В лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из МГУ и сотрудниками из США, обнаружены и изучены уникальные кристаллы новой разновидности минерала Mg-дельталумита и его ассоциаций с корундом и хибонитом.

Новый минерал был обнаружен в редком типе метеоритов — углистом хондрите СН типа, богатом металлом, Sayh al Uhaymir 290 (SaU 290) из пустыни Омана. Находка может свидетельствовать об образовании минерала в процессах до образования или на заре образования Солнечной системы, что имеет большое значение для фундаментальной науки. Результаты исследования опубликованы в международном журнале Meteoritics & Planetary Science.

Это первая находка минерала — Mg-дельталумита [(Al,Mg)(Al,◻)₂O₄] в природе, не только в метеоритах. Сам минерал дельталумит был впервые найден и описан как продукт извержения Плоского Толбачика на Камчатке (Pekov et al., 2020). Mg-дельталумит в метеорите находится в ассоциации с корундом (Al₂O₃) и хибонитом (CaAl₁₂O₁₉) (рис. 1), причем ни корундовых зерен, ни корундовых тугоплавких Сa,Al-включений (CAIs) в СН хондритах ранее обнаружено не было, несмотря на находки ультратугоплавких включений, обогащённых Zr и Sc в этом типе метеоритов.

Новый минерал имеет структуру шпинели. Его ассоциации (размером 5-20 микрон) содержат мельчайшие включения ультратугоплавких минералов, богатых Zr, Sc, включения металлов платиновой группы (PGE), а также металлический ванадий. Все зёрна корунда, хибонита и Mg-дельталумита обогащены ¹⁶О (D¹⁷O  = +22,3 ‰). Два зерна корунда по изотопному составу кислорода свидетельствуют о значительном изотопном масс-фракционировании: D¹⁸O ~ +34 ‰ и ~ +19 ‰ (рис. 2).

Богатые корундом объекты оманского метеорита SaU 290 могли быть образованы в результате испарения и/или конденсация в горячей небулярной области вблизи протосолнца, где температура окружающей среды была близка к температуре конденсации корунда. Зерна корунда с мельчайшими включениями фаз, богатых Zr и Sc, и металлов PGE, свидетельствуют о температуре образования более высокой, чем температура конденсации корунда. Некоторые корундовые объекты с фракционированным изотопным составом кислорода должны были кристаллизоваться из расплава, который испарялся. При этом корунд-Mg-дельталумитовые объекты, окруженные хибонитовой каймой, свидетельствуют о взаимодействии корунда с газом солнечного состава при понижении температуры, чтобы мог образоваться хибонит. Однако, при такой температуре магний должен был полностью испариться, чего не наблюдается.

Следовательно, можно предположить происхождение предшественников корунд-Mg-ассоциаций до или в начале процесса образования Солнечной системы, так как присутствие металлического ванадия в дельталумите, например, свидетельствует о первичном существовании шпинели как вещества-предшественника. Однако, шпинель не может конденсироваться раньше, чем хибонит, значит, она должна была существовать раньше, до образования газа солнечного состава. Так как изотопный состав кислорода Mg-дельталумита всё-таки солнечный и не имеет признаков досолнечного состава, то пока доказать это нельзя, и требуется дополнительное изучение Al-Mg изотопной системы Mg-дельталумит-корундовых объектов и процессов смешения солнечного и досолнечного изотопного состава кислорода.

«Вероятнее всего, Mg-дельталюмит-корунд-гибонитовые объекты образовались путем быстрой кристаллизации высокотемпературных (>2000°С) тугоплавких расплавов вещества-предшественника. Отсутствие минералов с температурами конденсации ниже, чем у корунда и хибонита, в корундовых объектах метеорита SaU 290 позволяют предположить, что после формирования эти объекты были быстро удалены из горячей небулярной области дисковым ветром и/или турбулентной диффузией», — прокомментировала ведущий научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН доктор геолого-минералогических наук Марина Иванова.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: ГЕОХИ РАН.