niedziela, 25 listopada 2012

ZBIERAJĄC METEORYTY... (24)


XXIII – Klasyfikacja meteorytów.

Meteoryty są klasyfikowane według ich budowy. Chociaż meteoryty mogą zawierać wielką ilość pierwiastków – niektóre z nich mierzone ilościami ppm czy ppb[1], to najprostsza klasyfikacje dzieli je na trzy główne kategorie:

1.       Żelazne;
2.      Kamienne;
3.       Żelazo-kamienne.

 Meteoryty żelazne (heksaedryty – oktaedryty - ataksyty)

Istnieje naukowy podział, który oparto na badaniu zawartości takich pierwiastków, jak galu – Ga, germanu – Ge, irydu – Ir oraz niklu – Ni. Jednakże istnieje bardziej tradycyjny i ogólnie używany system klasyfikacji oparty o budowę meteorytów.

a.)   Heksaedryty.

Heksaedryty zawierają duże sześcienne kryształy kamacytu. Kamacyt jest to spław zawierający Fe - 93%, Ni - około 6,5% i Co czyli kobaltu - 0,5%. Poza tym zawiera również śladowe ilości innych minerałów – w tym siarczku żelaza – troilitu - FeS.[2] Po przecięciu, wypolerowaniu i potraktowaniu powierzchni kamacytu alkoholowym roztworem kwasu azotowego powinny się na niej pokazać linie Neumanna – charakterystyczne twory stanowiące mechaniczne deformacje powstałe w momencie impaktu lub eksplozji – co stanowi cechę charakterystyczną dla heksaedrytów. [51]



b.)   Oktaedryty.

To są meteoryty, w których zawartość niklu zawiera się w granicach 6,5 – 16% i więcej. Oktaedryty dzieli się jeszcze na szorstkie, średnie i gładkie, co jest uzależnione od szerokości płytek (kryształów) kamacytowych.
Oktaedryty zawierają dwa żelazo-niklowe stopy: kamacyt i tenit, które orientują się na planie ośmiościanu – stąd nazwa klasyfikacyjna – dając obraz pasm przecinających się w kilku kierunkach. To zjawisko nazywa się figurami Widmanstättena i jest wyróżnikiem meteorytów oktaedrytów.

Struktury  Widmanstättena są rezultatem schładzania materii meteorytowej o 1oC (1 K) na milion lat w warunkach zerowej grawitacji. One nie mogły powstać na Ziemi. [52, 53]




Oktaedryty mogą zawierać także inkluzje schreibersytu – FeNiCoP[3], kohenitu – FeC, chromitu – FeCr2O4, diamenty – C, troilit – FeS i grafit – C.

TABELA 4 – Pasma kamacytowe w oktaedrytach.

Szerokość pasma w mm
Typ
Zawartość niklu w %
>3,3
Najbardziej szorstki
6,5 – 7,5
1,3 – 3,3
Szorstki

0,5 – 1,3
Średni
7,5 – 10,3
0,2 – 0,5
Gładki
8,0 – 12,5
<0,2
Bardzo gładki


c.)    Ataksyty

Ataksyty nie mają struktur Widmanstättena i składają się głównie z plessytu, który jest jednorodną mieszaniną tenitu i kamacytu. Kryształy tenitu mogą być zaobserwowane w towarzystwie kamacytowych. Zawartość niklu jest ogólnie rzecz biorąc poniżej 20%.

Meteoryty kamienne.

Meteoryty kamienne dzielimy na chondryty i achondryty.

a.)   Chondryty.

Większość kamiennych meteorytów jest chondrytami, które charakteryzują się obecnością chondr. Chondry, to są małe kuliste cząstki krzemianów, które mogą być nawet nierozpoznawalne na pierwszy rzut oka i zlewają się z macierzystym tłem. W chondrytach wykazujących postępującą rekrystalizację chondry stopniowo znikają. [54]



Chondryty dzielą się na:

1.       Chondryty enstatytowe;
2.      Chondryty węgliste;
3.       Chondryty zwyczajne.

Podział ten zleży od zawartości żelaza i jego rozmieszczenia:

Chondryty enstatytytowe.

Ich głównym składnikiem jest enstatyt – piroksen, krzemian magnezu – MgSiO3.
Te meteoryty są rzadkie i zawierają żelazo i nikiel w kamacycie lub w troilicie.

Chondryty węgliste.

Te meteoryty zawierają bardzo mało metali lub zawierają metale związane chemicznie jako krzemiany, siarczki lub związki magnezu. Poza tym zawierają one związki organiczne: aromatyczne, alifatyczne i aminokwasy. Te związki nie są pochodzenia organicznego, ale miały one swój udział w powstaniu i rozwoju życia na Ziemi.

Chondryty zwyczajne.

Te chondryty są pośrednimi pomiędzy enstatytowymi a węglistymi, w których żelazo jest metaliczne i połączone z krzemem, siarką i in. Istnieją trzy główne grupy, w których oliwin związany jest z bronzytem, hiperstenem albo z pigeonitem.

1.                                 Chondryty oliwinowo-bronzytowe (H) – żelazo występuje głównie jako wolny metal. [55, 57]




2.                                 Chondryty oliwinowo-hipersteniczne (L) – zawierają więcej oliwinu niż piroksenów. Żelazo występuje w krzemianach – zaś trochę metalu występuje w stanie wolnym.
3.                                 Chondryty oliwinowo-pigeonitowe (LL). Oliwin przeważa – żelazo głównie w ferromagnetycznych krzemianach.

Achondryty.

Około 8% meteorytów jest achondrytami i są to brekcje skalne i mineralne.
Jak mówi o tym ich nazwa, nie zawierają one chondr i są one bardziej twarde ze znanych nam kamieni z nieba. Są one szorstkie, a to z powodu kryształów i przypominają wyglądem bazalty lub dunity. Istnieją ich dwie główne grupy:
1.                                   O niskiej zawartości wapnia – <3% Ca: aubrity, diogenity, urelity i chassignity.
2.                                   O wysokiej zawartości wapnia – eukryty, shergottity, howardity, nachlity i angrity – zawierające >25% Ca.

Aubrity.

Składają się niemal w całości z czystego enstatytu - MgSiO3 plus mała ilość domieszek innych minerałów.

Diogenity.

Składają się z hiperstenu i bronzytu. Więcej magnezu niż w eukricie.

Urelity.

Zawierają oliwin – piroksen (pigeonit), węgiel w postaci grafitu i diamentów oraz mierzalne ilości żelazo-niklu.

Chassignity.

Podobne do dunitów. Jest to oliwin z małą zawartością wapnia - zawierają chondry, są bogate w nikiel, występują stopy żelaza. Najprawdopodobniej pochodzą z Marsa.

Eukrity.

Bogate w wapń achondryty, podobne do ziemskich bazaltów. Zawierają pigeonit, hipersten, oliwin, plagioklazy[4], trydymity, chromit, troilit, ilmenit[5] i żelazo-nikiel.
Shergottity.

Są to bogate w wapń eukrity w wtrąceniami innych minerałów. Shergottity, nachality i chassignity znane jako meteoryty z grupy SNC, i one są „młodszymi” meteorytami, które – jak się sądzi - pochodzą z Marsa.

Howardity.

Bazaltowe achondryty złożone z piroksenów i plagioklazów, zawierające niewielką ilość chondr. Często stanowią brekcje.

Nachality.

Meteoryty z Marsa, często złożone z piroksenów, andezytów, diopsydów i oliwinu.

Angrity.

Istnieje tylko jeden okaz. Piroksen składający się w 90% z augitu, oliwinu i spinelu.

Meteoryty żelazo-kamienne.        

Tylko 1% z zaobserwowanych spadków meteorytów należy do odmiany meteorytów żelazo-kamiennych, jednakże należy do nich kilka interesujących gatunków „kamieni z nieba”:

Pallasyty (Pallazyty)

Zawierają one oliwin w żelazo-niklowej otoczce. Typowe przykłady, to: Huckitta, Esquel, Brenham i Imilac. Najbardziej rozpowszechnione. [56]


Syderofiryty


Zawierają bronzyt i trydymit w żelazo-niklowej matrycy. Jak dotąd znaleziono tylko jeden okaz w Niemczech.

Lodranity


Bronzyt i oliwin w żelazo-niklu. Znane tylko dwa egzemplarze.

Mezosyderyty


Przybliżenie równe ilości krzemianów w żelazo-niklowej matrycy – zazwyczaj sfragmentowane i zbrekcjonowane. Drugie, co do ilości występowania.

Sorotyty


Podobne do pallasytów, ale oliwin zastąpiony jest przez troilit.

a


[1] Ppm = 1 część na milion, ppb = 1 część na miliard.
[2] Troilit jest najczystszą postacią siarczku żelaza FeS i występuje tylko w meteorytach.
[3] Marek Żbik podaje inny wzór chemiczny: FeNi3P. Jest to minerał silnie magnetyczny!
[4] Plagioklazy – glinokrzemiany wapnia lub sodu: CaAl2Si2O8 – NaAlSi3O8. Występują masowo w skałach ziemskich i księżycowych kontynentów.
[5] Ilmenit – minerał o składzie chemicznym: FeTiO3.