Самородная платина в хондрите

Распространенные в метеоритах самородные металлы обычно представлены железом, железо-никелевыми интерметаллидами и медью (Силаев и др., 2013; Соботович, Семененко, 1985; Юдин, Коломенский, 1987; Cohen, 2004; Connolly et al., 2001; Grossman, Wasson, 1985 и др.). Самородная платина в метеоритах, в отличие от железа, никеля и меди, до настоящего времени не была описана, хотя известно, что платина содержится в метеоритах всех петрологических типов. В литературе, посвященной исследованию вещественного состава метеоритов, отмечено присутствие платины как химического элемента, определенного различными химическими и физико-химическими методами, в том числе нейтронно-активационным (НА), атомно-абсорбционным (АА), рентгенофлюоресцентным (РФ) и масс-спектрометрическим (ICP MS) (Виноградов и др., 1972; Галимов и др., 2013; Литасов и др., 2018; Alexander, 1995; Lauretta et al., 2005; McDonald, Russell, 2001; Wasson, Kal-lemeyen, 1988), но отсутствуют сведения о форме ее нахождения.

Объект исследований

Самородная платина обнаружена нами при изучении метеорита SE, найденного в пустыне Атакама (24°42' 15.3 ю. ш., 69°45'24.5 з. д) и любезно предоставленного для изучения его первооткрывателями. По соотношению железистости оливина и ортопироксена (Brearley, Jones, 1998) метеорит относится к группе обыкновенных хондритов петрологического типа Н3. Слагающая метеорит порода имеет массивную текстуру и хондритовую структуру. Хорошо сохранившиеся хондры размером 0.2–1.3 мм занимают около 80 % объема породы. Особенностью изученного нами метеорита является присутствие наряду с радиально-лучистыми, колосниковыми, криптокристаллическими и порфировыми оливиновыми и пироксеновыми хондрами также хондр, сложенных породами более ранней генерации и окруженными, как правило, каймой углеродистого вещества.

Преобладающими минералами являются ромбический пироксен и оливин. Второстепенные и акцессорные минералы представлены серпентином, натриевым плагиоклазом, расплавным полевошпатовым стеклом, хромшпинелидами, апатитом, хлорапатитом,

баитом, кальцитом, цирконом, титанитом, пирротином, макинавитом, камаситом и тэнитом. Самородная платина присутствует в виде включений в углеродистом веществе и хромшпинелидах.

Материалы и методы

Из дезинтегрированной породы зерна углеродистого вещества и хромшпинелидов, не разрушившиеся благодаря высокой твердости при дроблении и даже растирке, извлечены посредством обработки смесью концентрированных хлорной и фтористоводородной кислот при нагревании до 200°С и помещены в эпоксидный диск для исследования.

Микрозондовые исследования проводились на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA3 LMH c энергодисперсионной приставкой X-MAX 50 mm (Oxford instruments) при ускоряющем напряжении 20 кВ, диаметре зонда 180 нм и области возбуждения до 5 мкм (ЦКП «Геонаука» ИГ Коми НЦ УрО РАН).

Результаты исследования

Углеродистое вещество, обнаруженное изначально при изучении шлифов, образует причудливой формы обособления (рис. 1,а) или тонкой корочкой окружает отдельные хондры, сложенные породой, вероятно, более ранней генерации (рис. 1,в). В минералогической пробе первые представлены зернами неправильной формы (рис. 1,б), вторые – зернами подковообразной формы (рис. 1,г) и более мелкими фрагментами микросфер, внутри которых располагались силикатные хондры. Зерна углеродистого вещества (рис. 2,а), обладающие сложным некристаллографическим рельефом поверхности, содержат многочисленные микровключения, около двух третей которых представлены хромшпинелидами и треть – самородной платиной (рис. 1,д, 2,в).

Содержащие микрокристаллы самородной платины, а также оксида кремния (кристобалита или коэсита) зерна и кубооктаэдрические кристаллы хромшпинелидов часто имеют на поверхности объемные отпечатки (рис. 1,е), образовавшиеся, вероятно, в ре- зультате растворения при обработке пробы ильменитов, часто присутствующих в сростках с хромшпинелидами. Состав хромшпи-нелидов (рис. 2,б) соответствует формуле (Fe0.65-0.70Mg0.07-0.15Zn0-0.02Mn0-0.02)0.8-09(Cr1.78-1.99Al0.18-0.38Ti0.02-0.03V0-0.03)2.1-2.2O4.

Самородная платина образует сростки кубических микрокристаллов или неопределимой из-за малого размера формы зерна размером 0.5–5.0 μm, частично погруженные в углеродистое вещество или хромит (рис. 1, д–з ). В 26 из 30 исследованных зерен платина не имеет примесей (рис. 2,в). В трех зернах в качестве примеси обнаружено от 0.88 до 1.23 мас. % золота (рис. 2,г) и в одном зерне – 0.39 мас. % серебра (рис. 2,д).

Обсуждение результатов

Состав исследованных нами содержащих самородную платину хромитов аналогичен составу хромитов из метеоритов H и L типов (Галимов и др., 2013; Ерохин и др., 2015, 2016, 2017; Коротеев и др., 2013, 2014; Силаев и др., 2013).

В сравнении с хромитами земного происхождения изученные хромиты обнаруживают наибольшее сходство с хромитами из мантийных ультраосновных пород (Павлов, 1949). В земных условиях самородная платина в чистом виде встречается редко, а характер распределения и поведения платиноидов в магматогенных месторождениях зависит от Р-Т условий в эволюционирующей рудно-магматической системе. Образование самородной платины, температура плавления которой 1755°С, возможно в восстановительной обстановке при дифференциации магмы как в мантии, так и в коровых условиях. Наиболее обогащенными минералами платины являются дунит гарцбургитовые породы офиолитовой ассоциации, исходная магма которых происходит из наиболее глубинных высокотемпературных выплавок мантийного вещества (Салихов и др., 2001).

Выводы

Нашими исследованиями впервые установлена форма нахождения платины в обы-

Рис. 1. Содержащие платину углеродистое вещество и хромшпинелиды: а – аморфное углеродистое вещество (шлиф); б – типичное зерно улеродистого вещества (обр. 10); в – пироксен-оливиновая хондра, окруженная микросферой из углеродистого вещества (шлиф); г – обломок углеродистой микросферы (обр. 2); д – самородная платина в углеродистом веществе (обр. 4); е – кристалл хромита с микровключениями платины (обр. 17); з – зерна платины в хромшпинели (обр. 18);

з – сросток кубических кристаллов платины в хромшпинели (обр. 15). Снимки б, д – в режиме вторичных электронов; г, е,ж, з – в режиме упруго-отраженных электронов

Рис. 2. Рентгеновские спектры: а – углеродистое вещество; б – хромшпинель; в – не содержащее примесей зерно платины из хромшпинели; г – зерно платины с примесью золота; д – зерно платины с примесью серебра

кновенном хондрите – самородная платина в виде микровключений содержится в углеродистом веществе и хромшпинелидах.

Присутствие в углеродистом веществе микровключений самородной платины свидетельствует о его магматическом происхождении.

Состав содержащих микровключения самородной платины хромшпинелидов соответствует земным из мантийных ультраос-новных пород и аналогичен хромшпинели-дам из известных хондритов H и L типов, что позволяет предположить возможность ее обнаружения и в других подобных объектах.

Авторы признательны C. П. Васильеву и С. В. Ефимову, предоставившим материал для изучения, и О. В. Кокшаровой за помощь в проведении исследований.