Timescales of impact melt sheet crystallization and the precise age of the Morokweng impact structure, South Africa
Timescales of impact melt sheet crystallization and the precise age of the Morokweng impact structure, South Africa
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冲击熔片结晶的时间尺度和南非 Morokweng 冲击结构的精确年龄
DOI：
10.1016/j.epsl.2021.117013
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发表时间：
2021
影响因子：
5.3
通讯作者：
Maier, Wolfgang D.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kenny, Gavin G.;Harrigan, Claire O.;Schmitz, Mark D.;Crowley, James L.;Wall, Corey J.;Andreoli, Marco A.G.;Gibson, Roger L.;Maier, Wolfgang D.
撞击坑是早期太阳系的一个基本地质过程，因此，限制大型撞击结构冷却的时间尺度对于了解早期行星壳的热演化和可居住性至关重要。此外，撞击可能会导致大规模灭绝，确定对地球最大撞击的精确时间可以揭示它们在此类事件中的作用。在这里，我们报告了一个高精度的锆石U-Pb年代学研究的Morokketan的影响结构，南非，似乎有一个最大的今天的直径为1080公里。我们的工作提供了（一）大的影响熔体片冷却的限制，和（二）地球上最大的影响事件之一的高精度年龄，以前提出有重叠的膜。145 Ma侏罗纪-白垩纪（J-K）界线。高精度的U-Pb年代学进行了未经冲击，熔融生长的锆石从五个样品的钻孔通过约800米的保存的影响熔融岩石。加权平均206 Pb/238 U日期的上部4个样品是不可区分的，与相对不确定性（内部误差）优于20 ka，而最低的样品是明显比其他年轻。热模拟表明，这四个无法区分的日期是一致的，在30 kyr的影响内，在这个位置的熔体situconductive冷却。来自最低样品的较年轻的日期不能用与上覆样品一致的原位传导冷却来解释，但该日期在我们的热模型所示的冲击熔体片下方下盘岩石中熔体存在条件的6.5万年时间范围内。Morokokhal撞击事件在这里被限制在146.06 ± 0.16 Ma（2σ;完全外部不确定性），这比目前估计的J-K边界的年龄早了几百万年。
Impact cratering was a fundamental geological process in the early Solar System and, thus, constraining the timescales over which large impact structures cool is critical to understanding the thermal evolution and habitability of early planetary crusts. Additionally, impacts can induce mass extinctions and establishing the precise timing of the largest impacts on Earth can shed light on their role in such events. Here we report a high-precision zircon U–Pb geochronology study of the Morokweng impact structure, South Africa, which appears to have a maximum present-day diameter of ∼80 km. Our work provides (i) constraints on the cooling of large impact melt sheets, and (ii) a high-precision age for one of Earth's largest impact events, previously proposed to have overlapped theca. 145 Ma Jurassic–Cretaceous (J–K) boundary. High-precision U–Pb geochronology was performed on unshocked, melt-grown zircon from five samples from a borehole through approximately 800 m of preserved impact melt rock. Weighted mean206Pb/238U dates for the upper four samples are indistinguishable, with relative uncertainties (internal errors) of better than 20 ka, whereas the lowermost sample is distinguishably younger than the others. Thermal modeling suggests that the four indistinguishable dates are consistent within situconductive cooling of melt at this location within 30 kyr of the impact. The younger date from the lowest sample cannot be explained byin situconductive cooling in line with the overlying samples, but the date is within the ∼65 kyr timeframe for melt-present conditions in footwall rocks below the impact melt sheet that is indicated by our thermal model. The Morokweng impact event is here constrained to 146.06 ± 0.16 Ma (2σ; full external uncertainty), which precedes current estimates of the age of the J–K boundary by several million years.
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