Genesis of the mafic granophyre at Vredefort, South Africa : field, petrographic, and geochemical studies of the impact melt rock dike on farm rensburgdrif

Abstract

A estrutura de impacto Vredefort na, África do Sul, é a maior estrutura de impacto conhecida na Terra, com um diâmetro original de 250-300 km. Vredefort é também uma das mais antigas estruturas de impacto conhecidas na Terra (~2 Ga). O Domo de Vredefort representa a elevação central desta grande e complexa estrutura, que se encontra bastante erodida. A formação da rocha fundida de impacto desta estrutura – Vredefort Granophyre – vem sendo debatida por muitos anos. Esta rocha por muito tempo foi considerada como uma litologia regionalmente uniforme. Foram observadas inclusões maficas apenas localmente, na região onde um dique atravessa uma ocorrência de epidiorito. A gênese do Granófiro "normal", félsico, tem sido tradicionalmente atribuída à fusão de rochas alvo, em várias proporções tanto de granito, quartzito e xisto, quanto com um componente adicional de basalto proveniente do Supergrupo de Ventersdorp. Em 2011, foi relatada a presença de uma fase máfica ao longo das margens de um dique de granófiro na propriedade de Kopjeskraal, no NW do domo de Vredefort. Para explicar a sua formação, propuseram que o melt máfico teria sido alojado primeiro nos diques, seguido por um segundo pulso a partir da camada sobreposta de melt de impacto. Posteriormente, foi reconhecido que a fase máfica ocorria na porção central do dique. Desta forma, uma hipótese para explicar a formação dessa fase máfica, a partir de uma mistura do Granófiro Félsico com uma ocorrência local de epidiorito, foi proposta. As rochas máficas do Dominion Group lava (DGL) também foram consideradas como um possível componente máfico. O projeto atual tem como objetivo esclarecer a formação do Granófiro de Vredefort por meio da análise multidisciplinar da extensão deste mesmo dique sobre a Farm Rendsburgdrif. As amostras coletadas ao longo do dique e por meio de um perfil perpendicular à ele foram analisadas petrograficamente, geoquimicamente (elementos traços e maiores) e isotópicamente (Sr-Nd). As análises indicaram a presença de duas fases distintas, onde a fase mafica (pobre em clastos) foi observada na parte central do dique, enquanto a fase felsica (rica em clastos) nas margens. Os trends dos dados geoquímicos indicaram que a composição da Granófiro Mafico seria uma mistura entre a fase félsica e a rocha encaixante máfica. Os dados isotópicos do metabasalto do Grupo Dominion (DGL) caíram muito longe do campo de dados dos Granófiros e do epidiorito, confirmando que o DGL não pode ter sido um precursor da fase máfica e, que aparentemente, não desempenhou um papel significativo na formação do Granófiro máfico. Desta forma, nossos resultados mitigam fortemente a hipótese de que a a fase máfica representa uma diferenciação do corpo fundido do impacto original e favorece a hipótese de assimilação do epidiorito para a formação do mesmo.