Conditions for the sedimentation of bottom sediments in the western Red Sea and the northern Nile Delta based on methods of mathematical statistics

This paper presents the results of a comprehensive lithological and geochemical study of coastal sedimentary deposits in the western part of the Red Sea and the northern part of the Nile Delta, conducted using correlation analysis, one-dimensional regression analysis, and one-way analysis of variance. Various patterns in the distribution of geochemical indicators have been identified, reflecting contrasting sedimentation conditions in both regions. It has been established that sediments in the northern part of the Nile Delta form under a transitional climate from arid to humid, with a predominance of terrigenous material and a pronounced correlation between rare earth elements and the pelitic fraction. Sediments in the western part of the Red Sea are characterized by an arid climate, a predominance of carbonate sedimentation, and a relationship between redox indicators and biogenic components. Based on statistical interpretation, differences in material sources, hydrodynamic regime, and redox conditions are substantiated, which is of great importance for paleoenvironment reconstruction and assessing oil and gas potential.

1. Демина Л.Л., Будько Д.Ф., Политова Н.В. и др. Геохимические фракции и индикаторы условий осадконакопления в Баренцевом море // Система Баренцева моря / Под ред. А.П. Лисицына. М.: ГЕОС, 2021. С. 431–444.

2. Левитан М.А., Рощина И.А., Толмачева А.В. Голоценовая история речных выносов Оби по литолого-геохимическим данным // Геохимия. 2007. № 6. С. 654–669.

3. Левитан М.А., Сыромятников К.В. Методики выявления тонкой структуры Полярной толщи и отложений морской изотопной стадии 6 в центральной части Северного Ледовитого океана // Геохимия. 2016. № 5. С. 457–464.

4. Левитан М.А., Сыромятников К.В., Кузьмина Т.Г. Не которые литолого-геохимические особенности современной и четвертичной седиментации в Северном Ледовитом океане // Геохимия. 2012. № 7. С. 627–627.

5. Лисицын А.П. Лавинная седиментация в морях и океанах // Литол. и полезн. ископ. 1984. № 2. С. 3–29.

6. Маслов А.В. Редокс-обстановки в рифее Волго-Уральской области (новые данные) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского. 2008. № 11. С. 81–87.

7. Маслов А.В. Состав, литогеохимические и изотопно-геохимические особенности наносов ряда крупных рек Африки (краткий обзор результатов современных исследований) // Литол. и полезн. ископ. 2025. № 1. С. 3–30.

8. Маслов А.В. Ишерская М.В. Генетическая интерпретация вариаций некоторых петро- и геохимических параметров аргиллитов в разрезе венда Шкаповско-Шиханской впадины // Региональная геология, литология, геотектоника. 2004. С. 87–97.

9. Маслов А.В., Крупенин, М.Т., Гареев, Э.З., Петров Г.А. К оценке редокс-обстановок рифейских и вендских бассейнов осадконакопления западного склона Урала // Литосфера. 2003. № 2. С.75–93.

10. Сыромятников К.В., Габдуллин Р.Р. Закономерности распределения гранулометрических типов современных донных осадков и органического углерода по глубине в западной части Баренцева моря на основе методов математической статистики // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2022а. № 4. 52–62.

11. Сыромятников К.В., Габдуллин Р.Р. Основные факторы седиментогенеза и раннего диагенеза в донных осадках Карского моря на основе методов математической статистики // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2022б. № 5. С. 99–113.

12. Сыромятников К.В., Левитан М.А., Габдуллин Р.Р. Детализация современной фациальной структуры Курильской котловины и западной части Тихого океана по данным одномерного регрессионного и однофакторного дисперсионного анализов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2025. № 5. С. 39–49.

13. Сыромятников К.В., Левитан М.А., Ульянцев А.С., Габдуллин Р.Р. Литолого-геохимическая зональность донных осадков юго-восточной части Восточно-Сибирского моря // Вестник Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2026. № 1. С. 73–85.

14. Холодов В.Н., Недумов Р.И. О геохимических критериях появления сероводородного заражения в водах древних водоемов // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1991. № 12. С. 74–82.

15. Эдер В.Г. Пиритизация пород зон перехода черно сланцевой толщи к вмещающим отложениям на примере баженовской свиты Западной Сибири // Литол. и полезн. ископ. 2020. № 3. С. 257–271.

16. Эльшейх М.Э.А.Э., Конюхов А.И. Перспективы открытия залежей углеводородов в миоцен-четвертичных отложениях на лицензионных участках в морской глубоководной зоне западной части дельты р. Нила (Египет) // Вестник Евразийской науки. 2021. № 3. С. 1–11.

17. Algeo T.J., Maynard J.B. Trace-element behavior and redox facies in core shales of Upper Pennsylvanian Kansas-type cyclothems // Chem. Geol. 2004. Vol. 206, N 3–4. P. 289–318.

18. Anderson R.F., LeHuray A.P., Fleisher M.Q., Murray J.W. Uranium deposition in Saanich Inlet sediments, Vancouver Island // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1989. Vol. 53, N 9. P. 2205–2213.

19. Badawy W.M., Sarhan Y., Duliu O.G., Kim J., et al. Monitor ing of air pollutants using plants and co-located soil — Egypt: Characteristics, pollution, and toxicity impact // Environ. Sci. and Pollut. Res. 2022. Vol. 29, N 14. P. 21049–21066.

20. Bruggmann S., McManus J., Archer C., et al. Nickel’s behaviour in marine sediments under aerobic to anaerobic diagenetic conditions // Chem. Geol. 2024. Vol. 662. P. 122234.

21. Chase Z. Sediment signatures of U- and Th-series nuclides and their application as paleoceanographic tracers // Radioac tivity in the Environment. 2008. Vol. 13. P. 383–416.

22. Chueng K. F., Martins M.V.A., Coe H.H.G., et al. Changes in the sedimentary record related to climate oscillations over the last ~2500 years BP in Guanabara Bay (SE Brazil): phytolith records // Quatern. Sci. Adv. 2025. Vol. 19. P. 1–17.

23. Climate Change Knowledge Portal (WORLD BANK GROUP). URL: https://documents.worldbank.org (дата об ращения: 15.05.2026).

24. Eltarabily M.G., Abd-Elaty I., Elbeltagi A., et al. Investigat ing climate change effects on evapotranspiration and ground water recharge of the Nile delta aquifer, Egypt // Water. 2023. Vol. 15, N 3. P. 1–16.

25. Engelbrecht J.P., Stenchikov G., Prakash P.J., et al. Physical and chemical properties of deposited airborne particulates over the Arabian Red Sea coastal plain // Atmosph. Chem. and Physics. 2017. Vol. 17, N 18. P. 11467–11490.

26. Eric B.E., Adama A., Etutu M.E.M.M., et al. Paleoclimate characteristics of source area weathering and metallogenic implication of Cretaceous black shales in the Mamfe Basin (SW Cameroon) // Evidence from lithogeochemistry. Heliyon. 2023. Vol. 9, N 6. P. 1–12.

27. Frihy O.E. The Nile Delta: processes of heavy mineral sorting and depositional patterns // Developm. in Sedimentol. 2007. Vol. 58. P. 49–74.

28. Frihy O.E., Stanley J.-D. The Modern Nile Delta Continen tal Shelf, with an Evolving Record of Relict Deposits Displaced and Altered by Sediment Dynamics // Geographies. 2023. N 3. P. 416–445.

29. Hatch J.R., Leventhal J.S. Relationship between inferred redox potential of the depositional environment and geochemistry of the Upper Pennsylvanian (Missourian) Stark Shale Member of the Dennis Limestone, Wabaunsee County, Kansas, U.S.A. // Chem. Geol. 1992. Vol. 99. P. 65–82.

30. Krom M.D., Stanley, J.D., Cliff R.A., Woodward J.C. Nile River sediment fluctuations over the past 7000 yr and their key role in sapropel development // Geology. 2002. Vol. 30, N 1. P. 71–74.

31. Meshal A.H., Behairy A.K.A., Osman M.M. Evaporation from coastal and open waters of the central zone of the Red Sea // Atmosphere-Ocean. 1984. Vol. 22, № 3. P. 369–378.

32. Milliman J.D. Production and accumulation of calcium carbonate in the ocean: Budget of a nonsteady state // Global Biogeochem. Cycles. 1993. Vol. 7, N 4. P. 927–57.

33. Piper D.Z., Bau M. Normalized rare earth elements in water, sediments, and wine: identifying sources and environmental redox conditions // Amer. J. of Analyt. Chem. Vol. 4, N 10. 2013. P. 69–83.

34. Prospero J.M., Ginoux P., Torres O., et al. Environmental characterization of global sources of atmospheric soil dust identified with the Nimbus 7 Total Ozone Mapping Spectrom eter (TOMS) absorbing aerosol product // Rev. of geophys. 2002. Vol. 40, N 1. P. 1–31.

35. Purser B.H., Bosence D.W. Sedimentation and tectonics in rift basins of the Red Sea: Gulf of Aden. Springer Science & Business Media. 1998. 699 p.

36. Rasul N.M.A., Stewart I.C.F., Nawab Z.A. Introduction to the Red Sea: its origin, structure, and environment // The Red Sea: The formation, morphology, oceanography and environment of a young ocean basin. Springer: Berlin, Heidelberg. 2015. P. 1–28.

37. Salah-Tantawy A., Mahdy A., Dar M.A., et al. Spatio-tem poral variations in conservative and non-conservative properties of the surface seawater along the Red Sea coast, Egypt // Egyptian Journal of Aquatic Biology and Fisheries. 2022. Vol. 26, N 5. P. 1033–1046.

38. Skliris N., Zika J.D., Herold L., et al. Mediterranean sea water budget long-term trend inferred from salinity observa tions // Climate Dynamics. 2018. Vol. 51, N 7. P. 2857–2876.

39. Stanley D.J., Warne A.G. Nile Delta in its destruction phase // J. of Coast. Res. 1998. P. 795–825.

40. Tribovillard N., Algeo T.J., Lyons T., et al. Trace metals as paleoredox and paleoproductivity proxies: An update // Chem. Geol. 2006. Vol. 232, N 1–2. P. 12–32.

41. van Helmond N.A., Żygadłowska O.M., Lenstra W.K., et al. Sedimentary vanadium depletion under sulfidic conditions: Implications for (paleo) redox proxy applications // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2025. Vol. 393. P. 238–253.

42. van Hulten M., Dutay J.C., Roy-Barman M.A. Global scavenging and circulation ocean model of thorium-230 and protactinium-231 with improved particle dynamics (NEMO ProThorP 0.1) // Geoscient. Model Develop. 2018. Vol. 11, N 9. P. 3537–3556.

43. Weir A.H., Ormerod E.C., El Mansey I.M.I. Clay mineralogy of sediments of the western Nile Delta // Clay Minerals. 1975. Vol. 10, N 5. P. 369–386.