УДК 552,63 (стр. 202-209).
А.И.Труфанов (Вологодский государственный технический университет),
Н.М.Федорчук (Череповецкий государственный университет),
Д.Ф.Семенов (Вологодский государственный педагогический университет)

Находка каждого нового метеорита имеет большую научную ценность, прежде всего, как вещество, имеющее внеземное происхождение. Метеориты по генезису принято делить на две группы: а) падений и б) находок.

Метеорит 'Луженьга' по происхождению относится к группе метеоритов-находок. Он был обнаружен в 30 км юго-западнее г. Великий Устюг в бассейне р. Луженька. Исследования его были начаты в 1994 г., когда в руки авторов попал образец весом 230 г, отколотый и переданный в Великоустюжский краеведческий музей Н.Г. Мамарыковым. В июне 1996 г. одним из авторов была предпринята кратковременная экспедиция в район находки метеорита. В полевых условиях были уточнены некоторые его параметры. Визуально обследована поверхность надземной части метеорита, форма которого несколько напоминает тетраэдр с размером граней до 0,6м. По визуальному обследованию подтверждена идентичность состава доставленного ранее образца для исследований и основной части метеорита, находящейся на месте его падения.

Ориентируясь на образованную при падении метеорита яйцевидную форму воронки, удлиненная ось которой указывает на сломанную на шестиметровой высоте от поверхности земли сосну, можно заключить, что метеорит падал с юго-запада на северо-восток под углом 53° к горизонту.

Внешне порода имеет темно-серый цвет со сфероидальными образованиями черного цвета, окруженными тонкокристаллической массой, и редкими пятнами буро-коричневого цвета.

Как показал просмотр поверхности образца и аншлифа, вещество метеорита плотное, на близповерхностных участках отмечаются pедкие тонкие трещинки. На полированных поверхностях распилов, которые были сделаны для изучения внутреннего строения образца, хорошо проявляется шлировая структура метеорита. Визуально в свежем сколе и аншлифе под микроскопом (МБС-9) при увеличении до 14 крат видны зеленые, иногда коричневатого цвета, отдельные зерна с хорошо выраженным бронзовым отливом на плоскостях спайности пироксена. Содержание рудных минералов в общем незначительное. На полированной поверхности аншлифа под микроскопом обнаруживаются включения с металлическим блеском, но доля их очень мала. Включения особо хорошо заметны при наклонном наблюдении аншлифа. Для исследования рудных минералов в метеорите часть вещества его была раздроблена на крошку до размеров частиц 1-2 мм. При этом включения с металлическим блеском частично высвобождались в форме листочков. Воздействием постоянного магнитного поля (В<1 Тл) у отдельных частиц были обнаружены ферромагнитные свойства. После растирания вещества в агатовой ступке из подготовленного для анализов порошка выделено 11,8% магнитной фракции.

Микроскопическое исследование шлифов метеорита производилось с помощью поляризационного микроскопа ПОЛАМ-Р.213. Под микроскопом устанавливается полнокристаллическая структура породы метеорита. Размер кристаллов колеблется от 0,2-0,3 мм до 1,5-1,8 мм, Определен (Д.Ф.Семенов) минерально-петрографический состав: плагиоклаз (40%), оливин (30%), ромбический пироксен (15%), моноклинный пироксен (10%), биотит (3%) и рудный минерал (2% объема породы).

Плагиоклаз представлен анортитом (угол максимального симметричного погасания полисинтетических двойников составляет 43-44°), буроватым в проходящем свете, часто имеющим волнистое угасание. Очертания кристаллов ровные, не оплавлены.

Оливин слагает изометричные, часто округлые зерна размером 0,5-0,7 мм. В большинстве своем они окружены реакционной каемкой ромбических пироксенов (шириной 0,05-0,1 мм). Местами отмечаются шлировые скопления (по 3-4 зерна) оливина. В шлифах он выделяется по высокому двупреломлению и шагреневой поверхности.

Ромбический пироксен образует зерна удлиненно-призматической формы, размером до 1,8 мм по удлинению. Он диагностируется по слабо выраженному плеохроизму в бурых тонах, низкому двупреломлению (до 0,015) и прямому, иногда небольшому (до 10°) косому погасанию. Моноклинный пироксен образует короткопризматические зерна размером 0,5-0,8 мм в поперечнике с косым (относительно спайности) погасанием и большим (более 0,020) двупреломлением.

Биотит буровато-красный, ясно плеохроирующий, до почти бесцветного, с прямым (относительно весьма совершенной спайности) погасанием. Размер отдельных чешуи составляет 0,2-0,5 мм по удлинению. Судя по густой красноватой окраске - это титанобиотит.

Рудный минерал имеет удлиненные, нередко таблитчатые формы, размер зерен до 0,3 мм в поперечнике. В проходящем свете черный, местами бурый. По-видимому, представлен ильменитом.

Микроструктура породы гипидиоморфнозернистая (рис. 1) с более высокой степенью идиоморфизма оливина и пироксенов по отношению к плагиоклазу. Местами степень идиоморфизма темноцветных минералов и плагиоклаза близка, и тогда структура приближается к габбровой.

Рис. 1. Микроструктура породы метеорита. Pr - пироксен, Il - ильменит, Pl - плагиоклаз. Увеличение х80, николь. Фото А.И. Труфанова.

Следует отметить отсутствие акцессорных минералов, обычных для полнокристаллических земных пород, таких, как сфен, апатит, гранат, циркон. Из земных пород ближе всего к исследуемой породе метеорита является эвкритовое габбро.

Приближенно количественный спектральный анализ вещества метеорита был выполнен на спектрографе ДФС-8 в лаборатории химического и спектрального анализа института ВСЕГЕИ им. А.П.Карпинского. Результаты анализа приведены в таблице 1.

Таблица 1
Содержание элементов по результатам спектрального анализа
?	Элементы	Содержание,	?	Элементы	Содержание,
п/п		% масс.	п/п		1х10-4% (г/т)
1	Si	>10	14	V	100
2	Mg	>10	15	Zr	80
3	Al	8,0	16	Sc	15
4	Fe	5,0	17	Y	15
5	Ca	4,0	18	Yb	1,2
6	Na	2,5	19	Be	0,80
7	Sr	0,010	20	Sn	2,5
8	Ba	0,020	21	Pb	15
9	Ti	1,20	22	Zn	300
10	Mn	0,080	23	Ag	0,04
11	Ni	0,060	24	Ge	2,0
12	Cr	0,020	25	Ga	15
13	Cu	0,15	26	Co	40

Анализ компонентного состава метеорита "Луженьга" был проведен рентгеновским спектрометром ARL 7200 S - интегрально. Вещество метеорита после предварительного измельчения в агатовой ступке впрессовывалось в связку по методике, используемой при исследовании металлургических шлаков. В качестве эталона также использовался образец известного состава шлаковой композиции, и по этой причине процентное содержание компонентов определено ориентировочно. Характерное рентгеновское излучение элементов исследуемого образца метеорита фиксировалось по 22 каналам регистрации прибора ARL 7200 S.

В таблице 2 приведено количественное содержание компонентов в исследуемом образце метеорита. Основных из них: (Si) - 40%, магний (Mg) - 19%, кальций (Ca) - 10%, содержания алюминия (Al), титана (Ti), хрома (Cr), калия (K), марганца (Mn) фиксируются, но из-за отсутствия эталона количественных оценок не производилось. Содержание натрия (Na) не определялось - не настроен канал измерений прибора. Содержание фосфора, ванадия, кобальта, никеля на уровне их концентрации в связке. Частицы никелистого железа, по-видимому, в пробу не попали, что привело к низкому сигналу на каналах прибора по Ni, Co. Содержания Cu, Zn, S, As, I, Nb, Zr, Mo, W при исследовании рентгеновским спектроскопом ARL 7200 S не проявляются.

Таблица 2
Результаты рентгеноспектральных исследований образца
?	Канал	Импульсы		% в		?	Канал	Импульсы		Проба
п/п	по	Проба	Связка	пробе		п/п	по	Проба	Связка
1	Si	2004	103	40		8	K	83	9	+
2	Mg	58	3	19		9	Mn	89	37	+
3	Fe	2286	21	15		10	Co	9	7	?
4	Ca	1444	231	10		11	Ni	67	66	?
5	Al	191	9	+		12	V	7	9	?
6	Ti	137	8	+		13	P	5	6	?
7	Cr	121	28	+

Фазовый состав вещества метеорита "Луженьга" изучали по методу дифракции X-Ray на дифрактометре ДРОН-3М производства АО УБуревестникФ г. Санкт-Петербурга. Получение дифрактограмм производилось на излучении Cu-αK в режиме: V=35 кВ, 1-30 mA, скорость вращения образца в ГУР-8 1 град./мин., скорость диаграммной ленты 720 мм/час с автоматической отметкой углов. Погрешность расчета значений межплоскостных расстояний при d≈10 Å не хуже 0,75%. Фазовый анализ был произведен также и на отдельно выделенных хондрах диаметром ≈1 мм. Рентгенограммы индивидуальной хондры получали по методу Debye в камере РКД-57 диаметром 57,3х10^-3 м в излучении хрома без фильтра.

Образцы для исследования на ДРОН-3М готовили растиранием вещества метеорита в агатовой ступке до порошкообразного состояния. Пробы материала для получения порошковых дифрактограмм представляли:

- сколы первичных поверхностей образца в сплетении со сколами из внутренних областей метеорита, далее интегрированная проба;

- фракции отобранного материала образца - раздельно из темного и светлого вещества;

- вещества, обогащенного содержанием буро-коричневых пятен, расположенных на внешней первичной поверхности метеорита.

Следует отметить, что дифрактограммы исследуемого метеоритного вещества являются достаточно сложными для расшифровки по следующим причинам:

- большое число индивидуальных дифракционных рефлексов в угловом интервале по 2Θ (5њ -90њ), ≈100;

- слияние близких рефлексов на дифрактограмме от индивидуальных фаз в один экспериментальный недостаточно разрешаемый максимум - интервал (3,21 - 3,15 Å); (2,55 - 2,47 Å) и (2,145 - 2,10 Å);

- полное наложение отдельных рефлексов нескольких индивидуальных фаз в один экспериментальный;

- инверсия относительных интенсивностей групп, пар рефлексов на дифрактограммах от разных образцов - группы {3,21; 3,19; 3,175}, {2,98; 2,94; 2,88}, {2,55; 2,52; 2,50; 2.475}; пары - {3,89 и 3,86}, {3,75 и 3,72}, {3,50 и 3,75} и др.

При идентификации индивидуальных фаз использовались данные порошковой дифракционной картотеки [4] и автоматизированная система поиска на ПЭВМ [2].

На дифрактограммах вещества метеорита "Луженьга" отчетливо выявляются размытые дифракционные максимумы (гало), свидетельствующие о наличии в пробе аморфной фазы. Угловые интервалы гало по 2Θ в на дифрактограммах (≥7њ ÷ ≤ 10њ) с максимумом ≈8,5њ и (10њ÷ 17њ) с максимумом около 12њ. Наличие аморфной фазы в небольших количествах - Уплагиоклазовое стеклоФ (маскелинит) обнаруживалось и ранее во многих хондритах [3].

Результатами расчета дифрактограмм от кристаллических компонентов исследуемого метеоритного вещества являются многокомпонентные силикаты: оливин, пироксены, плагиоклаз и Уплагиоклазовое стеклоФ. Дифракционные рефлексы d = 6,35; 4,42; 4,02; 3,18÷ 3,15; 2,88; 2,50 и т. д. идентифицированы как принадлежащие минералам группы пироксенов: гиперстен, бронзит (0,47 Еn). Дифракционные рефлексы d = 5,13; 3,89; 2,77 и т. д. принадлежат минералам группы оливинов - A²⁺SiO₄, где А²⁺ = Mg⁺⁺, Fe⁺⁺. В исследуемом образце в кристаллах оливина соотношение Mg/Fe находится в пределах (0,88/0,12÷0,90/ 0,10), т.е. состав диапазона Fo₉₀-Fo₈₅ (форстерит).

Плагиоклазы, по данным рентгеноструктурного исследования в пробах образца метеорита, имеют дифракционные рефлексы от d = 3,75; 3,63; 3,13; 2,83 Å до d = 6,38; 4,02; 3,20; 3,18 Å.

Вещество овоидов, по результатам рентгеноструктурных исследований, также является кристаллическим и представлено, главным образом, плагиоклазом и пироксенами.

Как уже отмечалось, дифрактограммы вещества метеорита свидетельствуют о наличии в нем "плагиоклазового стекла" - маскелинита. Дифрактограммы показывают также, что Уплагиоклазовое стеклоФ частично девитрифицировано - рефлексы: d = 9,90; 3,33; 4,74; 1,417 и т. д.

Дифрактограммы дивитрита были получены от вещества - первичных поверхностей, поверхностей свежего скола и т. д. Из анализа дифрактограмм следует, что степень дивитрификации и состав дивитрита, по видимому, имеют локальные вариации, о чем свидетельствуют изменение относительной интенсивности рефлексов d = 9,90; 4,74; 3,33 Å, а также значений величины d = 9,88-9,91 Å. Характер изменения относительной интенсивности рефлексов 4,74; 3,25 и особенно 1,417 на дифрактограммах от разных проб свидетельствует о проявлении в них структуры роста дивитрита при формировании его из "плагиоклазового стекла".

На дафрактограммах вещества материала с участков поверхности с пятнами буро-коричневого цвета были идентифицированы рефлексы, принадлежащие камаситу (Fe₉₃Ni₇) d = 2,03; 1,96 Å и новообразованиям - FeOOH. Последние свидетельствуют, что пятна буро-коричневого цвета на поверхности метеорита имеют вторичное (земное) происхождение как результат взаимодействия включений никелистого железа на открытой поверхности с атмосферой Земли в период от момента падения, до его обнаружения.

Обобщая результаты исследований вещества, метеорит можно отнести к группе LL в системе классификации 1967 [1]. По степени протекшего метаморфизма и на основании характеристик петрологических типов метеорит может быть отнесен к типам 3 либо 4. Таким образом, по буквенно-цифровой классификации метеорит "Луженьга" предварительно может рассматриваться как хондрит каменный, обыкновенный типа LL3 либо LL4.

- показано, что исследуемый образец имеет космическое (внеземное) происхождение и по месту находки - бассейн р. Луженьга ему присвоено имя "Луженьга";

- метеорит "Луженьга" классифицирован как хондрит каменный типа LL3 либо LL4;

- фазово-минералогический состав метеорита "Луженьга": оливин (форстерит), клинопироксен, ортопироксен (бронзит), ильменит, титанобиотит, "плагиоклазовое стекло", камасит;

- фазово-минералогический состав хондр метеорита "Луженьга": плагиоклаз и пироксен.

1.Вуд Дж. Метеориты и происхождениесолнечной системы. М.. Мир, 1971, 173с.

2. Красушкин В.В.. Федорчук Н.М.. Шарапов А.А.. Ходан А.И. Пакет программ для обработки дифрактограмм и проведения фазового анализа на IBM PC XT/ АТ// III Международная конференция Прикладная рентгенография металлов. Тезисы докладов. Москва, МГИСиС (техн. ун-т), 1994, 50 с.

3. Минералогическая энциклопедия /Под ред. К.Фрея. М., Недра, 1985, 512с.

4. Powder diffraction file search Manual Inorganic, 1987 - JCPDS.