Автореферат на тему: "Петрология обыкновенных хондритов"

Зиновьева Н.Г.

Кафедра Петрологии МГУ

5.2. Два этапа эволюции хондритового расплава, зафиксированные в парагенезисах хондр и матрицы. Выше была установлена двухэтапность хондрообразования, зафиксированная в парагенезисах хондр, обладающих различной структурой и минеральным составом, и было показано, что развитие в хондрах магнезиальных силикатов по более железистым, отражающее водородное воздействие: MgFeSiO₄ + H₂ = MgSiO₃ + Fe^o + H₂O, сменяется ассоциацией железистого оливина с богатыми никелем металлическими фазами.

Двухэтаность развития проявляется и в матрице хондритов. В сульфидно-металлическом матричном веществе обыкновенного хондрита Оханск НII(4) нами впервые в хондритах II типа были обнаружены [1] мельчайшие выделения самородного кремния, особенно обильные во внутренних частях некоторых зерен камасита и в каплевидных включениях троилита в камасите (фиг. 8д,е). Судя по постоянному присутствию в валовых анализах данных выделений помимо кремния еще и углерода (содержание которого ниже, чем содержание кремния), можно предположить образование ассоциации самородного кремния с муассанитом (к сожалению, субмикронные размеры выделений не позволяют сделать более определенного заключения). К этому же раннему этапу эволюции хондритового магматизма, по-видимому, можно отнести и алмаз, для которого характерна ассоциация с муассанитом (оба описаны в матричном веществе обыкновенных хондритов Chainpur, Khohar, Mezo-Madaras, Dimmitt и др. [Huss, 1990, Huss, Lewis, 1995]). Приуроченность самородного кремния и +муассанита, главным образом, к центральным частям камаситовых зерен хондрита Оханск свидетельствует об ослаблении восстановительной обстановки в процессе кристаллизации камасита, что, видимо, отражает частичную миграцию водорода из хондритового расплава с соответствующим повышением химической активности окисленных компонентов флюидов (активная роль восстановленных флюидов, о составе которых можно судить, например, по газовой фазе, выделенной из самородного магния (об. %: Н₂ - 89.8; CH₄ - 0.6; CO - 0.3; CO₂ - 1.4), отмечается [Новгородова, 1994] и на Земле при образовании в разнообразных магматических породах самородных Cr, Si, Al и пока не обнаруженного в обыкновенных хондритах Mg).

Быстрая закалка остаточных хондритовых расплавов, фиксируемая наличием стекла в матрице, препятствовала развитию окисления, которое происходило в пределах устойчивости камасита. Этим хондриты II типа отличаются от I, в которых окисление матричного вещества продвинулось дальше и привело к смене восстановленных форм хрома, фосфора и кремния в камасите их окисными соединениями, а затем к интенсивному вытеснению и самого камасита железистыми силикатами, продолжающемуся также и на постмагматической стадии.

Таким образом, не только в хондрах, но и в матрице хондритов проявляется двухэтапность хондритообразования, фиксируемая вытеснением Si^o -, Cr^o -, P^o -содержащего камасита никелистым железом, лишенным данных примесей, а по мере усиления окислительной обстановки - железистым оливином. Присутствие Cr, P и Si как во внутрихондровом камасите, так и в камасите матрицы указывает на одинаковые условия и механизм образования камасита, а также на параллельную эволюцию хондрового и матричного расплавов, зафиксированную в их парагенезисах, что делает невозможным независимое рассмотрение хондрового и матричного материала хондритов.

Двухэтапность формирования хондритов отражается в сопряженном изменении состава силикатных и металлических фаз (табл. 2): сначала уменьшение железистости оливина (то есть количества закисного железа) сопровождается уменьшением никелистости и кобальтовости камасита (то есть увеличением содержания в нем металлического железа) - I этап, а затем увеличение железистости силикатов происходит при уменьшении общего количества металлической фазы и увеличении содержания никеля в тэните и кобальта в камасите, при некотором уменьшении в последнем содержания никеля - II этап. На первый взгляд уменьшение никелистости камасита, коррелирующее с увеличением железистости оливина, противоречит усилению окислительной обстановки на II этапе хондритообразования. Но в действительности уменьшение содержания никеля в камасите обусловлено появлением второй железоникелевой фазы - тэнита, содержание никеля в котором прямо коррелирует с железистостью силикатов. Максимального содержания никеля и максимальной железистости достигают, соответственно, тэниты и оливины матрицы. Смена хондрового парагенезиса матричным хорошо описывается реакцией, учитывающей реальные составы силикатных и металлических фаз хондр и матрицы обыкновенного хондрита Yamato-74417 LI(3), и свидетельствует о повышении окислительного потенциала:

3(Mg_0.9Fe_0.1)₂SiO₄ + 3(Mg_0.9Fe_0.1)₂Si₂O₆ + 7Fe_0.95Ni_0.05 + 6H₂O =

= 9(Mg_0.6Fe_0.4)₂SiO₄ + Fe_0.65Ni_0.35 + 6H₂.

Перераспределение железа между силикатными и металлическими фазами, приводящее по мере увеличения железистости оливина к обогащению железоникелевых минералов никелем и кобальтом, фиксирует равновесные соотношения силикатного и металлического расплавов. Существование в обыкновенных хондритах I типа фазового соответствия между силикатными хондрами и металлическими фазами матрицы по следующим параметрам: железистость силикатов - никелистость камасита и тэнита, железистость силикатов - содержание кобальта в камасите свидетельствует о сохранении равновесных соотношений между хондровым (силикатным) и матричным (металлическим) веществом в процессе эволюции хондритового магматизма и об образовании хондритовой структуры в результате жидкостной несмесимости расплавов.

Показанное выше для различных обыкновенных хондритов (LL, L, H) I типа наличие резкого скачкообразного изменения характера зональности минералов, фиксируемое как по парагенезисам хондр, так и матрицы (смена обратной зональности оливина и пироксена на прямую; смена парагенезиса восстановленных форм Cr, Si и P с камаситом, на ассоциацию камасита с их окисными соединениями, а затем и вытеснение самого камасита железистым оливином) свидетельствует об изменении восстановительного режима раннего этапа эволюции хондритового магматизма (с переходом железа в самородное состояние) на окислительный (с накоплением закиси железа в остаточных расплавах), что имеет принципиальное значение, так как указывает на два этапа развития материнских хондритовых планет.