Pleistocene eruptive chronology of the Gölcük volcano, Isparta Angle, Turkey. Chronologie des épisodes volcaniques pléistocènes du volcan Gölcük, Angle d’Isparta, Turquie

In the Eastern Mediterranean region, the Isparta volcanic belongs to the post-collisional alkali-potassic to ultrapotassic magmatism active since the Miocene in this part of the Anatolian peninsula from Afyon to Isparta. In the so-called Isparta Angle (IA) the magmatism is contemporaneous with an extensional regime intiated during Late Miocene and active throughout the Pliocene and Quaternary. Previous K/Ar dating performed on lavas suggested that potassic-ultrapotassic magmatism occurred between 4.7 to 4 Ma. However, a more recent (Quaternary) activity of the Gölcük volcano is evidenced by the present-day morphology and field evidence although it remained undated and poorly studied so far. Field mapping and new radiometric data indicate that the main volcano-forming stages of the Gölcük volcano consist of three main eruptives cycles. (1) Cycle I, represented by more than 200m-thick pyroclastic flow deposits occasionally separated by paleosoils and corresponding to caldera-forming ignimbritic eruptions. (2) Cycle II, consisting of tephriphonolite lava dome-flows extruded throughout the caldera and currently found along the rim of the present crater. (3) Cycle III made up of tuff-ring deposits related to several phreatoplinian eruptions of a maar-type volcanic activity. This youngest cycle ends with trachytic domes protruding within the maar crater. Unspiked 40K/40Ar dating on mesostasis was performed on lavas (tephriphonolites and trachytic domes), and complemented by preliminary 40Ar/39Ar data on tephra deposits (sanidine). Our preliminary results show that the entire activity of Gölcük volcano took place during the Pleistocene and was disconnected from the older Pliocene volcanism. This volcanic activity can be considered as a new volcanic cycle, starting (Cycle I) around 200 ka with major explosive, regional-scale, events represented by at least six ignimbrites sheets. Cycle II occurred between 115 ± 3 ka to 62 ± 2 ka with probably some associated tephra deposits. Tuff-ring of Cycle III formed from 72.7 ± 4.7 ka to 24 ± 2 ka. The associated phreatoplinian eruptions have almost entirely destroyed the previously formed flow-dome. This latest activity corresponds to several volcanic crises as illustrated by the two domes protrusions separated by about 30 ka. The volcanic history of Gölcük ceased around 24 ka ± 2 ka, but the periodicity of eruptive events appears to be long and complex. Currently, the volcano is at rest, but there is no doubt that the Isparta town (more than 120 000 people) built on top of the most recent tephra falls is exposed to a major volcanic hazard in the future.En Méditerranée Orientale, la région active d’Isparta est le siège d’un magmatisme alcalin lié à la distension affectant cette partie de la Péninsule Anatolienne depuis le Miocène supérieur. Le volcanisme Pliocène est alcalin et très potassique, depuis des magmas lamprophyriques à lamproïtiques, jusqu’à des téphriphonolites et des trachytes. La construction du volcan Gölcük au sud d’Isparta marque le début d’un nouveau cycle éruptif après une longue période d’arrêt et d’érosion. L’étude morpho-structurale du volcan couplée aux datations 40K/40Ar sur lave et 39Ar/40Ar sur monograin de feldspath-K indique une histoire éruptive complexe, nettement plus jeune que l’activité antérieure (Pliocène). Ces résultats préliminaires montrent que l’activité volcanique du Gölcük est située dans le Pléistocène supérieur (Paléolithique) entre environ 200 ka et 24 ka. Trois cycles volcaniques majeurs sont reconnus : (1) Cycle I débutant vers 200 ka avec des éruptions ignimbritiques majeures avec un ensemble de coulées pyroclastiques trachytiques comblant les paléo-vallées ouvertes dans les formations sédimentaires et les formations volcaniques d’âge pliocène ; (2) Cycle II avec un épisode effusif de faible importance succède entre 115 ± 3 ka et 62 ± 2 ka à l’activité explosive initiale avec la mise en place d’un édifice central constitué de dômes-coulées téphri-phonolitiques ; (3) Cycle III entre 70 ka et 24 ka, l’activité devient phréatoplinienne et suit de près le cycle précédent. Le dynamisme éruptif phréatomagmatique est celui d’un maar formé d’un large cratère d’explosion entouré d’un anneau de tufs. La dernière crise volcanique se termine par l’extrusion de plusieurs dômes de trachyte dans le cratère et de téphras associés, de nouvelles coulées pyroclastiques se mettent vraisemblablement en place vers le nord-ouest. Les données de terrain et les âges 40Ar/39Ar disponibles indiquent que ces dernières manifestations (construction du maar) sont très récentes et sub-contemporaines du dernier niveau de retombées ponceuses sous les immeubles de la ville et des dômes de lave intra-caldeira. Cet âge récent est confirmé par un âge 14C obtenu sur des bois carbonisés. La morphologie du volcan actuel est relativement bien conservée, malgré l’érosion très active qui remodèle déjà partiellement les pentes. La reprise éventuelle de l’activité du volcan constituerait un risque majeur à l’échelle de la région et en particulier pour la ville d’Isparta établie au pied de l’édifice, notamment sur les coulées pyroclastiques et les retombées ponceuses les plus récentes

Chronologie des épisodes volcaniques pléistocènes du volcan Gölcük, Angle d’Isparta, Turquie

International audienceIn the Eastern Mediterranean region, the Isparta volcanic belongs to the post-collisional alkali-potassic to ultrapotassic magmatism active since the Miocene in this part of the Anatolian peninsula from Afyon to Isparta. In the so-called Isparta Angle (IA) the magmatism is contemporaneous with an extensional regime intiated during Late Miocene and active throughout the Pliocene and Quaternary. Previous K/Ar dating performed on lavas suggested that potassic-ultrapotassic magmatism occurred between 4.7 to 4 Ma. However, a more recent (Quaternary) activity of the Gölcük volcano is evidenced by the present-day morphology and field evidence although it remained undated and poorly studied so far. Field mapping and new radiometric data indicate that the main volcano-forming stages of the Gölcük volcano consist of three main eruptives cycles. (1) Cycle I, represented by more than 200m-thick pyroclastic flow deposits occasionally separated by paleosoils and corresponding to caldera-forming ignimbritic eruptions. (2) Cycle II, consisting of tephriphonolite lava dome-flows extruded throughout the caldera and currently found along the rim of the present crater. (3) Cycle III made up of tuff-ring deposits related to several phreatoplinian eruptions of a maar-type volcanic activity. This youngest cycle ends with trachytic domes protruding within the maar crater. Unspiked 40 K/ 40 Ar dating on mesostasis was performed on lavas (tephriphonolites and trachytic domes), and complemented by preliminary 40 Ar/ 39 Ar data on tephra deposits (sanidine). Our preliminary results show that the entire activity of Gölcük volcano took place during the Pleistocene and was disconnected from the older Pliocene volcanism. This volcanic activity can be considered as a new volcanic cycle, starting (Cycle I) around 200 ka with major explosive, regional-scale, events represented by at least six ignimbrites sheets. Cycle II occurred between 115 ± 3 ka to 62 ± 2 ka with probably some associated tephra deposits. Tuff-ring of Cycle III formed from 72.7 ± 4.7 ka to 24 ± 2 ka. The associated phreatoplinian eruptions have almost entirely destroyed the previously formed flow-dome. This latest activity corresponds to several volcanic crises as illustrated by the two domes protrusions separated by about 30 ka. The volcanic history of Gölcük ceased around 24 ka ± 2 ka, but the periodicity of eruptive events appears to be long and complex. Currently, the volcano is at rest, but there is no doubt that the Isparta town (more than 120 000 people) built on top of the most recent tephra falls is exposed to a major volcanic hazard in the future. RÉSUMÉ CHRONOLOGIE DES ÉPISODES VOLCANIQUES PLÉISTOCÈNES DU VOLCAN GÖLCÜK, ANGLE D'ISPARTA, TURQUIE En Méditerranée Orientale, la région active d'Isparta est le siège d'un magmatisme alcalin lié à la distension affectant cette partie de la Péninsule Anatolienne depuis le Miocène supérieur. Le volcanisme Pliocène est alcalin et très potassique, depuis des magmas lamprophyriques à lamproïtiques, jusqu'à des téphriphonolites et des trachytes. La construction du volcan Gölcük au sud d'Isparta marque le début d'un nouveau cycle éruptif après une longue période d'arrêt et d'érosion. L'étude morpho-structurale du volcan couplée aux datations 40 K/ 40 Ar sur lave et 39 Ar/ 40 Ar sur monograin de feldspath-K indique une histoire éruptive complexe, nettement plus jeune que l'activité antérieure (Pliocène). Ces résultats préliminaires montrent que l'activité volcanique du Gölcük est située dans le Pléistocène supérieur (Paléolithique) entre environ 200 ka et 24 ka. Trois cycles volcaniques majeurs sont reconnus : (1) Cycle I débutant vers 200 ka avec des éruptions ignimbritiques majeures avec un ensemble de coulées pyroclastiques trachytiques comblant les paléo-vallées ouvertes dans les formations sédimentaires et les formations volcaniques d'âge pliocène ; (2) Cycle II avec un épisode effusif de faible importance succède entre 115 ± 3 ka et 62 ± 2 ka à l'activité explosive initiale avec la mise en place d'un édifice central constitué de dômes-coulées téphri-phonolitiques ; (3) Cycle III entre 70 ka et 24 ka, l'activité devient phréatoplinienne et suit de près le cycle précédent. Le dynamisme éruptif phréatomagmatique est celui d'un maar formé d'un large cratère d'explosion entouré d'un anneau de tufs. La dernière crise volcanique se termine par l'extrusion de plusieurs dômes de trachyte dans le cratère et de téphras associés, de nouvelles coulées pyroclastiques se mettent vraisemblablement en place vers le nord-ouest. Les données de terrain et les âges 40 Ar/ 39 Ar disponibles indiquent que ces dernières manifestations (construction du maar) sont très récentes et sub-contemporaines du dernier niveau de retombées ponceuses sous les immeubles de la ville et des dômes de lave intra-caldeira. Cet âge récent est confirmé par un âge 14 C obtenu sur des bois carbonisés. La morphologie du volcan actuel est relativement bien conservée, malgré l'érosion très active qui remodèle déjà partiellement les pentes. La reprise éventuelle de l'activité du volcan constituerait un risque majeur à l'échelle de la région et en particulier pour la ville d'Isparta établie au pied de l'édifice, notamment sur les coulées pyroclastiques et les retombées ponceuses les plus récentes

Téphras et séquences quaternaires

Journée AFEQ / SGF (6 novembre 2006