Образование и эволюция шпинелевых анортозитов на Луне
Сотрудники лаборатории метеоритики и космохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из других научных организаций провели поиск шпинелевых анортозитов (анортозит — порода, состоящая из кальциевого плагиоклаза-анортита) и изучение шпинель-содержащих минеральных ассоциаций в лунных метеоритах Dhofar 025, 311 и NWA 11303 и экспериментально установили возможность образования шпинелевых анортозитов на Луне в ходе постударного плавления типичных материковых пород, содержащих оливин, при условии быстрой кристаллизации расплава. Результаты исследования опубликованы в журнале «Геохимия» / Geochemistry International.
Розовая шпинель, алюмомагнезиальная разновидность минералов группы шпинели, является редчайшей фазой лунных пород, и встречается главным образом в шпинелевых троктолитах (оливин-плагиоклазовых породах).
Скопление кристаллов розовой шпинели в зерне оливина в лунном метеорите Dhofar 311: изображения в проходящем свете. Spl — шпинель, Ol — оливин
Недавно на основе орбитальных данных было предсказано существование неизвестного ранее типа лунных пород — шпинелевых анортозитов. Согласно спектральным данным, в них преобладает кальциевый плагиоклаз или стекло плагиоклазового состава, содержание шпинели составляет 20–30 %. Отсутствие таких пород в лунных образцах и единичная находка в лунных метеоритах ставит вопрос не только об их генезисе, но и о сохранности таких пород на поверхности Луны, поскольку известно, что шпинель является неустойчивой фазой в лунных расплавах материкового состава.
«Основными задачами исследования являлись определение источников обломков шпинели в трёх лунных метеоритах Dhofar 025, 311 и NWA 11303, поиск в них фрагментов шпинелевых анортозитов, а также проверка гипотезы образования этих пород на Луне в результате постударного плавления распространённых оливин-содержащих пород — троктолитов и троктолитовых анортозитов», ― рассказала инженер-исследователь лаборатории метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН Лидия Лахманова.
Было установлено, что в изученных метеоритах шпинель присутствует главным образом в виде мономинеральных обломков, образовавшихся в результате дезинтеграции пород в ходе ударных процессов. Такими породами являлись шпинелевые троктолиты и глубинные породы лунной коры — шпинелевые катаклазиты, единичные фрагменты которых присутствуют в изученных метеоритах. Единственный фрагмент шпинелевого анортозита был обнаружен в метеорите NWA 11303, однако по составу минералов он отличается от пород, предсказанных по спектральным данным. Детальное изучение минерального состава и текстурных особенностей позволило проследить основные этапы эволюции шпинель-содержащих ассоциаций в ударных расплавах материкового состава.
Для проверки импактной гипотезы образования шпинелевых анортозитов было проведено экспериментальное моделирование равновесной кристаллизации аналогов типичных лунных материковых пород, варьирующих по составу от троктолитов до троктолитовых анортозитов.
Несмотря на неполное соблюдение лунных условий, эксперимент продемонстрировал, что в результате плавления оливин-плагиоклазовых пород, вызванных ударными событиями, возможно получение в первом приближении аналога шпинелевого анортозита. Тем не менее по своим характеристикам (модальный состав, состав стекла) экспериментальные образцы значительно отличаются от предсказанных по спектральным данным шпинелевых анортозитов. Наибольшее сходство демонстрирует экспериментальный образец с исходным составом троктолитового анортозита. Для сохранности таких пород на Луне необходима быстрая кристаллизация в близповерхностных условиях.
Источник: ГЕОХИ РАН.
