ОБЪЕКТЫ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для изучения состава редких элементов в минералах порфировых и непорфировых хондр равновесных обыкновенных хондритов были выбраны метеориты Каргаполье (Н4), Орловка (Н5), Саратов (L4), Еленовка (L5), Buschhof (L6), Bjurböle (L/LL4) и Княгиня (L/LL5), предоставленные коллекционерами и Горным музеем Санкт-Петербургского горного университета. В каждом хондрите были выбраны 3 хондры разной структуры и минералогического состава. Отбор хондр для дальнейшего изучения зависел от возможности проведения локального анализа методом SIMS в зернах силикатных минералов и наличии хондр различных петрографических характеристик в образце метеорита.

Метеоритная коллекция, собранная для данного исследования, включает образцы всех химических групп и петрологических типов обыкновенных хондритов, что позволяет провести изучение распределения редких элементов в оливине, низко-Са пироксене и плагиоклазе порфировых и непорфировых хондр EOC и выявить следы процессов хондрообразования вне зависимости от индивидуальных особенностей метеорита.

В метеорите Каргаполье были изучены порфировая оливин-пироксеновая хондра 1РОР-0 и две порфировые оливиновые хондры 1РО-2 и 1РО-4 (рис. 1а, 1в, 1д). В хондрите Орловка проанализированы 2 порфировые оливиновые хондры 2РО-3 и 2РО-6 и порфировая оливин-пироксеновая хондра 2РОР-0 (рис. 1б, 1г, 1е).

В образце метеорита Саратов исследованы 2 порфировые оливин-пироксеновые хондры 3РОР-2 и 3РОР-4 и колосниковая оливин-пироксеновая хондра 3ВОР-1 (рис. 2а, 2в, 2д). В метеорите Еленовка были изучены порфировая оливиновая хондра 4РО-0, порфировая оливин-пироксеновая хондра 4РОР-2 и колосниковая оливин-порфировая хондра 4ВОР-3 (рис. 2б, 2г, 2е). В хондрите Buschhof проанализированы минералы зернистой оливиновой хондры 5GO-1 и радиально-лучистой пироксен-оливиновой хондры 5RPO-2 (рис. 3а, 3в).

В образце метеорита Княгиня изучены порфировая пироксеновая хондра 7РР-1, радиально-лучистая пироксеновая хондра 7RP-2 и зернистая оливин-пироксеновая хондра 7GOP-4 (рис. 3б, 3г, 3е). В метеорите Bjurböle исследованы порфировая оливин-пироксеновая хондра 6РОР-1 (рис. 3д) и радиально-лучистая порфировая хондра 6RP-2 (рис. 4з).

Химический состав минералов на уровне главных элементов был определен методом EPMA в ИГГД РАН на сканирующем электронном микроскопе Jeol JXA-8230 с пятью волновыми спектрометрами. Вещество метеорита было помещено в стандартную шайбу из эпоксидной смолы, которая после полировки напылялась углеродом. Точечные измерения состава минералов выполнялись с ускоряющим напряжением 20 кВ и током 20 нА для оливина, пироксена и током 10 нА для плагиоклаза. Диаметр сфокусированного пучка составил 3 мкм. В качестве стандартов использовались природные минералы, чистые оксиды и металлы. Для коррекции матричного эффекта использовался алгоритм ZAF. Линии Кα1 измерялись для всех элементов.

Содержание редких и редкоземельных элементов (REE) в минералах определено методом масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) на ионном микрозонде Cameca IMS-4f в ЯФ ФТИАН по методике, изложенной в работах (Batanova et al., 1998; Nosova et al., 2002; Portnyagin et al., 2008). Перед измерениями препарат напылялся золотом. Условия съемки на ионном микрозонде Cameca IMS-4f: первичный пучок ионов $16{\text{O}}_{2}^{ - },$ диаметр пучка ~20 мкм; ток ионов 5–7 нА; ускоряющее напряжение первичного пучка 15 кэВ. Погрешность измерений не превышала 10% для примесей с концентрациями >1 ppm и 20% для концентраций <1 ppm. Редкоэлементный состав породообразующих минералов определялся максимально близко к точкам анализа главных элементов методом EPMA. Фотографии хондр в обратно-отраженных электронах после SIMS анализа и таблица содержаний главных и редких элементов в минералах хондр со стандартными отклонениями приведены в дополнительных материалах к статье.

Спектры распределения REE в минералах нормировались к CI хондриту (Palme et al., 2014).

В дополнительных материалах к статье приведены расширенные таблицы с рассчитанным стандартным отклонением для усредненных значений содержания химических элементов в минералах РОХ и фотографии кратеров в исследованных зернах после SIMS анализа.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Порфировые хондры EOC (рис. 1, рис. 2а–2г, рис. 3б, 3д) в основном имеют округлую форму и крупные размеры (до 1 мм в диаметре), хотя встречаются и овальные экземпляры (2РО-3 и 3РОР-2). Хондры обычно сложены крупными вкрапленниками оливина и/или низко-Са пироксена, размер которых может сильно варьировать. Интерстиции между вкрапленниками заполнены раскристаллизованным мезостазисом, представленным смесью плагиоклаза и высоко-Са пироксена, но в порфировых хондрах метеорита Саратов встречен мезостазис в виде стекла. Наличие металлических или силикатных кайм для порфировых хондр EOC не характерно, хотя в хондре 7РР-1 наблюдается внутренняя плагиоклазовая кайма, а хондры 1РО-2 и 2РОР-0 имеют внешнюю камасит-тэнитовую кайму.

Оливин порфировых хондр EOC обычно образует хорошо ограненные зерна, размер которых может варьировать от 0.2 до 0.5 мм по удлинению. По составу оливин порфировых хондр соответствует форстериту, величина форстеритового минала варьирует между химическими группами и увеличивается в последовательности L/LL (Fо 73)–L (Fо 75)–H (Fо 79). Вариаций содержания главных элементов в оливине разных структурных типов хондр не наблюдается (табл. 1 и табл. 2). Главные элементы в оливине и низко-Са пироксене EOC уравновешиваются при термальном метаморфизме, в результате чего различия их концентраций стираются в минералах хондр разных структур.

Состав редких элементов в оливине порфировых хондр EOC довольно сильно варьирует от хондры к хондре. Содержание трудно летучих Zr (0.07–2.19 ppm), Al (50.7–1820 ppm) и умерено летучих Sr (0.11–2.09 ppm) и Ba (0.07–1.45 ppm) значительно неоднородно в минералах различных хондр в пределах одного метеорита. По сравнению с РОР оливин РО хондр обогащен Ni (30.4  и 61.5 ppm соответственно).

Редкоземельные элементы (0.12–1.05 ppm) также характеризуются варьирующим содержанием в оливине порфировых хондр, хотя в среднем содержание REE между оливиновыми и оливин-пироксеновыми хондрами подобно (табл. 1). Тем не менее, оливин POP хондр обеднен тяжелыми редкоземельными элементами (HREE) относительно РО хондр, хотя содержание легких редкоземельных элементов (LREE) остается постоянным. В целом, для оливина порфировых хондр характерно преобладание легких REE над тяжелыми (LREE 0.06–0.66 ppm, HREE 0.05–0.39 ppm).

Оливин порфировых оливиновых и оливин-пироксеновых хондр мало отличается друг от друга, хотя оливин оливиновых хондр обогащен Ni (табл. 1) и имеет высокие значения Ca/Al отношения (рис. 4в).

В оливине порфировых хондр наблюдается прямая корреляция трудно летучих элементов Al и Ba (r = 0.74) и Ti и Y (r = 0.77) (рис. 4д, 4е), при этом оливин РО обогащен Ti относительно среднего состава РОР хондр. Кроме того, некоторые порфировые хондры (2РО-3, 1РОР-1) значительно выделяются по соотношению Ti и Nb в оливине (рис. 4ж) и характеризуются высоким содержанием трудно летучих несовместимых элементов (Zr, Y, Ti, Nb).

Низко-Са пироксен порфировых хондр довольно редко наблюдается во вкрапленниках и в большей степени представлен в виде гипидиоморфных зерен. По содержанию главных элементов низко-Са пироксен соответствует энстатиту, показатель Fs различается в метеоритах разных химических групп и увеличивается в последовательности H (Fs 18, Wo 1)–L (Fs 21, Wo 2)–L/LL (Fs 22, Wo 1). Различий в составе главных элементов в низко-Са пироксене порфировых и непорфировых хондр не наблюдается. Mg и Fe в низко-Са пироксене подвержены, также как и в оливине, гомогенизации при влиянии термального метаморфизма.

Содержание редких элементов в низко-Са пироксене порфировых хондр не отличается постоянством и сильно варьирует от хондры к хондре в пределах всех химических групп. Тем не менее, пироксен РО хондр, присутствующий в подчиненном количестве, обеднен Al, Nb и Cr и обогащен Sr и Ni относительно пироксена оливин-порфировых хондр (табл. 1). При этом пироксен РОР и РР хондр имеет близкие концентрации редких элементов (рис. 5а–5д). По содержанию Zr и Nb пироксен оливиновых хондр отличается наименьшим содержанием по сравнению с пироксеном всех остальных хондр (табл. 1).

Содержание редкоземельных элементов в низко-Са пироксене порфировых хондр находится на одном уровне с пироксеном оливиновых, оливин-пироксеновых и пироксеновых хондр (0.26–0.65 ppm). Однако пироксен PO (LREE 0.04–0.40 ppm, HREE 0.24–0.43 ppm) и PP (LREE 0.08–0.30 ppm, HREE 0.23–2.05 ppm) хондр характеризуется небольшим преобладанием тяжелых редкоземельных элементов над легкими, в то время как пироксен POP хондр отличается обратным соотношением REE (LREE 0.12–1.55 ppm, HREE 0.13–0.59 ppm).

Низко-Са пироксен порфировых хондр характеризуется прямой корреляцией трудно летучих Ti и Zr, которая отсутствует в пироксене хондр других структур (рис. 5e).

Мезостазис в порфировых хондрах находится в интерстициях между зернами оливина и низко-Са пироксена, размер выделений обычно не превышает 100 мкм. Состав и степень кристалличности стекла хондр в значительной степени зависит от степени термального метаморфизма, испытанного хондритом. При повышении температуры стекло хондр начинает раскристаллизовываться в плагиоклаз и кальциевый пироксен, из-за чего редкие элементы выносятся за пределы хондры и участвуют в образовании высоко-Са пироксена и фосфатов. Тем не менее, содержание Eu, Sr, Ba не подвержено влиянию термального метаморфизма и сохраняется на уровне мезостазиса в плагиоклазах хондритов 6-ого петрологического типа, что позволяет использовать эти элементы для определения различий порфировых и непорфировых хондр.

Мезостазис пироксеновых порфировых хондр обогащен Eu и Sr по сравнению с РО и РОР хондрами (рис. 6). При этом мезостазис оливиновых хондр незначительно обеднен Eu относительно мезостазиса порфировых пироксеновых хондр (0.21–0.76 ppm и 0.60–0.66 ppm, соответственно. РО хондры сложены мезостазисом с наименьшим содержанием совместимых элементов (Eu, Sr, Ba) среди мезостазиса порфировых хондр (табл. 1).

Непорфировых хондры EOC обычно имеют округлую форму, металлическую кайму и сильно варьируют в размерах. Колосниковые и зернистые хондры могут иметь размер более 1 мм (3ВОР-1 и 5GO-1), также как и около 0.5 мм (4ВОР-3, 7GOP-4). Колосниковые хондры сложены балками оливина, проходящими через всю хондру и иногда пересекающимися друг с другом (рис. 2д–2е).

Радиально-лучистые хондры в основном сложены удлиненными кристаллами пироксена, иногда с небольшим количеством оливина в центре хондры. Некоторые RP хондры EOC имеют более одного центра кристаллизации (7RP-2).

Зернистые хондры в большей степени сложены ксеноморфными зернами оливина с небольшим количеством пироксена. Хондра 7GOP-4 имеет радиально зональное строение и сложена единым зерном оливина в центре, окруженным низко-Са пироксеном и внешней металлической каймой. Одним из минералогических отличий непорфировых хондр является малое количество мезостазиса, наблюдаемого в очень локальных выделениях, не пригодных для исследования редких элементов.

Содержание редких элементов в оливине непорфировых хондр варьирует от хондры к хондре. Так, содержание трудно летучих элементов Zr (0.34–2.04 ppm), Al (164–1542 ppm), Ti (49.8–272.8 ppm) и умеренно летучих Ba (0.42–1.98 ppm), Ni (29.3–479.2 ppm) непостоянно в оливине непорфировых хондр. При этом оливин колосниковых хондр обогащен Zr и Ti (0.34–1.24 ppm, 84.6–281 ppm, соответственно) относительно оливина порфировых хондр (табл. 1). По содержанию Y и Yb оливин колосниковых хондр отличается повышенной концентрацией по сравнению со всеми типами изученных хондр (рис. 4а, 4б).

Содержание редкоземельных элементов в колосниковых хондрах находится на близком уровне с порфировыми и зернистыми хондрами. Оливин обогащен тяжелыми редкоземельными элементами относительно легких REE (LREE 0.13–0.28 ppm, HREE 0.07–0.16 ppm). Содержание редких элементов в оливине колосниковых хондр варьирует от хондры к хондре, но преобладание тяжелых и легких REE в оливине остается постоянным.

Оливин зернистых хондр обогащен редкими элементами (Zr, Al, Nb, Sr, Ba) относительно порфировых и колосниковых хондр (табл. 2). Содержание редких элементов в оливине зернистых хондр близко к содержанию в порфировых и колосниковых хондрах. Также наблюдается преобладание легких REE (LREE 0.16–0.14 ppm, HREE 0.07–0.12 ppm). По показателю соотношения La/Sm зернистые хондры отличаются высокими значениями относительно хондр остальных структур (рис. 4г).

Низко-Са пироксен непорфировых хондр наблюдается в различных формах зерен. В колосниковых хондрах пироксен заполняет промежутки между скелетными кристаллами оливина. В радиальной хондре низко-Са пироксен образует волокна, расходящиеся из центра кристаллизации. В зернистых хондрах пироксен присутствует в виде ксеноморфных зерен или формирует внутреннюю кайму хондры.

Распределение редких элементов в низко-Са пироксене непорфировых хондр сильно неравномерно. Колосниковые хондры обеднены редкими элементами по сравнению с хондрами остальных типов структур, за исключением умерено летучих Cr и V (табл. 2). При этом низко-Са пироксен колосниковых хондр выделяется наибольшим содержанием Cr (рис. 5д). Зернистые хондры сложены низко-Са пироксеном, обогащённым трудно летучими (Y и Ti) и умеренно летучими (Sr, Ba, V) элементами относительно хондр остальных структур. Пироксен радиально-лучистых хондр также обогащен Sr и Ba на уровне пироксена зернистых хондр, но отличается высокой концентрацией Nb (0.13–2.64 ppm).

Содержание редкоземельных элементов в низко-Са пироксене непорфировых хондр сильно варьирует от хондры к хондре. Тем не менее, для пироксена колосниковых хондр в большей степени характерны низкие концентрации REE (0.22–0.27 ppm), пироксен радиально-лучистых хондр содержит редкоземельные элементы на уровне порфировых хондр (0.28–3.10 ppm), при этом низко-Са пироксен зернистых хондр значительно обогащен редкими землями относительно остальных хондр (0.59–1.49 ppm). Также существенно варьирует соотношение легких и тяжелых редкоземельных элементов в пироксене непорфировых хондр. Колосниковые и радиально-лучистые хондры сложены пироксеном с близким уровнем содержания HREE и LREE, с небольшим преобладанием HREE (LREE 0.04–1.83 ppm, HREE 0.08–1.28 ppm). Низко-Са пироксен зернистых хондр значительно обогащен HREE (LREE 0.15–0.83 ppm, HREE 0.42–0.79 ppm). При этом пироксен RP и G хондр обогащен Eu относительно порфировых и колосниковых хондр (рис. 5в).

Мезостазис непорфировых хондр имеет сильно различные концентрации редких и редкоземельных элементов в зависимости от структуры хондры (табл. 2). Так, мезостазис радиально-лучистых хондр значительно обеднен Eu и Sr относительно хондр других структур (рис. 6). В то же время плагиоклаз зернистых хондр характеризуется содержанием редких элементов на уровне оливин-пироксеновых порфировых хондр (Eu 0.26–0.77 ppm; Sr 55.5–101 ppm; Ba 43.0–236 ppm).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

Анализ распределения редких элементов в силикатных минералах порфировых и непорфировых хондр показал крайне неоднородный состав минералов каждой хондры. В целом силикатные минералы исследованных хондр характеризуются собственным уровнем содержания редких элементов, который сильно варьирует от хондры к хондре вне зависимости от степени термального метаморфизма и химической группы. Тем не менее, медианные значения концентраций редких элементов в оливине, низко-Са пироксене и мезостазисе хондр позволяют выделить общие особенности хондр различных структур.

Порфировые оливиновые и оливин-пироксеновые хондры сложены силикатными минералами близкого редкоэлементного состава. При этом содержание Y и Yb в оливине порфировых хондр обеднено относительно оливина непорфировых хондр (рис. 4а, 4б). Низко-Са пироксен порфировых оливиновых хондр обеднен трудно летучими (Zr, Y, Nb) и обогащен умерено летучими (Sr, Ba) элементами относительно РОР и РР хондр (табл. 1). Плагиоклаз порфировых хондр в целом имеет близкие концентрации Eu и Sr, в РО, РОР и РР хондрах, хотя плагиоклаз пироксеновых хондр имеет тенденцию к обогащению этими элементами.

Колосниковые хондры сложены оливином, обогащенным редкими элементами (Zr, Y, Ti, Ba, Cr) и HREE относительно хондр остальных структур (табл. 1, 2). При этом низко-Са пироксен колосниковых хондр обеднен трудно летучими элементами (Zr, Y, Nb) относительно пироксена остальных хондр, но характеризуется наибольшими концентрациями Cr (рис. 5а–5д).

Радиально-лучистые хондры характеризуются низко-Са пироксеном, близким по составу к порфировым хондрам, за исключением значительной обогащенности Nb (0.13–2.64 ppm) по сравнению с хондрами остальных структур и высокого содержания Sr и Ba на уровне пироксена зернистых хондр. В тоже время мезостазис RP хондр обеднен основными совместимыми элементами (Eu, Sr, Ba, Rb) по сравнению с мезостазисом остальных хондр.

Зернистые хондры сложены оливином по составу близким к порфировым хондрам, за исключением высоких концентраций трудно летучими Al (100–1849 ppm) и Nb (0.10–0.41 ppm) и умеренно летучего Ni (24.0–479 ppm). Низко-Са пироксен зернистых хондр отличается высоким содержанием редких элементов по сравнению с хондрами других структур (табл. 1, 2). Так в пироксене зернистых хондр наблюдаются наибольшие концентрации трудно летучими Y и Ti, умеренно летучими (Sr, Ba, V) и REE, с явным преобладанием HREE (LREE 0.15–0.83 ppm, HREE 0.42–0.79 ppm). Мезостазис зернистых хондр характеризуется содержанием редких элементов на уровне порфировых хондр (рис. 6).

В целом оливин, низко-Са пироксен и мезостазис порфировых хондр имеют среднее содержание редких элементов относительно одноименных минералов непорфировых хондр. При этом, в колосниковых хондрах оливин обогащен редкими элементами, а низко-Са пироксен обеднен ими, а радиально-лучистые и зернистые хондры сложены низко-Са пироксеном с высоким содержанием редких элементов. Также радиально-лучистые хондры отличаются обедненным редкими элементами мезостазисом.

Оливин колосниковых хондр и низко-Са пироксен радиальных и зернистых хондр характеризуются высоким содержанием редких элементов по сравнению с минералами порфировых хондр, что могло бы быть обусловлено присутствием расплавных включений, скрытых под поверхностью минеральных зерен (Hsu, Crozaz, 1998). Хотя Eu аномалия характерна для оливина и пироксена непорфировых хондр (рис. 8 ), содержание LREE находится на уровне минералов порфировых хондр. Также в оливине непорфировых хондр отсутствует прямая корреляция совместимых для плагиоклаза элементов (Al и Ba), которая, тем не менее, хорошо проявлена в минералах порфировых хондр (рис. 4д). Данный факт исключает влияние расплавных включений на выделенные особенности минералов непорфировых хондр.

На распределение редкоземельных элементов в оливине влияет температура кристаллизации расплава хондр. Оливин, образованный при низких температурах (1320°С), имеет плоский или обогащенный HREE спектр распределения относительно хондритовых значений. Оливин, образованный при более высоких температурах (1440°С), имеет V-образный спектр распределения REE, с обогащенностью LREE и HREE. При этом все спектры REE при температурах, близких к ликвидусу ( выше 1440°С), плоские (Saito et al., 1998).

Экспериментально установлено, что оливин и низко-Са пироксен в хондрах, образованных при очень быстрых скоростях остывания (более 1000°С/ч), имеют относительно высокое содержание редких элементов (Kennedy et al., 1993). Так, коэффициент распределения несовместимых LREE и Ba в оливине при увеличении скорости остывания увеличивается в 100 раз, тогда как для совместимых Yb и Lu повышается только в 2 раза.

Оливин хондр равновесных обыкновенных хондритов характеризуется преобладанием LREE над HREE. Тем не менее, различий в содержании LREE в зависимости от типа хондр, а также V-образных спектров, не наблюдается. При этом наибольшие концентрации LREE и Ba характерны для оливина колосниковых хондр, что, по всей видимости, отражает его быструю кристаллизацию.

Кристаллизацию пироксена в хондре в большей степени связывают с высоким содержанием SiO₂ в расплаве, которое могло быть обусловлено минералами-предшественниками или взаимодействием хондры с небулярным газом, насыщенным Si. Оливин и пироксен стабильно сосуществуют в расплаве примерно при 1100°С. Ниже этого значения расплав кристаллизуется в основном только в пироксен и полевой шпат. При удалении из расплава 72% Mg (в качестве форстерита), дальнейшая кристаллизация оливина невозможна, и низко-Са пироксен становится стабильным Mg силикатом при 1400°С (Engler et al., 2007).

Анализ редкоэлементного состава силикатных минералов порфировых хондр EOC показал, что количество пироксена в хондре коррелирует с высоким содержанием редких элементов в пироксене и отражает увеличение концентрации трудно летучих элементов в расплаве хондр в последовательности РО–РОР–РР, что также наблюдается в хондрах неравновесных обыкновенных хондритов (Jacquet et al., 2015). При этом оливин порфировых хондр не демонстрирует существенных различий в этой последовательности. Следовательно, роль пироксена как концентратора трудно летучих элементов увеличивается с падением температуры кристаллизации, при этом несовместимые редкие элементы остаются в расплаве в отличие от Mg и Fe, которые концентрируются в оливине.

Уровень содержания редких элементов в хондре установлен веществом предшественника, который, нагретый до полного или частичного плавления, застывал в виде силикатных капель. Образование порфировых хондр, сохранивших реликтовые зерна тугоплавкого форстерита, связывают с плавлением минералов-предшественников хондр (тугоплавкие включения, хондры предыдущих генераций, обломки планетезималей). Соответственно, состав изначального расплава порфировых хондр контролировался соотношением редких элементов в минералах-предшественниках.

Образование расплава непорфировых хондр могло происходить при высокой температуре нагрева минералов-предшественников с исчезновением реликтовых центров кристаллизации или при прямой конденсации газ/расплав, отражающейся в последовательном обогащении расплава хондры редкими элементами в порядке их летучести. Тем не менее, высокая концентрация одновременно несовместимых трудно летучих (Zr, Nb, Ti, Y и Yb) и умеренно летучих элементов в оливине непорфировых хондр не может являться признаком прямой конденсации в протопланетном диске и скорее согласуется с гипотезой о плавлении минералов-предшественников хондр. Однако обогащенность несовместимыми элементами оливина непорфировых хондр отражает быструю скорость остывания хондры. Спектры распределения REE в оливине в большей степени соответствуют пологим спектрам низкотемпературного оливина (1320°С), что может объясняться сохранением центров кристаллизации в зернистых хондрах или началом роста низко-Са пироксена. В последовательности радиально-лучистые – колосниковые – порфировые – зернистые количество центров кристаллизации увеличивается (Radomsky, Hewins, 1990).

Оливин и низко-Са пироксен колосниковой хондры имеют отличающиеся спектры распределения редких элементов по сравнению с остальными хондрами (рис. 7). Содержание редких элементов в этих минералах находится практически на одном уровне, за исключением обедненности оливина Al и высоких концентраций LREE в нем. В данном случае оливин являлся основным накопителем Mg и редких элементов, что отражает его высокую скорость остывания. При этом колосниковые хондры остывали настолько быстро, что делало невозможным взаимодействие оливина с окружающим газом и обогащение остаточного расплава хондры SiO₂ (Nehru et al., 1994). Низко-Са пироксен колосниковых хондр кристаллизовался из сильно обедненного оливином расплава при высоких температурах (1400°С). Высокое содержание трудно и умеренно летучих элементов в оливине колосниковой хондры также говорит в пользу ее образования в результате плавления вещества-предшественника.

Низко-Са пироксен радиально-лучистой хондры отличается только высоким содержанием несовместимых умеренно летучих Sr и Ba, а также трудно летучего Nb. При этом мезостазис RP хондр характеризуется наименьшим содержанием совместимых Eu, Sr и Ba. Обогащенность низко-Са пироксена несовместимыми элементами отражает быструю скорость остывания хондры, хотя отсутствие высокого содержания LREE и других трудно летучих элементов указывает на низкую температуру расплава хондры (ниже 1100°С). Обогащенность расплава хондры SiO₂ предполагает ее образование при относительно низких температурах по сравнению с ВО хондрами (Ray et al., 2017).

Таким образом, редкоэлементный состав минералов хондр различных структур согласуется с экспериментальными данными, что позволяет описать пространственно-временную неоднородность хондрообразования в протопланетном диске. Так, образование порфировых и зернистых хондр могло происходить в относительно спокойных регионах протопланетного диска, где формирование зернистых хондр происходило при более низких температурах хондрообразования, на что указывает сохранение большого количества центров кристаллизации, присутствие низкотемпературного оливина и быстро остывшего низко-Са пироксена.

Колосниковые и радиально-лучистые хондры отражают их формирование в сильно неустойчивых областях протопланетного диска. Колосниковые хондры, сложенные высокотемпературным оливином (1400°С) и быстро раскристаллизованным пироксеном, представляют собой наиболее рефракторные образования этого региона. Низко-Са пироксен и мезостазис радиально-лучистых хондр демонстрируют признаки самой низкотемпературной кристаллизации (ниже 1100°С) и наиболее быстрого остывания в регионе протопланетного диска, обедненном Mg и редкими элементами. Радиально-лучистые хондры формировались при менее высоких температурах по сравнению с колосниковыми хондрами.

Авторы благодарят С.Г. Симакина и Е.В. Потапова (ЯФ ФТИАН) за аналитические работы.

Исследование выполнено в рамках темы НИР ИГГД РАН FMUW-2022-0005.