Железные метеориты

Железные метеориты представляют собой самую большую группу находок метеоритов за пределами жарких пустынь Африки и льдов Антарктиды, поскольку неспециалисты легко могут их опознать по металлическому составу и большому весу. Кроме того, они выветриваются медленнее каменных метеоритов и, как правило, имеют значительно большие размеры в силу высокой плотности и прочности, препятствующих их разрушению при прохождении через атмосферу и падении на землю.

Несмотря на этот факт, а также то, что на железные метеориты общей массой более 300 тонн приходится более 80% общей массы всех известных метеоритов, они сравнительно редки. Железные метеориты часто находят и опознают, однако на их долю приходится лишь 5,7% всех наблюдавшихся падений.

С точки зрения классификации железные метеориты делятся на группы по двум совершенно разным принципам. Первый принцип — своего рода реликт классической метеоритики и подразумевает разделение железных метеоритов по структуре и доминирующему минеральному составу, а второй представляет собой современную попытку разделения метеоритов на химические классы и соотнесения их с определенными родительскими телами.

Структурная классификация

Железные метеориты в основном состоят из двух железо-никелевых минералов — камазита с содержанием никеля до 7,5% и тэнита с содержанием никеля от 27% до 65%. Железные метеориты имеют специфическую структуру, зависящую от содержания и распределения того или другого минерала, на основании которой классическая метеоритика делит их на три структурных класса.

Октаэдриты

Гексаэдриты

Атакситы

Октаэдриты

Октаэдриты состоят из двух фаз металла – камасита (93,1% железа, 6,7% никеля, 0,2 кобальта) и тэнита (75,3% железа, 24,4% никеля, 0,3 кобальта) которые образуют объёмную восьмигранную структуры. Если такой метеорит отполировать и обработать его поверхность азотной кислотой, на поверхности проявляется так называемая видманштеттовая структура, восхитительная игра геометрических фигур. Эти группы метеоритов различаются в зависимости от ширины полос камазита: крупно структурные бедные никелем широкополосные октаэдриты с шириной полосы более 1,3 мм, средние октаэдриты с шириной полосы от 0,5 до 1,3 мм, а также мелкозернистые богатые никелем октаэдриты с шириной полосы менее 0,5 мм.

Гексаэдриты

Гексаэдриты почти полностью состоят из бедного никелем камазита и при полировке и травлении не обнаруживают видманштеттовой структуры. Во многих гексаэдритах после травления проявляются тонкие параллельные линии, так называемые неймановые линии, отражающие структуру камазита и, возможно, являющиеся следствием ударного воздействия, столкновения родительского тела гексаэдритов с другим метеоритом.

Атакситы

После травления атакситы не обнаруживают никакой структуры, но, в отличие от гексаэдритов, они почти полностью состоят из тэнита и содержат лишь микроскопические ламеллы камазита. Они относятся к самым богатым никелем (содержание которого превышает 16%), но и самым редким метеоритам. Однако мир метеоритов — это удивительный мир: как ни парадоксально, самый большой метеорит на Земле, метеорит Гоба из Намибии, весом более 60 тонн, относится к редкому классу атакситов.

Химическая классификация

Помимо содержания железа и никеля, метеориты различаются по содержанию других минералов, а также по наличию следов редкоземельных металлов, таких как германий, галлий, иридий. Исследования соотношения содержания металлических микроэлементов и никеля показали наличие определенных химических групп железных метеоритов, причем считается, что каждая из них соответствует конкретному родительскому телу.

Здесь мы кратко коснемся тринадцати установленных химических групп, причем следует отметить, что в них не попадают около 15% известных железных метеоритов, которые по химическому составу уникальны. По сравнению с железо-никелевым ядром Земли большинство железных метеоритов представляют ядра дифференцированных астероидов или планетоидов, которые должны были разрушиться вследствие катастрофического ударного воздействия, прежде чем упасть на Землю в виде метеоритов!

Химические группы:

IAB

IC

IIAB

IIC

IID

IIE

IIF

IIIAB

IIICD

IIIE

IIIF

IVA

IVB

UNGR

Группа IAB

Значительная часть железных метеоритов принадлежит к этой группе, в которой представлены все структурные классы. Особенно часто среди метеоритов этой группы встречаются крупные и средние октаэдриты, а также богатые силикатами железные метеориты, т.е. содержащие более или менее крупные включения различных силикатов, химически близкородственных уинонаитам, редкой группе примитивных ахондритов. Поэтому считается, что обе группы происходят от одного и того же родительского тела. Нередко метеориты группы IAB содержат включения железосульфидного троилита бронзового цвета и черные графитовые зерна. Не только наличие этих рудиментарных форм углерода указывает на близкое родство группы IAB с каменноугольными хондритами; такой вывод позволяет сделать и распределение микроэлементов.

Группа IC

Значительно более редкие железные метеориты группы IC имеют большое сходство с группой IAB с той разницей, что они содержат меньше редкоземельных микроэлементов. Структурно они относятся к крупнозернистым октаэдритам, хотя известны и железные метеориты группы IC, имеющие другую структуру. Типичным для этой группы является частое наличие темных включений цементитного когенита при отсутствии силикатных включений.

Группа IIAB

Метеориты этой группы являются гексаэдритами, т.е. состоят из очень крупных отдельных кристаллов камазита. Распределение микроэлементов в железных метеоритах группы IIAB напоминает их распределение в некоторых каменноугольных хондритах и энстатитных хондритах, из чего можно заключить, что железные метеориты группы IIAB происходят от одного родительского тела.

Группа IIC

К железным метеоритам группы IIC относятся самые мелкозернистые октаэдриты с полосами камазита шириной менее 0,2 мм. Так называемый “заполняющий” плессит, продукт особенно тонкого синтеза тэнита и камазита, встречающийся также в других октаэдритах в переходной форме между тэнитом и камазитом, является основой минерального состава железных метеоритов группы IIC.

Группа IID

Метеориты этой группы занимают среднее положение на переходе к мелкозернистым октаэдритам, отличаясь сходным распределением микроэлементов и очень высоким содержанием галлия и германия. Большинство метеоритов группы IID содержат многочисленные включения железо-никелевого фосфата — шрайберзита, чрезвычайно твердого минерала, который часто затрудняет резку железных метеоритов группы IID.

Группа IIE

Структурно железные метеориты группы IIE относятся к классу среднезернистых октаэдритов и часто содержат многочисленные включения различных богатых железом силикатов. При этом, в отличие от метеоритов группы IAB, силикатные включения имеют форму не дифференцированных обломков, а затвердевших, часто четко выраженных капель, которые придают железным метеоритам группы IIE оптическую привлекательность. Химически метеориты группы IIE близкородственны Н-хондритам; возможно, обе группы метеоритов происходят от одного и того же родительского тела.

Группа IIF

В эту небольшую группу входят плесситовые октаэдриты и атакситы, имеющие высокое содержание никеля, а также очень высокое содержание таких микроэлементов, как германий и галлий. Существует определенное химическое сходство как с палласитами группы “Игл”, так и с каменноугольными хондритами групп СО и CV. Возможно, палласиты группы “Игл” происходят от того же родительского тела.

Группа IIIAB

После группы IAB самой многочисленной группой железных метеоритов является группы IIIAB. Структурно они относятся к крупно и среднезернистым октаэдритам. Иногда в этих метеоритах находят включения троилита и графита, в то время как силикатные включения крайне редки. Тем не менее существует сходство с палласитами основной группы, и сегодня считается, что обе группы происходят от одного родительского тела.

Группа IIICD

Структурно метеориты группы IIICD являются самыми мелкозернистыми октаэдритами и атакситами, а по химическому составу они близкородственны метеоритам группы IAB. Как и последние, железные метеориты группы IIICD часто содержат силикатные включения, и сегодня считается, что обе группы происходят от одного родительского тела. Вследствие этого они также имеют сходство с уинонаитами, редкой группой примитивных ахондритов. Для железных метеоритов группы IIICD типичным является наличие редкого минерала гексонита (Fe,Ni)₂₃C₆, который присутствует исключительно в метеоритах.

Группа IIIE

Структурно и химически железные метеориты группы IIIE имеют большое сходство с метеоритами группы IIIAB, отличаясь от них уникальным распределением микроэлементов и типичными включениями гексонита, что роднит их с метеоритами группы IIICD. Поэтому не совсем ясно, образуют ли они самостоятельную группу, происходящую от отдельного родительского тела. Возможно, ответ на этот вопрос дадут дальнейшие исследования.

Группа IIIF

Структурно эта маленькая группа включает октаэдриты, от крупнозернистых до мелкозернистых, но отличается от других железных метеоритов как сравнительно небольшим содержанием никеля, так и очень низким содержанием и уникальным распределением некоторых микроэлементов.

Группа IVA

Структурно метеориты группы IVA относятся к классу мелкозернистых октаэдритов и отличаются уникальным распределением микроэлементов. Они имеют включения троилита и графита, в то время как силикатные включения крайне редки. Примечательным исключением является только аномальный метеорит Штейнбах, историческая немецкая находка, поскольку он почти наполовину состоит из красно-бурого пироксена в железо-никелевой матрице типа IVA. В настоящее время бурно обсуждается вопрос о том, является ли он продуктом ударного воздействия на IVA-родительское тело или родственником палласитов и, следовательно, железокаменным метеоритом.

Группа IVB

Все железные метеориты группы IVB имеют высокое содержание никеля (около 17%) и структурно относятся к классу атакситов. Однако при наблюдении под микроскопом можно заметить, что они состоят не из чистого тэнита, а скорее имеют плесситовую природу, т.е. образовались за счет тонкого синтеза камасита и тэнита. Типичным примером метеоритов группы IVB является Гоба из Намибии, самый большой метеорит на Земле.

Группа UNGR

Этим сокращением, означающим “не входящие в группу”, обозначаются все метеориты, которые нельзя отнести к вышеупомянутым химическим группам. Несмотря на то, что в настоящее время исследователи делят эти метеориты на двадцать различных маленьких групп, для признания новой метеоритной группы, как правило, необходимо, чтобы в нее входили как минимум пять метеоритов, как установлено требованиями Международного номенклатурного комитета Метеоритного общества. Наличие этого требования препятствует поспешному признанию новых групп, которые в дальнейшем оказываются лишь ответвлением другой группы.