Resumen de The Late Cenozoic evolution of the Aksu basin (Isparta Angle; SW Turkey). New insights

André Poisson, Fabienne Orszag-Sperber, Erdal Kosun, Maria-Angella Bassetti, Carla Müller, R. Wernli, J. M. Rouchy

• English

  The Mio-Pliocene basins around the Antalya gulf in SW Turkey developed above the Tauric Mesozoic platforms on which the Antalya nappes had been thrusted (in Late Cretaceous-Paleocene times). The closure of the initial Isparta Angle during these events (E-W compression) initiated the N-S orientation of the main structural lines, which persisted later and explains the orientation of the Aksu basin in contrast with the E-W orientation of the eastern Neo-gene Mediterranean basins. The area, and all southwestern Turkey, became emergent at the end of the Oligocene and were the site of shallow-marine carbonate deposits in the Chattian-Aquitanian, giving way to the wide Lycian basin in Burdigalian-Langhian times. The progressive emplacement of the Lycian nappes from the north over this basin provoked first its subsidence and then its emersion when the nappes attained their final position over the Bey Daglari platform in Langhian times. Coinciding, or in response to the Lycian nappes emplacement, the Aksu basin was initiated as an elongated N-S graben which was filled by thick accumulations of terrestrial and marine deposits(including coral reefs), which derived from the erosion of the Lycian allochton and its basement (Langhian?, Serravallian and Tortonian times). The syn-sedimentary tectonics : reactivation of the normal faults along the west margin of the basin, the continuous uplift of the neighbouring continental areas (beginning of the Aksu thrust), governed the geometry of the basin. As a result and due to the uplift of its northern margin, the Aksu basin migrated towards the south and in Messinian times it was reduced to a narrow gulf along the eastern margin of which the Gebiz limestones were deposited as fringing coral reefs. The age of these limestones has been debated. Our new data allow us to attribute them to the Messinian. The drastic retreat of the sea at the end of this period, provoked the erosion of large parts of the Messinian deposits and the formation of deep canyons on land and under the sea down to the Antalya abyssal plain, in which evaporites were deposited. During the Zanclean transgression, the Eskiköy-Kargi canyon was filled by coarse clastics of a Gilbert delta derived from the northern continental area following a model well known elsewhere in the Mediterranean basins. Southward, shallow-marine sands and marls unconformably cover the remnants of the Messinian deposits and the emergent areas of the southern Antalya gulf. After Zanclean times (end of Pliocene?), the Aksu basin was deformed, due to the west-directed Aksu compressional event (end of the Aksu thrust). Quaternary terraces of the Aksu river at various altitudes, as well as the terraces of the Antalya tufa can be related to sea level fluctuations.

• français

  Les bassins néogènes du golfe d'Antalya (d'ouest en est : Aksu, Köprü, Manavgat) se forment sur un substratum composite incluant les plates-formes tauriques (Bey Daglari à l'ouest et Anatolie à l'est) surmontées par les nappes d'Antalya issues du Bassin pamphylien (Néotéthys sud) au cours du Crétacé supérieur-Paléocène, et leur couverture pa-léogène. La convergence E-W et la collision des plates-formes induisent des structures orientées N-S. Cette direction persistera ensuite et explique l'orientation actuelle du bassin de l'Aksu contrastant avec l'orientation E-W des bassins est-méditerranéens. Cet ensemble est recouvert au Chattien-Aquitanien par une mer peu profonde à dépôts carbonatés récifaux et péri-récifaux : la formation de Karabayir qui couvrait tout le SW de la Turquie. Sous l'effet de l'avancée des nappes lyciennes (depuis le nord), au Burdigalien et au Langhien inférieur, cette plate-forme devient subsidente au NW et le bassin lycien se creuse et devient profond. Il est alimenté en détritiques terrigènes à partir du front des nappes ly-ciennes depuis le NW. La fin du Langhien est marquée par le développement de récifs de coraux dans un contexte de grands épandages deltaïques. C'est à cette époque que se forme véritablement le bassin d'Antalya, en coincidence, ou en conséquence de la mise en place des nappes lyciennes : l'ensemble du Taurus émerge, sauf le bassin d'Antalya qui s'effondre le long de failles N-S. En bordure est, la faille de Kirkavak est active. En bordure ouest, le relief abrupt à la limite des Bey Daglari est interprété comme une faille. On a donc deux mouvements en sens inverse : soulèvement des plates-formes et effondrement du bassin. Ce dernier est alors fortement réduit en surface par rapport au bassin lycien. Le Serravallien est mal connu. Le Tortonien est représenté par d'énormes masses de conglomérats fluvio-marins dans lesquels s'intercalent des récifs de coraux, le long des bordures, passant à des turbidites marno-gréseuses dans les parties un peu plus profondes du bassin. Le bassin de l'Aksu est alors bien individualisé par rapport aux autres bassins du golfe d'Antalya. Le Messinien n'est connu que ponctuellement et on ne peut pas reconstituer complètement le bassin à cette période. Il devait avoir une géométrie voisine de celle du bassin Pliocène, c'est-à-dire qu'il était réduit par rapport au bassin tortonien et emboîté dans ce dernier au sud. Le faciès messinien le plus caractéristique est représenté par les calcaires de Gebiz (coraux et calcaires bioclastiques). Au nord du bassin, ils sont discordants sur le socle et plus au sud sur le Tortonien. Intercalés entre du Messinien (NN11b) et du Pliocène basal (NN12), on peut donc leur attribuer un âge Messinien. Entre les calcaires de Gebiz et le Pliocène une discontinuité résulte selon toute vraisemblance de la crise de salinité messinienne (présence également de blocs de gypse). Une érosion a accompagné la baisse du niveau marin lors de la crise de salinité comme en témoigne un canyon à parois abruptes creusé dans le Tortonien. Au Pliocène inférieur, la mer réinvestit le bassin et les canyons alors que la moitié nord du bassin émerge et le bassin pliocène s'encastre dans le bassin tortonien-messinien. Le bassin de l'Aksu se réduit, pendant que ses bordures continuent à se soulever. A la fin du Miocène et au moins jusqu'après le Zancléen, une compression d'est en ouest provoque des écaillages profonds dans le bassin et l'empilement d'écailles vers l'ouest. Cet événement (charriage de l'Aksu) affecte toute la série mio-plio-cène. Au-dessus du chevauchement principal, le Tortonien peut être porté à près de 2 500 m d'altitude. Jusqu'au Plio-cène la tectonique joue donc un rôle très important dans le bassin de l'Aksu. C'est au Quaternaire que les mouvements eustatiques sont les plus évidents. Les travertins d'Antalya (ou tufa) se sont déposés à l'air libre dans des bassins ali-mentés par des résurgences. La terrasse supérieure est à + 300 m pendant que la terrasse la plus basse est à - 40 m. Le fleuve Aksu a déposé des terrasses alluviales anciennes dont les plus hautes sont à + 70 m pendant que la base de son lit récent est à -138m. Au niveau du barrage de Kargi, l'Aksu a creusé par surimposition dans les calcaires massifs méso-zoïques, une gorge très étroite de 200 m de profondeur, juste à côté du canyon messinien (rempli de Pliocène). Cette gorge permet à la rivière de franchir l'abrupt qui sépare le basin tortonien du bassin messinien-pliocène. Le creusement est post-Pliocène, sans doute en rapport avec les mouvements eustatiques du Quaternaire. En mer, il existe également un grand canyon qui ne se trouve pas dans le prolongement de l'Aksu actuel mais qui est décalé vers l'ouest, et localisé près de la bordure ouest du golfe d'Antalya. Il est probable qu'il résulte du creusement messinien de l'ancien cours du fleuve Aksu.

  L'ampleur des mouvements verticaux est donc très importante (au moins 4000 m pour le Miocène inférieur). L'emboîtement des bassins plus récents dans des bassins plus anciens, se produit successivement au Miocène moyen, au Messinien-Pliocène et au Quaternaire. A chaque étape le continent se soulève pendant que les bassins s'effondrent. Le rôle de la tectonique est évident mais de quelle tectonique s'agit-il ? Le contexte du bassin d'Antalya est en effet parti-culièrement compliqué du fait de l'interférence : 1- d'une tectonique active en extension E-W à NE-SW avec des failles N-S et NW-SE; 2- d'une compression de l'est vers l'ouest et 3- d'une subduction de la Méditerranée du sud vers le nord sous la ride Florence et sous le bassin d'Antalya (et jusque sous le Taurus ?). Bien que pas forcément compatibles entre eux ces trois types de tectonique sont actifs ainsi que le suggère la sismicité régionale.