Сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии им В. И. Вернадского совместно с коллегами из Института геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН и специалистами из ООО «ИНСКАН» и впервые обнаружили минерал ферродимолибденит (FeMo₂S₄) во внеземном веществе.

Наиболее вероятно, что ферродимолибденит образуется в условиях быстрого охлаждения металл-сульфидного расплава, образованного при ударном плавлении хондритового вещества в результате высокоскоростного столкновения H хондритового астероида с другим малым телом.

Минерал ферродимолибденит был открыт на Земле в 2023 году в породах пирометаморфического комплекса Хатрурим (Иордания и Израиль). Его синтетический аналог является полупроводником, физико-химические свойства и структура которого хорошо изучены с 60-х годов прошлого столетия. В 2024 году минерал ферродимолибденит был обнаружен в метеорите Kunya-Urgench (Н5 хондрит) в прожилке, пересекающем основную массу хондрита и состоящим из никелистого железа (минералов тэнита и камасита) и сульфида железа (троилита).

Пролёт яркого болида в 1998 году над территорией Туркменистана завершился падением метеорита Kunya-Urgench. Метеорит был классифицирован как обыкновенный хондрит (H5). Метеорит представляет собой породу, в основном, состоящую из сферических силикатных частиц (хондр) и их многочисленных фрагментов, обломков силикатных минералов (оливина и пироксена), зёрен никелистого железа и троилита неправильной формы, сцементированных тонкозернистой перекристаллизованной основной массой в основном, сложенной силикатными минералами. Кристалл ферродимолибденита размером 37 х 4 микрометров заключён в троилите и ассоциирует с сульфидом марганца алабандином (MnS), сульфидом меди и ртути, точный состав которого установить не удалось, и самородной медью. Химический состав ферродимолибденита соответствует формуле Fe_1.07Mo_1.97S₄, идеальная формула минерала — FeMo₂S₄.

На основе экспериментальных данных показано, что ферродимолибденит образуется при кристаллизаци Fe-FeS расплава и сохраняется в виде метастабильной фазы заключенной в троилите в результате закалки или при достаточно быстром охлаждении (~20 мин) от 1100 до 300 °C. Земной ферродимолибденит был обнаружен в троилитовом включении размером около семи миллиметров в диопсид-анортит-тридимитовой паралаве. Условия кристаллизации вмещающей горной породы также указывают на высокую скорость охлаждения сульфидного расплава, из которого кристаллизовался природный ферродимолибденит.

Во внеземной обстановке в условиях относительно небольшого астероида — так называемого родительского тела H хондритовых метеоритов, ферродимолибденит вероятно образовался в результате закаливания металл-сульфидного расплава, образованного при ударном плавлении хондритового вещества в результате высокоскоростного столкновения H хондритового астероида с другим малым телом. Быстрое охлаждение расплава обогащённого Mo, Cu и Mn привела к образованию метастабильной фазы FeMo₂S₄ ассоциирующей с самородной медью, алабандином, сульфидами меди и ртути. Присутствие алабандина указывает на резко восстановительные условия (log fO₂<-4 IW), которые не характерны для обстановки при ударном плавлении обыкновенных хондритов.

«Локальность обнаруженной минеральной ассоциации указывает на участие восстановителя, вероятно, фазы углерода, которая могла присутствовать в основной массе хондрита либо была привнесена малым телом (метеороидом), при столкновении с которым и произошло ударное событие с образованием металл-сульфидного прожилка содержащего ферродимолибденит», — прокомментировала научный сотрудник лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН кандидат геолого-минералогических наук Светлана Теплякова.

Находки более типичного сульфида молибдена, молибденита (MoS₂) в метеоритах довольно редки. Молибденит встречается в загадочных многокомпонентных агрегатах тяжёлых и благородных металлов и их оксидов (фремдлингах) обнаруженных в углистых хондритах, например в CV3 хондритах Allende и Vigarano, а медь встречается, как самородный металл, преимущественно в ассоциации с троилитом или, значительно реже в виде сульфидов минералов: борнита, дигенита и ковелина, которые были обнаружены в энстатитовых (ЕН) хондритах Qingzhen и Yamato-691. Алабандин является типоморфным сульфидом EH хондритов, однако был случайно обнаружен как «экзотическое зерно» в L5 хондритах и ахондрите Winona. Аномально высокие концентрации Mo (~10² CI), Mn, Cu, Hg в Fe-S расплаве не могли возникнуть ни при фракционной кристаллизации больших объёмов Fe-FeS расплава ни при многократном частичном плавлении металла сульфида и силикатов при ударных событиях. Наиболее вероятно, ферродимолибденит и сопутствующие минеральные фазы образовались при ударном плавлении также экзогенного сульфидно-металлического агрегата, находившегося в составе более восстановленного чем обыкновенные хондриты, малого тела-ударника.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Результаты опубликованы в журнале Geochemistry International.

Источник: пресс-служба Минобрнауки России.