Aeromagnetic anomalies and structural model of the Chicxulub multiring impact crater, Yucatan, Mexico Translated title: Anomalías aeromagnéticas y modelo estructural del cráter de impacto multianular de Chicxulub, Yucatán, México

Abstract

A structural model of the Chicxulub crater is derived from aeromagnetic anomaly modeling, borehole information and magnetic mineral data. Magnetic susceptibility measurements from borehole cores and samples in the crater show that suevite-like breccias have a variable strong magnetic signature, which is related to basement and melt clasts. The crystalline component estimated from clast analyses in the suevite-like breccias has on average higher magnetic susceptibilities (up to 1200×10-5 SI) than that of impact melt (~500×10-5 SI) and crystalline basement (400×10-5 SI). Reduction to the pole and downward analytical continuations show the discrete composite character of the anomaly, with inverse dipolar anomalies. The second-derivative of magnetic anomaly depicts five concentric rings, with the external ring correlating with the cenote ring and marking the surface expression of crater rim. The analytical signal and the radially averaged spectrum yield an estimate of the averaged depth to the magnetic sources, ranging from 1000 to 6000 m. There are three major magnetic sources within the Chicxulub crater: 1) the melt unit, 2) the suevite-like breccia, and 3) the central uplift. Using all these data, including new 2-D magnetic models, a new structural model is proposed. It reveals a system of regional vertical faults that explain the magnetic signal over the southern sector of the crater, whereas a 2.5 km deep central uplift and highly magnetized breccia sequences and melt sheet might be the sources of the main magnetic anomalies.

Translated abstract

En este trabajo presentamos un modelo actualizado de la estructura de impacto de Chicxulub, utilizando nuevos modelos de la anomalía aeromagnética. Estudios de la variación de la susceptibilidad magnética a lo largo de la columna litológica al interior del cráter revelan que las brechas de tipo suevita tienen una firma magnética más fuerte que la unidad fundida (melt). La componente cristalina, estimada a partir del análisis de clastos encontrados en las brechas de tipo suevita, tiene una susceptibilidad magnética más alta (hasta 1200×10-5 SI), que el melt (~500×10-5 SI) y los clastos del basamento cristalino (400×10-5 SI). La reducción al polo y la continuación hacia abajo, documentan el carácter fragmentado de la anomalía. La segunda derivada de la anomalía aeromagnética delinea cinco anillos concéntricos al interior del cráter; el último anillo se correlaciona con el anillo de cenotes, lo cual apoya la interpretación de que el origen del anillo de cenotes está ligado con el cráter. La señal analítica y el espectro radialmente promediado arrojan una profundidad estimada a las fuentes magnéticas que va de los 1000 m a los 6000 m. Utilizando estos datos desarrollamos nuevos modelos magnéticos en 2-D, los cuales indican que el carácter fraccionado en la porción norte del cráter está controlado por un sistema de fallas verticales. La principal anomalía central es producto de un levantamiento estructural, cuya cima se encuentra a ~2,500 m de profundidad a partir del fondo marino, en el área central del cráter.