Petrography, geochemistry and isotope geochemistry of the basement and impact melt breccias of the Rochechouart impact structure, NW Massif Central, France

Abstract

A estrutura de impacto de Rochechouart de 24 km de diâmetro, está localizada na parte NW do embasamento cristalino do Maciço Central Francês (FMC). O nível de erosão da estrutura permite ter acesso ao fundo da cratera e oferece uma grande oportunidade para estudar as rochas do embasamento e uma ampla variedade de depósitos de preenchimento de cratera, entre eles rochas fundidas pelo impacto e suevitos. O FMC foi formado durante a amalgamação da Pangeia na Orogenia Variscana, entre o Siluriano Superior e o Permiano Inferior. Na área da estrutura de impacto, o embasamento inclui gnaisses, anfibolitos, serpentinitos e corpos graníticos, além de intrusões de diques máficos e félsicos. Este projeto está focado em um estudo da relação entre suevitos e rochas fundidas por impacto, com as rochas do embasamento cristalino na área da estrutura de impacto de Rochechouart. O estudo envolve petrografia, geoquímica de rocha total, análise de isótopos de Sr e Nd em rocha total por TIMS, análise U-Pb em zircão por LA-ICPMS e SIMS, além de uma caracterização detalhada de EBSD em zircão. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de compreender a dinâmica de formação das impactitas em relação a (1) as principais rochas precursoras dos diferentes tipos de impactitas, (2) a avaliação da idade do evento de impacto, e de possíveis eventos pós-impacto, e (3) o estudo do reequilíbrio do sistema isotópico U-Pb em função das texturas de metamorfismo de choque em zircão. Observações microscópicas indicam que diferentes níveis de alteração hidrotermal são comuns em todas as amostras. Além disso, a maioria das amostras de embasamento coletadas apresenta baixo grau de deformação, enquanto as impactitas contêm misturas de clastos não afetados pelo choque e clastos variavelmente chocados. A caracterização textural detalhada dos zircões das impactitas permitiu a identificação de uma variedade de texturas de deformação de choque, incluindo reidita, zircão granular do tipo “former reidite in granular neoblastic” (FRIGN) e grãos granulares cujos grânulos não apresentam relações sistemáticas de orientação, sugerindo que essas feições são mais difundidas do que se documentava anteriormente na estrutura de impacto de Rochechouart. O reequilíbrio do sistema isotópico U-Pb em zircão é altamente heterogêneo e parece ser controlado pela intensidade do choque e pelo conteúdo de U e Th no zircão. No entanto, na rocha de fusão de Babaudus, fatores adicionais parecem influenciar o reequilíbrio da idade. As idades registradas nos zircões das impactitas variam do Neoproterozoico ao Jurássico. Embora tenham sido obtidas idades compatíveis com a idade de impacto mais aceita (~203–206 Ma), a similaridade das características dos zircões com idades próximas a esse evento ressalta os desafios em distinguir idades relacionadas ao impacto daquelas associadas a eventos pósimpacto. Idades pós-impacto (~191–196 Ma) foram documentadas em zircões das rochas de fusão de impacto e da suevita de Videix, indicando que um evento térmico/hidrotermal afetou os zircões de mais litologias do que se reconhecia anteriormente. Múltiplas idades entre o impacto e os estágios finais da evolução do FMC também foram registradas, especialmente em zircões das rochas de fusão de impacto. Isso levou a uma forte correlação de idades com rochas-alvo específicas no estudo de proveniência dos zircões só para as suevitas: com paragnaisses para a suevita de Chassenon e com monzodiorito e leptinitos para a suevita de Videix. A fraca correlação entre as litologias do embasamento e as rochas de fusão de impacto sugere um reequilíbrio incompleto das idades ou a presença de rochas adicionais no embasamento no momento do impacto, que ainda não foram documentadas na área da estrutura de impacto. A caracterização multidisciplinar das impactitas e das rochas do embasamento mostra que as impactitas apresentam melhor correlação com rochas-alvo de conteúdo intermediário de sílica, enquanto as brechas líticas e os suevitos geralmente se assemelham às litologias das rochas-alvo mais próximas. Os dados isotópicos de Sr e Sm-Nd indicam que a composição de rochas de fusão de impacto amarelas é mais comparável à dos gnaisses do embasamento, enquanto a das vermelhas sugere uma maior contribuição de granodiorito ou monzodiorito. Esses resultados mostram que abordagens alternativas à proveniência de zircões pelo método U-Pb, como a análise isotópica de Sm-Nd, proporcionam uma melhor correlação com o embasamento e são preferíveis para avaliar os protólitos mais prováveis dessas impactitas. Os resultados obtidos neste projeto são apresentados em três artigos. O primeiro focado na análise de proveniência, o segundo nos resultados de geocronologia UPb de rochas de fusão de impacto e suevites, além de uma caracterização detalhada das texturas de deformação por choque em zircão, e o terceiro compara os resultados completos de geoquímica e proveniência de zircão para as litologias do embasamento e as rochas de fusão de impacto.