The Foch Thrust-Potchefstroom Fault structural system, Vredefort, South Africa: a model for impact-related tectonic movement over a pre-existing barrier

• Published in: Journal of African earth sciences (1994) Vol. 30; no. 1; pp. 99 - 117
• Main Authors: Brink, M.C., Waanders, F.B., Bisschoff, A.A., Gay, N.C.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier Ltd 2000
• ISSN: 1464-343X; 1879-1956
• DOI: 10.1016/S0899-5362(00)00010-5

Immediately after the Vredefort impact, crustal material was accelerated outward. At least two concentric anticlinal folds, separated by an annular syncline, were formed around the centre of the Vredefort Astrobleme structure during the outward acceleration of crustal material. Over the limbs of the anticlines, facing towards the point of impact, imbricate thrust fault zones formed. The outcrop positions of the sole surfaces of the two thrust fault zones defined the original outlines of the two inner rings of the system, which are now obliterated by erosion. Beyond Ring 1, centrifugal tectonic movement took place over a major fault surface, termed the Black Reef Décollement Zone (BRDZ). The shape of the northwestern sector of the second ring is determined not only by the Foch Thrust sole, but also by a fault known as the Potchefstroom-Master Bedding Plane Fault (PMBF). Following the outcrop trace of the PMBF, an extensional fault with a craterward displacement, the western periphery of Ring 2, is distorted into a bulge towards the centre of the structure. The PMBF was formed during the stage of crater modification by detachment along the eastern flank of the Blaauwbank Anticline. The development of the anticline commenced during the period of deposition of the Central Rand Group (Upper Witwatersrand Supergroup), and extended into post-Transvaal times. The anticlinal axis crosses the remnant depositional basin of the Central Rand Group in a north-south direction. Episodes of uplift, caused by fold movement related to the formation of the anticline, controlled the sedimentation of the auriferous conglomerate beds, to form the ‘reefs’ of the goldfield known as the West Wits Line. The history of the fold and its interference with the shape of the second ring is explained and it is shown how a barrier such as this can be employed to determine the sequence of ring formation in a complex multi-ring basin of the Vredefort type.
Immédiatement après l'impact, les matériaux crustaux subissent une accélération centrifuge. Au cours de cette accélération, au moins deux plis anticlinaux concentriques, séparés par un synclinal annulaire, se sont formés autour du centre de l'astroblème de Vredefort. Des failles chevauchantes imbriquées apparaissent sur les bords des anticlinaux faisant face au point d'impact. La position à l'affleurement de la surface de base des deux zones de failles chevauchantes définit la forme originelle des deux anneaux internes du système, à présent disparus par érosion. Au delà de l'anneau 1, le mouvement tectonique centrifuge a pris place sur une surface majeure, nommée la Zone de Décollement du Niveau Noir (BRDZ). La forme du secteur nord-ouest du deuxième anneau n'est pas définie seulement par la surface du Chevauchement de Foch, mais aussi par une faille connue sous le nom de Plan de Faille de la Couche de Potchefstroom-Master (PMBF). En suivant la trace à l'affleurement du PMBF, une faille extensive avec déplacement vers le cratère, on constate que la périphérie occidentale de l'Anneau 2 est déformée en bombement vers le centre de la structure. Le PMBF s'est formé durant l'étape de modification du cratère par détachernent le long du flanc oriental de l'anticlinal de Blaauwbank. L'anticlinal a commencé de se développer durant la période de dépôt du Groupe Central du Rand (Supergroupe du Witwatersrand Supérieur) et a continué pendant la période post-Transvaal. L'axe de l'anticlinal croise le bassin résiduel du Groupe Central du Rand dans la direction nord-sud. Les épisodes de surrection provoqués par le plissement de l'anticlinal ont contrôlé la sédimentation des lits conglomératiques aurifères et constitué les couches d'Au connues sous le nom de la Ligne des Wits Occidentaux. En expliquant l'histoire du plissement et de son interférence avec la forme du deuxième anneau, nous montrons comment une barrière comme cet anticlinal a pu être utilisée pour déterminer la séquence d'anneaux dans un bassin complexe à plusieurs anneaux du type Vredefort.