Abstract Hydrothermal activity is a common phenomenon in the wake of impact events, yet identifying and dating impact hydrothermal systems can be challenging. This study provides the first detailed assessment of the effects of shock microstructures and impact-related alteration on the U-Pb systematics and trace elements of titanite (CaTiSiO5), focusing on shocked granite target rocks from the peak ring of the Chicxulub impact structure, Mexico. A > 1 mm long, shock-twinned titanite grain preserves a dense network of irregular microcracks, some of which exploit shock twin interfaces. Secondary microcrystalline anatase and pyrite are heterogeneously distributed along some microcracks. In situ laser ablation multi-collector inductively-coupled plasma mass spectrometry (LA-MC-ICPMS) analysis reveals a mixture of three end-member Pb components. The Pb components are: 1) common Pb, consistent with the Pb isotopic signature of adjacent alkali feldspar; 2) radiogenic Pb accumulated since magmatic crystallization; and 3) a secondary, younger Pb signature due to impact-related complete radiogenic Pb loss. The youngest derived ages define a regression from common Pb that intersects Concordia at 67 ± 4 Ma, in agreement with the established age of 66.04 ± 0.05 Ma for the Chicxulub impact event. Contour maps of LA-MC-ICPMS data reveal that the young ages are spatially restricted to microstructurally-complex domains that correlate with significant depletion in trace elements (REE-Y-Zr-Nb-Mo-Sn-Th) and reduction in magnitude of the Eu/Eu* anomaly. Mapping by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) show that patterns of localised element depletion in titanite are spatially related to microcracks, which are enriched in Al. The spatial correlation of ages and trace element abundance is consistent with localised removal of Pb and other trace elements from a pervasive network of fast fluid pathways in fractured domains via a fluid-mediated element transport process associated with the impact event. Here we interpret the 67 ± 4 Ma U-Pb age to represent hydrothermal Pb-loss in the Chicxulub peak ring in the wake of the impact event. These results highlight the potential of our analytical approach using titanite geochronology and geochemistry for dating post-impact hydrothermal activity in impact structures elsewhere.

中文翻译：

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震惊的泰坦石记录了希克苏鲁伯热液蚀变和撞击年龄

摘要 热液活动是撞击事件后的常见现象，但识别和确定撞击热液系统年代可能具有挑战性。本研究首次详细评估了冲击微观结构和冲击相关蚀变对钛铁矿 (CaTiSiO5) 的 U-Pb 系统和微量元素的影响，重点是墨西哥希克苏鲁伯冲击结构峰环的冲击花岗岩靶岩. > 1 mm 长的冲击孪晶钛石晶粒保留了密集的不规则微裂纹网络，其中一些利用冲击孪晶界面。次生微晶锐钛矿和黄铁矿沿一些微裂纹不均匀分布。原位激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱 (LA-MC-ICPMS) 分析揭示了三种端元 Pb 组分的混合物。铅组分为： 1) 普通铅，与相邻碱长石的铅同位素特征一致；2) 岩浆结晶以来积累的放射性铅；和 3) 由于与撞击相关的完全放射性铅损失，一个次要的、年轻的铅特征。最年轻的推导年龄定义了从与 Concordia 相交的普通 Pb 的回归，在 67 ± 4 Ma，与希克苏鲁伯撞击事件的既定年龄 66.04 ± 0.05 Ma 一致。LA-MC-ICPMS 数据的等值线图显示，年轻年龄在空间上仅限于微观结构复杂的区域，这些区域与微量元素 (REE-Y-Zr-Nb-Mo-Sn-Th) 的显着消耗和Eu/Eu* 异常。通过飞行时间二次离子质谱法 (ToF-SIMS) 绘制的地图表明，钛钛矿中局部元素消耗的模式在空间上与富含铝的微裂纹有关。年龄和微量元素丰度的空间相关性与通过与撞击事件相关的流体介导的元素传输过程从裂缝域中的快速流体通道的普遍网络中局部去除 Pb 和其他微量元素是一致的。在这里，我们解释了 67 ± 4 Ma U-Pb 年龄来代表撞击事件后希克苏鲁伯峰环中的热液铅损失。这些结果突出了我们使用钛铁矿年代学和地球化学对其他地方撞击结构中撞击后热液活动进行测年的分析方法的潜力。年龄和微量元素丰度的空间相关性与通过与撞击事件相关的流体介导的元素传输过程从裂缝域中的快速流体通道的普遍网络中局部去除 Pb 和其他微量元素是一致的。在这里，我们解释了 67 ± 4 Ma U-Pb 年龄来代表撞击事件后希克苏鲁伯峰环中的热液铅损失。这些结果突出了我们使用钛铁矿年代学和地球化学对其他地方撞击结构中撞击后热液活动进行测年的分析方法的潜力。年龄和微量元素丰度的空间相关性与通过与撞击事件相关的流体介导的元素传输过程从裂缝域中的快速流体通道的普遍网络中局部去除 Pb 和其他微量元素是一致的。在这里，我们解释了 67 ± 4 Ma U-Pb 年龄来代表撞击事件后希克苏鲁伯峰环中的热液铅损失。这些结果突出了我们使用钛铁矿年代学和地球化学对其他地方撞击结构中撞击后热液活动进行测年的分析方法的潜力。在这里，我们解释了 67 ± 4 Ma U-Pb 年龄来代表撞击事件后希克苏鲁伯峰环中的热液铅损失。这些结果突出了我们使用钛铁矿年代学和地球化学对其他地方撞击结构中撞击后热液活动进行测年的分析方法的潜力。在这里，我们解释了 67 ± 4 Ma U-Pb 年龄来代表撞击事件后希克苏鲁伯峰环中的热液铅损失。这些结果突出了我们使用钛铁矿年代学和地球化学对其他地方撞击结构中撞击后热液活动进行测年的分析方法的潜力。