht von Sedimenten. Dort finden sich große unterirdische Salzbecken, die sich teilweise zu Salzstöcken umformten. Aufgrund von undurchlässigen Gesteinsschichten sind dort auch Lagerstätten von Erdöl und Erdgas entstanden. Im Südosten erstreckt sich am paläogenen sedimentären Oman das Hadschar-Gebirge (Omangebirge), das ein Ophiolith darstellt. Dieses entstand als aktiver Kontinentalrand während der Kollision der Arabischen Platte mit der Iranischen Platte und bildet die Fortsetzung des Zagros-Gebirges.

mini|Paläogeographische Entwicklung der Arabischen Platte

Die umfassenden Untersuchungen schlossen die Prozesse der Geodynamik mit insbesondere der paläogeografischen Entwicklung, der Plattentektonik, der Tektonik, der Stratigraphie, der Paläoklimatologie, die Schwankungen des Meeresspiegels, die Hydrogeologie sowie die Erdölsysteme und die petrophysikalischen Eigenschaften der Gesteinsformationen ein.

Im frühen paläozoischen Zyklus befand sich die Arabische Plattform während des Kambriums zunächst in der Nähe des Äquators, was zu einem relativ wärmeren Klima und damit verbundenen Schwankungen des Meeresspiegels führte. Dies fiel mit der Riftbildung und Dehnung am nördlichen Rand Gondwanas zusammen. Im Ordovizium driftete die Arabische Platte in Richtung der südlichen Breitengrade, was mit mehreren tektonischen Impulsen zusammenfiel. Infolgedessen führte die Kollisionstektonik zu erheblichen Gebirgsbildungen (z. B. im Oman) und beeinflusste die Sediment- und Faziesmuster erheblich. Anschließend bewegte sich die Arabische Platte kontinuierlich in Richtung des Südpols, bis sie den 55. Breitengrad erreichte. Hier kam es im Paläoklima während des späten Ordoviziums zu einer Ausdehnung großer kontinentaler Eisschilde sowie zu den Auswirkungen der Vergletscherungen, die sich von Jordanien über das westliche Saudi-Arabien nach Osten ausbreiteten. Dieser Zustand hielt bis zum Silur an, als sich die gesamte Platte wieder in Richtung Äquator bewegte. Dies ging mit einem Temperaturanstieg einher, der zur Eisschmelze und einem Anstieg des Meeresspiegels führte, wodurch sich undeformierte Schiefer unter sauerstofffreien Bedingungen ablagerten.

Während des folgenden spätpaläozoischen Zyklus, vom Karbon bis Perm und der Frühtrias, unterlag die Arabische Platte der Variszischen Orogenese mit weitgehenden Erosionen und ohne bedeutende Ablagerungen. Dabei bewegte sich die Arabische Platte erneut in Richtung Südpol, und das Paläoklima begann, die Ablagerungsprozesse auf Plattenebene zu steuern. Die Vereisungen erstreckten sich über das späte Karbon und endeten mit einer Rückkehr zur Äquatorlinie, verbunden mit steigenden Temperaturen im späten Perm und der frühen Trias. Während des gesamten Mesozoikums waren die stratigraphischen Strukturen und Formationen innerhalb des Arabischen Beckens das Ergebnis von Schwankungen des Meeresspiegels, die auf eustatische Veränderungen oder relative Hebungen und Senkungen in der Umgebung zurückzuführen waren. Darüber hinaus wurden die Erdölsysteme innerhalb dieser Absenkungen sowie der kohlenwasserstoffreiche Sektor in hohem Maße von dieser stratigraphischen Konfiguration beeinflusst.

Während des mittleren Juras bis zur frühen Kreide kam es sowohl in den kohlenwasserstoffreichen als auch in den kohlenwasserstoffarmen Sektoren zu einer Absenkung, was zu einem Anstieg des Meeresspiegels und einer marinen Sedimentation führte, die weite Teile der Arabischen Platte bedeckte. Von der frühen bis zur mittleren Kreidezeit kam es im kohlenwasserstoffreichen Sektor zu einer kontinuierlichen Absenkung, während der nicht kohlenwasserstoffreiche Sektor reaktiviert und nach Westen hin angehoben wurde. Dies führte zu einem lokalen Absinken des Meeresspiegels und zur Ablagerung von silikiklastischen Gesteinssequenzen mit marinen und nichtmarinen Abfolgen.

Verbunden damit bildeten sich so genannte produktive und nichtproduktive Gebiete, die sich durch unterschiedliche strukturelle Merkmale dokumentieren lassen. Im produktiven Gebiet am östlichen Rand des Persischen Golfs entstanden aufgrund von Dehnungen und Absenkungen weit verbreitete Verwerfungen, während im westlichen Teil Hebungsstrukturen vorherrschen, was an den geomorphologischen Unterschieden zwischen diesen beiden Gebieten zu erkennen ist. Zudem sind im westlichen Teil die meisten Gesteinsformationen dünner und weisen eine relativ hohe Anzahl von Diskordanzen auf.

mini|Karte der Straße von Hormus und Umgebung

Eine bemerkenswerte Entwicklung nahm zudem die Musandam-Halbinsel ein. Sie erstreckt sich am nordöstlichen Rand der Arabischen Halbinsel mit dem nördlichen Ende des Gebirges zwischen der Straße von Hormus und dem Golf von Oman. Dieses Gebirge markiert den Übergang zwischen der Kollision des Ozeanbodens des Tethys-Ozeans mit dem Kontinent in der späten Kreide und der Kontinent-Kontinent-Kollision im späten Känozoikum. Diese Kollisionen führten zur Entstehung des spätkreidezeitlichen Aruma-Beckens bzw. des spätkänozoischen Zagros-Vorlandbeckens. Dazwischen entstand als Ergebnis der Musandam-Kulmination das früh- bis mittkänozoische Pabdeh-Vorlandbecken als Übergangsformation. Anhand von seismischen Reflexionsprofilen, Daten aus Explorationsbohrungen und Aufschlussdaten wurden die Stratigraphie sowie die Geschichte der tektonischen Absenkung und Hebung der westlichen Musandam-Halbinsel bestimmt. Daraus wurden fünf große regionale Sequenzen identifiziert: (1) eine Sequenz des gerissenen Randes vom Perm bis zur späten Kreidezeit, (2) eine Sequenz des Aruma-Vorlandbeckens aus der späten Kreidezeit, die sich als Reaktion auf die Obduktion des omanischen Semail-Ophioliths entwickelte, (3) eine Sequenz des Pabdeh-Vorlandbeckens aus dem frühen bis mittleren Känozoikum, die sich aufgrund orogener Belastung im Zusammenhang mit der frühen Kontinent-Kontinent-Kollision der Arabischen Platte und der Eurasischen Platte im Zagros-Gebirge des zentralen Iran bildete, (4) eine Abfolge oberhalb der Diskordanz aus dem mittleren Miozän, die das Endstadium der Kontinent-Kontinent-Kollision markiert, und (5) eine Abfolge oberhalb der Diskordanz aus dem späten Pliozän, die als Neigung infolge des Endstadiums der Kontinent-Kontinent-Kollision interpretiert wird. Darüber hinaus wurden anhand seismischer und Aufschlussdaten mehrere nach Westen verlaufende und nach Osten abfallende Überschiebungsbrüche erfasst, die mit der Verformung der Hagab-Überschiebung in Verbindung stehen, welche eine Wiederholung der permisch-mesozoischen Schelfsequenz und der früh- bis mittelkänozoischen Vorlandbeckensequenz bewirkt. Die tektonischen Absenkungen und Hebungen lassen sich durch ein Modell erklären, in dem sich der Rand durch gleichmäßige Tiefenexpansion entwickelte mit einem Alter des Rifts zwischen ca. 260 mya und 185 mya. Darüber hinaus deutet die tektonische Absenkung auf zwei Kompressionsereignisse hin, die vor etwa 94 bzw. 25 mya begannen. Diese Ereignisse werden auf die Obduktion des Semail-Ophioliths bzw. auf die Hebung der Musandam-Halbinsel zurückgeführt.

Bodenschätze

mini|Ölfelder- und Erdgasfelder im Persischen Golf mit angrenzenden Gebieten