ПЕТРОЛОГИЯ И ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ КИСЛОРОДА АНОМАЛЬНОГО АХОНДРИТА NWA011

P. Promprated ¹, L.A. Taylor¹, М. Anand¹, D. Rumble III², Е.В. Корочанцева³, М.А. Иванова³, К.А. Лоренц³ и М.А. Назаров³

¹Planetary Geosciences Institute, University of Tennessee, Knoxville, TN 37996, USA ( prinya@utk.edu ), ²Geophysical Laboratory, Carnegie Institute, Washington, DC 20015, ³Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского, ул. Косыгина, 19, Москва, 119991, Россия

Введение: Northwest Africa (NWA) 011 был найден в пустыне Марокко в 1999 [1]. Это единичная находка, один индивидуальный экземпляр весом 40 г. По геохимическим и петрографическим анализам NWA 011 является плагиоклаз-пироксеновым метеоритом и первоначально был отнесен к некумулятивным эвкритам [1]. Однако высокое атомное отношение Fe/Mn (~69) и необычный изотопный состав кислорода породы (d ¹⁸О = +2.54, d ¹⁷О= -0,48) отличаются от типичных эвкритовых значений, и это по сути означает, что в мировой коллекции появился новый тип базальтового метеорита [2]. Чтобы прояснить этот вопрос, мы исследовали химию минералов и изотопный состав кислорода NWA011. С этой целью нами были также изучены и представлены в работе [3] Ar-Ar возраст, химия главных и редких элементов.

Рис. 1. NWA011 состоит из грубозернистного пироксена (~60%) и тонкозернистых агрегатов плагиоклаза (~40%)

Петрографическое описание: Петрографическое изучение двух шлифов показало, что порода представляет собой тонкозернистый мономиктовый небрекчированный ахондрит [1]. Отсутствие первичной брекчированной структуры (реликтовых зерен плагиоклаза и авгита [2]) в нашем представительном шлифе (~3см²) предполагает, что NWA011 не может быть перекристаллизованной брекчией. Метеорит состоит главным образом из пижонита (58,50%) и плагиоклаза (39,56%) с небольшим количеством рудных минералов (0,71%), фаз кремнезема (0,67%) и фосфатов (0,54%). Ксеноморфный пижонит (0,2-0,8 мм), как правило, имеет изрезанные границы с плагиоклазом (рис. 2). Большинство пижонитовых зерен показывают структуру распада твердого раствора в виде ламелей авгита, ширина которых иногда достигает ~10 m m. Равномернозернистый плагиоклаз (зерна до 0,1 мм) обычно образует кристаллические агрегаты (до 2 мм) или расположен (протягивается) вдоль границ или трещин пижонитовых зерен.

Рис. 2. Изображение шлифа метеорита NWA011 в обратно-рассеянных электронах

Такая структура указывает на перекристаллизацию породы, возможно, в результате термального метаморфизма. Рудные минералы в виде маленьких кластов включают ульвошпинель, ильменит и крошечные срастания металла с сульфидами (2-5 m m). В ильмените есть включения бадделеита. Оливин находиться в ассоциации с окислами (Рис. 2). Са-фосфаты (витлокит и Сl-апатит) являются типичными акцессорными минералами этой породы, однако распределены неравномерно.

Рис. 3 Составы пироксена и оливина в метеорите NWA011. Составы пироксена близки к таковым эвкритов подгруппы Nuevo Laredo [4].

Химия минералов: Состав пижонита (Wo _5,7-6,5 Fs _63,2-65,1;MG#=32-33) с ламелями авгита (Wo _36,1-39,2 Fs _35,2-38,3;MG#=38-43) близок к эвкритовому тренду Nuevo Laredo (рис. 3) [4] и некоторым лунным метабазальтам [5]. Однако Fe/Mn отношения (для пижонита - 67, для авгита - 65) значительно выше, чем для обычных эвкритов. Плагиоклаз представлен битовнитом с низким содержанием К₂О (An _80,2-87,7 Or _0,7-0,2 ). Состав железистого оливина слабо меняется (Fa _79,5-81,4 ). Содержание FeO и TiO₂ в ульвошпинели равно соответственно 55,3 и 24,2 вес.%, а в ильметине - 45,1 и 52,7 вес.%.

Рис. 4. Fe-Mn диаграмма. Fe/Mn отношения в пироксенах метеорита NWA011 выше по сравнению с отношениями в других эвкритах.

Изотопный состав кислорода: Измерения изотопного состава кислорода были проведены в двух различных образцах (2 аликвоты для каждого) с помощью высокоточного метода лазерного фторирования [6]. Результаты показаны в табл. 1. Полученные данные по кислороду лежат далеко от принятого эвкритового поля с D ¹⁷О от -1,58 до -0,25 для эвкритов [7]. Таким образом, наши анализы подтверждают необычный изотопный состав кислорода NWA011, определенный ранее [2].

Рис. 5 Изотопный состав кислорода метеорита NWA011 (показан диапазон погрешностей). Данные подтверждают аномальный состав кислорода (жирная точка), наблюдавшийся ранее [2].

Табл. 1. Данные по изотопному составу кислорода метеорита NWA011.

Aliquots δ18O δ17O A1 3.23 0.10 A2 2.84 -0.10 B1 2.88 -0.08 B2 2.71 -0.17 Average 2.92 -0.06 Std. Dev. 0.22 0.12

Моделирование кристаллизации: Валовый состав, представленный в этой работе и работе [2], был использован для моделирования кристаллизации по программе MELTS при fO₂ IW (железо-вюститовый буфер). Рисунок демонстрирует равновесную кристаллизацию с использованием нашего валового состава: Pig+Pl® Sp® Ol® Aug® Whit® Ilm® Silica. Модель хорошо воспроизводит минеральные фазы и их составы, наблюдаемые в породе. Это предполагает, что посткристаллизационные процессы не изменили в значительной степени исходный состав NWA011. Кристаллизация валового состава [2] показывает другую последовательность появления фаз на ликвидусе. При этом ильменит и силика отсутствуют, а оливин - магнезиальный (Fо ₆₂ ) в то время, как кристаллизация нашего валового состава дает гораздо более железистый оливин. Такие различия могут указывать на негомогенность породы при измерении этих двух валовых составов.

Табл. 2 Валовый химический состав метеорита NWA011

Рис. 6 Моделирование кристаллизации метеорита NWA011.

Выводы: По структуре, минералогии и по химии главных элементов NWA011 похож на некумулятивный эвкрит. Однако есть два принципиальных отличия: NWA011 имеет аномальный изотопный состав кислорода и высокие Fe/Mn отношения (рис.4 и 5 ). Таким образом, образец, по-видимому, представляет новый тип ахондрита, генетически несвязанного с эвкритами. Его родительское тело могло быть образовано в районе солнечной небулы, отличающемся от места образования родительского тела HED (говардит-эвкрит-диогенитовая группа).

 

Ссылки: [1] Afanasiev S. V. et al. (2000) MetSoc 63 rd , A19. [2] Yamaguchi A. et al. (2002) Science 296, 334- 336. [3] Korochantseva E. V. (2003) this volume. [4] Warren P. H. and Jerde E. A. (1987) GCA 51, 713-725. [5] McSween H., Jr. et al. (1977) LSI 304, 118-120. [6] Wiechert U. et al. (2001) Science 294, 345-348. [7] Clayton R. N. and Mayeda T. K. (1996) GCA 60, 1999-2017.