Природные сплавы системы Cu–Ni из импактитов кратера Лонар (Индия) и лунного реголита

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Проведено сравнительное изучение импактных стекол кратера Лонар, расположенного на базальтовом плато Декан, Индия, и импактных стекол из лунного реголита, доставленного советскими автоматическими станциями (АС) Луна-16 и Луна-24 (Море Изобилия и Море Кризисов). В импактитах кратера Лонар и реголите Луны обнаружены многочисленные природные сплавы (Cu3Ni2, Ni2Cu и Ni3Cu), которые ранее не были известны в природе. Обнаружение таких сплавов расширяет область изоморфизма в системе Cu–Ni. В результате сравнения импактитов Земли и Луны обнаружено сходство в составе, размере и морфологии частиц медно-никелевых сплавов, что может являться индикатором импактных процессов. Одним из возможных механизмов образования частиц Ni–Cu являлась конденсация из газово-плазменного облака. Возможным источником вещества для сплавов Cu–Ni были одновременно и материал ударника, и материал мишени.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Т. А. Горностаева

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Author for correspondence.
Email: tagorn8@mail.com
Russian Federation, Москва

П. М. Карташов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Email: tagorn8@mail.com
Russian Federation, Москва

А. В. Мохов

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Email: tagorn8@mail.com
Russian Federation, Москва

А. П. Рыбчук

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Email: tagorn8@mail.com
Russian Federation, Москва

А. Т. Базилевский

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН (ГЕОХИ РАН)

Email: tagorn8@mail.com
Russian Federation, Москва

References

  1. Базилевский А.Т., Назаров М.А. Отчет о результатах командирования ученых за границу; страна командирования Индия. М.: ГЕОХИ АН СССР, 1983. 16 с.
  2. Волохин Ю.Г., Карабцов А.А. Минералы в углеродистых силицитах триаса Сихотэ-Алиня // Литология и полезные ископаемые. 2016. № 5. С. 465–484.
  3. Горностаева Т.А., Мохов А.В., Карташов П.М., Богатиков О.А. Тип ударника, образовавшего кратер Жаманшин (Казахстан) // Петрология. 2018. Т. 26. № 1. С. 90–104.
  4. Горностаева Т.А., Карташов П.М., Мохов А.В., Рыбчук А.П., Базилевский А.Т. Самородные металлы ряда никель–железо из импактитов кратера Лонар (Индия) // Астрон. вестн. 2023. Т. 57. № 4. С. 1–13. (Gornostaeva T.A., Kartashov P.M., Mokhov A.V., Rybchuk A.P., Basilevsky A.T. Native Nickel–Iron Metals from Lonar Crater Impactites (India) and Regolith of the Moon // Sol. Syst. Res. 2023. V. 57. P. 295–306).
  5. Дриц М.Е., Бочвар Н.Р., Гузей Л.С., Лысова Е.В., Падежнова Е.М., Рохлин Л.Л., Туркина Н.И. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: справочник. М.: Наука, 1979. 248 с.
  6. Карташов П.М., Мохов А.В., Горностаева Т.А., Богатиков О.А., Ашихмина Н.А. Минеральные фазы на сколах стеклянных частиц в препарате тонкодисперсной фракции из пробы реголита АС “Луна 24” // Петрология. 2010. Т. 18. № 2. С. 115–133.
  7. Леснов Ф.П., Королюк В.Н., Ойдуп Ч.К., Монгуш А.А. Первая находка “никелистой меди” в ультрамафитахтувы // Научная конференция “Петрология и рудоносность магматических формаций”. Новосибирск, 25–29 апреля 2022 г. С. 124–126.
  8. Маркова О.М., Яковлев О.И., Семенов Г.А., Белов А.Н. Некоторые общие результаты экспериментов по испарению природных расплавов в камере Кнудсена // Геохимия. 1986. № 11. C. 1559–1569.
  9. Мохов А.В., Горностаева Т.А., Карташов П.М., Рыбчук А.П., Богатиков О.А. Самородные сплавы систем Pd-Pt и Ni–Cu-Al из реголита АС "Луна-24" // Докл. АН. 2018. Т. 481. № 1. P. 81–84.
  10. Попов В.А., Колисниченко С.В., Блинов И.А. Никелистая медь и накауриит из Голубой жилы в ультрамафитах (Верхнеуфалейский район, Южный Урал) // Четырнадцатые Всерос. научн. чтения памяти ильменского минералога В.О. Полякова. Миасс: Имин УрО РАН, 2013. C. 13–24.
  11. Салтыковский А.Я., Цельмович В.А., Байараа Т., Никитин А.Н., Иванкина Т.И., Коматсу Дж., Ормоо Ю. Импактный кратер и состав космического вещества в раннепалеозойской структурной зоне Южной Монголии // Двенадцатая Междунар. конф. “Физико-химич. и петрофизич. исслед. в науках о Земле”. Москва–Борок 3–6 октября 2011 г. Материалы конференции. Москва, 2011. С. 298–302.
  12. Фельдман В.И., Коротаева Н.И., Свешникова Е.В. Инфракрасные спектры тектитов, импактитов и обсидианов // Изв. АН СССР. Сер. геологическая. 1983. №. 2. С. 96–100.
  13. Яковлев О.И., Герасимов М.В., Диков Ю.П. Оценка температурных условий образования HASP и GASP стекол лунного реголита // Геохимия. 2011. № 3. C. 227–238.
  14. Яковлев О.И., Диков Ю.П., Герасимов М.В., Влотска Ф., Хут Й. Экспериментальное изучение факторов, определяющих состав стекол лунного реголита // Геохимия. 2003. № 5. С. 467–481.
  15. Chandran S.R., James S., Santosh M., Yang C.X., Zhang C., Rajesh V.J., Satyanarayanan M., Praveen M.N., Anilkumar Y., Singh S.P., Keerthy S. Geochemical and geochronological evidence of meteorite impact excavating the Archean basement at Lonar Crater, Central India // Lithos. 2021. V. 404–405. id. 106479.
  16. Chandran S.R., James S., Aswathi J., Padmakumar D., Marjan T.S., Kumar R.B., Chavan A., Bhandari S., Sajinkumar K.S. A compendium of the best-preserved terrestrial hypervelocity impact crater in a basaltic terrain: The Lonar, India // Earth-Science Rev. 2023. V. 243. id. 104508.
  17. Chao E.C.T., Dwornik E.J., Littler J. New data on the nickel-iron spherules from Southeast Asian tektites and their implications // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1964. V. 28. № 6. P. 971–974.
  18. Crosta A.P., Koeberl C., Furuie R.A., Kazzuo-Vieira C. The first description and confirmation of the Vista Alegre impact structure in the Parana flood basalts of southern Brazil // Meteorit. and Planet. Sci. 2010. V. 45. № 2. P. 181–194.
  19. Das Gupta R., Banerjee A., Goderis S., Claeys P., Vanhaecke F., Chakrabarti R. Evidence for a chondritic impactor, evaporation-condensation effects and melting of the Precambrian basement beneath the ‘target’ Deccan basalts at Lonar crater, India // Geochim. et Cosmochim. Acta. 2017. V. 215. P. 51–75.
  20. Feldman V.I., Sazonova L.V., Mironov Y.V., Kapustkina I.G., Ivanov B.A. Circular structure Logancha as possible meteorite crater in basalts of the Tunguska syneclise // XIV Lunar and Planet. Sci. Conf. Abstract. 1983. V. 14. P. 191–192.
  21. Fredriksson K., Dube A., Milton D.J., Balasundaram M.S. Lonar Lake, India: An impact crater in basalt // Science. 1973. V. 180. № 4088. P. 862–864.
  22. Glass B.P., Fredriksson K., Florensky P.V. Microirghizites recovered from a sediment sample from the Zhamanchin impact structure // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 1983. V. 88. Suppl. P. 319–330.
  23. Jaret S.J., Phillips B.L., King Jr D.T., Glotch T.D., Rahman Z., Wright S.P. An unusual occurrence of coesite at the Lonar crater, India // Meteorit. and Planet. Sci. 2017. V. 52. № 1. P. 147–163.
  24. Komatsu G., Coletta A., Battagliere M.L., Virelli M. Logancha, Russia // Encyclopedic Atlas of Terrestrial Impact Craters. 2019. P. 171–173.
  25. Lodders K. Solar system abundances and condensation temperatures of the elements // Astrophys. J. 2003. V. 591. № 2. P. 1220–1247.
  26. Łuszczek K., Krzesińska A.M. Copper in ordinary chondrites: Proxies for resource potential of asteroids and constraints for minimum-invasive and economically efficient exploitation // Planet. and Space Sci. 2020. V. 194. id. 105092.
  27. Maloof A.C., Stewart S.T., Weiss B.P., Soule S.A., Swanson-Hysell N.L., Louzada K.L., Garrick-Bethell I., Poussart P.M. Geology of Lonar crater, India // Geolog. Soc. Am. Bull. 2010. V. 122. № 1/2. P. 109–126.
  28. Masaitis V.L. Impact structures of northeastern Eurasia: The territories of Russia and adjacent countries // Meteorit. and Planet. Sci. 1999. V. 34. № 5. P. 691–711.
  29. Mougel B., Moynier F., Koeberl C., Wielandt D., Bizzarro M. Identification of a meteoritic component using chromium isotopic composition of impact rocks from the Lonar impact structure, India // Meteorit. and Planet. Sci. 2019. V. 54. № 10. P. 2592–2599.
  30. Murali A.V., Zolensky M.E., Blanchard D.P. Tektite-like bodies at Lonar crater, India: Implications for the origin of tektites // J. Geophys. Res.: Solid Earth. 1987. V. 92. № B4. P. E729–E735.
  31. Nayak V.K. Maskelynite from the Indian impact crater at Lonar // J. Geol. Soc. India. 1993. V. 41. № 4. P. 307–312.
  32. Nickel E.H. Solid solutions in mineral nomenclature // Mineralogy and petrology. 1992. V. 46. № 1. P. 49–53.
  33. Osae S., Misra S., Koeberl C., Sengupta D., Ghosh S. Target rocks, impact glasses, and melt rocks from the Lonar impact crater, India: Petrography and geochemistry // Meteorit. and Planet. Sci. 2005. V. 40. № 9/10. P. 1473–1492.
  34. Pittarello L., Nestola F., Viti C., Crósta A.P., Koeberl C. Melting and cataclastic features in shatter cones in basalt from the Vista Alegre impact structure, Brazil // Meteorit. and Planet. Sci. 2015. V. 50. № 7. P. 1228–1243.
  35. Reid A.M., Park F.R., Cohen A.J. Synthetic metallic spherules in a Philippine tektite // Geochim. et Cosmochim. Acta. 1964. V. 28. № 6. P. 1004–1010.
  36. Ray D., Misra S. Contrasting aerodynamic morphology and geochemistry of impact spherules from Lonar crater, India: Some insights into their cooling history // Earth, Moon, and Planets. 2014. V. 114. P. 59–86.
  37. Ray D., Upadhyay D., Misra S., Newsom H.E., Ghosh S. New insights on petrography and geochemistry of impactites from the Lonar crater, India // Meteorit. and Planet. Sci. 2017. V. 52. № 8. P. 1577–1599.
  38. Schmieder M., Kring D.A. Earth’s impact events through geologic time: A list of recommended ages for terrestrial impact structures and deposits // Astrobiology. 2020. V. 20. № 1. P. 91–141.
  39. Schulz T., Luguet A., Wegner W., van Acken D., Koeberl C. Target rocks, impact glasses, and melt rocks from the Lonar crater, India: Highly siderophile element systematic and Sr-Nd-Os isotopic signatures // Meteorit. and Planet. Sci. 2016. V. 51. № 7. P. 1323–1339.
  40. Sen G., Chandrasekharam D. Deccan traps flood basalts province: An evaluation of the thermochemical plume model // Topics in igneous petrology / Еds: Ray J., Sen G., Ghosh B. Berlin: Springer, 2011. P. 29–53.
  41. Son T.H., Koeberl C. Chemical variation in Lonar impact glasses and impactites // GFF. 2007. V. 129. № 2. P. 161–176.
  42. Steele R.C., Coath C.D., Regelous M., Russell S., Elliott T. Neutron-poor nickel isotope anomalies in meteorites // Astrophys. J. 2012. V. 758. № 1. id. 59.
  43. Vasconcelos M.A.R., Rocha F.F., Crósta A.P., Wünnemann K., Güldemeister N., Leite E.P., Ferreira J.C., Reimold W.U. Insights about the formation of a complex impact structure formed in basalt from numerical modeling: The Vista Alegre structure, southern Brazil // Meteorit. and Planet. Sci. 2019. V. 54. № 10. P. 2373–2383.
  44. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. Compositions of chondrites // Phil. Transact. Roy. Soc. London. Ser. A // Mathemat. and Phys. Sci. 1988. V. 325. № 1587. P. 535–544.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Particle of native nickel with copper and zinc impurities in the matrix of impact glass Luna-24. SEM. Left – secondary electrons. Right – reflected electrons.

Download (173KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Map of the distribution of elements from the sample area shown in Fig. 1. Luna-24. SEM, reflected electrons, characteristic X-ray radiation.

Download (784KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Teardrop-shaped Ni3Cu inclusion in an ilmenite particle. Lonar crater. SEM. Backscattered electrons.

Download (151KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Aggregate of sheet-shaped Ni3Cu crystals in impact glass matrix. Lonar crater. SEM. Left – secondary electrons. Right – reflected electrons.

Download (196KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Map of element distribution from the sample area shown in Fig. 4. Lonar crater. SEM, backscattered electrons, characteristic X-ray radiation.

Download (764KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Ni2Cu particles in impact glass matrix. Lonar crater. SEM, backscattered electrons, characteristic X-ray radiation.

Download (120KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Aggregate of sheet-shaped Ni2Cu particles in the glass matrix of lunar regolith. Luna-24. SEM. Left – secondary electrons. Right – reflected electrons.

Download (258KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Map of element distribution from Ni2Cu particle. Luna-24. SEM.

Download (488KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Ni2Cu particle in the glass matrix of lunar regolith. Luna-24. SEM. Left – secondary electrons. Right – reflected electrons.

Download (163KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. (Cu, Zn)3Ni2 particle in impact glass. Lonar crater. SEM. Left – secondary electrons. Right – reflected electrons.

Download (169KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences