GeotectonicsGeotectonicsГеотектоника0016-853X3034-4972The Russian Academy of Sciences66040410.31857/S0016853X24030049FGNEPVArticlesСтатьиResearch ArticleComparison of neotectonic intermontane basins of Northern Armenia and Eastern TürkiyeСопоставление новейших внутригорных впадин Северной Армении и Восточной ТурцииTrifonovV. G.ТрифоновВ. Г.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruTesakovA. S.ТесаковА. С.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruSimakovaA. N.СимаковаА. Н.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruҪelikH.
Turkey

Engineering Faculty, Department of Geological Engineering

trifonov@ginras.ruFrolovP. D.ФроловП. Д.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruBachmanovD. M.БачмановД. М.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruTrikhunkovYa. I.ТрихунковЯ. И.
Russian Federation
trifonov@ginras.ruGeological Institute, Russian Academy of SciencesГеологический институт РАНFirat University1506202438010722022025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/660404

The results of comparative analysis of the structure and history of the Neogene-Quaternary development of 18 inrermontane basins in Northern Armenia and Eastern Türkiye are presented. The research is based on expeditionary work carried out by the authors in 2012–2023, and supplemented by published materials from other researchers. Palaeontological, magnetostratigraphic and radioisotope data on the stratigraphy of the basins are analyzed. The comparison made it possible to identify four stages of basin development, expressed by the nature of sedimentation: (i) marine sedimentation; (ii) predominantly lacustrine accumulation of fine-grained clastic material transported from low uplifts; (iii) lacustrine-alluvial sedimentation with a significant proportion of coarse material carried down from neighboring uplifts: (iv) involvement of the basins in the total rise of the region, which in most depressions is expressed by increased incision of watercourses into previously emerged landforms, and in the Sevan depression is combined with ongoing lacustrine-alluvial sedimentation.

A consistent rejuvenation of stages (i)–(iii) of the basin development in the northern direction is revealed. It is caused with the growth and expansion to the north of the uplift of the Taurus Ridge in the process of its thrusting onto the Arabian Plate. At the same time, the development of the basins revealed the impact of tectonic events in the Middle and South Caspian. It was expressed in the Early Pliocene by the unconformity and the appearance of coarse clastic rocks, reflecting the increasing contrast of vertical movements between the Caucasian and Caspian regions, and at the end of the Late Pliocene by the penetration of waters of the Akchagylian transgression of the Caspian Sea into some basins. These features of the development of the basins did not depend on differences in their origin, which was determined by the influence of several factors. Among them, the main ones were movements on faults as a result of the interaction of lithospheric blocks and subsidence, caused by movements of sublithospheric masses, expressed by volcanism. Secondary roles were played by the behavior of the ophiolitic substrate and the tectono-volcanic damming of river valleys.

Представлены результаты сравнительного анализа строения и истории неоген-четвертичного развития 18-ти новейших внутригорных впадин Северной Армении и Восточной Турции. Основой исследования послужили экспедиционные работы, выполненные авторами в 2012–2023 гг. и дополненные опубликованными материалами других исследователей. Приведены палеонтологические, магнито-стратиграфические и радиоизотопные данные по стратиграфии впадин. Выполненное сопоставление позволило выделить четыре стадии развития впадин, выраженные характером осадконакопления: морское осадконакопление (i); преимущественно озерное накопление тонкообломочного материала, сносимого с невысоких поднятий (ii); озерно-аллювиальное осадконакопление со значительной долей грубообломочного материала, сносимого с соседних поднятий (iii); вовлечение впадин в общее поднятие региона, которое в большинстве впадин выражено усилением врезания водотоков в ранее возникшие формы рельефа, в Севанской впадине общее поднятие сочетается с продолжающимся озерно-аллювиальным осадконакоплением (iv). Выявлено последовательное омоложение (i)–(iii) стадий развития впадин в северном направлении, которое связано с ростом и расширением к северу поднятия Таврского хребта в процессе его надвигания на Аравийскую плиту. В развитии впадин проявлено воздействие тектонических событий в Среднем и Южном Каспии. Это выразилось в раннем плиоцене несогласием и появлении грубообломочных пород, отразившими возрастание контраста вертикальных движений между Кавказским и Каспийским регионами и в конце позднего плиоцена ‒ проникновением в некоторые впадины вод акчагыльской трансгрессии Каспийского моря. Особенности развития впадин не зависели от различий в их происхождении, которое определялось воздействием нескольких факторов. Среди них главными были движения по разломам в результате взаимодействия блоков литосферы и опускания, обусловленные перемещениями подлитосферных масс, выраженными вулканизмом. Влияние офиолитового субстрата и тектоно-вулканического подпруживания речных долин было второстепенным.

tectonic developmentzones of active faultsvolcanic fieldsorigin of intermountain basinthe Neogene‒Quaternary stratigraphyтектоническое развитиеактивные разломывулканические полянеоген‒четвертичная стратиграфияпроисхождение внутригорных впадинРоссийский научный фондRussian Science Foundation22-17-00249Агаджанян А.К., Мелик-Адамян Г.Ю. Мелкие млекопитающие раннего плейстоцена Ширакской котловины Армении // Бюлл. Комис. по изучению четвертичн. периода. 1985. Вып. 54. С. 91–100.Акрамовский Н.Н. Плейстоценовые пресноводные моллюски одного песчаного карьера в окрестностях Ленинакана // Изв. АН ССР. Биол. и сельхоз. науки. 1956. Т. 9. № 1. С. 81–90.Асланян А.Т. Региональная геология Армении. ‒ Под ред. А. Кочаряна. ‒ Ереван: Айпетрат, 1958. 430 с.Багдасарян Г.П., Гукасян Р.Х. Геохронология магматических, метаморфических и рудных формаций Армянской ССР. ‒ Под ред. А.Т. Асланяна. ‒ Ереван: АН АрмССР, 1985. 291 с.Богачев В.В. Материалы к истории пресноводной фауны Евразии. ‒ Под ред. С.А. Ковалевского. ‒ Киев: АН УССР, 1961. 403 с.Габриелян А.А., Бурштар М.С., Толмачесвкий А.А., Аракелян Р.А., Арзуманян С.К., Мелик-Бархударов К.Б., Тащян А.А. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Араратской котл овины и смежных районов // Изв. АН ССР. Науки о Земле. № 3. 1967. С. 21–34.Мелик-Адамян Г.Ю. К вопросу о верхней биостратиграфической границе игнимбритов Касах-Памбакского типа Армении // Изв. НАН АрмССР. Сер. Науки о Земле. 1994. Т. 47. № 3. С. 9–12.Милановский Е.Е. Новые данные о строении неогеновых и четвертичных отложений бассейна оз. Севан // Изв. АН СССР. Сер. Геол. № 4. 1952. С. 110‒119.Милановский Е.Е. Новейшая тектоника Кавказа. ‒ Под ред. К.А. Гороховой. ‒ М.: Недра, 1968. 484 с.Николаева А.Д., Тесакова Е.М., Фролов П.Д., Тесаков А.С. Остракоды позднего плиоцена Эрзурумского бассейна (Восточная Турция). ‒ Мат-лы LXX сессии Палеонтол. общества РАН. ‒ СПб.: Ин-т Карпинского, Палеонтол. общ-во РАН, 2024. С. 116‒117.Саядян Ю.В. Новейшая геологическая история Армении. ‒ Под ред. С.А. Лаухина. ‒ Ереван: Гитутюн, 2009. 357 с.Тесаков А.С., Гайдаленок О.В., Соколов С.А., Фролов П.Д., Трифонов В.Г., Симакова А.Н., Латышев А.В., Титов В.В., Щелинский В.Е. Тектоника плейстоценовых отложений северо-восточной части Таманского полуострова, Южное Приазовье // Геотектоника. 2019. № 5. С.12‒35. https://doi.org/10.31857/S0016-853X2019512-35Трифонов В.Г. Коллизия и горообразование // Геотектоника. 2016. № 1. С. 3–24.Трифонов В.Г., Караханян А.С. Геодинамика и история цивилизаций. ‒ Под ред. Ю.Г. Леонова ‒ М.: Наука, 2004. 668 с. (Тр. ГИН. Вып. 585).Челик Х., Трифонов В.Г., Тесаков А.С., Соколов С.А., Фролов П.Д., Симакова А.Н., Шалаева Е.А., Беляева Е.В., Якимова А.А., Зеленин Е.А., Бачманов Д.М. Позднеплиоценовая дельта Гильбертового типа и раннеплейстоценовая перестройка системы речного стока в Эрзурумской впадине, Северо-Восточная Турция // Стратиграфия. Геологическая корреляция. 2023. Т. 31. № 6. С. 161–182.Шалаева Е.А., Трифонов В.Г., Трихунков Я.И., Титов В.В., Авагян А.В., Саакян Л.Г., Симакова А.Н., Фролов П.Д., Соколов С.А., Васильева М.А., Бачманов Д.М., Овакимян Г.М. Неотектоника и геологическое строение Севанской межгорной впадины (Армения): новые структурные и палеонтологические данные // Геотектоника. 2023. № 4. С. 103–117.Arger J., Mitchell J., Westaway R. Neogene and Quaternary volcanism of southeastern Turkey. ‒ In: Tectonics and Magmatism in Turkey and the Surrounding Area. ‒ Ed. by E. Bozkurt, J.A. Winchester, J.D.A. Piper, (Geol. Soc. London Spec. Publ. 2000. V. 173). P. 459–487.Bakrač К., Koch G., Sremac J. Middle and Late Miocene palynological biozonation of the south-western part of Central Paratethys (Croatia) // Geologia Croatica. 2012. V. 65. P. 207–222.Belyaeva E.V., Lyubin V.P., Trifonov V.G. Decouverte des sites Paleolithique inferieur au Nord de l’Armenie // L’Anthropologie. 2019. V. 123. P. 257–275.Dayan E. Uber pleistozane Elefanten-Funde im Umland von Erzrum in Ostanatolien. Ein Beitrag zur Fundgeschichte des Elephas trogontherii im Becken von Pasinler // Stutt. Beitr. Natkd. Ser.B: Geol., Paleontol. 1989. B 147. P. 1–21 (in German).Geological Map of Turkey. ‒ Scale 1 : 500 000. ‒ Sheets: Erzurum (compiled by N. Tarhan), Kars (compiled by N. Akdeniz), Sivas (compiled by T. Bilgiç), Van (compiled by M. Şenel, T. Ercan, (General Direct. Mineral Res. Explor., Ankara, Turkey. 2002).Çolaki S., Aksoyi E., Koçyiǧit A., Inceöz M. The Palu- Uluova strike-slip basin in the East Anatolian fault system, Turkey: Its transition from the Palaeotectonic to Neotectonic stage // Turkish J. Earth Sci. 2012. V. 21. P. 547–570.Harzhauser M., Guzhov A., Landau B.M., Kern A.K., Neubauer Th. A. Oligocene to Pleistocene mudwhelks (Gastropoda: Potamididae, Batillariidae) of the Eurasian Paratethys Sea – diversity, origins and mangroves // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol. 2023. V. 30. Art.111811. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2023.111811Herece E. Atlas of the East Anatolian Fault, (General Direct. Mineral Res. Explor. (MTA), Ankara, Turkey. Spec. Publ. Ser. 2008), 359 р.Irrlitz W. Lithostratigraphie und tektonische Entwicklung des Neogens in Nordostanatolien. (Känaozoikum und Braunkohlen der Türkei. 6.) // Beihefte zum Geologischen Jahrbuchю 1972. T. 120. P. 74–77 (in German).Işik N.Ya, Saraç G., Ünay E., de Bruijn H. Palynological analysis of Neogene mammal sites of Turkey – vegetational and climatic implications // Bull. Earth Sci. Appl. Res. Cent. Hacettepe Univ. 2011. V. 32. № 2. P. 105–120.Karakhanian A., Djarbashian R., Trivonov V., Philup H., Arakelian S., Avagian A. Holocene-historical volcanism and active faults as natural risk factor for Armenia and adjacent countries // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2002. V. 113. № 1‒2. P. 319–344.Kaymakci N., Ünceöz M., Ertepinar P. 3D-Architecture and Neogene evolution of the Malatya basin: Inferences for the kinematics of the Malatya and OvacÝk fault zones // Turkish J. Earth Sci. 2006. V. 15. P. 123–154.Leo G.W., Marvin R.F. Mehnert H.H. Geologic framework of the Kuluncak‒Sofular area, East-Central Turkey and K‒Ar ages of igneous rocks // GSA Bull. 1974. V. 85. P. 1785–1788.Lithological-paleogeographic maps of Paratethys. ‒ Ed. by S.V. Popov, F. Rogl, A.Y. Rozanov, F.F. Steininger, I.G. Shcherba, M. Kovac. (CFS Cour. Forschungsinstitut Senckenberg, Bd. 250). Stuttgart: E.Schweizerbat’sche Verlagsbuchhandlung (Nägele u. Obermiller), 2004. 46 p.Presnyakov S.L., Belyaeva E.V., Lyubin V.P., Radionov N.V., Antonov A.V., Saltykova A.K., Berezhnaya N.G., Sergeev S.A. Age of the earliest Paleolithic sites in the northern part of the Armenian Highland by SHRIMP-II U‒Pb geochronology of zircons from volcanic ashes // Gondwana Research. 2012. Vol. 21. P. 929–938.Sançar T., Zabcı C., Akçar N., Karabacak V., Yeşilyurt S., Yazıcı M., Serdar Akyüz H., Öztüfekçi Önal A., Ivy-Ochs S., Christl M., Vockenhuber C. Geodynamic importance of the strike-slip faults at the eastern part of the Anatolian Scholle: Inferences from the uplift and slip rate of the Malatya fault (Malatya-Ovacık fault zone, Eastern Turkey) // J. Asian Earth Sci. 2020. V. 188. 104091. https://doi.org/10.1016/j.jseaes.2019.104091Sancay, R.H. Bati, Z., Isik, U., Kirici, S., Akca, N. Palynomorph, foraminifera and clacareous nannoplankton biostratigraphy of Oligo‒Miocene sediments in Mus basin, Eastern Anatolia, Turkey // Turkish J. Earth Sci. 2006. Vol.15. No. 3. P. 259–320.Şaroğlu F. Age and offset of the North Anatolian fault // METU J. Pure Appl. Sci. 1988. V. 21. No.1‒3. P. 65–79.Şaroğlu F., Emre O., Kuşcu Ǐ. The East Anatolian fault zone of Turkey // Ann. Tecton. Spec. Iss. 1992. V. 6. P. 99–125.Şaroǧlu F., Yilmaz Yu. Geological evolution and basin models during neotectonic episode in the Eastern Anatolia // Bull. Mineral Res. Explor. (Turkey). 1986. V. 107. № 107. P. 70–93.Schutt H. Altpleistozane Mollusken im Becken von Pasinler bei Erzurum, Turkei // Geol. Palaeont. 1997. V. 31. P. 275–284 (in German).Seyrek A., Westaway R., Pringle M., Yurtmen S., Demir T., Rowbotham G. Timing of the Quaternary Elaz volcanism, Eastern Turkey, and its significance for constraining landscape evolution and surface uplift // Turkish J. Earth Sci. 2008. V. 17. P. 497–541.Shalaeva E.A., Trivonov V.G., Lebedev V.A., Simakova A.N., Avagyan A.V., Sahakyan L.H., Arakelyan D.G., Sokolov S.A., Bachmanov D.M., Kolesnichenko A.A., Latyshev A.V., Belyaeva E.V., Lyubin V.P., Frolov P.D., Tesakov A.S., Sychevskaya E.K., Kovalyova G.V., Martirosyan M., Khisamutdinova A.I. Quaternary geology and origin of the Shirak basin, NW Armenia // Quaternary Int. 2019. V. 509. P. 41‒61.Simakova A.N., Tesakov A.S., Celik H., Frolov P.D., Shalaeva E.A., Sokolov S.A., Trikhunkov Ya.I., Trifonov V.G., Bachmanov D.M., Latyshev A.V., Ranjan P.B., Gaydalenok O.V., Syromyatnikova E.V., Kovaleva G.V., Vasilieva M.A. Caspian-type dinocysts in NE Turkey mark deep inland invasion of the Akchagylian brackish-water basin during the terminal Late Pliocene // Quaternary Int. 2021. V. 605‒606. P. 329–348. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2021.01.020Tesakov A.S., Simakova A.N., Frolov, P.D., Sytchevskaya E.K., Syromyatnikova E.V., Foronova I.V., Shalaeva E.A., Trifonov V.G. Early-Middle Pleistocene environmental and biotic transition in NW Armenia, Southern Caucasus // Palaeontol. Electron. 2019. V. 22. № 2. P. 1–39. https://doi.org/10.26879/916,25ATrifonov V.G., Bayraktutan M.S., Karakhanian A.S., Ivanova T.P. The Erzincan earthquake of March 13, 1992 in Eastern Turkey: tectonic aspects // Terra Nova. 1993. V. 5. P. 184–189.Trifonov V.G., Ҫelik H., Simakova A.N., Bachmanov D.M., Frolov P.D., Trikhunkov YaI., Tesakov A.S., Titov V.V., Lebedev V.A., Ozherelyev D.V., Latyshev A.V., Sychevskaya E.K. Pliocene – early Pleistocene history of the Euphrates valley applied to late Cenozoic environment of the northern Arabian Plate and its surrounding, eastern Turkey // Quat. Int. 2018. V. 493. P. 137–165. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2018.06.009Trifonov V.G., Lyubin V.P., Belyaeva E.V., Lebedev V.A., Trikhunkov Ya I., Tesakov A.S., Simakova A.N., Veselovsky R.V., Latyshev A.V., Presnyakov S.L., Ivanova T.P., Ozhereliev D.V., Bachmanov D.M., Lyapunov S.M. Stratigraphic and tectonic settings of early paleolithic of north-west Armenia // Quaternary Int. 2016. V. 420. P. 178–198.Trifonov V.G., Simakova A.N., Çelik H., Tesakov A.S., Shalaeva E.A., Frolov P.D., Trikhunkov Ya.I., Zelenin E.A., Aleksandrova G.N., Bachmanov D.M., Latyshev A.V., Ozherelyev D.V., Sokolov S.A., Belyaeva E.V. The Upper Pliocene–Quaternary geological history of the Shirak Basin (NE Turkey and NW Armenia) and estimation of the Quaternary uplift of the Lesser Caucasus // Quaternary Int. 2020. V. 546. P. 229–244.Trifonov V.G., Tesakov A.S., Simakova A.N., Gaydalenok O.V., Frolov P.D., Bylinskaya M.E., Trikhunkov, Ya.I., Bachmanov D.M., Ҫelik H., Hessami Kh. Geological and biotic context of the Plio‒Pleistocene evolution of the Caucasus‒Caspian Region (Akchagylian transgression) // Quaternary Int. 2024. Vol. 686‒687. P. 120–141. https://doi.org/10.1016/j.quaint.2023.03.011Unay E., de Bruijn H. Plio‒Pleistocene rodents and lagomorphs from Anatolia // Mededelingen Nederlands Instituut Voor Toegepaste Geowetenschappen TNO. 1998. V. 60. P. 431–466.Ünay E., De Bruijn H. Saraç G. A preliminary zonation of the continental Neogene of Anatolia based on rodents. ‒ In: Distribution and Migration of Tertiary Mammals in Eurasia. ‒ Ed.by J.W.F. Reumer, W. Wessels, Rotterdam: DEINSEA (Annual of the Natural History Museum). 2003. V. 10. P. 539–547.Vasilyan D., Schneider S., Bayraktutan M.S., Şen Ş. Early Pleistocene freshwater communities and rodents from the Pasinler Basin (Erzurum Province, northeastern Turkey) // Turkish J. Earth Sci. 2014. Vol. 23. P. 293–307.Westaway R. Kinematic consistency between the Dead Sea fault zone and the Neogene and quaternary left-lateral faulting in SE Turkey // Tectonophysics. 2004. V. 391. № 1–4. P. 203–237.Young J.R. Neogene. ‒ In: Calcareous Nannofossil Biostratigraphy. ‒ Ed.by P.R. Brown, (Chapman & Hall, Berlin, Germany, British Micropalaeontol. Soc. Publ. Ser. 1998), P. 225–265.Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI), SRTM 90m Digital Elevation Database v4.1, 2017. Available from: http://srtm.csi.cgiar.org/ (Accessed March 10, 2010).