Magnétisme des cratères d'impact de météorite à Vredefort (Afrique du Sud) et Rochechouart (France)

par Laurent Stéphane Olivier Carporzen

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Stuart Gilder.

Soutenue en 2006

à Paris 7 .

mots clés

• Cratères météoritiques
• Paléomagnétisme

Résumé

Nous caractérisons le magnétisme de deux cratères d'impact de météorite. A Rochechouart (France ; 214±8 Ma), deux polarités enregistrées dans les brèches d'impact ont un pôle paléomagnétique statistiquement identique à celui du cratère d'impact de Manicouagan (Canada ; 214±1 Ma) selon la courbe de référence au Trias Supérieur, suggérant que les deux cratères ont comme origine un événement d'impacts multiples. Le cratère de Vredefort (Afrique du Sud ; 2023±4 Ma), possède des magnetites Archéennes de taille poly-domaines et une deuxième génération de magnetites de taille plutôt mono domaine qui ont cristallisées lors de l'impact. Pour la première fois dans une roche cristalline, nous démontrons la présence de deux transitions de Verwey. Une des transitions, à -124 K, est associée aux magnetites Archéennes et l'autre (-102 K) aux magnetites non-stoichiométriques liées à l'impact. En outre, nous observon: que les propriétés des transitions de Verwey sont modifiées par un accroissement de température. Ceci suggère que les roches du socle n'ont pas été chauffées globalement au-dessus de ~500°C depuis l'impact. Nous observons qu'une partie des roches ont enregistrées une aimantation thermorémanente et que d'autres ont été foudroyées. Pourtant, il semble que les aimantations de certains échantillons ne peuvent pas être expliquées par ces types d'acquisition de l'aimantation. Pour ces dernières, nous proposons que leurs fortes aimantations aléatoirement distribuées aient comme source le champ magnétique généré par le plasma de l'impact.

Titre traduit

Meteorite impact crater magnetism in Vredefort (South Africa) and Rochechouart (France)

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Résumé

We characterise the paleomagnetism and rock magnetism of two meteorite impact craters. In Rochechouart (France; 214±8 Ma), dual polarities recorded in impact breccias have a paleomagnetic pôle statistically identical to the Manicouagan (Canada; 214±1 Ma) crater in an Upper Triassic reference frame, suggesting that both craters owe their origin to a multiple impact event. The Vredefort (South Africa; 2023±4 Ma) crater possesses multi-domain-sized Archean magnetites and a new generation of magnetite, skewed toward single domain sizes, which crystallised during the impact. For the first time in a crystalline rock, we demonstrate the presence of two Verwey transitions. One of the transitions, at ~124 K, is associated with thé Archean magnetites and thé other (~102 K) to non-stoichiometric magnetite linked to the impact. Furthermore, we observe that the Verwey transitions are modified by heating, possibly suggesting that the basement rocks have not been globally heated above ~500°C since the impact. We observe that a fraction of the rocks recorded a thermo-remanent magnetization and that some samples had been hit by lightning. However, it seems that thé magnetizations in some samples can not be explained by either type of remanent acquisition processes. For these, we propose that their intense and randomly oriented magnetizations owe their origin to a magnetic field generated by the plasma of the impact.