ГЕОХИМИЯ, 2007, № 10, с. 1043-1056
КОНЦЕНТРИЧЕСКИ-ЗОНАЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ В ОБРАЗЦЕ МЕТЕОРИТА Kaidun
© 2007 г. А. В. Иванов, М. А. Иванова, Н. Н. Коненкова
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина 19, e-mail: andrei_ivanov@geokhi.ru Поступила в редакцию 20.04.2006 г.
Приводятся результаты структурно-минералогического исследования класта Kaidun #d6A. Основными минералами класта являются филлосиликаты, распространены карбонаты и сульфиды, безводные силикаты отсутствуют. Класт характеризуется экстремально высоким содержанием включений широкого диапазона размеров и чрезвычайно разнообразных по составу и структуре -от полностью переплавленных до практически не изменившихся при поступлении на родительское тело. Среди последних - два включения, имеющих концентрически-зональную структуру, которые ранее в метеоритах не отмечались. Одно из них сложено серпентином, который по периферии замещен тальком. Формирование включения связано с силификацией под действием кремнесодержа-щего водного флюида при температуре более 300°С. Второе включение состоит из чередующихся зон карбоната кальция и филлосиликатов. Структура и состав включения дают основания полагать, что его формирование связано с процессом метасоматического изменения карбонатов под действием кремнезем- и глиноземсодержащих водных флюидов при температуре порядка 400-500°C. Такие процессы характерны для крупной дифференцированной планеты, и нет оснований ожидать их в родительских телах углистых хондритов, каковым является метеорит Kaidun. Результаты исследования класта #d6A хорошо согласуются с гипотезой о Фобосе как о родительском теле метеорита Kaidun. Соответственно, включения #d6Aa и #d6Ab, подобно ранее изученным богатым щелочами кластам, имеют, по-видимому, марсианское происхождения. Изученный класт является, вероятно, частью поверхностного слоя реголита Фобоса, компактизированного в процессе водного изменения вещества и в последующем захороненного в более глубоком слое.
ВВЕДЕНИЕ
Метеорит Kaidun содержит беспрецедентно широкое разнообразие образцов внеземного вещества, включая продукты процессов, протекавших на ранней, доаккреционной стадии истории вещества (небулярная конденсация, газовый метасоматоз, агломерация, небулярное плавление), продукты процессов, происходивших на родительском теле метеорита (ударное плавление, водное изменение, перенос вещества), и продукты процесса магматической дифференциации вещества, что характерно для достаточно крупных планетных тел [1-3].
В настоящей статье приводятся результаты исследования необычного класта #d6A, обнаруженного в полированном шлифе #d6, который чрезвычайно богат разнородными включениями.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование вещества проводилось традиционными методами оптической микроскопии и методом сканирующей электронной микроскопии на приборе CamScan. Химический состав минеральных фаз изучался методом рентгеноспектрального микроанализа на приборе Camebax-microbeam. В
большинстве случаев анализы проводились при силе тока 30 нА и ускоряющем напряжении 15 кВ. При исследовании минеральных фаз, вещество которых обладало высокой летучестью при стандартном режиме, анализы проводились в режиме растрового сканирования по площади с разверткой 2 мкм. В качестве образцов сравнения использовались природные минералы и искусственные соединения как из коллекции ГЕОХИ РАН, так и предоставленные Смитсонианским Институтом, Вашингтон, США. Расчет результатов анализов проводился по методам ZAF-коррекции.
Идентификация всех присутствующих в образце минеральных фаз проведена на основе химических анализов.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КЛАСТА #d6A
Форма класта #d6A (рис. 1) в первом приближении может быть определена как треугольная со сглаженными углами, максимальный размер класта около 4 мм. Важнейшей характеристикой класта является экстремально высокое содержание в нем чрезвычайно разнообразных по структуре и составу чужеродных включений широкого диапазона размеров - от 2-х миллиметров до первых десятков
Рис. 1. Общий вид богатого включениями класта #(!6А. Буквами а, б и в обозначены наиболее крупные включения класта - соответственно #(!6Аа, #(!6АЬ и #(!6Ас, буквой Я - сульфидно-энстатитовый агрегат #(!6К. Стрелками показаны границы класта #(!6А. Снимок в обратно-рассеянных электронах.
микрометров и менее. Фактически в этой гетерогенной брекчии достаточно трудно найти участки, не содержащие включений.
Основными минералами класта являются фил-лосиликаты. Широко распространены карбонаты и сульфиды. В подчиненных количествах присутствуют оксиды железа. Безводные силикаты в пределах класта не обнаружены.
МАТРИЦА КЛАСТА
Главными минералами матрицы класта являются филлосиликаты, менее распространены сульфиды, в подчиненном количестве присутствуют оксиды железа.
Филлосиликаты матрицы класта, судя по химическому составу (таблица, состав 1), представлены преимущественно магнезиальными серпентинами. Высокое содержание здесь А1203 (~6 мас. %) позволяет предполагать, что это лизардит, в котором наблюдается наиболее высокое содержание А1203 (до 7 мас. % и более) среди земных политипов
Рис. 2. Сульфидная оболочка вокруг включения #(!6Аа. Удлиненные кристаллы сульфида окружены тонкой филлосиликатной оболочкой. Светлые образования неправильной формы в правой части снимка -выделения железистого серпентина в тальковой зоне включения #(!6Аа. Снимок в обратно-рассеянных электронах.
серпентина, тогда как в хризотиле и антигорите оно обычно не превышает 1 мас. % [4].
Сульфиды в матрице представлены в основном многочисленными удлиненными кристаллами длиной до 30 мкм и толщиной до 8-10 мкм. Эти кристаллы встречаются в матрице повсеместно и образуют каймы вокруг всех присутствующих в класте включений (рис. 2). В матрице присутствуют также изометричные зерна сульфидов. Сульфиды обеих морфологий обычно сильно корродированы и имеют неровную сильно изъеденную поверхность. Содержание N1 в сульфидах колеблется в пределах 6-12 мас. %, а сумма анализа обычно ниже 100%.
Удлиненные кристаллы пирротина, подобные по морфологии кристаллам сульфида описываемого образца, достаточно обычны в метеорите К^ил и были детально изучены в образце #01.3.18 [5]. Кристаллы в этом образце значительно крупнее по сравнению с образцом #d6A, однако также образуют каймы вокруг включений. Следует отметить, что в образце #01.3.18 кристаллы пирротина такого габитуса в действительности являются поликристаллами с размером составляющих менее 1 мкм [5].
Во многих случаях удлиненные кристаллы сульфида в описываемом образце покрыты по длинной оси оболочкой филлосиликатов толщиной до 3-5 мкм (рис. 2). Морфология оболочек здесь аналогична таковой пирротинов образца #01.3.18, хотя толщина оболочек в последнем значительно больше - до 20 мкм. Химический состав
м о
к
к
1
о
о о о
Химический состав (среднее и вариации, мае. %) силикатных компонентов фрагмента #d6A
Зоны включения
SiO2 А1203 Сг203 FeO МпО MgO СаО №20 к20 №0 S
Сумма
1. Филлосиликаты матрицы (10)*
2. Оболочка ламел-лей пирротина (5)
3. Центральная зона, серпентин (5)
4. Фронт изменения, серпентин (4)
5. Средняя зона, тальк (7)
6. Участки серпентина в тальке (5)
7. Филлосиликаты краевой зоны (6)
8. Серпентин (8)
9. Хлорит (9)
42.0
38.7-43.2 38.0
37.1-39.5
42.1
40.6-43.7 41.0
40.2-42.5 60.4
59.3-61.3 37.9
36.2-38.7 42.3
40.3-45.7
39.0
36.7-40.4 32.6
30.5-34.7
Матрица фрагмента
4.12
1.86-7.98 5.95
5.59-6.29
2.05
1.65-2.58 2.20
1.18-3.22 0.53
0.45-0.63 4.19
3.93-4.58 2.76
1.95-4.05
4.17
2.69-5.35 14.9
12.7-17.5
0.31
0.14-0.70 0.90
0.72-1.11
<0.05-0.07
<0.05-0.11
<0.05-0.11 0.12
0.05-0.25 0.17
0.05-0.48
<0.05-0.29 0.51
0.23-0.75
12.3
8.36-18.0 12.7
11.8-14.0
9.00
7.96-9.78 12.4
11.6-12.9 4.74
4.05-5.39 22.9
22.1-24.3 11.3
9.43-13.9
12.1
10.4-13.7 13.7
11.7-15.4
0.16
0.09-0.27 0.11
0.06-0.15
29.0
23.5-34.6 28.2
27.2-29.1
Включение #d6Aa
0.19
0.12-0.37 0.42
0.37-0.51
<0.05-0.11 0.17
0.11-0.23 0.24
0.17-0.46
Включение #d6Ab
0.25
0.17-0.40 0.31
0.22-0.38
Включение #d6Ac
0.33
0.09-0.70 0.10
0.09-0.14
0.33
0.09-0.67
0.22 0.20-0.26
<0.05-0.33
0.09 0.06-0.12
0.24
0.05-0.98
0.41 0.26-0.61
0.35
0.05-1.13 0.92
0.57-1.56
88.81
87.60
34.0
32.2-37.2 31.9
29.0-33.0 27.3
25.6-28.8 22.8
21.8-23.8 30.6
26.0-34.6
32.1
28.4-34.1 27.0
25.1-28.6
<0.05-0.06 0.05
0.05-0.06 0.11
0.05-0.30 0.14
0.09-0.20 0.10
0.05-0.15
0.16 0.08-0.22
0.17
0.13-0.22
<0.05-0.10
<0.05-0.09
0.15 0.12-0.20
0.21 0.16-0.28
0.20
0.11-0.45
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05-0.06 0.06
0.05-0.16
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05-0.07 0.06
0.05-0.07
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05
<0.05-0.11
<0.05-0.16
<0.05-0.26
<0.05
<0.05
<0.05-0.16
<0.05-0.07
<0.05-0.06
<0.05-0.06
87.34 87.97 93.23 88.43 87.79
87.782* 89.413*
10. Кристаллы ядра 42.3 2.15 0.53 10.6 0.32 31.7 - 0.17 - - - 87.77
(4) 41.8-42.8 2.12-2.20 0.50-0.58 10.4-10.9 0.27-0.34 31.0-32.3 <0.05-0.07 0.13-0.20 <0.05 <0.05 <0.05
Я О
д с
И
д
Ч ч Ё Л И
о
я -
О
д >
й4 д № нч
И
О Ч ч
Ч
ч №
о
(Л
Таблица. Окончание
Зоны включения SiO2 А120э Сг20э Бе0 Мп0 MgO Са0 №20 К20 №0 S Сумма
11. Мезостазис ядра (3) 34.5 34.1-34.7 10.5 10.0-10.8 0.21 0.17-0.28 14.2 13.2-15.0 0.21 0.15-0.26 25.3 24.8-26.4 0.21 0.12-0.39 0.30 0.29-0.32 <0.05 0.10 0.05-0.14 0.08 0.07-.009 85.61
12. Кристаллы оболочки (3) 39.1 38.6-40.3 2.26 1.98-2.50 0.66 0.52-0.75 9.63 7.89-10.9 0.24 0.21-0.27 29.1 28.1-29.7 0.08 0.07-0.10 0.15 0.11-0.18 <0.05 0.08 0.06-0.10 0.06 0.06-0.07 81.36
13. Мезостазис оболочки (3) 37.8 37.1-38.3 3.01 2.40-3.52 0.70 0.63-0.82 11.3 9.90-13.2 0.22 0.19-0.26 27.6 25.2-29.4 0.10 0.07-0.13 0.22 0.15-0.30 <0.05 <0.05-0.09 0.12 0.06-0.22 87.77
Включение #d6Ah
14. Псевдо-кри-сталл (7)
15. Включение ] кристалле (6)
40.9
38.8-42.9 37.9
37.0-38.4
2.65
1.65-3.71 4.19
3.52-5.53
0.39
0.14-0.66
0.65 0.12-1.12
10.8
8.29-12.4 14.5
11.9-21.1
0.24
0.17-0.36 0.17
0.15-0.21
31.5
28.9-35.0 27.3
24.4-29.2
0.13
0.08-0.19 0.31
0.09-0.57
0.12
0.08-0.14 0.2
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.