Dhofar 025 is a lunar highland breccia consisting mainly of anorthositic, with less common noritic, gabbronoritic, and troctolitic material. Rare fragments of low-Ti basalts are present as well, but no KREEP (component enriched in incompatible elements) was found in the meteorite. The cathodoluminescence study of this meteorite showed that its impact–melt matrix contains unusual cathodoluminescent (CL) objects of feldspathic composition, which frequently contain microlites of Fe-Mg spinel (pleonaste). They were presumably formed by impact mixing and melting of olivine and plagioclase with subsequent rapid quenching of the impact melts. Such mixing could happen either during assimilation of anorthosites by picritic/troctolitic magmas or during impact melting of troctolites. The enrichment of CL objects of Dhofar 025 in incompatible trace elements suggests that the mafic component of the impact mixture may be related to the high-magnesium suite rocks, which are frequently enriched in KREEP component. The depletion of CL objects in alkalis indicates their possible relation with residual glasses formed by evaporation. However, the presence of FeO in most objects points to the insignificant extent of evaporation. Thus, evaporation cannot explain the enrichment of the CL objects in Al 2 O 3 and other refractory components, although this process definitely took place in their formation. Their similarity to the lunar pink spinel anorthosites, whose existence was predicted from orbital data, serves as an argument in support of the possible formation of the latters by impact mixing.

Testing the Ballhaus–Berry–Green Ol–Opx–Sp oxybarometer (BBG) on independent experimental data indicates that it overestimates the oxygen fugacity by 0.6–1.3 log units under mildly reduced conditions (near the C–CO buffer) and by as much as 2–3 log units under reduced conditions (at the IW buffer and below it). A newly developed oxibarometer is suggested to minimize this effect and enhance the capabilities of redoxometry of low-pressure mineral associations, including magmatic melts undersaturated with respect to orthopyroxene (Opx). The new empirical equation of the oxybarometer is applicable to a wide range of mafic–ultramafic magmas of normal alkalinity, including terrestrial, lunar, and meteoritic systems under pressures of 0.001–25 kbar and oxygen fugacity ranging from IW–3 to NNO + 1. The derived regression fits the ΔQFM values of the calibration dataset (154 experiments) accurate to ~0.5 log units. The new oxybarometer eliminates systematic errors when redox parameters are evaluated for the reduced region (from IW–3 to C–CO) and for crystallization of magmas without Opx on the liquidus. The efficiency of the suggested model is demonstrated by its application to natural rocks: (1) low-Ti lunar basalts, (2) tholeiites from the Shatsky Rise, (3) Siberian flood basalts, (4) rocks of the layered series of the Yoko-Dovyren intrusion, and (5) mantle xenoliths collected in southern Siberia, Mongolia, China, and the southern Russian Far East. The values yielded by such oxybarometers for intrusive rocks, which underwent long-lasting cooling and postcumulus reequilibration, should be regarded with reserve.

Последние результаты исследований лунных пород показали, что вода может быть важным компонентом лунных магм. Однако минералогических признаков водного изменения лунных минералов найдено пока не было. В лунных метеоритах Dhofar 302 и 961 нами обнаружены два необычных объекта, особенности состава которых позволяют предположить, что их образование может быть связано с дегидратацией серпентина. Эти объекты состоят из срастаний оливина и ортопироксена, при этом в объекте метеорита Dhofar 961 ламели пироксена в оливине напоминают структуру распада, а оливин содержит до 0.5 мас. % P2O5. Фосфористые оливины ранее никогда не наблюдались в лунных породах. Находка этих объектов указывает на возможность участия процессов серпентинизации и десерпентинизации в лунном петрогенезисе. Значительные химические различия объектов в метеоритах Dhofar 302 и 961 указывают на серпентинизацию различных типов первичных пород. В отличие от объекта в метеорите Dhofar 302, серпентиновый предшественник объекта в метеорите Dhofar 961 должен был формироваться в источнике, содержащем KREEP-компонент.

The Dhofar 280 lunar highland meteorite is the first one in which native silicon was identified in association with iron silicides. This association is surrounded by silicate material enriched in Si, Na, K, and S and occurs within an impact-melt matrix. Compared to the meteorite matrix, the objects with native Si and the silicate material around them show high Al-normalized concentrations of volatile elements and/or elements with low sensitivity to oxygen but are not any significantly enriched in refractory lithophile elements. Some lithophile elements (V, U, Sm, Eu, and Yb) seem to be contained in reduced forms, and this predetermines REE proportions atypical of lunar rocks and a very low Th/U ratio. The admixture of siderophile elements (Ni, Co, Ge, and Sb) suggests that the Si-bearing objects were contaminated with meteorite material and were produced by the impact reworking of lunar rocks. The high concentrations of volatile elements suggest that the genesis of these objects could be related to the condensation of silicate vapor generated during meteorite impacts. The reduction of silicon and other elements could take place in an impact vapor cloud, with the subsequent condensation of these elements together with volatile components. On the other hand, condensates of silicate vapor could be reduced by impact reworking of impact breccias. Impact-induced vaporization and condensation seem not to play any significant role in forming the composition of the lunar crust, but the contents of the products of such processes can be locally relatively high. The greatest amounts of silicate vapor were generated during significant impact events. For example, more than 70% of the total mass of lunar material evaporated in the course of impact events should have resulted from the collision of the Moon with a cosmic body that produced the Moon’s largest South Pole-Aitken basin.

Проведено дополнительное исследование самородного кремния и силицидов железа в лунном анортозитовом метеорите Dhofar 280, представляющим собой брекчию с ударно-расплавной матрицей. Такие породы пользуются широким распространением в материковой коре Луны. Установлено, что скрытокристаллические объекты, содержащие самородный кремний, близки по составу к монооксиду кремния SiO. Экспериментальные данные показывают, что это соединение является основным компонентом пара, образующегося при испарении расплава анортита. Предполагается, что образование самородного кремния может быть результатом конденсации SiO из облака пара ударного происхождения. Восстановительные условия определяются масс-фракционированием монооксида кремния и кислорода в расширяющемся облаке этого пара в гравитационном поле Луны. Газообразный SiO может непосредственно конденсироваться в твердую фазу или смесь элементарного кремния с кремнеземом. При этом конденсированная фаза SiO при попадании в ударный расплав должна разлагаться на кремний и кремнезем. Реакция твердых конденсатов Si, SiO и SiO2 с ударным расплавом должна приводить к обогащению кремнеземом окружающей их жидкости, что и действительно наблюдается. Образование силицидов железа возможно при реакции элементарного кремния с FeO, присутствующем в ударном расплаве. Другим источником железа может быть метеоритный материал, который идентифицируется в силицидах по увеличенным концентрациям Ni. Полученные минералогические и экспериментальные данные показывают, что металлический кремний можно получать в лунных условиях дистилляцией расплавов анортозитовых пород в целях производства солнечных батарей для обеспечения энергией лунных поселений.

Recent studies of lunar rocks showed that water could be an important component of lunar magmas. However, mineralogical signs of aqueous alteration of lunar minerals have not been found yet. Two peculiar objects were identified in the Dhofar 302 and 961 lunar meteorites. Their compositional features suggest that their formation could be related to serpentine dehydration. These objects consist of olivine-orthopyroxene intergrowths. In the Dhofar 961 object pyroxene lamellae in olivine resemble exsolution features, while its olivine contains up to 0.5 wt % P2O5. Phosphoran olivines have never been observed in lunar rocks. The findings of these objects suggest possible participation of serpenitinization and deserpentinization in lunar petrogenesis. Significant chemical differences of objects from the Dhofar 302 and 961 meteorites indicate that different kind of rocks were subjected to serpentinization. Unlike the Dhofar 302 object, the serpentine precursor of the Dhofar 961 object should be formed in a KREEP-bearing source.

Dhofar 1442 – это один из немногих лунных метеоритов, богатых KREEP материалом, который помимо KREEP норитов и KREEP габбро-норитов содержит низкотитанистые базальты и породы кислого состава. Циркон является типичным акцессорным минералом KREEP-пород. U-Th-Pb датирование 12 зерен циркона, четыре из которых находятся в двух фрагментах пород, а остальные представлены минеральными фрагментами в матрице метеорита, позволило установить, что существуют по меньшей мере две разновозрастные группы циркона: “древняя” ( 4.31 млрд лет) и “молодая” ( 3.95 млрд лет), определяющие основные этапы магматизма кислого состава в районе выброса метеорита Dhofar 1442. При этом циркон “молодой” группы, скорее всего, ассоциирует с кратерными выбросами бассейна Моря Дождей. Датированные фрагменты пород с возрастом 3.95 млрд лет имеют состав KREEP габбро-норитов. Родительские породы циркона “древней” группы в метеорите Dhofar 1442 не установлены, но, возможно, были представлены породами кислого состава. Это подтверждается высокими содержаниями Th и U в обломках циркона “древней” группы (100–300 мкг/г Th и 150–400 мкг/г U), которые выше, чем в “молодой” группе (<50 мкг/г Th и <70 мкг/г U) и типичны для циркона лунных гранитных пород. Таким образом, состав продуктов KREEP магматизма в районе выброса метеорита Dhofar 1442, возможно, изменялся от преимущественно кислого до KREEP габбро-норитового в период с 4.3 до 3.9 млрд лет.

This paper presents the distribution of magnetic susceptibility, χ0, in fragments of the Chelyabinsk ordinary chondrite (LL5, S4, W0, fall of February 15, 2013) from the collection of the Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences, and results obtained by standard magnetic techniques for the meteorite material, including thermomagnetic analysis, measurements of natural remanent magnetization (NRM) and saturation isothermal remanent magnetization (SIRM), as well as the spectra of their alternating field demagnetization at amplitudes up to 170 mT, measurements of hysteresis loops and back-field remanence demagnetization curves at temperatures from 10 K to 700°C etc. The mean logχ0 values for the light-colored (main) lithology of the meteorite material and impact-melt breccia from our collection are 4.54 ± 0.10 (n = 66) and 4.65 ± 0.09 (n = 38) (×10−9 m3/kg), respectively. According to international magnetic classification of meteorites, Chelyabinsk falls within the range of LL5 chondrites. The mean metal content was estimated from the saturation magnetization, M s, of the light- and dark-colored lithologies as 3.7 and 4.1 wt %, respectively. Hence, the dark lithology is richer in metal. The metal grains are multidomain at room temperature and show low coercive force, B c (<2 mT) and remanent coercive force, B cr (15–23 mT). The thermomagnetic analyses of the samples showed that the magnetic properties of the Chelyabinsk meteorite are controlled mainly by taenite and kamacite at temperatures >75 K. In the temperature range below 75 K, magnetic properties are controlled by chromite; the magnetic hardness of the samples is maximal at 10 K and equals to 606 and 157 mT for the light- and dark-colored lithologies, respectively.

Представлены результаты минералогического, петрографического, элементного и изотопного анализа метеорита Челябинск и их геохимическая интерпретация. Показано, что метеорит относится к группе LL5 обыкновенных хондритов и характеризуется умеренной степенью ударного метаморфизма (S4). Метеорит Челябинск содержит значительное (около одной трети объема) количество ударно-расплавного материала. Этот материал по составу близок к основной части метеорита. Результаты изотопного анализа позволяют предполагать, что ударное событие в истории образования метеорита произошло приблизительно 290 млн. лет назад.

В настоящей работе проведено изучение распределения магнитной восприимчивости 0 фрагментов обыкновенного хондрита Челябинск (LL5, S4, W0, падение от 15 февраля 2013 г.) из коллекции ГЕОХИ РАН, а также приводится стандартная магнитная характеристика метеоритного вещества, включающая термомагнитный анализ, исследования естественной остаточной намагниченности NRM и остаточной намагниченности насыщения SIRM, а также спектров их размагничивания в переменных магнитных полях с амплитудой до 170 мТл; измерение петель гистерезиса и остаточной коэрцитивной силы Bcr в температурном диапазоне от 10 К до 700°С и др. Для светлой (основной) компоненты метеоритного вещества и ударно-расплавной брекчии средние значения lg 0 по коллекции составляют 4.54 ± 0.10 (n = 66) и 4.65 ± 0.09 (n = 38) (?10-9 м3/кг), соответственно. Согласно международной магнитной классификации метеоритов, метеорит Челябинск попадает в диапазон LL5 хондритов. Оценки среднего содержания металла по намагниченности насыщения Ms в светлой и темной компонентах составляют 3.7 мас. % и 4.1 мас. %, соответственно. Таким образом, темная компонента богаче металлом. При комнатной температуре зерна металла являются многодоменными и характеризуются низкими значениями коэрцитивной силы Bc ( 75 К являются тэнит и камасит. В температурном диапазоне ниже 75 К магнитные свойства определяются хромитом; магнитная жесткость образцов максимальна при 10 K и составляет 606 мТл для светлой компоненты и 157 мТл для темной компоненты.