Уточнение классификации и характеристика включений в метеорите Северный Колчим (H3.4)

Объект исследования. Фрагменты метеорита Северный Колчим.

Материалы и методы. Изучение метеорита Северный Колчим выполнено в ЦКП “Геоаналитик” ИГГ УрО РАН. Изучение класта и включений производилось на сканирующем электронном микроскопе JSM-6390LV фирмы JEOL с энергодисперсионной приставкой INCA Energy 450 X-Max 80 фирмы Oxford Instruments. Валовый состав анализировался при съемке ЭДС спектров с площади хондры на срезе. Состав минералов изучался на электронно-зондовом микроанализаторе Cameca SX-100. Измерение содержаний редких элементов в оливине осуществлялось на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой NexION 300S (PerkinElmer) с приставкой для лазерной абляции NWR 213 (ESI) при диаметре кратера 25 мкм.

Результаты. По совокупности петрографических и минералогических признаков классификация метеорита Северный Колчим была уточнена как H3.4. Кроме того, данный метеорит может быть также дополнительно классифицирован как геномиктовая брекчия (Genomict breccia). В метеорите Северный Колчим был изучен класт размером 6 × 6 мм, сложенный хондритом H3.9. Он имеет несколько более высокую степень ударных преобразований S2, чем вмещающий хондрит. В метеорите были найдены и изучены тугоплавкие богатые форстеритом включения (англ. refractory forsterite rich objects). Включения сложены низкожелезистым форстеритом (f = 0.004–0.2, где f – отношение Fe/(Fe + Mg)_мол).

Заключение. Предполагается, что порфировые оливиновые хондры, состоящие из тугоплавкого форстерита и высококальциевого стекла в мезостазисе, скорее всего, являются родительскими для тугоплавких богатых форстеритом включений. Найденные в матрице хондрита обогащенные Al хондры и пироксеновые хондры с тридимитом, вероятнее всего, являются ксеногенными и происходят из области формирования энстатитовых хондритов.

1. Берзин С.В. (2018а) О находке тугоплавких богатых форстеритом включений в метеорите Северный Колчим (H3). Минералы: строение, свойства, методы исследования, (9), 24-25.

2. Берзин С.В., Иванов К.С., Бурлаков Е.В. (2019) Находка тугоплавких включений в метеорите Северный Колчим (НЗ). Докл. АН, 487(6), 650-652.

3. Дугушкина К.А., Берзин С.В. (2019) Новый углистый хондрит CM2 из Северо-Западной Африки (Northwest Africa 11781). Литосфера, 19(4), 580-587. DOI: 10.24930/1681-9004-2019-19-4-580-587

4. Ерохин Ю.В., Берзин С.В., Хиллер В.В., Иванов К.С. (2016) Пентландит из обыкновенных хондритов Урала. Литосфера, (3), 139-146.

5. Ерохин Ю.В., Коротеев В.А., Хиллер В.В., Иванов К.С., Захаров А.В. (2019) Вещественный состав метеорита Северный Колчим. Вестн. Перм. ун-та. Геология, 18(3), 194-204.

6. Ерохин Ю.В., Коротеев В.А., Хиллер В.В., Иванов К.С., Клейменов Д.А. (2018) Метеорит Северный Колчим: новые данные по минералогии. Докл. АН, 482(2), 186-189.

7. Иванов О.К. (1969) Хондрит Северный Колчим. Метеоритика, (29), 48-56.

8. Логинов В.Н. (2004) Метеориты Урала. Екатеринбург: Урал. гос. ун-т., 80 с.

9. Назаров М.А., Барсукова Л.Д., Харитонова В.Я., Ульянов А.А., Шевалеевский И.Д. (1983) Минералогия, петрография и химический состав метеорита Северный Колчим. Метеоритика, (42), 40-48.

10. Щапова Ю.В., Вотяков С.Л., Замятин Д.А., Червяковская М.В., Панкрушина Е.А. (2020) Минералы-концентраторы d- и f-элементов: локальные спектроскопические и ЛА-ИСП-МС исследования состава, структуры и свойств, геохронологические приложения. Под ред. С.Л. Вотякова. Новосибирск: СО РАН, 424 с.

11. Юдин И.А. (1970) К минералогии метеорита Северный Колчим. Тр. ИГГ УФАН СССР, (86), 157-161.

12. Afiattalab F., Wasson J.T. (1980) Composition of the metal phases in ordinary chondrites: implications regarding classification and metamorphism. Geochim. Cosmochim. Acta, 44(3), 431-446.

13. Akaki T., Nakamura K., Noguchi R., Tsuchiyama A. (2007) Multiple formation of chondrules in the early solar system: Chronology of a compound Al-rich chondrule. Astrophys. J., (656), 29-32.

14. Berzin S.V. (2018б) Refractory forsterite-rich objects in the meteorite Severny Kolchim (H3). Meteor. Planet. Sci., 53(S1). 81st Annual Meeting of the Meteoritical Society No. 6019.

15. Bischoff A. (2000) Mineralogical characterization of primitive, type-3 lithologies in Rumuruti chondrites. Meteor. Planet. Sci., 35, 699-706.

16. Bischoff A., Keil K. (1984) Al-rich objects in ordinary chondrites: Related origin of carbonaceous and ordinary chondrites and their constituents. Geochim. Cosmochim. Acta, 48, 693-709.

17. Bischoff A., Scott E.R.D., Metzler K., Goodrich C.A. (2006) Nature and origins of meteoritic breccias. Meteorites and the Early Solar System II. Tucson, University of Arizona Press, 679-710.

18. Borisov A., Pack A., Kropf A., Palme H. (2008) Partitioning of Na between olivine and melt: An experimental study with application to the formation of meteoritic Na2Orich chondrule glass and refractory forsterite grains. Geochim. Cosmochim. Acta, 72, 5558–5573.

19. Brigham C.A., Yabuki H., Ouyang Z., Murrell M.T., El Goresy A., Burnett D.S. (1986) Silica-bearing chondrules and clasts in ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 50, 1655-1666.

20. Chondrules: Records of Protoplanetary Disk Processes (2018). (Eds S. Russell, H. Connolly Jr., A. Krot). Cambridge, Cambridge University Press, 450 p. doi:10.1017/9781108284073

21. Dodd R.T., Schmus W.R.V., Koffman D.M. (1967). A survey of the unequilibrated ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 31(6), 921-934.

22. Ebert S., Bischoff A. (2016) Genetic relationship between Na-rich chondrules and Ca, Al-rich inclusions? Formation of Na-rich chondrules by melting of refractory and volatile precursors in the Solar Nebula. Geochim. Cosmochim. Acta, 177, 182-204.

23. Fuchs L.H., Olsen E., Jensen K.J. (1973) Mineralogy, mineral chemistry and composition of the Murchison (CM2) meteorite. Contrib. Earth Sci., (10), 1-39.

24. Gucsik A., Endo T., Nishido H., Ninagawa K., Kayama M., Berczi S., Nagy S., Abraham P., Kimura Y., Miura H., Gyollai I., Simonia I., Rozsa P., Posta J., Apai D., Mihalyi K., Nagy M., Ott U. (2013) Cathodoluminescence microscopy and spectroscopy of forsterite from Kaba meteorite: An application to the study of hydrothermal alteration of parent body. Meteor. Planet. Sci., 48(12), 2577-2596.

25. Huss G.R., Rubin A.E., Grossman J.N. (2006) Thermal metamorphism in chondrites. Meteorites and the Early Solar System II. Tucson, University of Arizona Press, 567-586.

26. Kimura M., Weisberg M.K., Lin Y., Suzuki A., Ohtani E., Okazaki R. (2005) Thermal history of enstatite chondrites from silica polymorphs. Meteor. Planet. Sci., (40), 855-868.

27. Krot A.N., Hutcheon I.D., Keil K. (2002) Plagioclase-rich chondrules in the reduced CV chondrites: Evidence for complex formation history and genetic links between calcium-aluminum-rich inclusions and ferromagnesian chondrules. Meteor. Planet. Sci., 37, 155-182.

28. Krot A.N., Keil K. (2002) Anorthite-rich chondrules in CR and CH carbonaceous chondrites: Genetic link between calcium-aluminum-rich inclusions and ferromagnesian chondrules. Meteor. Planet. Sci., 37, 91-111.

29. Krot A.N., Nagashima K., Libourel G., Miller K.E. (2018) Multiple mechanisms of transient heating events in the protoplanetary disk. Evidence from precursors of chondrules and igneous Ca, Al-rich inclusions. Chondrules. Records of Protoplanetary Disk Processes. Cambridge, Cambridge University Press, 11-56.

30. Krot A.N., Petaev M.I., Keil K. (2006) Mineralogy and petrology of Al-rich objects and amoeboid olivine aggregates in the CH carbonaceous chondrite North West Africa 739. Chemie der Erde, 66, 57-76.

31. Lange D.E., Keil K., Gomes C.B. (1979) The Mafra meteorite and its lithic clasts: A genomict L-group chondrite breccia (abstract). Meteoritics, 14, 472-473.

32. Leshin L.A., Rubin A.E., McKeegan K.D. (1997) The oxygen isotopic composition of olivine and pyroxene from CI chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 61(4), 835-845.

33. Lin C.C. (2004) Pressure-induced polymorphism in enstatite (MgSiO3) at room temperature: clinoenstatite and orthoenstatite. Phys. Chem. Solids, 65, 913-921.

34. Lipschutz M.E., Wolf S.F., Gartenhaus S., Lindstrom M.M., Mittlefehldt D.W., Zolensky M.E., Wacker J.F., Benoit P.H., Sears D.W.G., Dodd R.T. (1992) Noblesville meteorite breccia: recovery and initial characterization. XXIII Lunar and Planetary Science Conference. Houston, Lunar and Planetary Institute, 785-786.

35. Macpherson G.J., Huss G.R. (2005) Petrogenesis of Al-rich chondrules: Evidence from bulk compositions and phase equilibria. Geochim. Cosmochim. Acta, 69(12), 3099-3127.

36. McSween H.Y.Jr. (1977) On the nature and origin of isolated olivine grains in carbonaceous chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, (41), 411-418.

37. Meteoritical Bulletin, No. 36-48 (1970). Meteoritics, (5), 85-109.

38. Olsen E., Grossman L. (1978) On the origin of isolated olivine grains in Type 3 carbonaceous chondrites. Earth Planet. Sci. Lett., 41, 111-127.

39. Pack A., Palme H., Shelley J.M.G. (2005) Origin of chondritic forsterite grains. Geochim. Cosmochim. Acta, 69, 3159-3182.

40. Pack A., Yurimoto H., Palme H. (2004) Petrographic and oxygen-isotopic study of refractory forsterites from Rchondrite Dar al Gani 013 (R3.5-6), unequilibrated ordinary and carbonaceous chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 68(5), 1135-1157.

41. Reid A.M., Bass M.N., Fujita H., Kerridge J.F., Frederiksson K. (1970) Olivine and pyroxene in the Orgueil meteorite. Geochim. Cosmochim. Acta, 34, 1253-1255.

42. Roedder E. (1981) Significance of Ca-Al-rich silicate melt inclusions in olivine crystals from the Murchison type II carbonaceous chondrite. Bull. Minéralogie, 104, 339-353.

43. Rout S.S., Keil K., Bischoff A. (2010) Bulk chemical compositions of Al-rich objects from Rumuruti (R) chondrites: Implications for their origin. Chemie der Erde, 70, 35-53.

44. Rout S.S., Bischoff A. (2008) Ca, Al-rich inclusions in Rumuruti (R) chondrites. Meteor. Planet. Sci., 43(9), 1439-1464.

45. Russell S.S., MacPherson G.J., Leshin L.A., McKeegan K.D. (2000) 16O enrichments in aluminum-rich chondrules from ordinary chondrites. Earth Planet. Sci. Lett., 184, 57-74.

46. Scott E.R.D., Krot A.N. (2014) Chondrites and Their Components. Treatise on geochemistry. 2nd ed. V. 1. Meteorites and cosmochemical processes. L., Elsevier Ltd., 65-137.

47. Sears D.W.G., Grossman J.N., Melcher C.L., Ross L.M., Mills A.A. (1980) Measuring the metamorphic history of unequilibrated ordinary chondrites. Nature, 287, 791-795.

48. Sheng Y.J., Hutcheon I.D., Wasserburg G.J. (1991) Origin of plagioclase-olivine inclusions in carbonaceous chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 55, 581-599.

49. Steele I.M. (1986) Compositions and textures of relic forsterite in carbonaceous and unequilibrated ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 50, 1379-1395.

50. Steele I.M., Smith J.V., Skirius C. (1985) Cathodoluminescence zoning and minor elements in forsterites from the Murchison (CM2) carbonaceous chondrite. Nature, 313, 294-297.

51. Stoffler D., Hamann C., Metzler K. Addendum to “Stoffler D., Hamann C., and Metzler K. (2019) Shock metamorphism of planetary silicate rocks and sediments: Proposal for an updated classification system. Meteoritics & Planetary Science 53, 5–49, 2018”. Meteor. Planet. Sci., 54(4), 946-949.

52. Stoffler D., Keil K., Scott E.R.D. (1991) Shock metamorphism of ordinary chondrites. Geochim. Cosmochim. Acta, 55, 3845-3867.

53. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. (1988) Composition of Chondrites. Philos. Transact. Royal Soc. Lond., 325(1587), 535-544.

54. Weisberg M.K., Kimura M. (2012) The unequilibrated enstatite chondrites. Chemie der Erde, 72, 101-115.

55. Wlotzka F.A (1993) Weathering scale for the ordinary chondrites. Meteoritics, 28(3), 460-460.

56. Zhang A.-C., Itoh S., Sakamoto N., Wang R.-C., Yurimoto H. (2014) Origins of Al-rich chondrules: Clues from a compound Al-rich chondrule in the Dar al Gani 978 carbonaceous chondrite. Geochim. Cosmochim. Acta, 130, 78-92.

57. Zhang M., Lin Y., Tang G., Liu Y., Leya I. (2019) Origin of Al-rich chondrules in CV chondrites: Incorporation of diverse refractory components into the ferromagnesian chondrule forming region. Geochim. Cosmochim. Acta, 272, 198-217.

58. Zolensky M.E., Mittlefehldt D.W., Lipschutz M.E., Wang M.-S., Clayton R.N., Mayeda T.K., Grady M.M., Pillinger C., Barber D. (1997) CM chondrites exhibit the complete petrologic range from type 2 to 1. Geochim. Cosmochim. Acta, 61, 5099-5115.

59. Zolensky M.E., Tonui E.K., Bevan A.W.R., Le L., Clayton R.N., Mayeda T.K., Norman M. (2004) Camel Donga 040: A CV chondrite genomict breccia with unequilibrated and metamorphosed material. Antarct. Meteor. Res., 28, 95-96.