Хондриты

Хондри́ты (от др.-греч. χόνδρος — «зерно») — наиболее распространённая подгруппа в классификации метеоритов.

Они составляют:

92,3 % от числа падений на Землю каменных метеоритов;
85,7 % от общего числа метеоритов.

Термин

Хондритами называют метеориты, содержащие хондры — сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава. Большинство хондр не превышают 1 мм в диаметре, но некоторые достигают и нескольких миллиметров. Хондры находятся в обломочной или мелкокристаллической матрице, причём нередко матрица отличается от хондр не столько по составу, сколько по кристаллическому строению.

Состав

Состав хондритов практически полностью повторяет химический состав Солнца, за исключением лёгких газов, таких как водород и гелий. Поэтому считается, что хондриты образовались непосредственно из протопланетного облака, окружавшего и окружающего Солнце, путём конденсации вещества и аккреции пыли с промежуточным нагреванием.

Радиоизотопный анализ хондритов показывает, что их возраст превышает 4,5 млрд лет^[1].

Классификация хондритов

Хондриты разделяют на три больших класса в зависимости от степени окисления содержащегося в них железа: энстатитовые (Е), обыкновенные (О) и углистые (С). В том же порядке в них увеличивается содержание окисленного (двух- и трёхвалентного) железа.

Петрологические типы

Хондриты также делятся на шесть (в некоторых источниках на семь) петрологических типов, которые отличаются проявлениями теплового метаморфизма.

Схема петрологических типов, предложенная учёными Ван Шмусом (W. Randall Van Schmus) и Вудом (John A. Wood), на самом деле разделена ещё на две минисхемы, описывающие гидрологические изменения (типы 1-2) и тепловой метаформизм (типы 3-6 (7)).

Тип 1 — хондриты, в которых плохо различимы хондры и в которых много воды и углерода. В последнее время к нему относят метеориты, перенёсшие обильное гидрологическое изменение, при котором оливин и пироксен были смешаны с водной составляющей. Такое изменение обычно проходит при температурах 50-150 °C, поэтому хондриты первого типа не нагреваются до температур, при которых возможен тепловой метаморфизм. В основном это CI-хондриты.
Тип 2 — хондриты, столкнувшиеся с обильным гидрологическим изменением, но с всё ещё распознаваемыми хондрами и с первичным содержанием оливина и пироксена. В результате гидратации образуется мелкозернистая матрица. Такое изменение происходит при температурах ниже 20 °C, поэтому метеориты также не испытывают теплового метаморфизма. В основном это CM- и CR-хондриты.
Тип 3 означает низкую степень теплового метаморфизма. Такие метеориты обычно неустойчивы, так как минералы их составляющие могут существовать в различном спектральном составе, отражая особенности образования в большом многообразии условий в Солнечной системе (типы 1 и 2 также являются неустойчивыми). Если хондрит остаётся неизменным, ему присваивается тип 3,0. При возрастании петрологического типа от 3,1 до 3,9 в метеорите происходят глубокие минералогические изменения, начиная от пыльной матрицы, постепенно затрагивая крупнозернистые компоненты, например, хондры.
Типы 4, 5, и 6 — это устойчивые метеориты с высокой степенью теплового метаморфизма. Минеральный состав таких метеоритов практически однородный из-за влияния высоких температур. В типе 4 матрица рекристаллизуется и становится более грубой, с большим размером зерна. В хондритах типа 5 хондры становятся расплывчатыми и матрицу практически невозможно обнаружить. В ходритах типа 6 хондры и матрица неразличимы.
Тип 7 введён некоторыми исследователями для обозначения хондритов, (кратковременно) подвергшимся наиболее высоким температурам, которые могли привести к плавлению метеорита. В научном сообществе пока нет консенсуса относительно необходимости типа 7, так как при плавлении метеорита его можно классифицировать как примитивный ахондрит.

Обыкновенные хондриты

Группы	Содержание железа
LL	18-22 %
L	19-24 %
H	25-30 %

Наиболее распространённый тип метеоритов, который и назван обыкновенным потому, что встречается чаще других. Делятся на три группы: H, L и LL (H — от англ. high, высокий; L — от low, низкий) по химическому составу. Эти группы метеоритов имеют подобные свойства, но различны по содержанию железа и сидерофильных элементов (H > L > LL) и по разному соотношению окисленного железа с металлическим (LL > L > H).

Количество металлического железа также увеличивается от группы LL к L и далее — к H.

H-хондриты представлены в основном петрологическими типами 3-6, а L- и LL-хондриты — петрологическими типами 3-7.

Обыкновенные хондриты обычно подвергаются тепловому метаморфизму при температурах от 400 °C (петрологический тип 3) до 950 °C и выше (тип 6-7), а также иногда ударному метаморфизму при давлениях порядка 1000 атмосфер. Хондры заполняются обломочным материалом и принимают неправильную форму.

Углистые хондриты

С-хондриты содержат много железа, которое почти всё находится в соединениях силикатов. Благодаря магнетиту (Fe₃O₄), графиту, саже и некоторым органическим соединениям углистые хондриты приобретают тёмную окраску. также содержат значительное количество гидросиликатов (серпентин, хлорит, монтмориллонит и другие).

В 1970-х годах Дж. Вассон предложил классифицировать С-хондриты по степени изменения их свойств на четыре группы (CI, CM, CO и CV). При обозначении группы к названию класса добавляется буква эталонного метеорита этой группы. Эталонными признаны Ivuna, Мигеи, Ornans и Vigarano.

Правда ещё в 1956 году Г. Виик классифицировал С-хондритов на три группы: CI, CII и CIII.

При этом эти группы почти равнозначны. Группы CI и CM Вассона соответствуют группам CI и CII Виика, а группы CO и CV Вассона составляют группу CIII Виика.

Гидросиликаты в составе хондритов существенно влияют на их плотность, например, в CV-хондритах около 3,2 г/см³, а в CI-хондритах около 2,2 г/см³.

CI-хондриты характеризуются обильным содержанием гидратированных силикатов. Преобладающим является септехлорит. В CI-хондритах гидросиликаты обычно встречаются в форме стекла (в аморфном состоянии). В CI-метеоритах вообще нет хондр, что является исключением для хондритов.
CM-хондриты состоят из 10-15 % связанной в составе гидросиликатов воды, и 10-30 % пироксена и оливина в хондрах.
CO- и CV-хондриты содержат около 1 % связанной воды, и состоят в основном из пироксена, оливина и других дегидратированных силикатов. В этих хондритах также встречается небольшое количество никелистого железа.

Также существуют группы CR (эталон — Renazzo), CK (эталон — Karoonda), CB (эталон — Bencubbin), CH (High Iron — содержание железа выше, чем у других).

Энстатитовые хондриты

«Saint Sauveur» Энстатитовые хондриты EH5

Е-хондриты состоят в основном из железа в его свободном состоянии, то есть при нулевой валентности, и силикатных соединений, в которых железо почти отсутствует. Пироксен в метеоритах этого типа содержится в виде энстатита, от которого и произошло название класса хондритов. Энстатитовые хондриты, судя по их структурным и минералогическим особенностям, были подвергнуты тепловому метаморфизму при максимальных для них температурах (600 °C — 1000 °C), поэтому в них присутствует меньше всего летучих соединений, а среди других классов хондритов энстатитовые признают самыми восстановленными. Хондры заполнены обломочным материалом, находятся в тёмной мелкодисперсной матрице, имеют неправильную форму.

Этот класс хондритов по степени теплового метаморфизма делят на 3 петрологических типа (Е4, Е5 и Е6). В разных петрологических типах Е-хондритов также наблюдаются разнообразие содержания железа и серы, по которому некоторые учёные выделяют два типа: I, включающий в себя хондриты Е4 и Е5, и II, включающий хондриты Е6.

Е-хондриты также разделяют на EH- и EL-хондриты:

EH (high enstatite) содержат небольшие хондры (~0,2 мм), а также высокое содержание сидерофильных элементов по отношению к кремнию. Более 10 % породы состоит из металлических зерен;
EL (low enstatite) содержат бо́льшие хондры (> 0,5 мм), а также более низкое содержание сидерофильных элементов по отношению к кремнию.

Энстатитовые хондриты редки и составляют всего 2 % всех хондритов, обнаруженных среди упавших на Землю метеоритов. Изотопный состав азота, кислорода, титана, хрома и никеля в этих хондритах схож с относительным содержанием таких изотопов на Земле и на Марсе. Предполагается, что энстатитовые хондриты образовались внутри орбиты Марса, значительно ближе к Солнцу по сравнению с предполагаемым местом рождения других групп хондритов^[1].

Другие хондриты

Тип Румурути, или R-хондриты, встречается очень редко. В документальных сводках упоминается падение только одного такого метеорита. Группа R-хондритов имеет ряд общих свойств с классом обыкновенных хондритов, в том числе похожие формы хондр, малое содержание тугоплавких соединений, схожее химические соотношение основных элементов. Среди отличий от обыкновенных хондритов можно выделить: в R-хондритах намного больше пыльной матрицы (около 50 %), R-хондриты более окислены, содержат меньшее количество сплава Fe-Ni, и их обогащение в ¹⁷O выше, чем у обыкновенных хондритов.
Тип Какангари, или K-хондриты, характеризуется большим количеством пыльной матрицы и изотопов кислорода, что делает их похожими на углистые хондриты. Упрощённый минеральный состав и высокое содержание металла делают их похожими на Е-хондриты, а высокая концентрация тугоплавких литофильными соединений — на обыкновенные хондриты. Известно три метеорита этого типа: Kakangari, LEW87232 и Lea County 002.

Упоминания в искусстве

В фильме «Человек-паук 3: Враг в отражении» мимикрирующий симбионт, появившийся на Земле после падения метеорита, по утверждению доктора Конорса схож по химическому составу с «хондритами семидесятых».

Примеры

Примечания

↑ ¹ ² Журнал «В Мире науки» № 4, апрель 2013

Ссылки

Бусарев В. В. Метеоры и метеориты (неопр.). Отдел исследований Луны и планет ГАИШ.
Хондриты (неопр.). Все о геологии.
The Catalogue of Meteorites (англ.). Natural History Museum, London.
A Pictorial of Ordinary Chondrites (англ.). Meteorites Australia Collection.

[ReferenceA-1] ¹ ² Журнал «В Мире науки» № 4, апрель 2013

[1]