Уникальные доказательства флюидных изменений в обыкновенном хондрите Какова (L6).

Sep 15, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 5520 (2022) Цитировать эту статью

Доступы 1958 года

1 Цитаты

57 Альтметрика

Подробности о метриках

Метеориты сохраняют свидетельства процессов, происходящих на их родительских телах, включая изменения, метаморфизм и ударные события. Здесь мы показываем, что обыкновенный хондрит (OC) Какова (L6) сохраняет как жилы ударного расплава, так и карманы обломочных зерен брекчированного и измененного объекта, включая корунд, альбит, кремнезем, фаялит, форстерит и маргарит в Pb- и маргарите. Богатая железом матрица. Сохранение наблюдаемой минералогии и текстуры требует последовательности как минимум двух ударов: во-первых, высокоскоростное столкновение сформировало жилы ударного расплава, содержащие минералы высокого давления рингвудит, вадслеит, мэйджорит и альбитовый жадеит; позднее удар с низкой скоростью образовал трещины и заполнил их обломочным материалом. Соотношения изотопов кислорода и свинца позволяют предположить OC-происхождение этих обломочных минералов. Хотя изменение флюидов часто встречается в углистых хондритах, открытие маргарита с изотопной характеристикой кислорода OC является новым. Какова расширяет как влияние, так и историю изменений обычных хондритов L6 в целом.

Метеориты хранят свидетельства модификаций, которые примитивный материал Солнечной системы претерпел в результате таких процессов, как термический метаморфизм, изменение жидкости и ударные повреждения их родительских тел. Наиболее прямым свидетельством действия жидкой воды является сохранение вторичных водных минералов, которые до сих пор преимущественно документированы в углистых хондритах1. В частности, известно, что окисленная подгруппа углистых хондритов CV содержит маргарит, везувиан и каолинит1,2. В обычных хондритах (ОК) единственной водной вторичной фазой, отмеченной Брирли3, является мелкозернистый богатый железом смектит в неравновесных метеоритах Семаркона (LL3.00) и Бишунпур (LL3.15). Неравновесный хондрит Тишица (H/L3.6) содержит натриево-кальциевый амфибол, указывающий на флюидный метасоматоз на пике термического метаморфизма или близко к нему4. В более уравновешенных ОК слоистые силикаты еще более редки или полностью отсутствуют, однако фазы, отличные от слоистых силикатов, указывают на изменения в этих объектах. Метасоматические процессы фиксируются в ОК типов 3.6–3.9 по наличию содалита, скаполита и нефелина; от типов 4,0 до 6,0 – альбитом и калийсодержащим полевым шпатом5.

Многие ОК сохраняют записи о столкновениях своих родительских астероидов6,7,8,9,10. Такие записи метеоритных ударов помогают ограничить условия ударов и, следовательно, параметры ударных событий, такие как скорость столкновения и размеры ударных тел и целей. В свою очередь, коэволюция размеров планетезималей и их орбитальное возбуждение позволяют выделить сценарии ранней эволюции Солнечной системы11. Параметры шока можно определить на основе нескольких доказательств, включая брекчирование, деформацию минералов, а также наличие и текстурные особенности расплавных жил (MV), которые часто содержат минералы высокого давления (HP)12,13,14,15,16,17. ,18,19,20. Примечательная группа метеоритов, известная как полимиктовая брекчия, содержит фрагменты множества объектов, предположительно образовавшихся как от ударника, так и от цели одного или нескольких столкновений и вновь собранных в груды обломков21. Хотя такие брекчии не являются чем-то необычным, они обычно представляют собой низкоскоростные столкновения; полимиктовые брекчии в результате ударов, достаточно быстрых для образования минералов HP, встречаются редко22,23. Хотя столкновения были наиболее распространены на ранней стадии эволюции Солнечной системы, имеются убедительные доказательства того, что родительское тело L-хондрита было разрушено в результате крупного столкновения, произошедшего 470 млн лет назад24,25, в результате чего образовались обломки, которые продолжают доминировать в нынешнем потоке метеоритов в Солнечную систему. Земля26.

Здесь мы сообщаем новые данные об историческом падении Какова, обыкновенного хондрита L6, который упал в Румынии 19 мая 1858 года и был собран за считанные минуты, хотя, согласно историческим данным, он еще был горячим27. Какова считается шоковой стадией S4–S5 (рис. 1). Его текстуру, минералогию и минеральный состав изучали методами оптической и электронной микроскопии, электронно-зондового микроанализа (ЭЗМА), микрорамановской спектроскопии и дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD). Кроме того, мы также получили in situ соотношения изотопов кислорода некоторых минеральных фаз с помощью масс-спектрометрии вторичных ионов (nanoSIMS) и соотношения изотопов Pb с помощью масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с несколькими коллекторами (MC-ICP-MS). Наши исследования, во-первых, документально подтверждают, что Какова (как и многие метеориты L6) содержит фазы HP, сконцентрированные в жилах расплава и прилегающие к ним, для формирования которых требуется сильный удар. Во-вторых, мы документируем карманы, содержащие ряд новых минералов, включая водные фазы, которые, по-видимому, являются экзогенными для вмещающей породы L6 и, вероятно, были внедрены в трещины во время последующего низкоскоростного столкновения. Мы используем термин «экзогенный» для обозначения материала, который, по-видимому, был добавлен к породе в конце ее истории.