Исследованы микроструктуры оливина из метеорита-палласита Сеймчан
11 июля 2024 г.
Сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского РАН, совместно с коллегами из Институт геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН и геологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, исследовали зерна оливина из железокаменного метеорита-палласита Сеймчан.
Впервые полученные результаты свидетельствуют о восстановлении двухвалентного железа в оливинах из палласитов через окислительно-восстановительные реакции между оливином и вмещающим FeNi металлом с образованием в оливине полых отрицательных кристаллов. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International.
Палласиты – железокаменные метеориты – образованы крупными, до нескольких см в размере, зернами оливина (Mg,Fe)2SiO4, находящимися в FeNi металлической матрице. Механизм образования палласитов точно не установлен; предполагается, что смешение легкого оливина и тяжелого металла могло происходить на границе мантия-ядро в телах астероидальных размеров или в их приповерхностных зонах. Процессом, инициирующим смешение, могли быть катастрофические ударные события, вызванные высокоскоростными столкновениями тел в поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Ранее было установлено, что смешение происходило при температурах выше 1100 ᴼС с последующим медленным охлаждением со скоростью 1–5 градусов в миллион лет. Одним из путей реконструкции загадочной истории образования палласитов является изучение различных структур слагающего их вещества.
Методами оптической и электронной микроскопии авторы обнаружили в оливине необычные субмикроскопические (толщиной < 1мкм) линейные дефекты в виде полых каналов и кристаллографически ограненных пустот – так называемых отрицательных кристаллов. Каналы и наиболее крупные ограненные пустоты содержат вкрапления металлического железа. Установлено, что наблюдаемые дефекты наследуют кристаллографическую ориентировку предшествовавших винтовых дислокаций в оливине, которые в свою очередь являлись активными центрами зарождения новообразованных дефектов. На основе модели образования и поведения точечных дефектов в кристаллах, полученные данные интерпретированы как результат восстановления двухвалентного железа за счет выхода кислорода из структуры оливина с образованием в оливине металлического железа и сопряженных кислородных вакансий. В свою очередь, покинувший структуру оливина кислород соединялся с вмещающим FeNi металлом, образуя в металле на контактах с оливином оксидные каймы. Происхождение пустот в оливине объясняется сохранением структурных вакансий внутри кристалла и их слиянием (коалесценцией) с образованием полых каналов и отрицательных кристаллов.
Обнаруженные дефекты в земных природных оливинах не наблюдались, но восстановление двухвалентного железа было экспериментально воспроизведено ранее в ряде исследований при лазерном нагреве оливина в восстановительной газовой среде.
Фугитивность кислорода в восстановленном оливине соответствует кислородным буферам оливин – кремнезем – металлическое железо или оливин –пироксен – металлическое железо. Эти параметры и микроструктура оливина могут характеризовать условия смешения оливина и FeNi металла в процессе катастрофического ударного события.
Источник: ГЕОХИ РАН.
Метки: ГЕОХИ РАН, ИГМ СО РАН