диссертация (1097652), страница 8
Текст из файла (страница 8)
25 С тех пор американские антарктические экспедиции стали регулярными. К январю2009 г. совместный результат всех антарктических экспедиций 12 составил ∼25 000метеоритов (столько метеоритов не было найдено ни в одном другом месте на земле)[Smith et al., 2011]. Успешным поискам метеоритов также способствует усилениеимеющихся и создание новых болидных сетей, в которых многочисленные камерыкруглосуточного слежения снимают пролеты тел космического происхождения черезатмосферу земли, что помогает по световому сектору атмосферной траекториивосстановить траекторию падения метеорита, определить потенциальное поле рассеянияметеоритных фрагментов и организовать экспедиции для поисков и сбора метеоритноговещества (например, [Gritsevich et al., 2014]).Группы метеоритовПаденияНаходкиОбщее кол-воОбщее кол-во (%)940 [1014]20574 [34 769]21514 [35783]96% [97%]Железно-каменные12 [11]104 [217]116 [228]<1%Железные48 [49]817 [934]865 [983]4% [3%]1005 [1074]2150222507* [36994]100%Каменные*Включая 12 не классифицируемых (<0.1%).Таблица 1.2.
Статистика падений и находок метеоритов на дек. 1999 (22507) и на янв. 2009 (36 994 шт,процентные соотношения указаны в квадратных скобках [Smith, 2011]).В метеоритике используется несколько более частных классификаций веществаобыкновенных хондритов, которые последовательно рассмотрены ниже.В зависимости от содержания металлического железа и железа в виде оксидов всиликатах, обыкновенные хондриты делятся на три группы: LL, L и Н13.LL-хондриты (от англ. low iron, low metal) бедны железом и металлическимжелезом (<7%)L-хондриты (от англ. low iron) бедны металлическим железом (7-12%)Н-хондриты (от англ. high iron) богаты металлическим железом (12-21%).Петрологическая классификация хондритов (по нарастанию степени термальногометаморфизма) приведена в табл.
1.3 [Lodders and Fegley, 1998]. Классификация 12 Антарктические метеоритные экспедиции не являются прерогативой только Японии и США. Были исоветские экспедиции, а в декабре 2015 г. в рамках 61ой Российской Антарктической Экспедиции состоитсяметеоритная экспедиция Уральского Федерального Университета (УрФУ) под руководством проф. В.И.Гроховского (УрФУ): http://grokhovsky.urfu.ru.
13 Сейчас также есть часть обыкновенных хондритов смешанного типа L/LL. 26 обыкновенных хондритов по степени ударного метаморфизма [Stoffler et al., 1991] приведена в табл. 1.4. Петрографический тип12СтруктураХондрыотсутствуютМатрицаОчень тонко- В основномзернистаятонкозернинепрозрачная стая непрозрачная3Хондры очень хорошоразличимыОбломочная, отчасти непрозрачная45ХорошоразличимыехондрыСредняя вариацияв содержании Fe > 5%Полиморфыпироксена снизкимсодержаниемCaВ основноммоноклинныйклинопироксенХондрыПлохо разли- Реликтыразличимы чимые хондры хондр0–5%Однородность составовПолевой шпатТолько первичный,редкий и богатый Са,вторичный полевойшпат отсутствуетВторичныйполевойшпат оченьтонкозернистый, <2 мкмСтеклов хондрахЧистое и изотропноеМутное, девитрифицированноеМеталл, максимальноесодержание NiТэнит редкий или отсутствует, <20 мас.
% NiСульфиды,среднее содержание Ni> 0.5 мас. %Содержаниеклинопироксена>20%ОртопироксенСодержание клинопироксена<20%CaO < 1 мас. %СодержаниеH2O (мас. %)18–202–16Содержаниеуглерода(мас. %)3–51.5–2.8Гидротермальноеизменение←←←CaO > 1 мас. %Тонкозер- Зерна отчетливо видимынистый,и укрупняются от типа 5маленькие к типу 7, зерна > 50 мкмвторичныезерна< 50 мкмСтекло отсутствуетКамасит и тэнит (> 20 мас. % Ni) в структурахраспада< 0.5 мас. %0.3–3<20.1–1.1< 0.2Нет термальногоравновесия400–600°C←←← →→→600–700°C700–750°CТаблица 1.3. Петрологическая классификация хондритов [Lodders and Fegley, 1998] 7Крупнозернистая, прозрачная,перекристаллизованная, зернистостьувеличивается от типа 4 к типу 7Однородностьоливина ипироксена посодержаниюFe и MgТемпературыметаморфизма627 Термальноеравновесие750–950°C>950°CЭффекты ударного метаморфизмаСтепень ударногометаморфизмаS1 практически нетS2 очень слабаяS3 слабаяS4 умереннаяS5 сильнаяS6 очень сильнаяУдарное плавлениев оливинев плагиоклазеЧеткое погасание, нерегулярная трещиноватостьУгловые изменения позициипогасания:Четкое погасание, нерегулярная трещиноватостьa: низкая < 1°б: высокая 1–2°Волнистое погасание, нереУгловое изменение позицииВолнистое погасание, нерегулярная трещиноватостьпогасания >2°гулярная трещиноватостьПланарная и нерегулярнаяЧисло планарных трещин:трещиноватость, волнистоеBолнистое погасаниеa: низкая: <2погасаниеб: высокая: >3Планарные трещины и планар- a: низкая: волнистое погаСлабый мозаицизмныесаниеE элементыa: низкая: появляется мозаицизм б: высокая: частичная изотропизация, планарные элеб: высокая: мозаицизмментыСильный мозаицизм, планарные трещиныMаскелинити планарные элементыЛокально или около расплавных участковПерекристаллизация, побурение, плавление, рингвудитУдарный расплав(обычное l стекло)Полное плавление (ударно-расплавные породы и расплавные брекчии)Таблица 1.4.
Степени ударного метаморфизма обыкновенных хондритов [Stöffler et al., 1991] Полный список минералов, которые встречаются в метеоритах, приведен в работе[Rubin, 1997]. В настоящей работе изучаются магнитные свойства внеземного вещества,носителями которых являются ферримагнитные зерна, входящие в состав внеземноговещества. Именно они обладают свойством магнитной памяти, то есть, способностью«запоминать» направление и величину древнего магнитного поля, в котором они былинамагничены в процессе своего образования (на родительском теле), либо пермагничены врезультате вторичных процессов (таких как, ударные воздействия, генерирующиеся приметеоритных бомбардировках поверхностей твердых тел или коллизиях между трердымителами солнечной системы).
Обратимся к наиболее распространенным вземным ивнеземным магнитным минералам.§ 1.3. Магнитные минералы горных пород и внеземного веществаОсновные магнитные минералы, наиболее часто встречающиеся во внеземномвещества и горных породах земного происхождения, также как и некоторых иххарактеристики представлены в таблице 1.5.
28 МагнитныйпорядокКристаллическаяМинералФормулаМеталлическое Feα-FeФерро-765КубическаяКамаситFe0.9Ni0.1Ферро-500-770bccТэнитFe0.7Ni0.3Ферро-0-600fccТетратэнитFe0.5Ni0.5Ферро-550ТетрагоральнаяМагнетитα-Fe3O4Ферри-580КубическаяТитаномагнетит(Fe3O4)1-x(Fe2TiO4)xФерри-<580*КубическаяПирротинFe7S8Ферри-320МоноклиннаяПирротинFe1-xS (0<x<0.125)AF295ГексагональнаяГематитα-Fe2O3AF+FF675РомбоэдрическаяГётитα-FeOOHAF+FF120ОрторомбическаяГрейгитFe3S4Ферри-≈330-*Tc, °CструктураВ зависимости от содержания титана.
Таблица 1.5. Магнитные свойства некоторых ферримагнитных минералов при комнатной температуре.Для сплавов FeNi речь идет о температуре перехода α→γ, которая зависит от содержания никеля. Ferri –ферримагнитная структура; Ferro-: ферромагнитная структура; AF: антиферромагнитная структура; FF –слабо ферримагнитная структура.§ 1.4. Магнетизм фрагментов Челябинского метеоритного дождя из коллекциивнеземного вещества ГЕОХИ РАН1.4.1 Введение15 февраля 2013 г. на территории Челябинской области выпал метеоритный дождьв виде многочисленных фрагментов метеорита Челябинск (обыкновенный хондрит LL5,S4, W0). Это было самое крупное событие со времен Тунгусского события 1908 г.,причем, в отличие от Тунгусского события, в этот раз было найдено метеоритноевещество.
Разные аспекты Челябинского события - такие как реконструкция орбитыметеороида Челябинск [Borovicka et al., 2013], оценка ущерба [Popova et al., 2013],распределение фрагментов Челябинского метеоритного дождя по массам [Бадюков,Дудоров, 2013], петрология и геохимия [Галимов и др., 2013], а также исследованияударного метаморфизма найденного метеоритного вещества [Бадюков и др., 2015] –описаны в ряде статьей (см. также специальные тематические выпуски журналов 29 “Геохимия” №7/2013 и “Астрономический Вестник” №4/2013).
Однако, магнитныесвойства хондрита Челябинск оставались неисследованными14.В результате официальной экспедиции сотрудников ГЕОХИ РАН в районыпоселков Депутатский, Первомайский, Еманжелинка и др. в течении двух недель послепадения было собрано значительное количество фрагментов метеорита Челябинк, которыепоступили в официальную метеоритную коллекцию РАН.
Автор получила возможностьизучить магнитные свойства всей коллекции метеоритных фрагментов первого сбора.Соответствущие результаты представлены ниже.Магнитные свойства метеоритов эффективно используются для их классификации[Rochette et al., 2003, 2008, 2009] и имеют принципиальное значение для пониманияприроды магнитных полей на ранних этапах истории Солнечной системы.На сегодняшний день собрана и опубликована расширенная систематическая базаданных по магнитной восприимчивости χ0 каменных метеоритов, в которую вошли тысячиобразцов разных типов, хранящихся в основных метеоритных коллекциях мира(обыкновенные хондриты [Rochette et al., 2003], другие хондриты [Rochette et al., 2008],ахондриты [Rochette et al., 2009]).
Созданная база уже многократно успешноиспользовалась как инструмент для быстрой классификации метеоритов [Kohout et al.,2010], а также оперативного обнаружения ошибок в их классификации [Rochette et al.,2009b]. Магнитная классификация метеоритов по χ0 удобна и информативна в связи с тем,что, во-первых, измерения χ0 являются быстрыми (несколько секунд на измерение) инеразрушающими (см. ниже); во-вторых, измерители магнитной восприимчивостиявляются широко распространёнными, а существование их портативных версий делаетвозможным их применение непосредственно в полевых условиях; в-третьих, величина lgχ0имеет минимальную дисперсию для метеоритов одного и того же типа.Проведениеполногоспектрамагнитныхизмеренийпозволяетполучитьнезависимые оценки содержания ферримагнитных минералов в веществе и выяснить ихдетальные магнитные свойства. В связи с этим нами были изучены экземплярыЧелябинского метеоритного дождя с целью измерения их магнитной восприимчивости иполучения полных магнитных характеристик, таких как естественная остаточная 14 На момент публикации работы автора [Безаева и др., 2013] в июле 2013г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
