Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Планетология | Диссертации
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Автореферат на тему: "Петрология обыкновенных хондритов"

Зиновьева Н.Г.

Кафедра Петрологии МГУ

Содержание


6. Воздействие матричных расплавов на хондры.

fig19s.jpg (15791 bytes)
Фиг. 19. Взаимоотношения хондр и матрицы в обыкновенном хондрите Рагули HII(3.8)

Выше было показано, что разделение хондритового расплава на богатую железом матрицу и силикатные хондры происходило в результате жидкостной несмесимости, которая проявляется не только в наличии силикатных капель (хондр) в матрице, но и металлических капель в хондрах. Эти капли могли отделяться от хондритового расплава как до начала кристаллизации, захватываясь затем фенокристаллами оливина, так и из остаточной жидкости, оставаясь в интерстициях между кристаллами оливина и вытесняясь либо к центральным, либо к краевым частям хондр. На границах хондр хондритов II и III типов устанавливается рост кристаллов силикатов как внутрь, так и наружу (фиг. 1г), что отражает равновесные отношения между хондровым и матричным расплавами. Но матричный расплав оставался жидким и после затвердевания хондр, что отчетливо проявляется в образовании секущих хондры тончайших сульфидно-металлических прожилков и замещении краевых частей хондр (фиг. 19а,б) с отрывом, разворотом и цементацией их обломков (фиг. 19в).

Реакционные взаимоотношения хондрового и матричного вещества в хондритах I типа еще более разнообразны, что связано с их формированием в условиях резкого изменения окислительно-восстановительных условий и температуры, обусловивших образование широкого диапазона составов как хондровых, так и матричных расплавов.

Исходя из структурных взаимоотношений хондрового и матричного материала, можно сделать следующие выводы:

- во-первых, матричный расплав оставался еще отчасти в жидком состоянии после полного затвердевания хондр и в нем происходило интенсивное окисление железа, проявляющееся в кристаллизации силикатов все более высокой железистости (грубозернистая силикатная матрица: Yamato-74417 LI(3) - Fa28-36, Fs20-28Wol1-10; Yamato-82133 HI(3) - Fa26-28, Fs11-14Wol5-8; тонкозернистая силикатная матрица: Yamato-74417 LI(3) - Fa29-36); Yamato-82133 HI(3) - Fa25-33. Минералогически это выразилось в вытеснении

fig20s.jpg (23198 bytes)
Фиг. 20. Взаимоотношения хондрового и матричного вещества в обыкновенных хондритах I типа.

железистым оливином и тэнитом, иногда в ассоциации с клинопироксеном, парагенезиса энстатита с камаситом и замещении магнезиального оливина более железистым, а петрологически это подтверждается 1) наличием жил грубозернистого силикатного матричного вещества (фиг. 14в,г), пересекающих хондры, перемещающих фрагменты последних и обладающих более железистыми составами сосуществующих оливина и пироксена, более кремнекислым и обогащенным щелочами валовым составом и более кислым интерстиционным стеклом; 2) развитием тонких троилит-камаситовых (+тэнит) жил, пересекающих хондры и вызывающих перекристаллизацию хондровых оливинов и пироксенов с образованием их более железистых аналогов (фиг. 20а) и 3) интенсивным разъеданием хондр тонкозернистым матричным веществом с превращением их в амебовидные включения (фиг. 20б,в);

- во вторых, имело место реакционное взаимодействие закристаллизованных хондр и еще расплавленного матричного вещества. Возрастание железистости оливина, прослеживаемое в оливиновых каймах, образующихся на хондрах вследствие метасоматического замещения магнезиальных хондровых силикатов, свидетельствует о нарушении равновесия хондры - матрица, приводящем к интенсивному воздействию на хондры окисляющегося богатого флюидами матричного расплава. Обогащенность сульфидно-металлического расплава флюидами подтверждается метасоматическим преобразованием закристаллизованного хондрового материала вокруг герцинит- камаситовых образований. На фиг. 20г отчетливо видна мономинеральная кайма оливина, псевдоморфно замещающего пограничные порфировые зерна хондрового пироксена (Fs3 Wol1) и оливина (Fa2), причем очертания первичных (реликтовых) зерен хондры прослеживаются в оливиновой кайме (Fa24-26). Следует отметить, что вариации минерального состава и структуры кайм, образующихся на границе с сульфидно-металлическим расплавом, определяются его составом: камаситовые обособления в хондрах и камаситовые жилы, пересекающие хондры, окружены мономинеральными оливиновыми оторочками, а вокруг троилитсодержащих жил и выделений формируются троилит-пироксеновые каймы (фиг. 20д);

- в третьих, интенсивность замещения хондр расплавом тонкозернистой силикатной матрицы определяется их химическим составом. Наиболее агрессивному воздействию подвергаются магнезиальные (ранние) оливиновые и пироксен-оливиновые хондры, среди железистых (более поздних) хондр сильнее замещаются существенно пироксеновые и, особенно, кварц-пироксеновые хондры, что, видимо, обусловлено более контрастным отличием состава кварц-пироксеновых хондр от богатой флюидами сульфидно-металлической матрицы. В тех случаях, когда в парагенезисе с новообразованным пироксеном есть кварц, могут образовываться пироксеновые зоны, в которых его железистость достигает максимальной величины (до Fs60Wol3). Интересно отметить специфическую роль серы, связывающей железо в составе троилита и редуцирующей возрастание железистости силикатов, что проявляется в более низкой железистости пироксена из пироксен-троилитовых зон (Fs27-35Wol3) по сравнению с мономинеральными пироксеновыми зонами (Fs36-45Wol3). При более интенсивном воздействии матричного расплава все описанные выше ассоциации замещаются железистым оливином. Анализ минеральных парагенезисов реакционных зон показал, что независимо от состава силикатного материала, взаимодействие его с матрицей носит диффузионный характер: общее повышение железистости силикатов в сторону матрицы сопровождается интенсивным выносом кремнезема, что приводит в некоторых колонках к относительному обогащению магнием (ведущим себя инертно) десилицированных зон. Магний становится подвижным лишь непосредственно на границе с матричным сульфидно-силикатным расплавом - в зонах наиболее интенсивного изменения хондрового материала, что проявляется в кристаллизации оливина, железистость которого в независимости от состава замещаемых силикатов равняется железистости матричного оливина (Yamato-82133 HI(3): Fa33; Yamato-74417 LI(3): Fa33-36). В обоих хондритах замещение хондр матричным расплавом происходит столь интенсивно, что часто силикатное вещество хондр и обломков минералов сохраняется лишь в виде округлых или угловатых реликтов, тоже имеющих зональное строение (фиг. 20е). Единая химическая направленность процесса реакционного замещения отличающихся по составу хондр в сторону образования парагенезиса железистого оливина с троилитом + тэнит свидетельствует о том, что оно носило сингенетичный для всех хондр метасоматический характер и осуществлялось в условиях усиления окислительной обстановки под воздействием богатого флюидами матричного расплава;

- в четвертых, в процессе дифференциации хондритового расплава, происходящей на фоне повышения окислительного потенциала, матричный расплав, по мере своей эволюции, проявляет агрессивность ко всем, ранее раскристаллизованным образованиям: сульфидно-металлические прожилки пересекают любые хондры, независимо от их структуры и минерального состава; расплав грубозернистой силикатной матрицы вызывает образование реакционных кайм и секущих хондры жил, а расплав тонкозернистой силикатной матрицы агрессивен как по отношению к хондровому, так и по отношению ко всем остальным видам матричного вещества.

Окислительные процессы, фиксирующиеся в развитии железистого оливина и уменьшении роли никелистого железа еще на магматической стадии, интенсивно происходят и на постмагматическом этапе формирования хондритов. В матрице обыкновенных хондритов Крымка LLI(3.1), Bishunpur LLI(3.1), Chainpur L/LLI(3.4) и др. описан [Weisberg et al., 1997] рост кайм, состоящих из субпараллельных игл железистого оливина, в сторону матрицы от границ хондр и фрагментов более магнезиального оливина. С железистым оливином ассоциируют Fe-Ni - окислы, Fe-Ni - сульфиды, а на границе с форстеритом встречаются зерна хромита, пентландита и богатой алюминием фазы (Mg-шпинель или Fe-шпинель-герцинит?). Присутствие между иглами железистого оливина сапонита, замещающего стекло и матричный пироксен, свидетельствует о том, что образование железистого оливина предшествовало гидратации [Weisberg et al., 1997]. Замещение железистого оливина филлосиликатами описано также в матрице CV3-хондритов [Keller et al., 1994; Krot et al., 1995; Tomeoka and Busek, 1990]. Перекристаллизация железомагнезиальных силикатов с образованием железистого оливина в периферийных частях хондр и в матрице углистых хондритов [Ikeda and Kimura, 1995; Krot et al., 1995] сопровождается замещением плагиоклаза нефелином и содалитом. Метасоматические изменения хондрового стекла под воздействием флюидов богатых F, Cl, K, Rb и Ba обнаружены также и в обыкновенном хондрите Teischitz H/LI(3.6) [Hutchison et al., 1994], и в метасоматически измененном хондровом стекле хондрита Chainpur L/LLI(3.4).

Дж.С.Бриджес с соавторами [Bridges et al., 1995; 1997b] установили, что часть Cl-содержащих фаз в обыкновенных хондритах I типа кристаллизовалась из расплава и не была результатом более поздних изменений. Для расплавных включений, расположенных в оливинах хондр из метеоритов Parnallee LLI(3.6), Chainpur L/LLI(3.4), Bishunpur LLI(3.1) и Tieschitz H/LI(3.6), характерно более высокое содержание K и Cl, чем для хондрового стекла, что свидетельствует о том, что повышенные содержания щелочей и хлора связаны не только с поздними изменениями, и, что на поздних стадиях происходит некоторое перераспределение галогенов и щелочей, захваченных в процессе хондрообразования [Bridges et al., 1997a]. Обычно присутствие галогенсодержащих и богатых щелочами фаз в хондритах связывают с процессами изменения - небулярными или планетарными [Kimura and Ikeda, 1995 и Krot et al., 1995, соответственно], мы полагаем, что изложенный выше фактический материал и приведенные литературные данные убедительно свидетельствуют в пользу последней точки зрения. Работа Дж.С.Бриджеса и др. [1997a] особенно интересна тем, что она раскрывает специфику исходного хондрового расплава (обогащение щелочами и галогенами), которая, видимо, и обуславливает источник и состав растворов, вызывающих низкотемпературные гидротермальные изменения как хондрового, так и матричного материала обыкновенных хондритов I типа.

Проблема метасоматического и, так называемого, "водного" изменения хондрового и матричного вещества в обыкновенных хондритах I типа широко освещалась в литературе [Hutchison et al., 1987, 1997; Alexander et al., 1989; Taylor et al., 1981; Weisberg et al., 1997 и др.]. Процессы водного изменения были описаны в метеоритах Semarkona LLI(3.0), Bishunpur LLI(3.1), Chainpur L/LLI(3.4), Крымка LLI(3.1) и других. Основными продуктами водных изменений являются смектит (Na0.81K0.08Ca0.01)(Mg0.83Fe1.5)(Si3.05Al0.44Fe0.51)O10(OH)2 [Hutchison et al., 1987] или сапонит (Na0.44K0.99Ca0.38)(Mg3.91Fe2.11)(Si7.16Al0.5Fe0.34)O20(OH)4 8H2O [Krot et al., 1997b; Alexander et al., 1989].

В хондрите Semarkona LLI(3.0), наиболее подверженном водным изменениям обыкновенном хондрите, присутствует также кальцит [Hutchison et al., 1987] и сложная карбид (когенит-(Fe,Ni)3C и гексонит-(Fe,Ni)23C6) - магнетит - аваруит - пентландитовая ассоциация [Taylor et al., 1981], которая образовалась при изменении металл-сульфидных включений в хондрах и матрице. И, хотя образование когенита может быть обусловлено кристаллизацией металлического расплава, содержащего даже незначительные количества углерода, так как Fe3C является обязательным продуктом распада твердого раствора любой из кристаллизующихся металлических фаз при температуре ниже ~200оС, но судя по структурным взаимоотношениям, описанным А.Н.Кротом и др. [1997], карбид-магнетитовая ассоциация образовалась уже после хондрообразования в результате гидротермального изменения металл-троилитовых обособлений, происходящего в родительских телах обыкновенных хондритов под воздействием С-О-Н-содержащего флюида [Krot et al., 1997b]. Структуры частичного замещения никелистого железа карбидом железа и магнетитом, с последующим замещением магнетитом когенита, гексонита и троилита крайне характерны для карбид-магнетитовых образований, причем в матричном веществе, в большей степени испытавшем гидротермальные изменения, замещение металл-троилитовых обособлений происходило интенсивнее, а неизмененные металл-сульфидные включения сохранились лишь в центральных частях хондр. Изменение первичных сульфидов (троилита и пирротина) происходит, как в каймах вокруг хондр, так и в матрице, приводя к образованию пентландита [Alexander et al., 1989]. На заключительной стадии изменения хондрита Semarkona LLI(3.0) образуются водосодержащие минералы, кальцит и маггемит, который, является результатом окисления магнетита.

Детальное петрологическое исследование LL-, L- и H-хондритов показало, что в обыкновенных хондритах всех типов (I, II и III) хондры кристаллизуются или застывают в виде стекла раньше матрицы и подвергаются воздействию со стороны богатого железом матричного расплава, что проявляется в образовании амебовидных остаточных включений, секущих хондры тончайших сульфидно-металлических прожилков и замещении краевых частей хондр с отрывом, разворотом и цементацией их обломков. В обыкновенных хондритах I типа магматическое замещение хондр матричным расплавом сопровождается интенсивным флюидным воздействием, проявляющемся в метасоматическом замещении железистыми силикатами первичных магнезиальных минералов хондр. В развитии этого процесса выявляется специфическая роль серы, связывающей железо и редуцирующей возрастание железистости силикатов. Сопоставление полученных данных с обширным литературным материалом, посвященным метасоматическим изменениям как хондрового, так и матричного вещества различных хондритов, показало, что для ряда хондритов I типа характерно длительное, многостадийное преобразование хондрового и матричного вещества, начинающееся еще на магматическом этапе с метасоматических изменений на фронте магматического замещения, продолжающееся метасоматическими изменениями, обусловленными воздействием флюидов богатых щелочами, галогенами и железом как на хондровый, так и на матричный материал, и гидротермальными изменениями металл-троилитовых включений, приводящими к образованию карбид-магнетитовой ассоциации, и, наконец, завершающееся процессами низкотемпературной гидратации, сопровождающимися образованием водосодержащих минералов, кальцита и маггемита, и проявленными как в хондрах, так и в матрице хондритов.

<<назад

вперед>>

Полные данные о работе Геологический факультет МГУ
 См. также
Научные статьиТермобарометрия обыкновенных хондритов:
Научные статьиТермобарометрия обыкновенных хондритов: tab 1

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   

TopList Rambler's Top100