Железный метеорит

Дифференцированные метеориты-железные

Дифференцированные метеориты-железные, железокаменные и ахондриты. Железные метеориты.

У большинства железных метеоритов, когда их распилят, отполируют и протравят кислотой, на обработанных поверхностях обнаруживается решетко- образный узор, который называют видманштеттовыми фигурами . Такой узор возникает в том случае, если при понижении температуры два кристаллизующихся минерала уже не могут полностью смешиваться в твердом виде.

Предположим, атомы двух элементов сходны, но не идентичны (таковы, например, атомы железа и никеля), и поэтому они, каждый в отдельности, образуют кристаллические решетки, слегка отличающиеся одна от другой. При высокой температуре эти два типа атомов могут свободно обмениваться в кристалле вследствие рыхлой упаковки в расширившейся кристаллической решетке. Но при понижении температуры различие между атомами разных типов становится заметным.

Наступает момент, когда энергия всей системы может быть уменьшена путем распределения атомов в две различные решетки с преобладанием разных элементов, даже если при этом в местах стыка решеток не получается хорошего совпадения границ.

Чтобы несовпадение было минимальным, новые решетки растут в материнской решетке вдоль преобладающих направлений в виде пластинок экссолюции (распада твердого раствора). Знакомый петрологам примерпертитовая структура в щелочных полевых шпатах.

Рассмотрим смесь, содержащую, скажем, 10% никеля в железе, при начальной температуре 1000°С

Рассмотрим смесь, содержащую, скажем, 10% никеля в железе, при начальной температуре 1000°С . При этой температуре оба элемента полностью смешиваются в твердом растворе, но когда температура падает до точки В, это уже не так. Ниже точки В внутри решетки тэнита (у-фазы никелистого железа) образуется камасит (а-фаза никелистого железа) , имеющий состав Вх. Дальнейшее охлаждение до точки С увеличивает несходство двух кристаллических решеток, хотя доли Ci и С2 должны быть такими, чтобы в общем составе было 10% Ni и 90% Fe.

Камасит образуется внутри тэнита вдоль определенных плоскостей

Камасит образуется внутри тэнита вдоль определенных плоскостей, соответствующих поверхностям октаэдра; поэтому для таких метеоритов иногда используется название «октаэдрит». Поверхности октаэдра (состоящего из двух пирамид, примыкающих основаниями) принадлежат только четырем плоскостям, так как противоположные грани параллельны, и на случайных срезах через кристалл появляются разнообразные видманштеттовы фигуры, похожие, однако, на узоры, которые видны на рис.
Для полного развития пластинок экссолюции необходимо, чтобы у атомов было достаточно времени для перераспределения путем диффузии в твердом состоянии, а поскольку при понижении температуры диффузия замедляется, в конце концов состав кристаллических решеток оказывается «замороженным». Чем быстрее происходит охлаждение, тем выше температура торможения диффузии. Детальное исследование состава пластинок экссолюции в ряде железных метеоритов дает для скорости охлаждения величины порядка 1-10°С за миллион лет.

Такое медленное охлаждение лучше всего объясняется, если предположить, что каждый такой метеорит был частью горячего тела, остывавшего медленно из-за своего размера, а также вследствие изолирующего действия «мантии», состоявшей из силикатов. Расчеты показывают, что диаметр такого тела должен быть порядка нескольких сотен километров, что сравнимо с размерами крупных астероидов.