Вещественный состав и структурные особенности хондритов

Хондриты в настоящее время представляют собой наиболее распространенный класс метеоритов Солнечной системы и количественно преобладают среди падений. Их изучение представляет наибольший интерес, так как метеориты этой группы образовались во время или непосредственно после конденсации допланетного облака, тогда как другие формировались в процессе более поздней дифференциации их родительских тел.

Главным признаком хондритов является необычная для земных пород текстура. Она характеризуется наличием хондр (гр. chondros — зерно), составляющих до 50 % вещества метеорита. Поверхность скола хондрита обычно имеет крупитчатое строение.

Хондриты сильно различаются по своей структуре — от хондритов с четко выраженной хондритовой текстурой до хондритов с реликтовой хондритовой текстурой. Первые были названы неперекрис-таллизованными, а вто- рые — перекристаллизованными хондритами. Между этими крайними членами существует постепенный переход, причем исчезновение хондритовой текстуры сопровождается рядом изменений, положенных в основу определения петрологических типов хондритов, которые являются общими для всех других закономерных минеральных и химических изменений.

Существует ряд классификаций этого класса метеоритов. В классификации хондритов Ван Шмуса и Дж. Вуда они делятся по составу на пять химических групп, которым соответствуют пять классов в классификациях Г. Прайора и Б. Мэйсона: E — энстатитовые; Н (высокожелезистые) — оливин-бронзито-вые; L (низкожелезистые) — оливин-ги-

Определитель химической группы хондритов (по Э. В. Соботовичу)

Группа	Fe/ SiO2	Fe° / Fe	Fe	SiO2/MgO
E	0.77±0.30	0.80±0.010	0	1.90±0.15
C	0.77±0.07	—	—	1.42±0.05
H	0.77±0.07	0.63±0.07	18±2	1.55±0.05
L	0.55±0.05	0.33±0.07	24±2	1.59±0.05
LL	0.49±0.03	0.08±0.07	29±2	1.58±0.05

перстеновые; LL (очень низкожелезистые) — оливин-пижонитовые; C — углистые (см. таблицу). Метеориты групп Н, L и LL называются обыкновенными хондритами [1].

Объектами наших исследований были четыре хондрита, обнаруженные в разных концах света: Allende (Мексика), Masy (США), Dhofar 224 (Оман), Shisr 010 (Оман). Метеориты, относящиеся к классу обыкновенных хондритов (Masy — L6, Dhofar 224 — H4, Shisr 010 — L6), по нашим данным, состоят из оливина, пироксена и в подчиненном количестве альбита. Матрица этих метеоритов оливин-пироксеновая перекристаллизованная (рис. 1). Оливин в породе занимает около 45 %, размер его зерен 0.03—0.5 мм. Зерна оливина имеют идиоморфную и иногда округлую форму.

Пироксен (около 50 %), представлен идиоморфными зернами размерами 0.05—0.5 мм с хорошей спайностью, иногда встречаются

тонкие игольчатые кристаллы, расположенные веером, с волнистым погасанием. Пироксен характеризуется прямым и волнистым погасанием, низкой интерференционной окраской: от светло-серого до темно-серого цвета (ng‒np = 0.005).

Рис. 1. Перекристаллизованная оливин-пироксеновая матрица метеорита Shisr 010 (с анализатором, ширина поля 2 мм)

Рис. 2. Эксцентрически-лучистая пироксеновая хондра в метеорите Dhofar 224 (с анализатором, ширина поля 3.5 мм)

Наблюдается симплектитовое срастание зерен пироксена и оливина.

В метеорите Dhofar 224 матрица не перекристаллизована и сложена мелкозернистыми агрегатами оливина и пироксена. Хондры размером 0.25— 3.0 мм занимают около 40 % объема породы и выражены достаточно хорошо. В хондрите наблюдаются различные типы хондр: эксцентрически-лу-чистые пироксеновые (рис. 2), колосниковые оливино-вые (рис. 3), микропорфировые оли-вин-пироксеновые.

В метеорите Dhofar 224 встречаются хондры причудливых форм — сложноколосниковые хондры необычной конфигурации, состоящие из ламмелей оливина, каждая из которых имеет свою оптическую ориентировку (рис. 4). В перекристаллизованных хондритах

(Маsy и Shisr 010) наблюдаются лишь реликты хондр, и встречаются они крайне редко, обычно это колосниковые и эксцентрически-лучистые образования (рис. 5).

Во всех образцах обнаружено незначительное количество рудной фазы, состоящей из хромита, троилита, камаси-та, тэнита. В каменных метеоритах-находках присутствует значительное количество рудного сильно окисленного компонента, что является следствием выветривания метеоритов во время на-

Рис. 3. Колосниковая хондра в метеорите Dhofar 224 (с анализатором, ширина поля 1 мм)

Рис. 4. Сложно-колосниковая и микропорфировая хондры (без анализатора, ширина поля 3.5 мм)

Рис. 5. Реликт колосниковой хондры в метеорите Masy (с анализатором, ширина поля 2мм)

хождения их на Земле. В метеорите Shisr 010 помимо металлических зерен обнаружено зерно с элементами группы лантоноидов: лантаном, церием, празеодимом.

История падения метеорита Allende подробно описана в литературе [2]. Этот углистый хондрит класса CV3 упал возле города Парраль на севере Мексики 8 февраля 1969 г. Было собрано 2 т обломков метеорита Allende, позже был определен их возраст, равный 4.56 млрд лет. На настоящее время они оказались самыми древними обломками породы: ее образование, вероятно, совпадает со временем образования Солнечной системы. Содержание органического углерода в образцах метеорита достигает 0.3 вес. %, и наличие такого значительного количества углерода вряд ли можно объяснить загрязнением земным веществом, поскольку произошло оно всего за четыре дня и затронуло весь метеорит полностью. Более того, практически весь органический углерод в

Рис. 6. Микропорфировая хондра с пустотами в метеорите Allende (с анализатором, ширина поля 2 мм)

Рис. 7. Углеродистые соединения ”амебообразной формы” в метеорите Allende (с анализатором, ширина поля 2 мм)

метеорите Allende находится в виде прокаленного нерастворимого материала, полимероподобных ароматических колец, напоминающих кероген или битуминозный уголь с небольшими содержаниями летучих и растворимых органических веществ (относительные атомные соотношения примерно соответствуют С8Н4О). Изучение метеорита Allende показало, что углерод содержится в нем в целом ряде форм, на каждую из которых в биологическом мире Земли в плане размера, формы и образования групп имеется “двойник” размерами на уровне 20—50 и 80—150 нм. Такие же диапазоны размеров характерны и для земных нанобактерий. Помимо этих “наноформ” наблюдалось несколько индивидов в форме сосиски или боба размером свыше 500 нм, т. е. таким же, как у обычных земных бактерий. Источник органического углерода в таких метеоритах является предметом споров: либо это были живые микроорганизмы, либо он образовался не био- логическим способом, либо его присутствие объясняется современной контаминацией [3].

Нами был изучен фрагмент метеорита Allende по петрографическим шлифам. При исследовании образца выявлено, что темно-серая практически непрозрачная матрица сложена мелкозернистыми агрегатами оливина. В отраженном свете видно, что все поле шлифа усеяно вкрапленниками зерен рудного минерала желтого цвета с металлическим блеском — возможно, троилита.

Образец имеет хорошо выраженную хондритовую текстуру. Порода разбита системой незакономерно ветвящихся трещин. Хондры занимают около 50 % обьема породы, их размеры варьируют от 0.1 до 1.5 мм. В разрезе они имеют шаровидную или эллипсовидную форму. Во многих хондрах около 20—30 % объема приходится на пустоты, которые в основном сосредоточены в центре (рис. 6).

Хондры имеют четкие границы, иногда приобретающие заливообразные очертания. Наиболее широко распространены микропорфировые хондры размером до 1.5 мм, сложенные оливином и пироксеном. Встре- чаются микропорфировые хондры с зональным строением: более крупные зерна находятся в центре и уменьшаются от центра к краю. Возможно, более крупные зерна в центре это реликты, сформировавшиеся до образования хондры (рис. 6). Другие хондры сложены одним или несколькими крупными зернами оливина размером 0.1—0.3 мм с более четкими границами. Иногда встречаются хондры, имеющие ореол, плавно переходящий в матрицу. В таких хондрах наглядно виден процесс раскри-сталлизации матрицы с хондрами. Матрица и хондры сложены оливином и пироксеном. Размеры зерен варьируют от 0.01 до 0.5 мм. Оливин имеет высокий рельеф, низкие интерференционные окраски от желто-оранжевого до светложелтых цветов (ng‒np = 0.016). В матрице видны амебообразные участки непрозрачного темно-серого рентгеноаморфного вещества, которое по оптическим характеристикам сходно с углеродистыми соединениями (рис. 7), и амебообразные вытянутые агрегаты, сложенные мелкозернистым оливином.

При исследовании образца под микроскопом были обнаружены пустоты в хондрах, которые занимают до 30 % объема хондры и могут свидетельствовать о том, что порода образовалась на небольших глубинах, иначе пустоты разрушились бы под действием литостатического давления. Выявлено также наличие углеродсодержащей фазы, являющейся предметом жарких споров ученых. В результате исследования метеорита рентгеноструктурным методом было установлено, что хондры и матрица сложены форстеритом и лишь в некоторых включениях преобладает в оливине фаялитовый компонент.

Исследование хондритовых метеоритов и сравнение их с земными породами приближают нас к пониманию процессов, происходивших после аккреции Земли. Обнаружение нами углеродсодержащих фаз в углистом метеорите заставляет задуматься о природе этого вещества и возникновении жизни на Земле.