Genesis und distribution of the GILF KEBIR FORMATION (in sense KLITZSCH, 1979)
Early Cretaceous age; Southwestern desert of Egypt

Norbert Brügge, Germany
Dipl.-Geol.

Quotes
Strata of Lower Cretaceous age (Nubian Series) cover large areas near the Egyptian border in northern Sudan and in southwestern Egypt. Most sediments are deposited within the regime of northward flowing rivers.
The lower part of this sequence is the Six Hills Formation (Basal Clastics), which unconformably overlies the continental Lakia Formation of Permian age, exposed south of Selima (Sudan), and which is more or less conformably overlain by the marine Abu Ballas Formation (Lingula Shales). The shallow-marine Abu Ballas Formations is replaced west- and southwestward by the fluvial Gilf Kebir Formation. The upper part of the Lower Cretaceous sequence is the fluvial Sabaya Formation (Desert Rose Beds). The type areas of all three formations are in southern Egypt.

The Gilf Kebir Formation is described in some details by KLITZSCH et. al. (1979). The type area is the Aqaba passage at Gilf Kebir plateau around 23°25'N and 25°45'E. Here rests fluvial, deltaic and partly near-shore marine sandstone unconformably on sandstones of Paleozoic age. At the eastern edge of the Gilf Kebir toward the Abu Ballas area, the Gilf Kebir Formation interfingers with the shallow-marine Abu Ballas Formation.

Within the Aqaba passage and directly north of there, as well as at the western end of Wadi Wassa (southern foothills of the Kemal-el-Din Plateau) and in the southern reaches, several horizons are rich in flora. Fine-grained sandstone and siltstone locally contain an abundant flora of ferns and other plants of the Early Cretaceous age (among "Cladophlebis", "Phlebopteris", and Weichselia reticulata STOCKES & WEBB).

More or less the same flora also characterizes the Gilf Kebir Formation along the northern edge of Abdel-Malik Plateau, as well as northeast of the Wadi Abdel Malik.
It is postulated that the locations at the northern part of the Abdel-Malik Plateau represents only the top part of the Gilf Kebir Formation and it builds up the lower part of the whole southern Gilf Kebir (Kemal-el-Din Plateau).

Remarks
The "Gilf Kebir Formation" is a riddle. All quoted is very doubtful.
From the type area (Aqaba passage) and the other locations are available in the literature illustrations of plant-finds with the corresponding determination by LEJAL-NICOL, 1987. There is however unfortunately no exact statements to the places of the discovery. It also lacks verifiable lithostratigraphic profiles in the literature. The intire core of the southern part of the Gilf Kebir (Kemal-el-Din Plateau) is formed by Paleozoic sediments. It is doubtful that the small incision of the Aqaba passage is filled with sediments of a "Gilf Kebir Formation". The finds of plant imprints are in such poor condition that the determination and classification as Mesozoic flora are questionable.
It is assumed that a "Gilf Kebir Formation" not exist, and the sediments with the found flora indicate the Wadi Malik formation (Carboniferous). The sediments described by KLITZSCH & WYCISK as "Gilf Kebir Formation" in the Jebel Kamil area and south of it should be assigned to the Permo-Triassic Lakia Formation in the northern Sudan.

The following pictures represents in sense LEJAL-NICOL plant imprints of late Jurassic to early Cretaceous age, which were found between 1977-1984 near the Aqaba passage and south of Gilf Kebir  (Wadi  Wassa)  as well as in the uppermost layers along the northern edge of Abdel-Malik Plateau.
 
Note:
The finds are in such poor condition that the determination and classification as Mesozoic flora are questionable. The determined Weichselia reticulata is probably a new Carboniferous Paleoweichselia halfa n.sp. (see right). This would mean that a "Gilf Kebir Formation" is not present in the Gilf Kebir area.
 

Carboniferous Paleoweichselia halfa n.sp.
A new species of
Genus Paleoweichselia POTONIE & GOTHAN, 1909
 in North Africa


Pterophyllum obovatum FAKHR
Aqaba passage



Cladophlebis aff. patagonica FRENGUELLI
Abdel-Malik Plateau



Cladophlebis oblonga HALLE
Abdel-Malik Plateau


Phlebopteris indica SAHNI
Aqaba passage


Phlebopteris polypodioides BRONGNIART
Aqaba passage


Phlebopteris elegans PRESL
Aqaba passage


    
Podozamites sp.
Wadi Wassa



cf. Podozamites sp.
Aqaba passage



cf. Sagenopteris sp.
Abdel-Malik Plateau



Frenelopsis sp.
Abdel-Malik Plateau



Weichselia reticulata STOCKS & WEBB
Paleoweichselia halfa n.sp. (?)
Aqaba passage



Pagiophyllum aff. peregrinum
Abdel-Malik Plateau



Phlebopteris muensteri HIRMER
Wadi Wassa


Two areas with finds of "Cretaceous" fossil plants

 

Supposed "Gilf Kebir Formation" in the  Gilf Kebir



Northern side of the Aqaba passage



Nearby Kemal-el-Din monument



"Three Castles" western foreland of Aqaba



Nearby Kemal-el-Din monument (find of Calamites)

"Gilf Kebir Formation" in the  Jebel Kamil and northern Sudan area

WYCISK (1984) documented from the Jebel Kamil near the Sudanese / Egyptian border (section 2/81) and south ot it (section 11/81) two sedimentary profiles with different facies types. The section 2/81 should contain upper Cretaceous sediments, while in the Section 11/81 should contain the underlying sequence of the lower Cretaceous "Gilf Kebir Formation". It is striking that the sequence in the section 2/81 contains a number layers of marine mudstone and contrary to section 11/81 lack the typical burrow tubes. Plants imprints were found in section 2/81. It could documents a Carboniferous age of the sediments. Unfortunately, there are no pictures, so that the determination as Cladophlebis and Phlebopteris can not be verified.
 
"Between 30 and 55 meters above Basement the following flora was found:
Cladophlebis aff. oblonga HALLE
Cladophlebis aff. patagonica FRENGUELLI
Phlebopteris aff. muensteri SCHENCK
Podozamites sp."

Note: Probably Carboniferous Pecopteris or
Paleoweichselia


Cladophlebis or Paleoweichselia ?
NE of Karb El Toum (Northern Sudan)

 

Section 2/81


Outcrop caused by a meteorite impact


Carboniferous ?


Lakia Formation ?


Section 11/81


Stacked tabular cross-stratified sandstone. Source: WYCISK, 1984


Vertical burrow tubes (right: as press structures). Source: WYCISK, 1984

 



Lakia Formation; Southeast of Jebel Uweinat (Northern Sudan)
Source: Gabor Merkl (5)

 


Flora of the Abu Ballas Formation in comparison


The existence of a Gilf Kebir Formation in the southwestern desert - which is described as equivalent of the Six Hills and Abu Ballas formations - is to prove only with a comparison of allochthonous plant imprints in the profiles. A comparison of the facies types is not sufficient. A comparison of the flora is due to the different facies types (life conditions) not possible.

In comparison of floras from the Gilf Kebir and the Abu Ballas Formation should we perhaps see similarities, apart from the often converging determinations. Then is it certainly true to call the Gilf Kebir Formation as equivalent of the Abu Ballas Formation. But it remains questionable because the finds of plant imprints are in such poor condition that the determination and classification as Mesozoic flora are also questionable . The Carboniferous age of the finds in the Gilf Kebir/Jebel Kamil area can not be excluded.

 

BÖTTCHER , 1982

"Innerhalb der überwiegend f1uviatilen und küstennahen Sedimente der Nubischen Gruppe Südwest-Ägyptens wurden mehrere Florengemeinschaften gefunden.
Die älteste Flora stammt aus der Six Hills Formation und umfaßt in erster Linie verkieselte Hölzer. Das Vorkommen dieser Stämme ist auf den obersten Teil der Six Hills Formation beschränkt.
Die ersten reichhaltigeren Floren treten in der oberen Abu Ballas Formation auf. Innerhalb der Abu Ballas Formation existieren mehrere Florengemeinschaften, die aus unterschiedlichen Elementen zusammengesetzt sind. Nur wenige Arten treten häufiger auf und kommen weit verbreitet vor. Der pflanzenreichste Horizont liegt in unit 4 (Schicht 27) des Referenz-Profils und läßt sich bis ins östliche Gilf-Vorland verfolgen. Diese Flora umfaßt mindestens fünf Arten, die bisher fast alle unbekannt waren. Zu ihr gehören kleine, recht unterschiedlich geformte Blätter mit einer geschlossenen Fächeraderung (Klitzschophyllites), ferner Rhizome. Die Wurzeln hängen größtenteils noch an dem Stämmchen, wo sie fehlen, ist an den Narben ein zentral gelegenes Leitbündel sichtbar. Oberhalb der Wurzelzone folgt ein sehr fein längsgeriefter Stamm von gleicher Dicke, der keinerlei Blattnarben erkennen läßt. Ein weiteres Element dieser Flora sind elongat-ovale bis trianguläre Fruktifikationsorgane, deren systematische Stellung ebenfalls noch unbekannt ist. Sie sind in der Abu Ballas Formation weit verbreitet und besonders im östlichen Gilf-Vorland treten sie örtlich schichtbedeckend auf. Dies deutet darauf hin, dass die relativ großen Gebilde schwimmfähig waren und zusammengespült wurden. Cycadophyten-artige Blätter treten lagenweise gehäuft auf, sind im allgemeinen aber selten. Schließlich gehören zu dieser Flora noch ährenförmige Gebilde (Legumiocarpon abuballense LEJAL-NICOL).

Aus dem Grenzbereich zwischen Abu Ballas Formation und Gilf Kebir Formation im östlichen Gilf-Vorland stammen drei auf Fruktifikationsorgane begründete Arten, die bisher noch unbekannten Gattungen angehören. Eine Form A ist außerdem in den Profilen Six Hills l und Sabaya Basin 4 gefunden worden. Eine Form C kommt zusammen mit Klitzschophyllites aegytiacum LEJAL-NICOL vor.
Eine weitere Flora wurde in Profil Six Hills 2 gefunden. Die einzigen bestimmbaren Pflanzenreste bestehen hier aus Equiseten und sehr selten einzelnen Fiedern von Weichselia reticulata.
Eine wiederum vollkommen anders zusammengesetzte Flora stammt aus dem Sabaya Basin (Sabaya Basin 14). Sie besteht ausschließlich aus Farnen, die in hellgrauen Tonen abgelagert worden sind. Die häufigste Art, von der zum Teil recht große Wedel gefunden wurden, ist Weichselia reticulata STOKES & WEBB. Weichselien werden häufiger im Sabaya Basin gefunden. In Profilen Six Hills kommt Weichselia  in der oberen Abu Ballas Formation und in der unteren Sabaya Formation vor. Allerdings zeigen nicht alle die für die Art typische Netznervatur, sondern teilweise eher eine Fiedernervatur. Auch bei den Exemplaren mit deutlicher Netznervatur übertrifft die Größe der Fiedern letzter Ordnung etwas die, die für Weichselia reticulata angegeben worden ist. Andererseits zeigt ein Teil der Funde die für Weichselia typische "Schmetterlingsstellung" der Fiedern letzter Ordnung. Auch das deutliche Relief der Fiederunterseite ist vorhanden, an einem Exemplar sind sogar die Stomata zu erkennen. Die allgemein als Teile des Stamms von Weichselia reticutata bezeichneten Paradoxopteris stromeri HIRMER kommen nur in den Sandsteinen der Sabaya Formation und der Gilf Kebir Formation vor.
Außer Weichselia reticulata gehört ein weiterer noch unbestimmter Farn dieser Flora an. Er besitzt sehr lange, schmale Fiedern letzter Ordnung mit gefiederter Nervatur und gelegentlich gewellten Rändern. Von dieser Art sind auch fertile Wedel gefunden worden.

Einen weiteren Bestandteil der Flora bilden kleine runde Blättchen mit einer mehrfach gegabelten Nervatur. Sie wurden nur in wenigen, schlecht erhaltenen Exemplaren gefunden.
In der unteren Sabaya Formation treten schließlich erstmals Angiospermen auf (Sabaya Basin 7), es überwiegen aber noch Farne, Koniferen und andere Pflanzen. Hierzu gehört auch die Koniferen-Flora, die etwa 20 m oberhalb des Referenz-Profils gefunden wurde."
 

The following pictures represents plant imprints of Lower Cretaceous age, which were found by R. BÖTTCHER, 1982 in the  Abu Ballas formation.    (Units in sense BÖTTCHER)



Klitzschophyllites aegyptiacum LEJAL-NICOL, 1981
Abu Ballas; unit 4



Leguminocarpon abuballense LEJAL-NICOL, 1981
Abu Ballas



cf. Cladophlebis; (Sabaya basin)


Leguminocarpon fructifications (?)
 Abu Ballas



cf. Cladophlebis; (Sabaya basin)


    
Fructifications (East of Gilf Kebir)


                                        
       Equisete; unit 6 (Six Hills)                                     Weichselia reticulata; unit 5-7 (Six Hills)                         Weichselia reticulata; (Sabaya basin)                 Weichselia reticulata; unit 6 (Sabaya basin)

 

Sources:

W. BARTHEL & R. BÖTTCHER -- Abu Ballas Formation (Tithonian/Berriasian; Southwestern Desert, Egypt) a significant lithostratigraphic unit of the former "Nubian Series"
Mitt. Bayr. Staatsslg. Paläontologie hist. Geol., 18, 1978, München, Germany

R. BÖTTCHER -- Die Abu Ballas Formation (Lingula Shale) (Apt ?) der Nubischen Gruppe Südwest-Ägyptens.
Eine Beschreibung der Formation unter besonderer Berücksichtigung der Paläontologie
Berliner geowiss. Abh. (A), 39, 1982, Berlin, Germany

R. BÖTTCHER -- Environmental model of the shallow marine Abu Ballas Formation (Aptian, Nubia Group) in South-Western Egypt.
N. Jb. Geol. Paläont. Abh., 196, 3, 1985, Stuttgart, Germany

E. KLITZSCH. & A. LEJAL-NICOL -- Flora and fauna from strata in southern Egypt and northern Sudan  (Nubia and surrounding areas).
Berliner geowiss. Abh., (A) 50, 1984, Berlin, Germany
P. WYCISK -- Depositional Environments of Mesozoic strata from northwestern Sudan.
Berliner geowiss. Abh., (A) 50, 1984, Berlin, Germany
E. KLITZSCH & P. WYCISK, P. (1987)
: Geology of sedimentary basins of northern Sudan and bordering areas.
Berliner geowiss. Abh., (A) 75.1, 1987; Berlin, Germany.
A. LEJAL-NICOL -- Flores nouvelles du Paleozoique et du Mesozoique D’Egypte et du Soudan septentrional.
Berliner geowiss. Abh., (A) 75.1, 1987, Berlin, Germany

KRASSILOV & SCHRANK -- New Albian macro- and palynoflora from the Negev (Israel) with description of a new gymnosperm morphotaxon.
Cretaceous Research, Volume 32, Issue 1 (February, 2011), p. 13-29.
ISSN: 0195-6671 DOI: 10.1016/j.cretres.2010.10.001 Elsevier Science