Фосфаты в Импактных Ассоциациях Метеорита Челябинска

Обложка
  • Авторы: Шарыгин В.В.1,2
  • Учреждения:
    1. Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН
    2. Уральский Федеральный Университет, Физико-технологический институт, ExtraTerra Consortium
  • Выпуск: Том 70, № 9 (2025): СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВЫПУСК, ПОСВЯЩЕННЫЙ ИССЛЕДОВАНИЯМ ВНЕЗЕМНОГО ВЕЩЕСТВА
  • Страницы: 692-715
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://journals.rcsi.science/0016-7525/article/view/351286
  • DOI: https://doi.org/10.7868/S3034495625090023
  • ID: 351286

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В ассоциации импактного расплава метеорита Челябинск (чебаркульский фрагмент) были обнаружены Na-Fe- и Na-Ca-Mg-Fe-фосфаты, которые по составу существенно отличаются от фосфатов исходного хондрита (хлорапатит, мерриллит). В силикатной части в закаленной интерстиционной массе между зернами оливина присутствуют хладниит Na2.25Ca2.14Mg6.47Fe3.76Mn0.17(PO4)9 и мерриллитовая фаза Na1.32Ca6.80Mg2.07Fe0.98Mn0.04(PO4)7, собственно мерриллит и хлорапатит встречаются очень редко. В губчатом металл-сульфидном агрегате в крупных пустотах и в металл-сульфидных каплях в силикатной части были выявлены Na-Fe-фосфатные глобулы, состоящие из саркопсида и графтонита (Fe2+, Mn2+)3(PO4)2, галилеиита Na(Fe2+, Mn2+)4(PO4)3, ксенофиллита Na4(Fe2+, Mn2+)7(PO4)6 и недиагностированного Na-Fe-фосфата Na2(Fe2+, Mn2+)17(PO4)12. В них иногда присутствует новообразованный хромит. Во всех ассоциациях импактного расплава (силикатная часть, металл-сульфидные агрегаты и капли, фосфатные глобулы) четко фиксируются дендритно-скелетные формы роста минералов, свидетельствующие о быстрой закалке. В фосфатных глобулах выявляется следующая последовательность кристаллизации фаз: хромит-2 → саркопсид/графтонит → галилеиит → ксенофиллит. Предполагается, что их образование происходило за счет отделения Na-Fe-фосфатной жидкости от гомогенного Na-P-Cr-O-обогащенного Fe-Ni-металл-сульфидного расплава. Формирование Na-Ca-Mg-Fe-фосфатов происходило без участия ликвационных явлений и непосредственно из силикатного расплава. В статье приводятся данные по химическому составу и КР-спектроскопии для всех изученных фосфатов, а также для главных минералов импактных ассоциаций метеорита Челябинск.

Об авторах

В. В. Шарыгин

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН; Уральский Федеральный Университет, Физико-технологический институт, ExtraTerra Consortium

Email: sharygin@igm.nsc.ru
просп. Коптюга, 3, Новосибирск, 630090 Россия; ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002 Россия

Список литературы

  1. Анфилогов В.Н., Белогуб Е.В., Блинов И.А., Еремяшев В.Е., Кабанова Л.Я., Лебедева С.М., Лонщакова Г.Ф., Хворов П.В. (2013) Петрография, минералогия и строение метеорита «Челябинск». Литосфера. 13 (3), 118–129.
  2. Бадюков Д.Д., Райтала Й., Костама П., Игнатьев А. В. (2015) Метеорит Челябинск: ударный метаморфизм, импактный расплав и ударная адиабата. Петрология. 23 (2), 115–128.
  3. Бадюков Д.Д., Дудоров А.Е. (2013) Фрагменты Челябинского метеоритного дождя: распределение по массам, размерам и возможная масса максимального фрагмента. Геохимия. 51 (7), 643–646.
  4. Badyukov D.D., Dudorov A.E. (2013) Fragments of the Chelyabinsk meteorite shower: distribution of masses and sizes and constraints on the mass of the largest fragment. Geochem. Int. 51 (7), 583–586.
  5. Берзин С.В., Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Хиллер В.В. (2013) Особенности минерального и геохимического состава метеорита «Челябинск». Литосфера. 13 (3), 106–117.
  6. Богомолов Е.С., Скублов С.Г., Марин Ю.Б., Степанов С.Ю., Антонов А.В., Галанкина О.Л. (2013) Sm–Nd возраст и изотопная геохимия минералов метеорита Челябинск. ДАH. 452 (5), 548–553.
  7. Галимов Э.М., Колотов В.П., Назаров М.А., Костицын Ю.А., Кубракова И.В., Кононкова Н.Н., Рощина И.А., Алексеев В.А., Кашкаров Л.Л., Бадю- ков Д.Д., Севастьянов В.С. (2013) Результаты вещественного анализа метеорита Челябинск. Геохимия. 57 (7), 580–598.
  8. Galimov E.M., Kolotov V.P., Nazarov M.A., Kostitsyn Yu.A., Kubrakova I.V., Kononkova N.N., Roshchina I.A., Alexeev V.A., Kashkarov L.L., Badyukov D.D., Seva-st’yanov V.S. (2013) Analytical results for the material of the Chelyabinsk meteorite. Geochem. Int. 51 (7), 522–539.
  9. Дудоров А.Е., Майер А.Е. (2014) Движение и разрушение Челябинского метеороида в атмосфере. Вест. ЧГУ. 19 (1), Физика, 47–57.
  10. Коротеев В.А., Берзин С.В., Ерохин Ю.В., Иванов К.С., Хиллер В.В. (2013) Состав и структура метеорита Челябинск. ДАН. 451, 446–450.
  11. Петрова Е.В., Гроховский В.И., Кохоут Т., Муфтахетдинова Р.Ф., Яковлев Г.А. (2019) Ударно-волновой эксперимент с метеоритом Челябинск LL5: параметры эксперимента и структура ударно-преобразованного вещества. Геохимия. 64 (8), 859–868.
  12. Petrova E.V., Grokhovsky V.I., Kohout T., Muftakhetdi-nova R.F., Yakovlev G.A. (2019) Shock-wave experiment with the Chelyabinsk LL5 meteorite: experimental parameters and the texture of the shock-affected material. Geochem. Int. 57 (8), 923–930.
  13. Шарыгин В.В. (2016) Фосфатные включения в когените из «черных блоков» террикона шахты 45 г. Копейска, Челябинский угольный бассейн. Минералогия техногенеза. 17, 34–54.
  14. Шарыгин В.В. (2022) Высоконатровые фосфатные и силикатные включения в троилитовом нодуле железного метеорита Дарьинское (IIC). Геохимия. 67 (12), 1216–1232.
  15. Sharygin V.V. (2022) Sodium-rich phosphate and silicate inclusions in the troilite nodule of the Darinskoe iron meteorite (IIC). Geochem. Int. 60 (12), 1221–1236.
  16. Шарыгин В.В. (2023) Минеральные ассоциации метеорита Челябинск: минералогия темной литологии // Минералы: строение, свойства, методы исследования – 2023. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 13, с. 310–313.
  17. Шарыгин В.В., Карманов Н.С., Подгорных Н.М., Томиленко А.А. (2014а) Минералогия и петрография «проплавленного» фрагмента метеорита Челябинск. Метеорит Челябинск – год на Земле – 2014. Челябинск: ЧГКМ, с. 637–653.
  18. Шарыгин В.В., Тимина Т.Ю., Карманов Н.С., Томиленко А.А., Подгорных Н.М. (2014б) Минеральные ассоциации в коре оплавления фрагментов метеорита Челябинск. Метеорит Челябинск – год на Земле – 2014. Челябинск: ЧГКМ, с. 654–666.
  19. 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). Онтогения, филогения, система минералогии – 2015. Миасс: ИМин УрО РАН, с. 205–217.
  20. Andronikov A.V., Andronikova I.E., Hill D.H. (2015) Impact history of the Chelyabinsk meteorite: Electron microprobe and LA-ICP-MS study of sulfides and metals. Planet. Space Sci. 118, 54–78.
  21. Anzures B.A., McCubbin F.M., Erickson T.M., Jakubek R.S., Fries M.D., Le L. (2024) First widespread occurrence of rare phosphate chladniite in a meteorite, winonaite Graves Nunataks (GRA) 12510: implications for phosphide – phosphate redox buffered genesis in meteorites. Am. Mineral. 109 (9), 1513–1522.
  22. Atencio D., Azzi A. (2020). Cerite: A new supergroup of minerals and cerite-(La) renamed ferricerite-(La). Mineral. Mag. 84 (6), 928–931.
  23. Beard S.P., Swindle T.D., Lapen T.J., Kring D.A. (2022) Ar-Ar and U-Pb ages of Chelyabinsk and a re-evaluation of its impact chronology. Meteor. Planet. Sci. 57 (12), 2276–2288.
  24. Bild R.W. (1974) New occurrences of phosphates in iron meteorites. Contrib. Mineral. Petrol. 45, 91–98.
  25. Britvin S.N., Krivovichev S.V., Obolonskaya E.V., Vlasenko N.S., Bocharov V.N., Bryukhanova V.V. (2020) Xenophyllite, Na4Fe7(PO4)6, an exotic meteoritic phosphate: new mineral description, Na-ions mobility and electrochemical implications. Minerals. 10, 300.
  26. Borovicka J., Spurny P., Brown P., Wiegert P., Kalenda P., Clark D., Shrbeny L. (2013) The trajectory, structure and origin of the Chelyabinsk asteroidal impactor. Nature. 503 (7475), 235–237.
  27. Burba C.M., Frech R. (2006) Vibrational spectroscopic investigation of structurally related LiFePO4, NaFePO4, FePO4 compounds. Spectrochim. Acta Part A. 65, 44–50.
  28. Calvo C. (1968) The crystal structure of graftonite. Am. Mineral. 53, 742–750.
  29. Chen M., Xie X. (1996) Na behavior in shock-induced melt phase of the Yanzhuang (H6) chondrite. Eur. J. Mineral. 8, 325–333.
  30. D’Orazio M., Folco L., Chaussidon M., Rochette P. (2009) Sahara 03505 sulfide-rich iron meteorite: Evidence for efficient segregation of sulfide-rich metallic melt during high-degree impact melting of an ordinary chondrite. Meteorit. Planet. Sci. 44 (2), 221–231.
  31. Floss C. (1999) Fe, Mg, Mn-bearing phosphates in the GRA95209 meteorite: Occurrences and mineral chemistry. Am. Mineral. 84, 1354–1359.
  32. Grew E.S., Armbruster T., Medenbach O., Yates M.G., Carson C.J. (2007) Chopinite, [(Mg, Fe)3□](PO4)2, a new mineral isostructural with sarcopside, from a fluorapatite segregation in granulite-facies paragneiss, Larsemann Hills, Prydz Bay, East Antarctica. Eur. J. Mineral. 19, 229–245.
  33. Grew E.S., Yates M.G., Beane R.J., Floss C., Gerbi C. (2010) Chopinite-sarcopside solid solution, [(Mg, Fe)3□](PO4)2, in GRA95209, a transitional acapulcoite: Implications for phosphate genesis in meteorites. Am. Mineral. 95, 260–272.
  34. Grokhovsky V.I., Brusnitsyna E.V., Yakovlev G.A. (2015) Haxonite in Chelyabinsk LL5 meteorite. Meteorit. Planet. Sci. 50 (S1), 5272.
  35. Grokhovsky V.I., Muftakhetdinova R.F., Yakovlev G.A., Brusnitsyna E.V., Petrova E.V. (2020) Post-impact metamorphism of the Chelyabinsk meteorite in shock experiment. Planet. Space Sci. 192, 105050.
  36. Hatert F., Grew E.S., Vignola P., Rotiroti N., Nestola F., Keller P., Baijot M., Bruni Ya., Fransolet A.-M., Dal Bo F., Depret M. (2021) Crystal chemistry and nomenclature of fillowite-type phosphates. Can. Mineral. 59 (4), 781–796.
  37. Jones R.H., McCubbin F.M, Dreeland L., Guan Y., Burger P.V., Shearer C.K. (2014) Phosphate minerals in LL chondrites: A record of the action of fluids during metamorphism on ordinary chondrite parent bodies. Geochim. Cosmochim. Acta. 132, 120–140.
  38. Kaeter D., Ziemann M.A., Bottger U., Weber I., Hecht L., Voropaev S.A., Korochantsev A.V., Kocherov A.V. (2018) The Chelyabinsk meteorite: new insights from a comprehensive electron microscopy and Raman spectroscopy study with evidence for graphite in olivine of ordinary chondrites. Meteorit. Planet. Sci. 53, 416–432.
  39. Karwowski Ł., Kusz J., Muszyński A., Kryza R., Sitarz M., Galuskin E.V. (2015) Moraskoite, Na2Mg(PO4)F, a new mineral from the Morasko IAB-MG iron meteorite (Poland). Mineral. Mag. 79, 387–398.
  40. Karwowski Ł., Kryza R., Muszyński A., Kusz J., Helios K., Drożdżewski P., Galuskin E. V. (2016) Czochralskiite, Na4Ca3Mg(PO4)4, a second new mineral from the Morasko IAB-MG iron meteorite (Poland). Eur. J. Mineral. 28, 890–899.
  41. Kohout T., Gritsevich M., Grokhovsky V.I., Yakovlev G.A., Haloda J., Halodova P., Michallik R.M., Penttila A., Muinonen K. (2014) Mineralogy, reflectance spectra, and physical properties of the Chelyabinsk LL5 chondrite – insight into shock-induced changes in asteroid regoliths. Icarus. 228, 78–85.
  42. Litasov K.D., Podgornykh N.M. (2017) Raman spectroscopy of various phosphate minerals and occurrence of tuite in the Elga IIE iron meteorite. J. Raman Spectr. 48, 1518–1527.
  43. Livingstone A. (1980) Johnsomervilleite, a new transition-metal phosphate mineral from the Loch Quoich area, Scotland. Mineral. Mag. 43 (331), 833–836.
  44. Lodziński M., Sitarz M. (2009) Chemical and spectroscopic characterization of some phosphate accessory minerals from pegmatites of the Sowie Góry Mys, SW Poland. J. Molecul. Structure. 924–926, 442–447.
  45. McCoy T.J., Carson W.D., Nittler L.R., Stroud R.M., Bogard D.D., Garrison D.H. (2006) Graves Nunataks 95209: A snapshot of metal segregation and core formation. Geochim. Cosmochim. Acta. 70, 516–531.
  46. McCoy T.J., Steele I.M., Keil K., Leonard B.F., Endreβ M. (1994) Chladniite, Na2CaMg7(PO4)6: A new mineral from the Carlton (IIICD) iron meteorite. Am. Mineral. 79, 375–380.
  47. Moore P.B. (1972) Sarcopside: Its atomic arrangement. Am. Mineral. 57, 24–35.
  48. Olsen E.J., Fredriksson K. (1966) Phosphates in iron and pallasite meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta. 30, 459–470.
  49. Olsen E.J., Kracher A., Davis A.M., Steele I.M., Hutcheon. I.D., Bunch T.E. (1999). The phosphates of IIIAB iron meteorites. Meteorit. Planet. Sci. 34, 285–300.
  50. Olsen E.J., Steele I.M. (1993) New alkali phosphates and their associations in the IIIAB iron meteorites. Meteoritics. 28, 415–415.
  51. Olsen E.J., Steele I.M. (1997) Galileiite: A new meteoritic phosphate mineral Meteorit. Planet. Sci. 32, A155–A156.
  52. Ozawa S., Miyahara, M., Ohtani E., Koroleva O.N., Ito Y., Litasov K.D., Pokhilenko N.P. (2014) Jadeite in Chelyabinsk meteorite and the nature of an impact event on its parent body. Sci. Reports. 4, 5033.
  53. Nord A.G., Ericsson T. (1982) The cation distribution in synthetic (Fe, Mn)3(PO4)2 graftonite-type solid solutions. Am. Mineral. 67, 826–832.
  54. Pieczka A., Hawthorne F.C., Ball N., Abdu Y., Gołębiowska B., Włodek A., Żukrowski J. (2018) Graftonite-(Mn), ideally M1MnM2,M3Fe2(PO4)2, and graftonite-(Ca), ideally M1CaM2,M3Fe2(PO4)2, two new minerals of the graftonite group from Poland. Mineral. Mag. 82, 1307–1322.
  55. Popova O.P., Jenniskens P., Emel’yanenko V., Kartashova A., Biryukov E., Khaibrakhmanov S., Shuvalov V., Rybnov Yu., Dudorov A., Grokhovsky V.I., Badyukov D.D., Yin Q.-Z., Gural P.S., Albers J., Granvik M., Evers L.G., Kuiper J., Kharlamov V., Solovyov A., Rusakov Y.S., Korotkiy S., Serdyuk I., Korochantsev A.V., Larionov M.Yu., Glazachev D., Mayer A.E., Gisler G., Gladkovsky S.V., Wimpenny J., Sanborn M.E., Yamakawa A., Verosub K.L., Rowland D.J., Roeske S., Botto N.W., Friedrich J.M., Zolensky M.E., Le L., Ross D., Ziegler K., Nakamura T., Ahn I., Lee J.I., Zhou Q., Li X.-H., Li Q.-L., Liu Y., Tang G.-Q., Hiroi T., Sears D., Weinstein I.A., Vokhmintsev A.S., Ishchenko A.V., Schmitt-Kopplin P., Hertkorn N., Nagao K., Haba M.K., Komatsu M., Mikouchi T. (2013). Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite recovery, and characterization. Science. 342, 1069–1073.
  56. Righter K., Abell P., Agresti D., Berger E.L., Burton A.S., Delaney J.S, Fries M.D., Gibson E.K., Haba M.K., Harrington R., Herzog G.F., Keller L.P., Locke D., Lindsay F.N., McCoy T.J., Morris R.V., Nagao K., Nakamura-Messenger K., Niles P.B., Nyquist L.E., Park J., Peng Z.X., Shih C.-Y., Simon J.I., Swisher III C.C., Tappa M.J., Turrin B.D., Zeigler R.A. (2015) Mineralogy, petrology, chronology, and exposure history of the Chelyabinsk meteorite and parent body. Meteorit. Planet. Sci. 50 (10), 1790–1819.
  57. Rubin A.E. (1985) Impact melt products of chondritic material. Rev. Geophys. 23, 277–300.
  58. Schrader D.L., Lauretta D.S., Connolly-Jr. H.C., Go- reva Yu.S., Hill D.H., Domanik K.J., Berger E.L., Yang H., Downs R.T. (2010) Sulfide-rich metallic impact melts from chondritic parent bodies. Meteorit. Planet. Sci. 45 (5), 743–758.
  59. Scott E.R.D. (1982). Origin of rapidly solidified FeNi-FeS grains in chondrites and iron meteorites. Geochim. Cosmochim. Acta. 46, 813–823.
  60. Semenenko V.P., Perron C. (2005) Shock-melted material in the Krymka LL3.1 chondrite: Behavior of the opaque minerals. Meteorit. Planet. Sci. 40, 173–185.
  61. Sharygin V.V. (2020) Mineralogy of silicate-natrophosphate immiscible inclusion in Elga IIE iron meteorite. Minerals. 10 (5), 437.
  62. Sharygin V.V., Karmanov N.S., Podgornykh N.M. (2016a) Na-Fe-phosphate globules in impact metal-troilite associations of Chelyabinsk meteorite. Meteorit. Planet. Sci. 51 (S1), A567–A567.
  63. Sharygin V.V., Karmanov N.S., Podgornykh N.M., Tomilenko A.A. (2016b) Melt inclusions in impact associations of Chelyabinsk meteorite (Chebarkul fragment). ACROFI–VI – 2016. Mumbai, India, p. 30–33.
  64. Sharygin V.V., Timina T.Yu., Karmanov N.S., Tomi-lenko A.A., Podgornykh N.M. (2013) Mineralogy of the Chelyabinsk meteorite, Russia. Mineral. Mag. 77 (5), 2189–2189.
  65. Steele I.M., Olsen E., Pluth J.J., Davis A.M. (1991) Occurrence and crystal structure of Ca-free beusite in the El Sampal IIIA iron meteorite. Am. Mineral. 76, 1985–1989.
  66. Trieloff M., Korochantseva E.V., Buikin A.I., Hopp J., Ivanova M.A., Korochantsev A.V. (2018) The Chelyabinsk meteorite: thermal history and variable shock effects recorded by the 40Ar-39Ar system. Meteorit. Planet. Sci. 53, 343–358.
  67. Xie X., Chen M., Zhai S.-M., Wang F. (2014) Eutectic metal + troilite + Fe-Mn-Na phosphate + Al-free chromite assemblage in shock-produced chondritic melt of the Yanzhuang chondrite. Meteorit. Planet. Sci. 49, 2290–2304.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 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».