ABSTRACT

The High Rock Lake and Lake St. Martin structures, on the northeastern flank of the Williston Basin in Manitoba, are circular craters commonly thought to be astroblemes. Apatite fission-track (FT) ages from basement rocks in the two structures are markedly younger than those previously derived in the region. Constraints from regional geohistory combined with forward modelling of apatite FT data indicate the following: 1. At High Rock Lake, apatites in a weakly foliated granite and a brecciated and metasomatised granite from the uplifted southwestern crater rim, were totally, or nearly totally, annealed in the range of ~435 ± 10 Ma. This range is interpreted as dating the time of cratering and is in excellent agreement with stratigraphic evidence which constrains the event as Late Ordovician to Mid-Silurian; 2. At Lake St. Martin, apatite from the central basement uplift was totally annealed in Late Triassic-Early Jurassic time in the range ~208 ± 14 Ma. This range is concordant with a previous Rb/Sr isotope estimate of 219 ± 32 Ma for the impact event. The crater rim at Lake St. Martin records an older apatite FT age which is attributed to the partial annealing effect (temperatures of ~125-130° C) from the same impact event; and 3. The resetting of apatite FT clocks within the basement rocks by two discrete Phanerozoic cratering events provides a unique opportunity to study the post cratering thermal history of the region. At High Rock Lake and Lake St. Martin samples achieved maximum paleotemperatures (~60-70° C) during the Eocene. This temperature range is in good agreement with data independently attained from organic maturity indicators elsewhere in the northeastern Williston Basin area.

RESUME

Les structures du lac High Rock et du lac St. Martin, sur le flanc nord-est du bassin de Williston, au Manitoba, Canada, sont des structures circularies communement interpretees comme des astroblemes. Les ages determines a partir des traces de fission (TF) de l'apatite provenant de roches de socle dans les deux structures sont remarquablement plus jeunes que ceux derives auparavant dans la region. Les contraintes fournies par l'histoire geologique regionale combinees a l'elaboration de modeles ("forward modelling") a partir de donnees sur les TF de l'apatite indiquent les choses suivantes. 1) Au lac High Rock, des apatites dans une granit de faible schistosite, et un granit brechique et metasomatise, provenant du bord souleve sud-ouest du cratere furent totalement ou presque totalement recuits a une date approximative de 435 ± 10 Ma. Cet intervalle est interprete comme etant l'age de la formation du cratere, et est en tres bon accord avec les preuves stratigraphiques qui placent des contraintes sur l'age de l'evenement entre l'Ordovicien superieur et le Silurien moyen. 2) Au lac St. Martin, de l'apatite provenant du soulevement central du socle fut totalement recuite durant le Trias superieur-Jurassique inferieur a une date approximative de 208 ± 14 Ma. Cet intervalle concorde avec une estimation precedente aux isotopes Rb/Sr de 219 ± 32 Ma pour l'impact. Le bord du cratere au lac St. Martin enregistre un age des TF de l'apatite plus eleve qui est attribue a un effet de recuite partielle (temperatures allant d'approximativement 125 a 130 °C) produite par le meme impact. 3) La remise a l'heure des horloges de TF de l'apatite dans les roches du socle par deux evenements de formation de cratere phanerozoiques distincts fournit une chance unique d'etudier l'histoire thermique qui suivit la formation de crateres. Au lac High Rock et au lac St. Martin des echantillons atteignirent des paleotemperatures maximales (approximativement 60 a 70 °C) durant l'Eocene. Cet ecart de temperature est en bon accord avec des donnees recueillies independamment a travers des indicateurs de maturite organique, ailleurs dans la region nord-est du bassin de Williston.

Traduit par Marc Charest.

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