Les complexes volcaniques quaternaires de Cappadoce (Göllüdağ et Acıgöl -Turquie): évolutions morphodynamiques, et implications environnementales - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Quaternary volcanic complexes of (Göllüdağ and Acıgöl -Turkey): morphodynamic evolution and environmental implications

Les complexes volcaniques quaternaires de Cappadoce (Göllüdağ et Acıgöl -Turquie): évolutions morphodynamiques, et implications environnementales

Résumé

Göllüdağ and Acıgöl acidic complexes are located in Cappadocia. For both complexes, three various phases are distinguished: ante-, syn- and post caldera, which morphological and environmental impacts are different. Mineralogical and geochemical analysis of pyroclastites and 22 new K/Ar and Ar/Ar dates allow us to establish a new tephrostratigraphical framework. Activity of the Göllü Dağ and the Acıgöl complexes lasted respectively from Lower Pleistocene until Middle Pleistocene and from Middle Pleistocene to Lower Holocene. Syn-caldera activity of Göllüdağ (around 1,39 Myrs) and Acıgöl (> 160 Kyrs) are responsible of large volume of pyroclastites (ca. 6 km3 for each complex) filling bottom of the calderas and plio-quaternary valleys. Lack of alluviums, colluviums or palaeosol indicates very rapid processes. In the same time, former morphologies are destroyed by calderas collapses. Calderas morphologies are discontinuous : in Göllüdağ complex, collapse structures are partially hidden by posterior volcanism ; in Acıgöl complex, these structures have been partially eroded. Post-caldera activity lasted about 700 000 years in the Göllüdağ complex (from 1,1 to 0,44 Myrs) and about 80 000 years in Acıgöl (from ca 90 Kyrs to ca. 8 000 cal. BP). This activity concerns the extrusion of local rhyolitic domes, in the frame of an original model. Phreatomagmatism activity and construction of a ring tuff around a maar always precede the rhyolitic extrusion. Obsidian ring dykes located around domes are intruded using annular faults limiting the diatrem of the initial maar. A part of the rhyolitic dome may be destroyed by pelean activity. Abundance of the obsidian has attracted human populations since Palaeolithic and particulary during Neolithic times. “Dere 3” (Göllüdağ) is one of the first Palaeolithic excavations in Central Anatolia. Rhyolitic tephra layers overlay six archaeological levels. Our tephrochronological results have provided an age (> 160 Kyrs) for these tephras resulting from Acıgöl syn-caldera activity. Tephra layers interstratified with alluvial and colluvial Pleistocene formations allow to reconstruct morphological evolution of both complexes. In Acıgöl area, after syn-caldera activity, from ca. 160 Kyrs until ca. 30 Kyrs, glacis are constructed on caldera slopes. From ca. 30 Kyrs to ca. 20 Kyrs, these glacis are eroded and the Acısu valley is incised. During Upper Pleistocene, alluvial cones reworking Middle and Upper Palaeolithic artefacts have overlaid slopes of the Göllüdağ massif. According to palaeoenvironmental data from Central Anatolian lakes, such an erosion activity might be linked to either, i) Pleniglacial time (ca. 23-18 000 yrs. BP) or, ii) Pleistocene-Holocene transition (ca. 12 000-10 000 cal. yrs BP).
Localisés en Cappadoce, les complexes volcaniques quaternaires du Göllüdağ et d’Acıgöl ont fonctionné en trois phases anté-, syn- et post-caldeira, aux impacts inégaux sur les morphologies et les environnements. Le complexe du Gölludağ est un massif culminant à 2172 m. A l’inverse, le complexe d’Acıgöl est une dépression située à environ 1300 m d’altitude, largement ouverte au nord-ouest. L’étude minéralogique et géochimique des pyroclastites nous a permis d’établir un cadre téphrostratigraphique dont la chronologie est assurée par 22 nouvelles dates K/Ar et Ar/Ar. Le Göllüdağ a été actif au Pléistocène moyen et celui d’Acıgöl du Pléistocène supérieur au début de l’Holocène. Les données présentées permettent de suivre l’évolution rapide de ces deux complexes. Les phases syn-caldeira du Göllüdağ (1,39 Ma) et d’Acıgöl (> 160 Ka) voient l’émission d’importantes pyroclastites (environ 6 km3 pour chacun des complexes) qui remblaient et fossilisent les vallées plio-quaternaires et le fond de chacune des caldeiras. L’absence de formation détritique et de paléosol interstratifiés dans les pyroclastites syn-caldeira illustre la rapidité de ces processus. Parallèlement, l’effondrement des caldeiras est responsable de la destruction des massifs volcaniques antérieurs. Les morphologies associées aux caldeiras sont discontinues. Dans le massif du Göllüdağ, elles sont partiellement masquées par la mise en place postérieure des appareils rhyolitiques ; et dans le complexe d’Acigöl, elles ont été en partie détruites par l’érosion postérieure. La phase post-caldeira est beaucoup plus étalée dans le temps que la phase précédente : dans le Göllüdağ, elle dure près de 700 000 ans (de 1,1 Ma à 0,44 Ma) et à Acigöl près de 80 000 ans (90 Ka à env. 8000 cal. BP). Cette phase post-caldeira est caractérisée par la mise en place d’appareils rhyolitiques associant quatre types d’activité volcanique dans un modèle original. Une activité phréatomagmatique et l’édification d’un anneau de tuf enserrant un maar précèdent toujours l’extrusion rhyolitique. Des intrusions d’obsidienne entourent généralement le dôme et utilisent les failles annulaires limitant le diatrème du maar initial. Enfin, une activité peléenne est souvent responsable de la destruction partielle du dôme. L’abondance de l’obsidienne est à l’origine d’une fréquentation de la région par les hommes préhistoriques dès le Paléolithique et le Néolithique. Le « Dere 3 » (Göllüdağ) constitue l’une des premières fouilles paléolithiques d’Anatolie centrale. Quatre niveaux archéologiques sont situés sous des lits de téphras rhyolitiques. La téphrochronologie que nous avons établie permet de proposer un âge (> 160 Ka) pour ces téphras provenant de l’activité syn-caldeira d’Acıgöl. L’identification des téphras interstratifiés avec les dépôts détritiques provenant de l’érosion des complexes volcaniques nous a également permis de reconstituer l’évolution morphologique régionale. Dans le complexe d’Acıgöl, une première phase de remblaiement (~160-30 Ka) est marquée par l’édification de glacis-cônes sur les bas de versant de la caldeira. De 30 à 20 Ka environ, l’érosion est ensuite responsable de l’ablation du matériel détritique et pyroclastique, ainsi que de l’incision de la vallée de l’Acısu Dere qui sert d’exutoire au réseau hydrographique de la caldeira. Sur le pourtour du massif du Göllüdağ, des cônes alluviaux remaniant des artefacts du Paléolithique moyen et supérieur sont édifiés au cours du Pléistocène supérieur. D’après les données paléoenvironnementales centre-anatoliennes, deux périodes pourraient être propices à une telle érosion : i) le Pléniglaciaire (~23-18000 BP) et ii) la transition Pléistocène-Holocène (~12000-10000 cal. BP).
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Citer

Damase Mouralis. Les complexes volcaniques quaternaires de Cappadoce (Göllüdağ et Acıgöl -Turquie): évolutions morphodynamiques, et implications environnementales. Géographie. Université Paris 12 - Val de Marne, 2003. Français. ⟨NNT : 2002PA120000⟩. ⟨tel-04484053⟩
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