Геохимия, 2023, T. 68, № 5, стр. 454-470

Геохимия редких элементов в минералах порфировых и непорфировых хондр равновесных обыкновенных хондритов

К. Г. Суханова^a, *, С. Г. Скублов^a, b, **, О. Л. Галанкина^a, Э. В. Оболонская^b, Е. Л. Котова^b

^a Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, д. 2, Россия

^b Санкт-Петербургский горный университет
199106 Санкт-Петербург, 21 линия, д. 2, Россия

^* E-mail: cris.suhanova92@yandex.ru
^** E-mail: skublov@yandex.ru

Поступила в редакцию 28.02.2022
После доработки 09.11.2022
Принята к публикации 13.11.2022

EDN: ELTYWE
DOI: 10.31857/S0016752523050072

Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.

Аннотация

В работе представлены результаты исследования (SIMS, EPMA) силикатных минералов и валовых составов (SEM-EDS) порфировых и непорфировых хондр равновесных обыкновенных хондритов. Распределение редких элементов в оливине, низко-Са пироксене и мезостазисе, порфировых и непорфировых хондр равновесных обыкновенных хондритов отражает гетерогенность условий хондрообразования в протопланетном диске и позволяет проследить эволюцию вещества в нем. Порфировые хондры сложены оливином с низким содержанием Y и Yb относительно непорфировых хондр. Обогащенность низко-Са пироксена порфировых хондр редкими элементами коррелирует с количеством пироксена в хондре. Оливин зернистых хондр близок по составу к оливину порфировых хондр, но низко-Са пироксен отличается высоким содержанием Y, Ti, Sr, Ba, V и REE, по сравнению с остальными хондрами. Колосниковые хондры характеризуются оливином с высоким содержанием (Zr, Y, Ti, Ba, Cr, HREE) и низко-Са пироксеном, сильно обедненным редкими элементами (Zr, Y, Nb). Пироксен радиально-лучистых хондр обогащен Nb, Sr и Ba. Редкие элементы в составе оливина и низко-Са пироксена указывают на образование порфировых и зернистых хондр в спокойном регионе протопланетного диска, обуславливающего невысокие температуры нагрева расплава и довольно медленное остывание хондры. Значительная обогащенность редкими элементами оливина колосниковых хондр отражает сильный нагрев вещества-предшественника и быстрое остывание расплава хондр. Редкие элементы в минералах радиально-лучистых хондр демонстрируют быстрое остывание низкотемпературного расплава, обедненного Mg и редкими элементами. Сильный нагрев расплава колосниковых и радиально-лучистых хондр и быстрое остывание минералов указывает на их образование в нестабильном регионе протопланетного диска. Редкие элементы в силикатных минералах порфировых и непорфировых хондр отражают появление расплава в результате плавления минералов-предшественников.

Ключевые слова: равновесные обыкновенные хондриты, хондры, оливин, пироксен, мезостазис, редкие элементы, редкоземельные элементы, ионный зонд

Полные тексты статей выпуска доступны в ознакомительном режиме только авторизованным пользователям.

Список литературы

Суханова К.Г., Скублов С.Г., Галанкина О.Л., Оболонская Э.В., Котова Е.Л. (2019). Редкие элементы в пироксене радиальных хондр обыкновенных равновесных хондритов. Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле, 320-323.
Суханова К.Г., Скублов С.Г., Галанкина О.Л., Оболонская Э.В., Котова Е.Л. (2020) Редкоэлементный состав силикатных минералов в хондрах и матрице метеорита Бушхов. Геохимия. 65(12), 1176-1185.
Sukhanova K.G., Skublov S.G., Galankina O.L., Obolonskaya E.V.,Kotova E.L. (2020) Trace Element Composition of Silicate Minerals in the Chondrules and Matrix of the Buschhof Meteorite. Geochemistry International. 58(12), 1321-1330.
Суханова К.Г. (2022) Состав силикатных минералов как отражение эволюции равновесных обыкновенных хондритов. Дис. … канд. геол.-мин. наук. Санкт-Петербург: Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, 210 с.
Amelin Y., Krot A. (2007) Pb isotopic age of the Allende chondrules. MAPS. 42(7–8), 1321-1335.
Connelly J.N., Bizzarro M., Krot A.N., Nordlund Å., Wielandt D., Ivanova M.A. (2012) The absolute chronology and thermal processing of solids in the solar protoplanetary disk. The absolute chronology and thermal processing of solids in the solar protoplanetary disk. 338(6107), 651-655.
Hewins R., Connolly H., Lofgren Jr G., Libourel G. (2005) Experimental constraints on chondrule formation. Chondrites and the protoplanetary disk, 286.
Chondrules: Records of Protoplanetary Disk Processes (Eds. S.S. Russell, H.C. Connolly Jr, A.N. Krot). (2018) Cambridge University Press. 450 p.
Batanova V., Suhr G., Sobolev A. (1998) Origin of geochemical heterogeneity in the mantle peridotites from the Bay of Islands ophiolite, Newfoundland, Canada: ion probe study of clinopyroxenes. GCA. 62(5), 853-866.
Bischoff A., Schleiting M., Wieler R., Patzek M. (2018) Brecciation among 2280 ordinary chondrites – Constraints on the evolution of their parent bodies. GCA. 238, 516-541.
Dodd R.T., Hutchison R. (2004). Meteorites: A petrologic, chemical and isotopic synthesis: Cambridge University Press, 506 p.
Engler A., Varela M.E., Kurat G., Ebel D., Sylvester P. (2007) The origin of non-porphyritic pyroxene chondrules in UOCs: Liquid solar nebula condensates? The origin of non-porphyritic pyroxene chondrules in UOCs: Liquid solar nebula condensates? 192(1), 248-286.
Gooding J.L., Keil K., Fukuoka T., Schmitt R.A. (1980) Elemental abundances in chondrules from unequilibrated chondrites: evidence for chondrule origin by melting of pre-existing materials. EPSL. 50(1), 171-180.
Hsu W., Crozaz G. (1998) Mineral chemistry and the origin of enstatite in unequilibrated enstatite chondrites. GCA. 62(11), 1993-2004.
Jacquet E., Alard O., Gounelle M. (2015) Trace element geochemistry of ordinary chondrite chondrules: The type I/type II chondrule dichotomy. GCA. 155, 47-67.
Jones R.H., Grossman J.N., Rubin A.E. (2005) Chemical, mineralogical and isotopic properties of chondrules: Clues to their origin. Chondrites and the protoplanetary disk, 251.
Kennedy A.K., Lofgren G.E., Wasserburg G.J. (1993) An experimental study of trace element partitioning between olivine, orthopyroxene and melt in chondrules: equilibrium values and kinetic effects. EPSL. 115(1–4), 177-195.
Krot A.N., Meibom A., Weisberg M.K., Keil K. (2002) The CR chondrite clan: Implications for early solar system processes. MAPS. 37(11), 1451-1490.
Krot A.N., Nagashima K., Libourel G., Miller K.E. (2018) Multiple Mechanisms of Transient Heating Events in the Protoplanetary Disk: Evidence from Precursors of Chondrules and Igneous Ca, Al-Rich Inclusions. In: Chondrules: Records of Protoplanetary Disk Processes. Ed. S.S. Russell, H.C. Connolly Jr, A.N. Krot. Cambridge University Press, 2018. 22, 450.
Libourel G., Krot A.N. (2007) Evidence for the presence of planetesimal material among the precursors of magnesian chondrules of nebular origin. EPSL. 254(1–2), 1-8.
Nehru C.E., Weisberg M.K., Prinz M. (1994) Porphyritic versus nonporphyritic chondrules. Chondrules and the Protoplanetary Disk, 26-27.
Nosova A., Narkisova V., Sazonova L., Simakin S. (2002) Minor elements in clinopyroxene from Paleozoic volcanics of the Tagil island arc in the Central Urals. Geochem. Int. 40(3), 219-232.
Oulton J., Humayun M., Fedkin A., Grossman L. (2016) Chemical evidence for differentiation, evaporation and recondensation from silicate clasts in Gujba. GCA. 177, 254-274.
Palme H., Lodders K., Jones A. (2014) Solar system abundances of the elements. In: Planets, Asteriods, Comets and The Solar System. Vol. 2 of Treatise on Geochemistry (Second Ed.). Ed. A.M. Davis. Elsevier, 2014. 2, 15-36.
Portnyagin M., Almeev R., Matveev S., Holtz F. (2008) Experimental evidence for rapid water exchange between melt inclusions in olivine and host magma. EPSL. 272(3–4), 541-552.
Radomsky P.M., Hewins R.H. (1990) Formation conditions of pyroxene-olivine and magnesian olivine chondrules. GCA. 54(12), 3475-3490.
Ray D., Ghosh S., Goswami T.K., Jobin M.J. (2017) Insights into chondrule formation process and shock-thermal history of the Dergaon chondrite (H4-5). GSF. 8(3), 413-423.
Saito T., Shimizu H., Masuda A. (1998) Experimental study of major and trace element partitioning among olivine, metallic phase and silicate melt using chondrite as starting material: Implication for V-shaped REE patterns of the pallasite meteorites. GCA. 32(3), 159-182.
Tenner T.J., Nakashima D., Ushikubo T., Kita N.T., Weisberg M.K. (2015) Oxygen isotope ratios of FeO-poor chondrules in CR3 chondrites: Influence of dust enrichment and H₂O during chondrule formation. GCA. 148, 228-250.
Varela M.E. (2019) Bulk trace elements of Mg-rich cryptocrystalline and ferrous radiating pyroxene chondrules from Acfer 182: Their evolution paths. GCA. 257, 1-15.
Varela M.E., Sylvester P., Brandstätter F., Engler A. (2015) Nonporphyritic chondrules and chondrule fragments in enstatite chondrites: Insights into their origin and secondary processing. MAPS. 50(8), 1338-1361.
Varela M.E., Sylvester P., Engler A., Kurat G. (2012) Nonporphyritic chondrules from equilibrated Rumuruti and ordinary chondrites: Chemical evidence of secondary processing. MAPS. 47(10), 1537-1557.