nagynyomású ásványok vizsgálata meteoritokban ( az nwa 5011 l6 kondritos meteorit esete )

Centrumban a tudás, ELTE konf. 2011, nov. 24.

Nagynyomású ásványok vizsgálata meteoritokban

(az NWA 5011 L6 kondritos meteorit esete )

Bérczi Sz.*, Nagy Sz.*, Gyollai I.*, Józsa S.**, Havancsák K.*, Varga G.*, Dankházi Z.*,

Ratter K.*

*ELTE TTK Fizika Intézet, Anyagfizika Tanszék**ELTE TTK Földtud. Int. Kőzettan-Geokémia Tanszék

TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KMR-2010-0003

Nagy nyomású ásványok 1968

A földi köpenyben egyre nagyobb mélységek felé

haladva az ásványok átkristályosodnak. E nagy

nyomáson létrejövő ásványok vizsgálata a 60-as években a germanát analóg módszerrel

történt. Egy szilikátásvány germanát változatát keverték

különböző arányban a szilikátossal, és extrapoláltak a fázis-átalakulási nyomásra.


Nagy nyomású ásványok 1977

A gyémánt üllős kísérletek nyomán, egy évtizeddel később, a Liu –

diagramban, át lehetett tekinteni a földi köpeny felsőbb tartományainak

nagy mélységi fázisátalakulásait.Mára a meteoritek vizsgálata az új

műszerekkel (pl. a SEM-mel) lehetővé teszi e nagy nyomású

ásványok együttes vizsgálatát is, egyetlen, kicsi, néhány

négyzetmilliméteres szilánkban. Ezt a vizsgálatot mutatjuk be

előadásunkban.



Az NWA 5011 sivatagi meteorit Az NWA 5011 L6

típusú kondritban

vastag, sötét ütési erek figyelhetők meg. Ezek környékén

találhatók a nagy

nyomású ásvány-fázisok.


Az NWA 5011 szilánkja a SEM-benA vizsgált szilánk felületén a pirossal bekeretezett terület jelöli az ütési eret.

Vizsgálataink egy részét az érben

elhelyezkedő nagy piroxén-kristály

területén végeztük.


A 2-3 mm vastag ütési ér képeAz optikai mikroszkóp

föltárja az ér részletes

képét. A nagy piroxén

kristályban, ami majorittá

alakult át, kisebb,

beágyazott olivin szemcsék

találhatók. Ezek a nagy

ütés hatására ringwoodittá alakultak át. γ-(Mg, Fe)2SiO4


A ringwoodit aggregátumokat alkot

Poliarizációs mikroszkópban

a lilás színű nagy

piroxénben a ringwoodit

kristályok és ringwoodit

aggregátumok kék színűek.


A SEM képen is fölismerhető az ütési ér200-szeres és 1000-szeres nagyítással ezt a tájat láthatjuk már.

• A világos színű szemcse egy vasszulfid, mellette egy olivin-kristály

található ringwoodit lamellákkal

Ringwoodit lamellák

ütési ér

kondritos rész

kondritos rész


A kémiai elem-térképek jól megkülönböztetik a szulfid, a krómit és a földpát ásványokat

Balra fönt: FeBalra lent : NaJobbra fönt : CrJobbra lent : AlRózsaszínű a

szulfid szemcseSárga a krómit

szemcseZöld a földpát


Ringwoodit lamella rendszer az olivin szemcsébenA ringwoodit jelenlétét

Raman-spektroszkópiai méréssel igazoltuk.Ami az optikai mikroszkópban, az

olivinben, párhuzamosan futó

planáris alakzat, az itt, a SEM vCD képen, nagy fölbontásban,

felhők sávja.Az olivin szemcse 150-

200 µm távolságra esik az ütési értől.


A ringwoodit lamellák a SEM képen

A felhők szélén sötét perem látszik. Ezeken a helyeken a vastartalom egy

része átdiffundált a szomszédos világosabb

tartományokba a ringwoodit

képződése során. A felhőkben ezért

nagyobb a vastartalom.


A ringwoodit szemcsék kialakulásának modellje

A kiindulási anyag porózus volt. A szemcsében lévő finom

hasadások fokozatosan kiszélesedtek és hálózatot

alkottak. Az ér mentén lévő olivin

szemcsék fokozatosan ringwoodittá alakultak át. A ringwoodit szemcsék polikristályos halmazokat

alkottak. A ringwoodit szemcsék számos

boglyás törést is tartalmazhatnak, amik valószínűleg a gyors

kristályosodás eredményei.


Majorit gránát szemcsékNagy fölbontásban

a piroxén helyén létrejött majorit

szemcsék 10 000-szeres nagyítással.

A világosabb színű tartományok most

is több vasat tartalmaznak.

A fényesen világos foltok szulfid

szemcsék. (Visszaszórt

elektron kép)


Krómit szemcse A micro-Raman

mérések igazolják azt, hogy

megkezdődött a krómit-szemcsének xieitté történő átalakulása.


EBSD mérésekAz EBSD mérés

igen sima felületet igényel,

amit ionos felületmegmunká-lással készítünk

elő.Az optikai kép

ismét azt mutatja, hogy a

világoskék ringwooditok

poikilitesen be vannak ágyazva a nagy piroxén

kristályba.


A kék ringwoodit szemcse Kikuchi sávjai

A Kikuchi vonalak is a ringwoodit szerkezet

jelenlétét mutatják. (A Kikuchi sávok a bal képen,

indexelten pedig a jobb képen láthatók.)

Olivin-ringwoodit átalakulás

A Kikuchi sávos szerkezetvizsgálat 50 nanométeres pontonként is elvégezhető. A pontok a ringwoodit szerkezetű helyeket mutatják.


EBSD: Olivin és ringwoodit

A nagy kék foltok olivin kristályokat mutatnak, a színes foltok különféle irányokba orientált szemcséket, melyek

között találhatók a ringwoodittá átalakultak is.



A forráségitest története: Egy nagy becsapódó test széttörte az L

kondritos kisbolygót.

Az ütköző testek méretétől függően szakadhatott szét az L kondritos kisbolygó, mintegy 460 millió évvel

ezelőtt.A becsapódó égitest ütése

hizta létre a nagy nyomású ásványokat az L kondritos

erezett meteoritokban.A rajz három lehetséges

eseményt mutat be, a két test méretétől függő

végkifejlettel.


ÖsszegzésAz NWA 5011 meteorit számos olyan nagy nyomású ásványt tartalmaz, amelyeknek kis

nyomású polimorf változata van jelen az átlagos kondritos meteoritekben.

Csoportunk SEM mérései igazolták az olivin-ringwoodit, a piroxén-majorit és az

ensztatit-akimotoit transzformációt. Az L kondritos kisbolygó széttöredezési

eseménye mintegy 1:4 átmérő arányú becsapódó test esetén következhetett be,

460 millió évvel ezelőtt.

nagynyomású ásványok vizsgálata meteoritokban ( az nwa 5011 l6 kondritos meteorit esete )

Documents