Общая
характеристика работы
Актуальность темы. Происхождение хондритов
и выяснение физико-химических условий их формирования являются
крайне важными для понимания процессов эволюции вещества Солнечной
системы. Такие научные направления как сравнительная планетология,
теоретическое моделирование аккреции планет и процессов, происходящих
в протопланетном облаке, изучение происхождения Луны и др. снабжают
исследователей массой данных о различных стадиях формирования
Солнечной системы. Но главными источниками информации об эволюции
Солнечной системы являются метеориты и особенно хондриты, представляющие
самое примитивное железо-каменное вещество. Актуальность исследования
хондритов определяется тем, что до сих пор не создано стройной
теории происхождения хондритов, хотя к настоящему времени собран
огромный фактический материал об их составе и строении, прирост
информации идет быстрыми темпами и опубликовано около нескольких
тысяч статей [Wood, 2000]. Причиной этого по нашему мнению является
невозможность объяснения петрологических особенностей хондритов
с точки зрения традиционных представлений о них, как прямых
конденсатах или продуктах плавления первичного твердого вещества
в протосолнечной небуле. В связи с этим особенно актуальным
представляется рассмотрение накопленного материала на основе
альтернативной магматической гипотезы хондритообразования на
ранних стадиях эволюции их родительских планетных тел. Актуальность
изучения обыкновенных хондритов связана еще и с тем, что они
занимают центральное место в системе метеоритов, составляя около
90% общего числа их падений.
Цель и задачи работы. Основной целью диссертации является
разработка петрологической модели дифференциации родительских
тел обыкновенных хондритов. Для осуществления поставленной задачи
проводились исследования в трех направлениях - 1) детальное
петрологическое, электронно-микроскопическое и микрозондовое
исследование хондрового и, особенно, матричного вещества обыкновенных
хондритов, позволившее получить доказательства его расплавной
природы; 2) изучение текстуры, структуры и состава хондритового
вещества в сопоставлении с результатами экспериментального моделирования
близких по химическому составу систем и 3) изучение структур
и составов фаз обыкновенных хондритов, относящихся к различным
химическим группам и петрологическим типам и сопоставление условий
их образования. Предполагалось, что анализ хондритового вещества
позволит выявить основные признаки расплавной природы хондритов
и обозначить процессы, определяющие широкое разнообразие силикатных
хондр.
Объем работы. Диссертация содержит 165 страниц текста,
31 таблицу, более 200 иллюстраций, объединенных в 88 фигур,
и 212 ссылок на литературные источники.
Научная новизна. В диссертации обосновывается магматическое
происхождение обыкновенных хондритов и их последовательная закономерная
эволюция в недрах материнских планет, что является новым по
отношению к традиционным моделям, связывающим их с процессами
плавления первичного твердого вещества или прямой конденсации
в протосолнечной небуле с последующим уплотнением хондритового
вещества.
Практическое значение. Полученные данные вносят важный
вклад в представления о формировании хондритового вещества и
позволяют судить об условиях консолидации родительских тел обыкновенных
хондритов. Использование классических петрологических методик
на уровне тонких электронно-микроскопических и микрозондовых
исследований обыкновенных хондритов позволило получить большой
объем аналитических данных, который представляется весомым вкладом
в развитие современной космической петрологии. Первостепенное
генетическое значение имеет установление взаимосвязей между
условиями образования и парагенетическими и структурными особенностями
строения хондритового вещества. При этом весьма важны работы
по экспериментальному моделированию процесса хондритообразования.
Сопоставление природных объектов с результатами экспериментального
плавления хондритового вещества позволило подтвердить реальность
разрабатываемой гипотезы расплавного механизма хондритообразования
и выявить равновесные соотношения хондрового и матричного расплавов,
что фиксируется закономерной корреляцией состава силикатных
и железоникелевых фаз в конкретных хондритовых телах.
Апробация работы. По теме диссертации были опубликованы
монография и 64 работы в отечественных и зарубежных изданиях,
главные из которых приведены в отдельном списке литературы.
Фактический материал и основные выводы диссертации изложены
также в отчетах по проектам Российского Фонда Фундаментальных
Исследований (94-05-16942; 96-05-65387 и 00-05-64607) и программы
"Университеты России - Фундаментальные исследования"
(проекты: 5014 и 990944). Результаты исследований были представлены
на 25 отечественных и международных конференциях, в том числе
XXI Всесоюзной и XXII Всероссийской конференциях по метеоритике
и космохимии (Миасс, 1990; Черноголовка, 1994); XX, XXII, XXIII,
XXV, XXVII, XXVIII, XXX и XXXI Конференциях по Луне и планетам
(Хьюстон, США, 1989, 1991, 1992, 1994, 1996, 1997, 1999, 2000);
52-ой, 60-ой и 62-ой Конференциях Метеоритного Общества (Вена,
1989, Гавайи, 1997, Иоганесбург, 1999); XVI, XXVIII-XXI и XXVI
Симпозиумах по антарктическим метеоритам (Токио, 1991, 1993-1996,
1999); 8 и 14 Российско-Американских микросимпозиумах по сравнительной
планетологии (Москва, 1988, 1991); I и II Всероссийских (международных)
петрографических совещаниях (Уфа, 1995; Сыктывкар, 2000); Совещании
по проблемам магматической и метаморфической петрологии (Москва-МГРИ,
1997); конференциях: "Закономерности эволюции Земной коры"
(Санкт-Пет., 1996) и "Ломоносовские чтения" (Москва,
МГУ, 1997).
Благодарности. Автор благодарен за поддержку и помощь
в обсуждении полученных результатов сотрудникам кафедры петрологии
и ее заведующему профессору Л.Л.Перчуку. Автор также искренне
признателен Л.Б.Грановскому - создателю Лаборатории локальных
методов исследования вещества, в которой была проведена подавляющая
часть аналитических исследований. Автор благодарен В.И.Фельдману,
А.А.Ульянову, А.Т.Базилевскому, Ю.Б.Шаповалову, Э.М. Спиридонову,
О.В.Якубович за помощь и научные консультации, а также всем
сотрудникам, оказавшим помощь в аналитических исследованиях
и повседневной работе. Особую благодарность и признательность
автор выражает своему учителю и постоянному участнику совместных
исследований академику РАН, профессору А.А.Маракушеву, а также
канд. геол.-минералогических наук О.Б.Митрейкиной, без неоценимой
помощи, консультаций и идей которых данная работа не могла бы
состояться. Работа была выполнена при частичной финансовой поддержке
РФФИ (проекты: 94-05-16942; 96-05-65387 и 00-05-64607) и Программы
"Университеты России - Фундаментальные Исследования"
(проекты: 5014 и 990944).
Фактический материал и методы исследования. В основу
работы положены результаты пятнадцатилетнего (1985-2000) изучения
метеоритов из метеоритных коллекций Комитета по метеоритам РАН,
Национального Института Полярных Исследований (NIPR, Токио,
Япония) и Ханойского Университета (Вьетнам), а также результаты
экспериментальных исследований по плавлению хондритового вещества
в вакууме на материале, предоставленном А.В.Витязевым (ИФЗ РАН),
и искусственных смесей в восстановительных условиях при 1кбар
(совместно с А.А.Маракушевым и Ю.Б.Шаповаловым в Институте Экспериментальной
Минералогии, РАН).
В работе был использован комплекс методов
изучения вещества, но основным методом являлся электронно-зондовый
рентгеноспектральный анализ, проводившийся в основном на растровом
электронном микроскопе CamScan 4DV с использованием энерго-дисперсионной
приставки Link AN 10000 (МГУ) и в меньшей мере на микроанализаторах
Cameca SX-50 (МГУ) и Jeol JSM 5300 + Link ISIS (ИГЕМ РАН), анализ
легких элементов был выполнен в Марбургском университете в Германии
(растровый электронный микроскоп CamScan 4DV + энерго-дисперсионный
анализатор MOXTEC).