научная статья по теме РАДИАЦИОННЫЙ ВОЗРАСТ И ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО МЕТЕОРИТА-АХОНДРИТА DHOFAR-007 (ОМАН) – ФРАГМЕНТА ПОРОДЫ С АСТЕРОИДА ВЕСТА Геология

Текст научной статьи на тему «РАДИАЦИОННЫЙ ВОЗРАСТ И ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО МЕТЕОРИТА-АХОНДРИТА DHOFAR-007 (ОМАН) – ФРАГМЕНТА ПОРОДЫ С АСТЕРОИДА ВЕСТА»

ПЕТРОЛОГИЯ, 2007, том 15, № 1, с. 3-20

УДК 552.6

РАДИАЦИОННЫЙ ВОЗРАСТ И ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ НОВОГО МЕТЕОРИТА-АХОНДРИТА DHOFAR-007 (ОМАН) - ФРАГМЕНТА

ПОРОДЫ С АСТЕРОИДА ВЕСТА

© 2007 г. Ю. А. Шуколшков*, М. А. Назаров**, Е. В. Корочанцева**

*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199000 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2, Россия; e-mail: admin@ad.iggp.ras.spb.ru **Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991 Москва, ул. Косыгина, д.19, Россия; e-mail: meteorites@geokhi.ru Поступила в редакцию 15.11.2005 г.

Проведено исследование изотопного состава благородных газов в метеорите Dhofar 007, который согласно полученным петрографо-минералогическим данным является кумулятивным брекчиро-ванным эвкритом с высокими содержаниями сидерофильных элементов. По концентрации благородных газов Dhofar 007 не отличается от других эвкритов. Полученная оценка его радиационного возраста (11.8 ± 0.8 млн. лет) совпадает с одним из максимумов на гистограмме радиационных возрастов эвкритовых метеоритов. Можно предполагать, что Dhofar 007, так же как и другие эвкриты, был выброшен с поверхности их родительского тела (предположительно астероида Веста) около 12 млн. лет назад. Действительный возраст эвкрита Dhofar 007, оцененный по соотношению плуто-ногенного Xe и концентрации Nd, составляет 4476 ± 22 млн. лет. Калий-аргоновый возраст значительно меньше - 3.7-4.1 млрд. лет, что указывает на некоторые потери радиогенного аргона в истории метеорита, связанные, скорее всего, с событиями ударного метаморфизма.

Предварительные петрографические и минералогические исследования (Afanasiev et а1., 2000; Yamaguchi et а1., 2003) показали, что найденный в Омане метеорит Dhofar 007 относится к классу ахондритов и может являться фрагментом вещества дифференцированной малой планеты, вероятно астероида Веста. Изучение изотопных особенностей таких космических тел представляет большой интерес. Хотя опубликовано множество работ по этой тематике (Шуколюков, 2003), накопление изотопно-космохимических данных о малых планетах Солнечной системы продолжается, и данная работа пополняет сведения о метеоритах-ахондритах. Целью работы было следующее: 1) изучение петрографии, минералогии и химического состава метеорита Dhofar 007, 2) определение изотопных характеристик всех благородных газов этого метеорита и сравнение их с соответствующими характеристиками ранее изученных и описанных в литературе ахондри-тов-эвкритов, 3) определение его радиационного возраста и сопоставление с возрастами других ахондритов, 3) оценка 244Рц/Ш возраста метеорита Dhofar 007, 4) оценка возраста удержания радиогенного аргона в этом метеорите.

ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Метеорит Dhofar 007 массой 21 кг 270 г был найден 12.02.1999 г. в пустынном районе Омана в

точке с координатами 18°20.1' с.ш. и 54°10.9' в.д. Прозрачно полированные шлифы этого метеорита площадью ~2 см2 и ~6 мм2 были изучены под оптическим микроскопом в отраженном и проходящем свете. Химические составы минералов определяли методом электронно-зондового микроанализа на приборе CAMEBAX в ГЕОХИ РАН (Москва). Анализы проводили при ускоряющем напряжении 15 кВ, силе тока 20 нА и времени измерения 20 с. Для определения содержания главных и второстепенных элементов образец Dhofar 007 весом 2.03 г был растерт в порошок в агатовой ступке, из которого затем было отобрано несколько навесок для различных методов анализа. Концентрации Si, Ti, Al, Cr, Fe, Mn, Mg, Ca и P определяли в 500-миллиграммовой навеске рент-генофлюоресцентным методом и в 100-милли-граммовой навеске атомно-эмиссионным методом с применением индуктивно связанной плазмы. Натрий и редкие элементы измеряли нейтронно-активационным анализом в 20-милли-граммовой навеске.

Для исследования благородных газов были отобраны две пробы массой 0.4564 г (Dhofar 007-a) и 0.4374 г (Dhofar 007-b). Измерения изотопного состава и концентрации всех благородных газов выполнены по стандартной методике на модернизированном изотопном масс-спектрометре MAP 215 в статическом вакуумном режиме. Для измерения количеств Ne, Ar, Kr и Хе методом "высоты пи-

Таблица 1. Сопоставление измеренных изотопных отношений в стандартах - атмосферных №, Аг, Кг и Хе - и табличных данных (Озима, Подосек, 1987)

Изотопное отношение Измерено в стандарте Табличное значение Изотопное отношение Измерено в стандарте Табличное значение

20Ne/22Ne 9.762 ± 0.065 9.800 136Xe/132Xe 0.3269 ± 0.0018 0.3294

21Ne/22Ne 0.0293 ± 0.0017 0.0290 134Xe/132Xe 0.3873 ± 0.0019 0.3879

40Ar/36Ar 282.8 ± 6.7 295.5 131Xe/132Xe 0.7895 ± 0.0017 0.7890

38Ar/36Ar 0.181 ± 0.02 0.188 130Xe/132Xe 0.1515 ± 0.0007 0.151

86Kr/84Kr 0.3029 ± 0.0020 0.3052 129Xe/132Xe 0.9839 ± 0.0045 0.9832

83Kr/84Kr 0.2019 ± 0.0011 0.2014 128Xe/132Xe 0.0713 ± 0.0006 0.0714

82Kr/84Kr 0.2037 ± 0.0017 0.2022 126Xe/132Xe 0.00331 ± 0.00013 0.00330

80Kr/84Kr 0.0404 ± 0.0004 0.0396 124Xe/132Xe 0.00361 ± 0.00019 0.00354

78Kr/84Kr 0.00631 ± 0.00010 0.00609

ков" использовали стандарты - дозированные с помощью газовой пипетки известные количества соответствующих атмосферных газов. Сопоставление ионных токов ("высоты пиков") от стандартного и определяемого количества газа позволяло рассчитать последнее по стандарту. Изотопную масс-дискриминацию определяли также по изотопным отношениям в стандартах. Во все данные введена поправка на этот эффект. Для иллюстрации величины масс-дискриминации в табл. 1 приведены изотопные отношения в стандартах. Средняя величина эффекта изотопной масс-дис-криминации не превышала 0.3% на 1 а.е.м. Чувствительность при измерениях была такой: 4Не -

- (3.11 ± 0.09) х 10-16, 20№ - (1.64 ± 0.02) х 10-14, 84Кг - (1.61 ± 0.09) х 10-15, 132Хе - (1.18 ± 0.04) х х 10-15 см3/импульс (вторично-электронный умножитель), 40Аг - (1.24 ± 0.02) х 10-7 см3/вольт (электрометр). Суммарный бланк системы выделения и камеры масс-спектрометра обычно был следующим: 4Не - 3 х 10-11, 20№ - 3 х 10-12, 84Кг -

- 5 х 10-14, 132Хе - 9 х 10-14 см3 (вторично-электронный умножитель), 40Аг - 3 х 10-9 см3 (электрометр).

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Петрография, минералогия и химический состав

Dhofar 007 был классифицирован как кумулятивный эвкрит (Afanasiev et а1., 2000), но отмечалось (Yamaguchi et а1., 2003), что он может быть отнесен к полимиктовым эвкритам. Изучение распилов образцов Dhofar 007 показало, что этот метеорит представляет собой брекчированную породу, которая состоит преимущественно из крупных сантиметровых кластов, цементируе-

мых небольшим количеством тонкозернистой обломочной матрицы. Класты визуально различаются по размеру зерен и по содержанию металла. Жилы ударного расплава толщиной до 7 мм рассекают метеорит. Мы исследовали два крупнозернистых, обогащенных FeNi-металлом класта, поскольку обломки такого типа преобладают в породе. Класты имеют габбровую структуру и состоят из почти равных количеств пироксена и плагиоклаза, имеющих размер зерен в пределах 0.2-0.8 мм. Акцессорными минеральными фазами являются кремнезем, FeNi-металл, троилит, хромит, Са-фосфат и продукты выветривания. Зерна FeNi-металла размером 50-200 мкм, как правило, встречаются в ассоциации с троилитом и расположены между зернами плагиоклаза и пироксена. В пироксене наблюдаются структуры распада, состоящие из ламеллей низко-Са пироксена (En49.9-52.8Fs43.1-45.8Wo2.9-4.7) и авгита (En42.2-44.7Fs24.4-27.0W028.3-32.0). Толщина ламеллей распада обычно меньше 10 мкм. Валовый состав зерен пироксена: En47.7-49.7Fs41.3-43.9Wo8.1-10.0, Mg/(Mg + Fe) = 53-55 (атом.), Fe/Mn = 2735 (атом.), TiO2 = 0.29-0.51 мас.%. Плагиоклаз -высококальциевый (An89.7-929Ab6.9-9.9Ort0.1-04) и характеризуется низким содержанием K2O. FeNi-металл представлен камаситом и тэнитом.

По содержанию главных и второстепенных элементов Dhofar 007 аналогичен кумулятивным эвкритам (табл. 2). Для него характерны (рис. 1, 2) высокая магнезиальность, низкие содержания несовместимых элементов (Ti, РЗЭ, Hf), типичное для кумулятивных эвкритов обогащение тяжелыми РЗЭ по сравнению с легкими при положительной Eu-аномалии (Mittlefehldt et al., 1998; Barrat et al., 2000). Содержание Sc в Dhofar 007 также характерно для кумулятивных эвкритов (Warren et al., 1990), а по Fe/Mn отношению, равному 31,

Dhofar 007 не отличается от метеоритов эвкрито-вой группы (Mittlefehldt et al., 1998).

Интересно отметить, что Dhofar 007 обогащен сидерофильными элементами и FeNi-металлом по сравнению с другими эвкритами. Наши данные свидетельствуют о том, что этот метеорит содержит 870 мкг/г Ni, 53 мкг/г Co, 15 нг/г Au, в то время как кумулятивные эвкриты в среднем содержат 11 мкг/г Ni, 11 мкг/г Co, 2 нг/г Au (Warren et al., 1990). Высокое содержание сидерофильных элементов в Dhofar 007 можно объяснить контаминацией веществом хондритового или железного ударника. Если предположить, что изначально содержания Ni, Co, Au были типичными для кумулятивных эвкритов, то крупнозернистые класты Dhofar 007, обогащенные металлом, должны содержать 8-9% хондритовой компоненты CI или ~5% хондритовой компоненты H-типа. Поскольку металл распределен неравномерно в брекчии, то количество хондритового материала в породе может быть ниже.

Таким образом, Dhofar 007 может быть классифицирован как брекчированный кумулятивный эвкрит, сильно обогащенный сидерофильными элементами и FeNi-металлом. В истории этого метеорита прослеживается, по меньшей мере, три ударных события: (1) контаминация метеоритным веществом исходного кумулятивного эв-крита или его родительского расплава; (2) последующее брекчирование; (3) образование жил ударного расплава.

Общая характеристика благородных газов эвкрита Dhofar 007

Общие концентрационные характеристики благородных газов метеорита Dhofar 007 не отличаются от таковых других метеоритов-эвкритов, приведенных в работе (Schultz, Franke, 2000). Это видно на примере нескольких диаграмм концентрации изотопов гелия, неона и аргона. Экспериментальные точки метеорита Dhofar 007 попадают в области диаграмм, характерные именно для эвкритов (рис. 3).

Изотопный состав гелия, неона и аргона метеорита Dhofa

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»