CC BY
46
УДК 552.61 DOI: 10.19110/2221-1381-2016-7-10-18
ЖЕЛЕЗНЫЙ МЕТЕОРИТ БОЛЬШОЙ ДОЛГУЧДИ: РЕЗУЛЬТАТЫ МИНЕРАЛОГО-ГЕОКИМИЧЕСКИК ИССЛЕДОВАНИЙ
В. И. Силаев1, A. В. Кокин2, В. Н. Филиппов1, Д. В. Киселёва3, Н. С. Нефедьева4
1Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар silaev@geo.komisc.ru 2 РАНХиГС, Ростов-на-Дону, alex@avkokin.ru 3Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, podarenka@mail.ru 4Сыктывкарский государственный университет им. Питирима Сорокина, Сыктывкар
Обсуждаются результаты минералого-геохимических исследований практически не изученного железного метеорита Большой Долгучан. Метеорит характеризуется атакситовой структурой, на 85—90 % железоникелевым составом, содержит более 50 микроэлементов, аномально обогащаясь Pt, Rh, Ru, Ir, Tl, W, Pb, Mo, B, Re. Выявлена примесь свободного изотопно-легкого углерода. Минеральный состав определяется железоникелевыми твердыми растворами и интерметаллидами, троилитом, беспрецедентным по химическому и минальному составу хромшпинелидом. Впервые в метеоритах обнаружена кремниевая фаза, представляющая собой, вероятно, гидриды кремния или (и) силицид лития. По совокупности микроструктурных и минералого-геохимических свойств Большой Долгучан целесообразно отнести к группе единичных аномалов UNGR.
Ключевые слова: железный метеорит, микроструктура, железоникелевые твердые растворы и интерметаллиды, троилит, хромит, кремниевая фаза.
IRON METEORITE BIG DOLGUCHAN: RESULTS OF MINERALOGICAL-GEOCHEMICAL RESEARCHES
V. I. Silaev1, V. A. The Kokin2, V. N. Filippov1, D. V. Kiseleva, N. S. Nefedeva3
institute of Geology, Komi Scientific Center, UB RAS, 2RANHGS, Rostov-on-Don 3 Institute of Geology and Geochemistry UB RAS 4Syktyvkar State University
The results of mineralogical and geochemical studies of iron meteorite Big Dolguchan are discussed. The meteorite is characterized by taxitic structure, 85—90 % nickel-iron composition contains more than 50 microelements, abnormally enriched Pt, Rh, Ru, Ir, Tl, W, Pb, Mo, B, Re. Also the admixture of free isotopically light carbon is revealed. The mineral composition is determined by the iron-nickel intermetallic compounds and alloys, troilite unprecedented chemical and nominal composition of chromespinelides. For the first time in meteorites we discovered a silicon phase, which is probably composed of silicon hydrides or (and) lithium silicide. From the combination of microstructural and mineralogical and geochemical properties of the Big Dolguchan is to be attributed to a group of single Anomalies UNGR.
Keywords: iron meteorite, microstructure, intermetallic compounds and alloys, nickel-iron, troilite, chromite, silicon phase.
Введение
Согласно современной статистике, среди упавших на Землю за последние 100—200 лет метеоритов [4, 18] резко преобладают (92.5—93.3 % встречаемости) каменные — хондриты и ахондриты. На железные метеориты (сидериты) приходится 5.3—5.7 %, а на желе-зокаменные всего 0.8—1.3 %. Очевидно, что относительная редкость железных метеоритов не может не сказываться на степени их изученности, хотя именно они и представляют собой наиболее ценный в научном отношении объект исследований. Последнее обусловлено по крайней мере двумя причинами. Во-первых, есть основания полагать, что железные метеориты как минимум не моложе Солнца, поскольку образовались за счет газопылевого облака, оставшегося после взрыва первоначальной сверхновой горячей массивной звезды [14, 17], и поэтому являются непосредствен -ным продуктом звездного нуклеосинтеза. Во-вторых, железные метеориты могут представлять собой обломки металлических ядер планет земного типа, в которых происходили недостаточно пока понятные нам обменные процессы, сильно повлиявшие на формирование каменной мантии [12, 13].
Объект исследований
Объектом изучения послужил один из железных метеоритов, найденных в Восточной Сибири. Как известно, к настоящему времени здесь обнару-
жено 12 метеоритов (в последовательности мест падения с запада на восток) — Тунгусский, Нохтуйск, Попигайский, Жиганск, Ундюлюнг, Бургали, Онелло, Пот-7, Большой Долгучан, Эльга, Тобычан, Семчан — из которых один является хондритом LL4 (Ундюлюнг), а остальные — палласитами и сидеритами, подразделенными по структуре на октаэдриты и атакситы [1, 3, 5, 6, 8]. По химической классификации некоторые из упомянутых железных метеоритов соответствуют группам IAB, IIE, IVA. В отношении других этот вопрос пока еще не решен. Наименее изученным в настоящее время восточносибирским метеоритом является железный метеорит Большой Долгучан, найденный в сентябре 1992 г. горным мастером В. Ф. Романовым при отработке аллювиальной золотой россыпи на одноименной реке — притоке р. Онелло, впадающей, в свою очередь, в р. Хандыгу. Метеорит находился под толщей аллювиальных отложений мощностью от 5 до 20 и более метров, что свидетельствует о значительной давности его падения. Результаты предварительных исследований [7, 11] сразу же указали на уникальные особенности Большого Долгучана.
Исследуемый метеорит, названный так А. В. Ко-киным, характеризуется уплощенно-каплевидной формой, типичной регмаглиптовой скульптурой поверхности, первоначальным размером 7.5 х 4.5 х 1.5 см, массой около 260 г, весьма однородным строением в разрезе (рис. 1). После находки метеорита небольшой его фрагмент (12.8 г) был передан в Институт геологии и мине-
Рис. 1. Внешний вид (а, б) и внутреннее строение (в) исследованного фрагмента железного метеорита Большой Долгучан Fig. 1. Appearance (a, б) and internal structure (в) of the studied fragment of iron meteorite Bolshoy Dolguchan
ралогии СО РАН, где состав впервые был определен Г. Н. Гамяниным (неопубликованные данные). Основная часть метеорита (156 г) в настоящее время находится в коллекции Геологического музея им. А. А. Чернова при Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.
Методы исследований
В ходе наших исследований использовались оптическая микроскопия (ПОЛАМ Р-312 в сочетании с компьютеризированным комплексом OLYMPUS BX51); рентгенофлюоресцентный анализ (XRF-1800 Shimadzu); определение содержания микроэлементов методом ИСП-МС (Perkin Elmer ELAN 9000); аналитическая СЭМ (JSM-6400, оснащенный энергодисперсионным и волновым спектрометрами); анализ валового содержания углерода методом кулонометрическо-го титрования по величине pH (анализатор Ан-7529М); рентгенофазовый анализ (Shimadzu XRD-6000); изотопная масс-спектрометрия (Delta V Advantage, международный стандарт USGS-40 и лабораторный стандарт C8H9NO). Большая часть анализов была осуществлена в Центре коллективного пользования «Геонаука» при Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.
Результаты исследований
Валовый химический состав Большого Долгучана может быть представлен следующим образом (мас. %): Fe 85.64-89.08, Ni 8.79-9.26, Co 0.73-1.13, Si 0.51— 1.41, S 0.06-0.35, P 0.08-0.43, Ca 0.12-1.03, Al 0.380.60, K 0.04-0.36. Полученные данные в отношении железа и никеля вполне типичны для железных метеоритов, но содержание кремния является повышенным раза в два. В составе исследуемого метеорита обнаружены более 50 микроэлементов, которые по результатам нормирования на средний хондрит (рис. 2, а) можно подразделить на дефицитные - хондритофи-лы (в скобках среднее содержание, мг/т): Mg (234117), Se (43), Zn (3363), Be (76), Zr (1480), Te (29), Hf (28), Ti (39076), Na (560777), Sr (2314), Li (891), Y (236), Ln (1192), Au (88), Sn (626), Rb (4352); сопоставимые: Ag (97), Cs (108); избыточные - сидеритофилы: Sb (129), Cr (37282), Pd (1737), Th (93), U (156), Ba (17952), Ga (11506), Ge (42300) и аномально избыточные: Pt (19500), Tl (11), W (1599), Pb (2342). Rh (2039), Ru (15559), Mo (10951), Ir (26391), Re (3088) и особенно B (161122).
Тренд лантаноидов (рис. 2, б) имеет отрицательный уклон, т. е. относительные содержания этих ми-
Рис. 2. Распределение микроэлементов в метеорите Большой Долгучан по хондритнормированным концентрациям, оконтурены элементы, аномально обогащающие метеорит (а) и соответствующий тренд хондритнормированных концентраций (б)
Fig. 2. Distribution of microelements in meteorite Bolshoy Dolguchan for khondrite normalized concentrations, elements are contoured, which abnormally enriching meteorite (a) and corresponding trend of khondrite normalized concentration (б)
кроэлементов сокращаются в направлении от легких лантаноидов к тяжелым. Получается, что железный метеорит Большой Долгучан относительно хон-дритов на 1—1.5 порядка обеднен именно тяжелыми лантаноидами самариевой и особенно иттриевой подгрупп. Это пока представляет для нас космогеохими-ческую загадку.
В качестве незначительной примеси (0.07 мас. %) в Большом Долгучане обнаружен свободный углерод с изотопным составом 613Срш = -24.9 %%, что вполне сопоставимо с хондритом Челябинск [15, 16].
В результате травления полированной поверхности 2—3 % спиртовым раствором HNO3 в Большом Долгучане выявлена малоконтрастная микроструктура, обусловленная в основном срастанием двух разли-
Рис. 3. Вариации выявленной травлением микроструктуры метеорита Большой Долгучан: а — СЭМ-изображение в режиме упругоотраженных электронов; б—м — изображения в отраженном свете. Пояснения в тексте
Fig. 3. Variations in the microstructure, revealed by etching, in meteorite Bolshoy Dolguchan: a — SEM image in elastically backscattered
electrons mode; б—м — reflected light images. Explanations are in the text
Рис. 4. Выделения кремниевой фазы (а—з) и пустоты, образовавшиеся после их кислотного выщелачивания (и, к) в метеорите Большой Долгучан. Минералы: Si — кремниевая фаза, FeNi — железоникелевые сплавы и интерметаллиды. СЭМ-изображения в режимах вторичных (а, в, д, ж, и, к) и упругоотраженных (б, г, е, з) электронов
Fig. 4. Silicon phase (a-з) and voids after acid leaching (и, к) in meteorite Big Dolguchan. Minerals: Si — silicon phase, FeNi — iron-nickel alloys and intermetallides. SEM images in secondary (а, в, д, ж, и, к) and elastically reflected (б, г, е, з) electrons
Таблица 1
Химический состав железоникелевой фазы, мае. %
Table 1
Chemical composition of FeNi phase, wt.%
№ п/п No Fe Ni S Эмпирические формулы Empirical formulas Формулы с целочисленными коэффициентами Integral coefficient formulas
1 92.67 7.33 не обн. Fe0.93Ni0.07 Fe^Ni
2 91.44 8.56 « Fe0.92Ni0.08 Fe11Ni
3 91.36 8.63 « Fe0.92Ni0.08 Fe11Ni
4 92.24 7.76 « Fe0.93Ni0.07 Fe13Ni
5 92.06 7.94 « Fe0.92Ni0.08 FenNi
6 92.59 7.41 « Fe0.93Ni0.07 Fe13Ni
7 70.08 29.92 « Fe0.71Ni0.29 Fe5Ni
8 91.82 8.18 « Fe0.92Ni0.08 Fe11Ni
9 93.05 6.59 « Fe0.93Ni0.07 Fe13Ni
10 87.29 12.71 « Fe0.88Ni0.12 Fe7Ni
11 73.10 26.90 « Fe0.74Ni0.26 Fe3Ni
12 91.90 8.10 « Fe0.92Ni0.08 Fe11Ni
13 93.09 6.91 « Fe0.93Ni0.07 Fe13Ni
14 75.02 24.98 « Fe0.76Ni0.24 Fe3Ni
15 75.24 24.76 « Fe0.76Ni0.24 Fe3Ni
16 93.40 6.59 « Fe0.94Ni0.06 Fe15Ni
17 93.65 6.35 « Fe0.94Ni0.06 Fe15Ni
18 91.62 8.38 « Fe0.92Ni0.08 Fe11Ni
19 74.34 25.66 « Fe0.75Ni0.25 Fe3Ni
20 90.91 9.09 « Fe0.51Ni0.49 FeNi
21 91.00 9.00 « Fe0.91Ni0.09 FewNi
22 89.41 10.59 « Fe0.90Ni0.10 Fe9Ni
23 90.88 9.12 « Fe0.91Ni0.09 FewNi
24 47.29 52.06 0.65 0.98Fe0 48Ni052 + 0.02FeS FeNi
25 45.74 53.55 0.71 0.97Fe o.53Ni0.42 + 0.03 FeS Fe8Ni7
26 92.62 7.38 Не обн. Fe 0.93Ni0.07 Fe13Ni
27 93.50 6.50 « Fe0.94Ni0.06 Fe15Ni
Размах / Range 45.74-93.65 6.35-52.06 0-0.71
Среднее Average 85.09 14.85 0.05 Fe0.51-0.94Ni0.06-0.49 Fe1-15Ni1-7
СКО MSE 13.32 13.17 0.18
Примечание. Размах — пределы колебания, среднее — среднее арифметическое, СКО — среднее квадратическое отклонение.
Note. Range — limits of fluctuations, Average — arithmetic average, MSE — mean square error.
чающихся по составу железоникелевых фаз (рис. 3, а). Первая из фаз богаче никелем, однороднее по составу и вследствие этого более устойчива крастворению. Вторая фаза, напротив, богаче железом и поэтому проявляет большую растворимость. Микросимплектитовые срастания этих фаз, образованные пластинчатыми индивидами субмикронного размера, имеют вид веерообразных, местами спутанно-волокнистых агрегатов (рис. 3, б—г). На некоторых участках наблюдается решетчатая микроструктура (рис. 3, д—ж). При изменении формы индивидов от пластинчато-ламелевидной до изометричной микроструктура метеорита становится еще более неоднородной (рис. 3, з—м).
Характер срастаний индивидов свидетельствует об их образовании путем совместной кристаллизации. В целом можно констатировать, что выявляемая травлением картина не демонстрирует достаточно развитых видманштеттеновых или неймановских фигур. На этом основании структуру метеорита Большой Долгучан действительно можно определить как атакситовую.
По результатам рентгенофазового и рентгеноспек-трального анализов минеральный состав Большого Долгучана на 95 % состоит из самородных железоникелевых интерметаллидов и нестехиометричных по составу фаз (табл. 1). По частоте встречаемости резко преобладает (58 %) камасит состава Fe0 90—0 97Ni0 03—0 10 Cr0—001. Более редким (22 %) является тетратэнит состава Fe0 43_0 58Ni0 42_0 57, тетрагональная структура которого подтверждена рентгенодифрактометриче-ским методом (ао = 0.22535 нм; со = 0.3582 нм). Еще реже (20 %) отмечаются неупорядоченные по составу железоникелевые фазы _ плесситы состава Fe0 68—0 88 Ni012_0 29Cr0_0 05. Типоморфной особенностью желе-зоникелевых интерметаллидов и фаз в исследуемом метеорите является спорадически встречающаяся в них незначительная примесь серы. В сравнении с хон-дритом Челябинск, в котором явно преобладают плесситы, Большой Долгучан характеризуется гораздо более упорядоченным составом железоникелевых минералов (рис. 4).
Вторым по содержанию (около 2 %) минеральным компонентом Большого Долгучана выступает неопределенная пока ближе кремниевая фаза, в составе которой кроме железа никаких дополнительных к кремнию элементов, включая и легкие — О, С и К, пока не установлено (табл. 2). Следовательно, обнаруженная в Большом Долгучане кремниевая фаза не является ни оксидом, ни нитридом, ни карбидом. При этом она характеризуется значительным дефицитом суммы и бурно растворяется с пузырением при кислотном травлении. На таком основании можно предположить, что выявленная фаза все же является соединением кремния с каким-то неопределенным пока легким химическим элементом, например водородом (гидриды кремния) или литием (силициды лития).
Следует напомнить, что именно присутствие лития в кремниевой фазе может объяснить бурную реакцию последней с раствором кислот. Проведенные расчеты показали, что при относительно невысоком массовом содержании — около 1 г/т — атомная концентрация лития относительно кремния в Большом Долгучане превышает таковую в Солнечной системе в 6—7 раз, а в хондрите Челябинск — в 13—15 раз.
Под микроскопом кремниевая фаза представлена довольно равномерно распределенными в железони-келевом матриксе частицами, большей частью неправильными, часто стержневидными по форме, размером 5—30 мкм (рис. 5, а—з). После кислотного травления на месте выделений кремниевой фазы образуются конусообразные пустоты, точно соответствующие по форме и размеру растворившимся индивидам (рис. 5, и, к).
Характерной примесью в исследуемом метеорите является моносульфид, наблюдающийся спорадически в виде ультрамикрогнездовых амебообразных по форме выделений (рис. 6, а—в). По данным рентгено-фазового анализа он может быть отнесен к троилиту. Однако результаты рентгеноспектрального микрозон-дового анализа показывают, что в этом минерале при его видимой гомофазности практически всегда выявляется избыток железа и никеля, рассчитывающийся на 9—20 %-ю примесь железоникелевого минала, растворенного в троилите. Этот гипотетический ми-нал по составу в большинстве случаев отвечает кама-ситу. Исходя из такой гипотезы, нестехиометричные составы сульфида мы рассчитали на твердые растворы железоникелевой фазы в троилите и твердые растворы троилита в железоникелевой фазе (табл. 3). Оказалось, что по частоте встречаемости предполагаемые твердые растворы практически равноправны, но состав нормативной железоникелевой фазы в твердых растворах на основе троилита всегда оказывается гораздо более железистым, чем состав железоникелевой фазы с растворенным в ней троилитом.
В целом полученная картина приводит к выводу об эпигенетическом по отношению к железони-келевой матрице образовании сульфидов. Не исключено, что появление сульфидной фазы в Большом Долгучане произошло в результате сульфуризации первоначально бессернистых металлических сплавов, в ходе которой в сульфидную фазу из железоникеле-вой матрицы переходило преимущественно железо, а остаток обогащался никелем, образуя внутри выделений сульфида включения модифицированной фазы железистого никеля (рис. 6, г—е).
Химический состав кремниевой фазы, мае. % Chemical composition of Si phase, wt. %
Таблица 2 Table 2
№ п/п / No Si Fe Ni Сумма / Total
1 71.18 1.34 не обн.п/d 72.52
2 77.29 1.34 « 78.63
3 77.49 1.47 « 78.96
4 74.96 1.28 « 76.24
5 82.41 1.90 « 84.31
6 80.16 3.24 « 83.40
7 78.72 4.52 « 83.24
8 62.34 2.70 « 65.04
9 71.74 2.76 « 74.50
10 75.86 3.14 « 79.0
11 90.10 4.49 0.48 95.07
12 67.18 1.43 не обн. 68.61
13 67.37 9.44 « 76.81
14 77.49 3.61 « 81.10
15 58.50 7,02 « 65.52
16 65.41 7.01 « 72.42
17 74.46 2.28 « 76.74
18 61.66 11.98 0.69 74.33
19 64.64 7.75 не обн. 72.39
20 63.65 2.60 « 66.25
21 67.64 4.54 « 72.18
Размах / Range 61.66-90.10 1.34-11.98 0-0.69 65.04-95.07
Среднее / Average 71.92 4.09 0.06 76.06
СКО / MSE 8.0 2.96 0.18 7.17
Рис. 5. Микрогнездовые выделения моносульфидов (Тр) в железоникелевом матриксе (а-в); внутри сульфидных выделений наблюдаются включения новообразованной фазы железистого никеля — NiFe (г-е). СЭМ-изображения в режиме упруго-
отраженных электронов
Fig. 5. Micronest locations of monosulfides (Tr) in iron-nickel matrix (a-в), inside the sulfide formations inclusions of newly formed phases of ferrous nickel are visible — NiFe (г-е). SEM images in the mode of elastically scattered electrons
Рис. 6. Единичные зерна хромшпинелидов (Хрм) в железоникелевом (FeNi) матриксе. СЭМ-изображения в режимах вторичных (а) и упругоотраженных (б—г) электронов
Fig. 6. Single grains of chromespinelides (CRM) in FeNi matrix. SEM images in secondary (a) and elastically reflected (б—г) electrons
Изредка в исследуемом метеорите встречается хромшпинелид, представленный единичными зернами неправильной формы размером от 5 х 10 до 60 х 120 мкм (рис. 7). Под оптическим микроскопом видно (рис. 3, м), что железоникелевые фазы образуют вокруг зерен хромшпинелидов микроструктуры обтекания, что свидетельствует о раннем, додеформационном образовании этих зерен в металлическом матриксе.
По химическому составу (табл. 4) хромшпинелид в Большом Долгучане весьма необычен — (Бе0 95—0 97 Мп0_0.14№0_0.03)(Сг1.б8_2ре0.04_0.32)204. Пересчет полу-
ченных данных на миналы показывает, что этот минерал на 80—95 мол. % состоит из хромита. Из минальных примесей в нем присутствуют магнетит, манганохро-мит и нихромит. На фоне земных [ 10] и даже лунных [9] хромшпинелидов хромит, обнаруженный в Большом Долгучане, выглядит еще более аномальным, чем хромит, выявленный в хондрите Челябинск [15, 16].
Хромшпинелиды земного происхождения, как известно, всегда характеризуются полиминально-стью, реализуя в своем составе множество трендов изменения химического состава (рис. 8). Это объясня-
Химический состав троилита, мас. % Chemical composition of troilite, wt.%
Таблица 3 Table 3
№ п/п No Fe Ni Cr S Эмпирические формулы Empirical formulas
1 68.29 2.80 не обн. 28.91 0.83FeS + 0.17Fe087Ni013
2 67.50 0.78 « 31.72 0.90FeS + 0.10Fe° 97Ni°06
3 67.07 0.69 « 32.24 0.91FeS+0.09Fe0 94Ni0 06
4 70.50 - « 29.50 0.84FeS+0.16Fe
5 67.43 0.66 « 31.91 0.90FeS+0.10Fe0 95Ni0 05
6 70.59 0.72 « 28.69 0.83FeS+0.17Fe° 97Ni°OT
7 67.88 0.80 « 31.32 0.89FeS+0.11Fe° 95Ni° °5
8 69.11 0.65 « 30.24 0.86FeS+0.14Fe°95Ni°04
9 64.26 5.55 1.01 29.18 0.84FeS+0.16Fe0.68Ni0.06
10 67.94 3.98 0.96 27.12 0.85 FeS+0.15Fe 0^Ni 0.20 C^
11 70.28 1.01 не обн. 28.71 0.67 Fes+0.33 Fe 098Ni0 02
12 76.75 1.32 « 21.93 0.66 FeS+0.34Fe 0 97Ni 003
13 55.58 23.51 1.14 19.77 0.47FeS+0.53 Fe 0 71Ni 0 27Cr0 02
14 54.57 31.99 не обн. 13.44 0.43 FeS+0.570.e051i^i 049
15 85.20 2.21 0.24 12.35 0.40 FeS+0.60 Fe 0.96Ni0.03C%0,
16 83.43 2.22 0.25 14.10 0.34FeS+0.66 Fe 096Ni 0 03Cr001
17 59.90 24.63 не обн. 15.47 0.49 FeS+0.51 Fe 0 58Ni042
18 49.45 37.88 « 12.67 0.41FeS+0.59 Fe 0 43Ni0 57
19 48.72 47.64 « 3.64 0.22 FeS+0.78 Fe 091Ni0 09
20 49.46 47.11 « 3.43 0.12 FeS+0.88 Fe o^Ni^
21 51.18 40.98 « 7.84 0.40 FeS+0.60 Fe °9,Ni°09
22 47.37 49.92 « 2.71 0.10 FeS+0.9 Fe 0 47Ni 0 53
23 46.77 51.11 « 2.12 0.08 FeS+0.92Fe(M9Ni()51
24 46.55 52.11 « 1.34 0.05FeS+0.95Fe 0 97Ni053
25 44.58 54.46 « 0.96 0.03FeS+0.97Fe ^Ni^
Рис. 7. Распределение железоникелевых фаз по составу: 1 — вариационная кривая для Большого Долгучана; 2 — гистограмма и вариационная кривая для хондрита Челябинск. Ниже графика отрезками показаны интервалы колебаний составов интерметаллидов в системе Fe—Ni (К — камасит, Т — тетратэнит, А — аваруит) и моды в распределении железоникелевых фаз в метеорите Большой Долгучан (БД)
Fig. 7. Distribution of iron-nickel phases by composition: 1 — variation curve for Bolshoy Dolguchan; 2 — histogram and variation curve for chondrite Chelyabinsk. Below graph shows the lengths of the intervals intermetallide compounds fluctuations in the Fe-Ni system (K — kamasite, T — tetratenite, A — avaruite) and modes in the distribution of iron-nickel phases in meteorite Bolshoy Dolguchan (BD)
ют полифациальностью, а то и полигенностью соответствующих горных пород [2]. Например, для наиболее глубинных по происхождению кимберлитовых хромшпинелидов выявляются шесть таких трендов, отражающих широкое разнообразие пропорций между всеми компонентами состава хромшпинелидных твердых растворов. Минералы из лунного реголита выглядят гораздо более однородными, но при этом все равно содержат довольно много алюминия при очень низком содержании магния. Хромшпинелиды из хондрита Челябинск в общем похожи на лунные, но отличаются гораздо меньшим содержанием алюминия и несколько более широким варьированием магнезиальности. Хромит же из железного метеорита Большой Долгучан выпадает из круга сопоставляемых хромшпинелидов земного и космического происхождения, характеризуясь предельно высоким содержанием хрома и отсутствием в своем составе регистрируемых микрозондо-вым методом содержаний магния и алюминия.
Заключение
По совокупности атакситового микростроения, особенностям химического и минерального состава, ассоциации микроэлементов железный метеорит Большой Долгучан не может быть отнесен ни к одной из уже определившихся в рамках Международной химической классификации групп. В настоящее время наиболее целесообразно отнести его к единичным аномалам группы ИКОЯ. При этом следует подчеркнуть, что обнаружение кремниевой фазы, не отме-
Таблица 4
Химический состав хромшпинелидов в метеорите Большой Долгучан, мае. %
Table 4
Chemical composition of chromspinelides in meteorite Bolshoy Dolguchan, wt%
№ п/п Компоненты, мае. % / Components, wt % Миналы, мол. % / Minais, mol %
No Fe2O3 Cr2O3 NiO MnO Сумма FeCr2O4 NiCr2O4 MnCr2O4 FeFe2O4
1 44.12 54.55 0.84 не обн. n/d 99.51 81 3 — 16
2 31.75 65.80 0.53 1.30 99.38 94 2 4 —
3 34.91 63.93 не обн. n/d 1.07 99.91 95 — 3 2
4 35.06 63.47 « 1.29 99.82 93 — 4 3
5 34.59 63.68 « 1.39 99.66 93 — 5 2
6 33.65 64.28 « 1.34 99.27 95 — 4 1
Среднее Average 35.68 62.62 0.23 1.06 не опр. N/d 91.83 0.83 3.33 4
СКО MSE 4.31 4.04 0.37 0.53 5.38 1.33 1.75 5.97
Эмпирические формулы / Empirical formulas: 1 — (Fe0 97Ni0 03)( Crx 68 Fe0 32)2O4; 2 — (Fe0 92Mn014Ni0 02)0 98 Cr2 O4; 3 —
(Fe0.97 Mn0.03) (Cri.96 Fe0.00.324)2O4; 4 — (Fe0.96Mn0.04) (Cri.94Fe0.06)2O4; 5 — (Fe0.95Mn0.05) (Cri.99Fe0.06)2O40 6 — (Fe0.96MIn0.04) (Cri.98 Fe0.02)2O4*
Рис. 8. Состав хромшпинелидов в метеорите Большой Долгучан (БД), хондрите Челябинск (МЧ) и лунном реголите (Луна) на фоне картины химизма хромшпинелидов земного происхождения в кимберлитах Верхне-Мунского поля (1, 2 — трубки соответственно Заполярная и Новинка) и Прианабарского района (3). Тренды химизма на а: 1 — магноферритохромитовый, 2 — магноферритохромито-магнохромитохромитовый, 3 — магнохромито-магнохромитохромитовый; на б: 1 — шпинелехромито-вый, 2 — герцинитохромитовый, 3 — магнетитохромитовый. Данные по кимберлитам заимствованы у В. К. Гаранина
Fig. 8. Composition of Cr-spinelides in meteorite Bolshoy Dolguchan (BD), Chelyabinsk chondrite (ChM) and lunar regolith (Moon) on the background of the picture of chemistry of terrestrial origin of the chromespinelides in kimberlites of Upper Muna field (1, 2 — pipes respectively Zapolyarnaya and Novinka) and Prianabarskogo area (3). Trends of the chemistry in a: 1 — nagnetic-ferritic-chromitic, 2 — magnetic ferritochromitic-magnetic chromitic-chromitic, 3 — magnetic chromitic-magnetic-chromitic-chromitic; in б: 1 — spinel-chromitic, 2 — hercynitic-chromitic, 3 — magnetite chromitic. Data for kimberlites are taken from V. K. Garanina
чавшейся ранее ни в каменных, ни в железных метеоритах, делает Большой Долгучан приоритетным объектом исследований по программам изучения закономерностей первичного нуклеосинтеза, гетерогенной аккреции космического вещества и образования кремниево-железоникелевых зародышей планет земного типа.
Литература
1. Алявдин В. Ф. Железный метеорит Бургавли // Метеоритика. 1969. XXIX. С. 76-90.
2. Афанасьев В. П., Зинчук Н. Н, Похиленко Н. П. Поисковая минералогия алмаза. Новосибирск: Гео, 2010. 650 с.
3. Вронский Б. И. О находке железного метеорита Эльга // Метеоритика. 1962. XXII. С. 47-50.
4. Дудоров А. Е., Еретнова О. В. Частота падения метеоритов // Вестник Челябинского университета. № 1. Физика 19. С. 58—67.
5. Заславская Н. Н., Колесов Г. М, Барсукова Л. Д., Мигдисова Л. Ф. Химико-минералогический состав и структура железных метеоритов Жиганск, Билибино, Анюйский // Метеоритика. 1984. XLIII. C. 30—35.
6. Иванова Г. М. Кузнецова И. К. Железный метеорит Тобычан // Метеоритика. 1976. XXXV. C. 47—52.
7. Кокин А. В., Силаев В. И., Филиппов В. Н, Нефедьева Н. С. Железный метеорит Большой Долгучан из Якутии как объект минералого-геохимического исследования // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. Якутск. 2014. C. 37—40.
8. Копылова А. Г., Олейников Б. В., Соболев Н. В., Сушко О. А. Новый железный метеорит Онелло — уникальный высоконикелистый атаксит // Доклады РАН. 1999. T. 368. № 2. С. 236—238.
9. Макеев А. Б. Лунные хромшпинелиды из реголита станций Луна-16, -20, -24 // Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии. Сыктывкар, 2013. C. 97—99.
10. Маракушев А. А, Черенкова А. Ф, Черенков В. Г., Панеях Н. А. Полифациальность алмазных пород кимберли-товых и лампроитовых трубок // Доклады РАН. 1994. T. 337. № 4. С. 490—493.
11. Нефедьева Н. С. Результаты минералого-геохими-ческих исследований железного метеорита Большой Долгучан // Геолого-археологические исследования в Тимано-Североуральском регионе. Сыктывкар. 2014. C. 50—56.
12. Пушкарев Ю. Д., Старченко С. В. Твердое ядро как протопланетный зародыш и новый взгляд на природу магнитного поля // Материалы всесоюзной конференции. M., 2012. C. 154—158.
13. Рингвуд А. Е. О химической эволюции и плотности планет // Геохимия. 1960. № 1. 81 с.
14. Рыжов В. Н. Звездный нуклеосинтез — источник происхождения химических элементов // Соросовский образовательный журнал. 2000. № 6 (8). С. 81—87.
15. Силаев В. И., Голубева И. И., Филиппов В. Н. Лютоев В. П., Симакова Ю. С., Потапов С. С., Петровский В. А., Хазов А. Ф. Метеорит Челябинск: минералого-петрографи-ческая характеристика // Вестник Пермского университета. Геология. 2013. № 2. С. 8—27.
16. Силаев В. И., Филиппов В. Н., Голубева И. И., Лютоев В. П., Потапов С. С., Симакова Ю. С., Петровский В. А, Хазов А. Ф. Метеорит Челябинск. Результаты минералого-геохи-мических исследований // Метеорит Челябинск — год на Земле. Челябинск, 2014. C. 441—473.
17. Тейлор Р. Дж. Происхождение химических элементов. М.: Мир, 1978. 232 с.
18. Hughes D. W. Meteoritic falls and finds: some statistics // Meteorites. 1981. № 16. С. 269—281.
References
1. Alyavdin V. F. Zheleznyi meteorit Burgavli (Burgavli iron meteorite) Meteoritika, 1969, XXIX, pp. 76—90.
2. Afanasev V. P., Zinchuk N. N., Pohilenko N. P. Poiskovaya mineralogiya almaza (Search mineralogy of diamond). Novosibirsk, Geo, 2010, 650 pp.
3. Vronskii B. I. O nahodke zheleznogo meteorita Elga (Elga iron meteorite). Meteoritika, 1962, XXII, pp. 47—50.
4. Dudorov A. E., Eretnova O. V. Chastota padeniya meteoritov (Frequency of meteorite fall). Vestnik Chelyabinskogo universiteta, No. 1, Fizika 19, pp. 58—67.
5. Zaslavskaya N. N., Kolesov G. M., Barsukova L. D., Migdisova L. F. Himiko-mineralogicheskii sostav i struktura zheleznyh meteoritov Zhigansk, Bilibino, Anyuiskii (Chemical and mineralogical composition and structure of iron meteorites Zhigansk, Bilibino, Anyuiskii). Meteoritika, 1984, XLIII, pp. 30—35.
6. Ivanova G. M. Kuznetsova I. K. Zheleznyi meteorit Tobychan (Tobychan iron meteorite). Meteoritika, 1976, XXXV, pp. 47—52.
7. Kokin A. V., Silaev V. I., Filippov V. N., Nefedeva N. S. Zheleznyi meteorit Bolshoi Dolguchan iz Yakutii kak obekt mineralogo-geohimicheskogo issledovaniya (Iron meteorite Bolshoy Dolguchan) as object of mineralogical-geochemical researches). Geologiya i mineralno-syrevye resursy Severo-Vostoka Rossii. Yakutsk, 2014, pp. 37—40.
8. Kopylova A. G., Oleinikov B. V., Sobolev N. V., Sushko O. A. Novyi zheleznyi meteorit Onello — unikalnyi vysokonikelistyi ataksit (New iron meteorite Onello — unique high nickel ataksite), Doklady RAN, 1999, V. 368, No. 2, pp. 236—238.
9. Makeev A. B. Lunnye hromshpinelidy iz regolita stantsii Luna-16, -20, -24 (Moon chromespinelides from regolite of stations Luna-16, -20, -24). Sovremennyeproblemy teoreticheskoi, eksperimentalnoi i prikladnoi mineralogii. Syktyvkar, 2013, pp. 97—99.
10. Marakushev A. A., Cherenkova A. F., Cherenkov V. G., Paneyah N. A. Polifatsialnost almaznyh porod kimberlitovyh i lamproitovyh trubok (Polifacies of diamond rocks of kimberlite and lamproite pipes). Doklady RAN, 1994, V. 337, No.4, pp. 490—493.
11. Nefed'eva N. S. Rezultaty mineralogo-geohimicheskih issledovanii zheleznogo meteorita «Bolshoi Dolguchan» (Results of mineralogical and geochemical researches of iron meteorite Bolshoy Dolguchan). Geologo-arheologicheskie issledovaniya v Timano-Severouralskom regione. Syktyvkar, 2014, pp. 50—56.
12. Pushkarev Yu. D., Starchenko S. V. Tverdoe yadro kak protoplanetnyizarodysh i novyi vzglyad naprirodu magnitnogopolya (Solid core as protoplanet nucleus and new approaches on nature of magnetic field). Proceedings. Moscow, 2012, pp. 154—158.
13. Ringvud A. E. O himicheskoi evolyutsii i plotnostiplanet (Chemical evolutiuon and density of planets). Geohimiya, 1960, No. 1, 81 pp.
14. Ryzhov V. N. Zvezdnyi nukleosintez — istochnik proishozhdeniya himicheskih elementov (Stellar nucleosynthesis — source of chemical elements). Sorosovskii obrazovatelnyi zhurnal. 2000, No. 6 (8), pp. 81—87.
15. Silaev V. I., Golubeva I. I., Filippov V. N. Lyutoev V. P., Simakova Yu. S., Potapov S. S., Petrovskii V. A., Hazov A. F. Meteorit «Chelyabinsk»: mineralogo-petrograficheskaya harakteristika (Chelyabinsk meteorite: mineralogical and petrographical characteristics). Vestnik Permskogo universiteta. Geologiya, 2013, No. 2, pp. 8—27.
16. Silaev V. I., Filippov V. N., Golubeva I. I., Lyutoev V. P., Potapov S. S., Simakova Yu. S., Petrovskii V. A., Hazov A. F. Meteorit Chelyabinsk. Rezultaty mineralogo-geohimicheskih issledovanii (Chelyabinsk meteorite. Results of mineralogical and geochemical studies). Meteorit Chelyabinsk — god na Zemle. Chelyabinsk, 2014, pp. 441—473.
17. Teilor R. Dzh. Proishozhdenie himicheskih elementov (Origin of chemical elements). Moscow, Mir, 1978, 232 pp.
18. Hughes D. W. Meteoritic falls and finds: some statistics. Meteorites. 1981, No. 16, pp. 269—281.
