Блог

Лаврентьева З.А., Люль А.Ю., Колесов Г.М., Лаврентьев М.Д.

ФРАГМЕНТЫ ИЗ ПАЛЛАСИТА ОМОЛОН, ОБОГАЩЕННЫЕ ТУГОПЛАВКИМИ ЛИТОФИЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Палласиты – это железокаменные метеориты, которые состоят в основном из оливина и Fe-Ni металла. Они представляют собой как бы переходное звено между каменными метеоритами и более редкими железными метеоритами. На основании химического состава металла и силикатов палласиты классифицированы на основную, основную аномальную, Eagle Station и пироксенсодержащую группы [Wasson, 2003].

В настоящей работе получены новые данные по составу необычных фрагментов из палласита Омолон (основная группа), которые рассматриваются с точки зрения космохимической истории палласитов. Определения элементов во фракциях проводились в Центральной лаборатории анализа вещества ГЕОХИ РАН оптимизированным вариантом инструментального нейтронно-активационного анализа. Метод разработан для анализа внеземного вещества [Колесов, 2001] c использованием программ вычитания спектров радионуклидов матричных элементов из общих спектров анализируемых образцов [Шубина, 2003].

В палласите Омолон выделены четыре фрагмента с высоким содержанием тугоплавких литофильных элементов (ТЛЭ). Состав приведен на рис. 1–3. Степень обогащения легкими РЗЭ во всех фрагментах палласита Омолон выше, чем в грубозернистых САI хондрита Allende [Grossman, 1977] и во фрагментах хондрита Каинсаз СО, обогащенных ТЛЭ [Люль, 1990]. В меньшей мере каждый фрагмент палласита Омолон обогащен Yb и Lu. Во фрагментах N, O, P и R наблюдается заметное фракционирование между легкими и тяжелыми РЗЭ – (La/Lu)N / (La/Lu)C1 = 9.7; (La/Lu)О / (La/Lu)C1 = 5.2; (La/Lu)Р / (La/Lu)C1 = 6.6; (La/Lu)R / (La/Lu)C1 = 16.2 с положительными аномалиями Eu в N – фрагменте и отрицательными Eu аномалиями в O и R фрагментах. Такое фракционирование РЗЭ не характерно для CAI CV хондритов [Taylor, 1978], но оно проявляется в некоторых включениях хондритов других типов. Это включения OSKAR, RNZ стекла амебовидного включения в хондрите Ornans CO [Noonan, 1977; Palmе, 1982; Davis, 1985], включения BB – 1 –10, SH – 2, SH – 5 в хондрите Murchison CM [Ekambaram, 1984, 1984а], некоторые слои каемки FUN включения HAL в хондрите Allende CV [Davis, 1982], а также во фрагментах KS1, KS2 и KS3 в хондрите Каинсаз СО [Люль, 1990]. В хондрите Каинсаз степень фракционирования между легкими и тяжелыми РЗЭ увеличивается с возрастанием в них содержания скандия. Обогащены скандием и перечисленные выше включения с таким же типом фракционирования РЗЭ. Во фрагментах палласита Омолон степень фракционирования между легкими и тяжелыми РЗЭ увеличивается с возрастанием в них содержания Na. Очевидно, легкие РЗЭ, Na и Th входят в один минерал. В палласитах фазой-носителем для таких элементов как Na, K, U и Th являются фосфаты [Buseck, 1977]. В палласите Омолон обнаружены два фосфата [Sharygin, 2006]: стенфилдит Cа4 Mg 3 Fe2 (PO4)6 и витлокит (Ca Mg Fe2+)3 (PO4)2. Витлокит в данном случае представляет геохимический интерес, поскольку в нем содержится то небольшое количество щелочей, которые имеются в палласитах [Buseck, 1977]. Следовательно, легкие РЗЭ, Na и Th во фрагментах концентрируются в витлоките. Davis and Olsen [Davis, 1991, 1996] наблюдали высокие содержания редкоземельных элементов в Са и Mg  фосфатах в немагнитной  фракции  палласитов.  Согласно их модели высокая
  
Рис. 1. Нормированные к С1-хондритам содержания элементов во фрагментах N и O из палласита Омолон. 1 – фрагмент N (коричнево-красное стекло); 2 – фрагмент O (темно-корич¬не¬вое стекло). Рис. 2. Нормированные к С1-хондри¬там содержания элементов во фрагментах P и R из палласита Омолон.  1 – фрагмент Р (полупрозрачная зеленовато-серая порода);
2 – фрагмент R (светлая плотная порода).
 
Риc. 3. Нормированные к С1-хондритам содержания редких элементов в N, O, P и R фрагментах из палласита Омолон. 1 – фрагмент N (коричнево-красное стекло), 2 – фрагмент O (темно-коричневое стекло), 3 – фрагмент P (полупрозрачная зеленовато-серая порода), 4 – фрагмент R (светлая плотная порода).

распространенность редких земель контролируется образованием фосфатов на границе оливин – металл. Очевидно, что фрагменты в палласите Омолон обогащены фосфатами.

Заключение

Необычный химический состав фаз и высокая степень фракционирования РЗЭ во фрагментах указывают на их образование при высоких температурах на ранней стадии эволюции Солнечной системы. Фазы-носители аномальных литофильных элементов во фрагментах могут быть сохранившимися реликтами первых конденсатов в ДПО.

Литература

Колесов Г. М., Шубина Н. А., Люль А. Ю. Оптимизация инструментального нейтронно-активационного анализа внеземного вещества: фрагментов лунных пород, метеоритов, хондр и ультратугоплавких включений. // Журнал аналитической химии. 2001. Т. 56. № 11. С.1169–1172.
 Люль А. Ю., Колесов Г. М., Лаврухина А. К. Распределение тугоплавких элементов в фрагментах углистого хондрита Каинсаз СО // Геохимия. 1990. № 10. С. 1467–1475.
Шубина Н. А., Колесов Г. М. Снижение пределов нейтронно-активационного обнаружения микроэлементов в искусственных и природных материалах вычитанием спектров радионуклидов матричных элементов из общего спектра исследуемого образца // Журнал аналитической химии. 2003. Т. 58. № 9. С. 980–986.
Buseck P. R., Holdsworth E. Phosphate minerals in pallasite meteorites // Mineral. Mag. 1977. V. 41. № 317. P. 91–102.
 Davis A. M., Tanaka T., Grossman L. et al. Chemical composition of HAL, an isotopically-inusual Allende inclusion.// Geochim. Cosmochim. Acta. 1982. V. 46. № 9. P. 1627–1651.
Davis A. M., Hinton R. W. Trace element abundances in OSCUR, a scandium-rich refractory inclusionfrom the Ornans meteorite. // Meteoritics. 1985. V. 20. № 4. P. 633–634.
 Davis A. M. and Olsen E. J. Phosphates in the pallasite meteorites as probes of mantle processes in small planetary bodies. // Nature. 1991. V. 353. P. 637–640.
 Davis A. M. and Olsen E. J. REE patterns in pallasite phosphates. – A window on mantle differentiation in parent body // Meteorit. Planet. Sci. 1996. Vol. 31. Р. A 34–A 35.
 Ekambaram V., Kawabe I., Tanaka T. et al. Chemical composition in the Murchison C2 chondrite. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. № 10. P. 2089–2105.
 Ekambaram V., Sluk S., Grossman L., Davis A.M. Trace elements in high-temperature inclusions from Murchison // Meteoritics. 1984a. V.19. № 4. P. 222–223.
 Grossman L., Ganapathy R., Davis A. M. Trace elements in the Allende meteorite- III. Coarse-grained, Ca-rich inclusions nevisited // Geochim. Cosmochim.Acta. 1977. V. 41. № 11. P.1647–1664.
Noonan A. F., Nelen J., Fredriksson F. Zr-Y oxides and high-alkali glass in ameboid inclusion from Ornans // Meteoritics. 1977. V. 12. № 3. P.332–335.
 Palme H., Wlotzka F. Nagel K., El Goresy A. An ultrarefractory inclusion from the Ornans carbonaceous cgondrite // Earth Planet. Sci. Lett. 1982. V. 61. № 1. P. 1–12.
Sharygin V. V., Kovyasin S. V., Podgornykh N. M. Mineralogy of olivine hosted inclusions from the Omolon pallasite. // Lunar Planet. Sci. Conf. 37th. Houston: LPI, 2006, CD #1235.
 Taylor S. R. Chemical characteristics of Ca-Al inclusions in the Allende meteorite // Proc. Lunar Planet. Sci.8th. 1978. P. 1158–1160.
 Taylor S. R. Chemical characteristics of Ca-Al inclusions in the Allende meteorite // Proc. Lunar Planet. Sci.8th. 1978. P. 1158–1160.
Wasson J. T. and Choi B. G. Main–group pallasites: chemical composition, relationship to III AB irons, and origin. // Geochim. Cosmochim.Acta. 2003. V. 67. № 16. P. 307–309.