Carbonaceous chondrite clast captured in collision event by the Elga iron meteorite (Group IIE)

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

A melt pocket (MP) found in only one of the silicate inclusions in the Elga iron meteorite was studied using TEM, SEM, EMPA, and Raman spectroscopy methods. The MP demonstrates the liquid immiscibility of the FeCO3–Fe3(PO4)2–SiO2–(Fe, Ni)3P melts, the mineralogical and bulk chemical composition of which is inconsistent with that of the silicate inclusions in the Elga meteorite. Key differences include: (1) The high content of Fe oxide in the MP is inconsistent with the low FeO content (≈3 wt. %) in the SiO2 glass of silicate inclusions; (2) Ca and Mg, the main phase-forming cations of silicate inclusions, are absent in the MP; (3) Siderite and sarcopside, the main oxygen-bearing phases in the MP, were not found in other silicate inclusions of Elga; (4) carbon compounds (aromatized sp2-carbon, phenols) identified in the MP were not found in the host silicate substance. These contradictions lead to the conclusion that the melt pocket is a melted fragment of carbonaceous chondrite captured by Elga’s parent body during a collision with carbonaceous asteroid.

Sobre autores

N. Khisina

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: elga.meteorite@gmail.com
Kosygin Str., 19, Moscow, 119991 Russia

S. Teplyakova

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Kosygin Str., 19, Moscow, 119991 Russia

A. Korochantsev

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Kosygin Str., 19, Moscow, 119991 Russia

A. Abdrakhimov

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences

Kosygin Str., 19, Moscow, 119991 Russia

Bibliografia

  1. Воропаев С.А., Кривенко А.П., Душенко Н.В. (2023a) Раман-геотермометр для углистых хондритов. ДАН. Физика, технические науки. 512 (1), 69–72.
  2. Воропаев С.А., Душенко Н.В., Кривенко А.П., Федулов В.С., Рязанцев К.М., Корочанцев А.В. (2023b) Особенности дегазации углистого хондрита Allende (CV3) в интервале температур 200–800 оС. Астрономический вестник. 57 (6), 583–594.
  3. Крылов О.В. (2000) Углекислотная конверсия метана в синтез-газ. Российский химический журнал. 44 (1), 19–33.
  4. Мезенцева Л.П., Попова В.Ф., Альмяшев В.И., Ломанова Н.А., Уголков В.Л., Бешта С.В., Хабенский В.Б., Гусаров В.В. (2006) Фазовые и химические превращения в системе SiO2–Fe2O3 (Fe3O4) при различных парциальных давлениях кислорода. Журнал неорганической химии. 51 (1), 126–133.
  5. Сенин В.Г., Зиновьева Н.Г., Панкрушина Е.А., Аверин А.А., Хисина Н.Р. (2018) Идентификация минеральных фаз в областях ударного плавления в метеорите Эльга. Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2018). 356–359.
  6. Стенников А., Воропаев С., Федулов В., Душенко Н., Наймушин С. (2019) Экспериментальное исследование состава продуктов дегазации метеорита Челябинск. Астрономический вестник. 53 (3), 214–223.
  7. Теплякова С.Н., Хисина Н.Р., Артемов В.В., Васильев А.Л. (2012) Наноминералогия дендритных включений в железном метеорите Эльга. Записки Российского минералогического общества. 141 (2), 42–52.
  8. Теплякова С.Н. (2017) Петрология и геохимия железных метеоритов группы IIE с силикатными включениями на примере метеорита Эльга. Диссертация на соискание ученой степени канд. геол.-мин. наук. Москва: ГЕОХИ РАН, 150 с.
  9. Теплякова С.Н., Лоренц К.А., Иванова М.А., Кононкова Н.Н., Аносова М.О., Рязанцев К.М. (2018) Минералогия силикатных включений в железном метеорите группы IIE Эльга. Геохимия. 67 (1), 1–25.
  10. Teplyakova S.N., Lorenz C.A., Ivanova M.A., Kono- nkova N.N., Anosova M.O., Ryazantsev K.M., Kostitsyn Y.A. (2018) Mineralogy of silicate inclusions in the Elga IIE iron meteorite. Geochem. Int. 56, 1–23.
  11. Хисина Н.Р., Теплякова С.Н., Сенин В.Г., Ширяев А.А., Аверин А.А. (2017) Углеродсодержащие фазы в зонах ударного плавления метеорита Эльга. Геохимия. 62 (4), 287–301.
  12. Khisina N.R., Teplyakova S.N., Senin V.G., Shiryaev A.A., Avering A.A. (2017) Carbon-bearing phases in shock-induced melt zones of the Elga meteorite. Geochem. Int. 55, 315–329.
  13. Хисина Н.Р., Вирт Р., Абдрахимов А.А. (2019) Жидкостная несмесимость в областях локального ударного плавления метеорита Эльга. Геохимия. 64 (8), 837–847.
  14. Khisina N.R., Wirth R., Abdrakhimov A.A. (2019) Liquid Immiscibility in Local Shock-Melt Zones of the Elga Meteorite. Geochem. Int. 57 (8), 837–847.
  15. Шарыгин В.В. (2011) Саркопсид из «черных блоков» террикона шахты 45 г. Копейска, Челябинский угольный бассейн. Минералогия Урала-2011. Сборник научных статей. Миасс–Екатеринбург: УрО РАН, 2011. С. 183–186.
  16. Шарыгин В.В., Карманов Н.С., Подгорных Н.М., Томиленко А.А. (2014) Минералогия и петрография «проплавленного» фрагмента метеорита Челябинск. В Метеорит Челябинск – год на Земле: материалы Всероссийской научной конференции. (Под ред. Антипина Н. А. и др.). Челябинский государственный краеведче ский музей, 14–15 февраля 2014 г. 694 с. 637–653. doi: 10.13140/RG.2.1.4967.8805
  17. Шарыгин В.В., Яковлев Г.А., Карманов Н.С., Гроховский В.И., Подгорных Н.М. (2015) Минеральные ассоциации в пустотах темной литологии метеорита «Челябинск» (Чебаркульский фрагмент). В Онтогения, филогения, система минералогии. Материалы всероссийской конференции, Миасс, 2015. Миасс: Институт минералогии УрО РАН, 2015. 228 с. 205–217.
  18. Bandurski E.L., Nagy B (1976) The polymer-like organic material in the Orgueil meteorite. Geochim. Cosmochim. Acta. 40 (11), 1397–1406.
  19. Bonal L., Quirico E., Bourot-Denise M., Montagnac G. (2006) Determination of the petrologic type of CV3 chondrites by Raman spectroscopy of included organic matter. Geochim. Cosmochim. Acta. 70 (7), 1849–1863.
  20. Britvin S., Murashko M.N., Vapnik Y., Poltkhovsky Yu.S., Krivovichev S.V., Vereshagin O., Shilovsky V., Krzhizhanovskaya M.G. (2020) Negevite, the pyrite-type NiP2, a new terrestrial phosphide. Am. Mineralogist. 105 (3), 422–427.
  21. Bunch T.E., Chang S. (1980) Carbonaceous chondrites – II. Carbonaceous chondrite phyllosilicates and light element geochemistry as indicators of parent body processes and surface conditions. Geochim. Cosmochim. Acta. 44 (10), 1543–1577.
  22. Clayton R.N., Mayeda T.K., Olsen E., Prinz M. (1983) Oxygen isotope relationships in iron meteorites. Earth Planet. Sci. Lett. 65 (2), 229–232.
  23. Cody G.D., Alexander C.M. (2005) NMR studies of chemical structural variation of insoluble organic matter from different carbonaceous chondrite groups. Geochim. Cosmochim. Acta. 69 (4), 1085–1097.
  24. Cronin J.R., Pizzarello S. (1986) Amino acids of the Murchison meteorite. III. Seven carbon acyclic primary alpha-amino alkanoic acids. Geochim. Cosmochim. Acta. 50 (11), 2419–2427.
  25. Derenne S., Robert F. (2010) Model of molecular structure of the insoluble organic matter isolated from Murchison meteorite. Meteorit. Planet. Sci. 45 (9), 1461–1475.
  26. Dunn T.L., Gross J., Ivanova M.A., Runyon S.E., Bruck A.M. (2016). Magnetite in the unequilibrated CK chondrites: implications for metamorphism and new insights into their relationship between the CV and CK chondrites. Meteorit. Planetary Sci. 51 (9), 1701–1720.
  27. Ferrari A.C., Robertson J. (2000) Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon. Physical Review B. 61 (20), 14095–14107.
  28. Ferroir T., Dubrovinsky L., El Goresy A., Simionovici A., Nakamura T., Gillet P. (2010). Carbon polymorphism in shocked meteorites: Evidence for new natural ultrahard phases. Earth Planet. Sci. Lett. 290 (1–2), 150–154.
  29. Floss С. (1999) Fe, Mg, Mn-bearing phosphates in the GRA 95209 meteorite: Occurrences and mineral chemistry. Am. Mineralogist. 84 (9), 1354–1359.
  30. Garvie L.A.J., Buseck P.R. (2007) Prebiotic carbon in clays from Orgueil and Ivuna (CI), and Tagish Lake (C2 ungrouped) meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 42 (12), 2111–2117.
  31. Garvie L.A.J., Buseck P.R (2005) Structure and bonding of carbon in clays from CI carbonaceous chondrites. In Lunar and Planetary Science XXXVI. 1515.
  32. Garvie L.A.J., Craven A.J., Brydson R. (1994) Use of electron-energy loss near-edge fine structure in the study of minerals. American Mineralogist. 79, 411–425.
  33. Han J., Simoneit B.R., Burlingame A.L., Calvin M. (1969) Organic analysis on the Pueblito de Allende meteorite. Nature. 222 (5191), 364–365.
  34. Hayatsu R., Scott R.G., Winans R.E. (1983) Comparative structural study of meteoritic polymer with terrestrial geopolymers coal and kerogen. Meteoritics. 18 (4), 310.
  35. Hayatsu R., Winans R.E., Scott R.G., McBeth R.L., Moore L.P., Studier M.H. (1980) Phenolic ethers in the organic polymer of the Murchison meteorite. Science. 207 (4436), 1202–1204.
  36. Hayes J.M. (1967) Organic constituents of meteorites – a review. Geochim. Cosmochim. Acta. 31 (9), 1395–1440.
  37. Hyman N., Rowe M.W. (1983) Magnetite in CI chondrites. J. Geophys. Res.: Solid Earth. 88 (S02), A736–A740.
  38. Jakubek R.S., Fries M.D. (2023). Laser Raman induced degradation of macromolecular carbon in coals and meteorites. Earth Planet. Sci. Lett. 10 (6), e2022EA002724.
  39. Kang N., Schmidt M.W., Poli S., Franzolin E., Connolly J.D. (2015) Melting of siderite to 20 GPa and thermodynamic properties of FeCO3-melt. Chemical Geology. 400, 34–43.
  40. Kebukawa Y., Zolensky M.E., Chan Q.H.S., Nagao K., Kilcoyne A.L.D., Bodnar R.J., Cody G.D. (2017) Characterization of carbonaceous matter in xenolithic clasts from the Sharps (H3.4) meteorite: Constraints on the origin and thermal processing. Geochim. Cosmochim. Acta. 196, 74–101.
  41. Lewis R.S., Prinn R.G. (1980) Kinetic inhibition of CO and N2 reduction in the solar nebula. Astrophys J. 238, 357–364.
  42. Kurosawa K, Collins G.S., Davison T.M., Okamoto T., Iscibashi Ko, Matsui T. (2025) Impact-driven oxidation of organic explains chondrite schock metamorphism dichotomy. Nat. Commun. 16 (1), 3608.
  43. Litasov D., Podgornykh N.M. (2017) Raman spectroscopy of various phosphate minerals and occurrence of tuite in the Elga IIE iron meteorite: Raman spectroscopy of various phosphate minerals. J. Raman Spectrosc. 48 (11). 1518–1527.
  44. Litasov K.D., Teplyakova S.N., Shatsky A., Kuper K.E. (2019) Fe-Ni-P-S melt pockets in Elga IIE iron meteorite evidence for the origin at high pressure up to 20 GPA. Minerals. 9 (10), 616.
  45. Morgan W.A., Feigelson E.D., Wang H., Frenklach M. (1991) A new mechanism for the formation of meteoritic kerogen-like material. Science. 252 (5002). 109–112.
  46. Murae T., Masuda A., Takahashi (1990). Spectroscopic studies of acid-resistant residues of carbonaceous chondrites. In Proc. NIPR Symp. Antarct. Meteorites. 3, 211–219.
  47. Nagy B. (1975). Carbonaceous meteorites. Developments in Solar System and Space Science. Bulletin de Minéralogie. 98 (1), 14–15
  48. Nagata K., Kodama K. 2022. Mechanism of Carbothermic Reduction of Fe3O4 Irradiated by Microwave with 2.45 GHz. ISIJ International. 62 (8), 1607–1617.
  49. Nasibulin A.G., Queipo P., Shandakov S.D., Brown D.P., Jiang H., Pikhitsa P.V., Tolochko O.V., Kauppinen E.I. (2006) Studies on Mechanism of Single-Walled Carbon Nanotube Formation. J. Nanosci. Nanotechnol. 6 (5).
  50. Nestola F., Goodrich C.A., Morana M., Barbaro A., Jakubek R.S., Christ O., et al. (2020) Impact shock origin of diamonds in ureilite meteorites. In Proc. of the Nat. Academy of Sciences. 117 (41), 25310–25318.
  51. Olsen E.J., Kracher A., Davis A.M., Steele I.M., Hutche- on I.D., Bunch T.E. (1999) The phosphates of IIIAB iron meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 34 (2), 285–300.
  52. Osadchii Eu.G., Baryshnikova G.V., Novikov G.V. (1981) The Elga meteorite: silicate inclusion and shock metamorphism. In 12th Lunar Planet Sci. Conf. 12, 1049–1068.
  53. Palache C., Berman H., Frondel C. (1951) Dana’s system of mineralogy, (7th edition), v. II. Wiley, New York, 1124. 742–746.
  54. Patzek M., Bischoff A., Visser R., John T. (2018) Mineralogy of volatile-rich clasts in brecciated meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 53 (12), 2519–2540.
  55. Rubin A.E., Trigo-Rodriguez J.M., Kunihiro T., Kallemeyn G.W., Wasson J.T. (2005) Carbon-rich chondritic clast PV1 from the Plainview H-chondrite regolith breccia: Formation from H3 chondrite material by possible cometary impact. Geochim. Cosmochim. Acta. 69 (13), 3419–3430.
  56. Sephton M.A. (2002) Organic compounds in carbonaceous meteorites. Nat. Prod. Rep. 19 (3), 292–311.
  57. Sephton M., Gilmour I. (2005) Macromolecular organic materials in carbonaceous chondrites: A review of their sources and their role in the origin of life on the early Earth. In Impacts and the Early Earth (Eds. Gilmour I., Koeberl C.). Lecture Notes in Earth Sciences, 91. Springer, Berlin, Heidelberg. 27–49.
  58. Sephton M.A., Watson J.S., Meredith W., Love G.D., Gilmour I., Snape C.E. (2015) Multiple Cosmic Sources for Meteorite Macromolecules? Astrobiology. 15 (10), 779–786.
  59. Sharygin V.V. (2020) Mineralogy of Silicate-Natrophosphate Immiscible Inclusion in Elga IIE Iron Meteorite. Minerals. 10 (5), 437.
  60. Shatskiy A., Borzdov Y., Litasov K.D., Kupriyanov I.N., Ohtani E., Palyanov Yu.N. (2014) Phase relations in the system FeCO3–CaCO3 at 6 GPa and 900–1700 °C and its relation to the system CaCO3–FeCO3–MgCO3. Am. Mineralogist. 99 (4), 773–785.
  61. Sundara A., Ramaprabhu S. (2012) A Raman spectroscopic investigation of graphite oxide derived graphene. AIP Adv. 2 (3), 032183. https://doi.org/10.1063/1.4756995
  62. Weidner I.R. (1982) Iron-oxide magmas in the system Fe-C-O. Can. Mineral. 20 (4), 555–566.
  63. Yabuta H., Cody G.D., Engrand C., Kebukawa Y., De Gregorio B., Bonal L., Remusat L., Stroud R., Quirico E., Nittler L., Hashiguchi M. (2023) Macromolecular organic matter in samples of the asteroid (162173) Ryugu. Science. 379 (6634). eabn9057.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».