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Geology and evolution of the Vredefort impact structure, South Africa

1996; Elsevier BV; Volume: 23; Issue: 2 Linguagem: Francês

10.1016/s0899-5362(96)00059-0

1879-1956

W. U. Reimold, Roger L. Gibson,

Paleontology and Stratigraphy of Fossils

The importance of large impact events for the evolution of all bodies in the Solar System has been recognised by a large proportion of the geological community only in the past 15 years. More than 150 impact structures are now known on the Earth's surface. The origin of the Vredefort dome, a ca 70 kilometre wide structural uplift terrane in the centre of the economically important Witwatersrand basin, by either endogenic or impact processes, has long been controversial. Detailed microdeformation studies have recently proven that the dome represents the central uplift of one of the largest (original diameter: ca 300 kilometres) and oldest (2023 ± 4 Ma) known terrestrial impact structures. The Vredefort structure is not only of importance because of its controversial origin and particular setting in the centre of the economically important Witwatersrand basin. This structure is also the type locality for pseudotachylitic breccia and well-known for its abundant shatter cones and the enigmatic Vredefort granophyre. A wealth of new data on the Vredefort structure have become available in recent years: detailed microdeformation studies have revealed the presence of bona fide shock metamorphic effects in quartz and zircon; UPb dating of single zircons from pseudotachylitic breccia have provided reliable age information regarding the time of impact and have permitted temporal separation of the Vredefort impact event from the emplacement of the 2050 Ma Bushveld complex. This achievement has major implications for the understanding of the impact-related thermal and hydrothermal effects in the Witwatersrand basin as a whole and the regional metamorphic evolution. As continued study of the Vredefort structure has the potential to contribute much more to the understanding of large impact cratering events and their potential geological and economic effects, besides contributing to the general geological knowledge of the evolution of the Kaapvaal craton, this paper reviews the current knowledge on the Vredefort structure and to emphasise those areas in need of future investigation. Depuis seulement une quinzaine d'années, un nombre appréciable de géologues s'accorde à reconnaître le rôle important joué par des impacts de grande dimension dans l'évolution des corps célestes appartenent au systéme solaire. Plus de 150 structures d'impact sont actuellement identifiées à la surface de la terre. Le Dôme de Vredefort correspond à un bombement structural de quelque 70 km de diamétre, situé au centre du Bassin du Witwatersrand d'intérêt économique notoire. Son origine longtemps controversée a été tantôt expliquée par des processus endogénes, tantôt par un impact. Récemment des études détaillées de microdéformation ont montré que le Dôme correspond au bombement central d'une des plus grandes (diamètre original ca 300 km) et des plus anciennes (2023 ± 4 Ma) structures d'impact connues sur terre. La structure de Vredefort, qui présente un intérêt non seulement à cause de son origine controversée et de sa localisation particulière au centre du Bassin du Witwatersrand d'intérêt économique notoire, est également la localité type des brèches pseudotachylitiques et est bien connue pour ses “shatter cones” abondants ainsi que pour son éniqmatique granophyre de Vredefort. Ces dernières années de nombreuses nouvelles données sur la structure de Vredefort sont disponibles: des études détaillées de microdéformation ont révélé, dans du quartz et des zircons, la présence d'un métamorphisme attribuable de façon univoque à l'effet du choc. Des datations UPb sur monozircons provenant de brèches pseudotachylitiques ont livré des âges fiables permettant de dater l'impact et confirmant sa posteriorité par rapport à la mise en place du Complexe du Bushveld daté à 2050 Ma. Ces résultats ont des implications majeures pour la compréhension dans l'ensemble du Bassin du Witwatersrand des effets thermiques et hydrothermaux liés à l'impact. La poursuite des études de la structure de Vredefort devrait permettre une meilleure compréhension de la formation des vastes cratères d'impact et de leurs effets potentiels du point de vue géoloqique et économique. Par ailleurs, elle devrait améliorer les connaissances générales concernant l'évolution du craton du Kaapvaal. C'est pourquoi cet article passe en revue les connaissances actuelles en rapport avec la structure de Vredefort en insistant sur les points à développer à l'avenir.