Примитивные ахондриты

Выделение примитивных ахондритов как отдельного класса было сделано на основе описанных свойств нескольких метеоритов^[3]: Вайнона (исследование 1977 года)^[4], Акапулько (1981)^[5], Брачина (1983)^[6]. В 1983 году было впервые сформулировано понятие примитивных ахондритов, к которым были отнесены Брачина, лодраниты, винонаиты и силикатные включения железных метеоритов групп IAB и IIICD. Было выдвинуто предположение о наличии генетической связи между этими разновидностями метеоритов и сделан вывод, что термическая эволюция их родительского тела (или тел) носила промежуточный характер между термическими эволюциями родительских тел обыкновенных хондритов и полностью дифференцированных ахондритов^[7].

В 2003 году была предложена классификация метеоритов, разделяющая их на хондриты и нехондриты; последние в свою очередь были подразделены на ахондриты, примитивные ахондриты, железокаменные и железные метеориты^[8][9]. В 2006 году примитивные ахондриты были определены как метеориты, образовавшиеся из вещества, которое превысило свою температуру плавления (точнее, температуру солидуса) в родительском теле и, следовательно, претерпело частичное плавление (но не кристаллизовалось из расплава). Метеориты, претерпевшие полное плавление, могли быть отнесены к этому классу, если при этом в родительском теле не было достигнуто изотопное равновесие. Одновременно с этим была опубликована классификация, в которой примитивные ахондриты разделялись на 7 групп: урейлиты, брачиниты, акапулькоиты, лодраниты, винонаиты, силикатные включения железных метеоритов группы IAB, силикатные включения железных метеоритов группы IIICD. При этом акапулькоиты и лодраниты были объединены в один «клан», а винонаиты вместе с силикатными включениями железных метеоритов IAB и IIICD были объединены в другой «клан»^[9].

В отличие от хондритов, представляющих собой самое раннее (примитивное) вещество Солнечной системы, которое образовалось при конденсации газа в разных участках протопланетного облака^[10], материал ахондритов сформировался позднее в результате плавления хондритового вещества внутри протопланетных и планетных тел, последующего разделения (гравитационной дифференциации) расплавов на металлическую и силикатную фракции и кристаллизации новых твёрдых пород из расплава^[10][2]. Поэтому состав ахондритов в той или иной степени отличается от состава хондритового материала^[11]. По степени дифференцированности вещества родительского космического тела различают примитивные и дифференцированные ахондриты^{[1][2][11][10]}.

Примитивные ахондриты по химическому, изотопному и минеральному составу близки к хондритам и образовались на начальной стадии дифференциации космических тел хондритового состава^[1] (с чем и связано их название). Считается, что они претерпели частичное плавление, которое уничтожило хондритовую структуру, но существенной дифференциации вещества на металлическую и силикатную составляющие не произошло^[12] (в отличие от дифференцированных ахондритов, образовавшихся в результате полного плавления вещества и разделения металлического и силикатного расплавов^[1]). Поэтому примитивные ахондриты по своим свойствам занимают промежуточное положение между хондритами и дифференцированными ахондритами^[9]. Структура их является метаморфической или магматической^[10][9][13].

Существует множество признаков, на основе которых те или иные группы ахондритов считаются «примитивными». К ним относятся, в частности:

• присутствие в них реликтов хондр (подтверждающее наличие в прошлом фазы частичного плавления материала, но отсутствие значительной дифференциации);
• химический состав, совпадающий с хондритовым;
• изотопный состав (соотношение содержания разных изотопов кислорода), аналогичный составу хондритов;
• концентрации рассеянных элементов, схожие с наблюдающимися у хондритов;
• относительно высокое содержание инертных газов, близкое к тому, которое наблюдается в хондритах и планетных телах (это даёт ещё одно подтверждение, что примитивные ахондриты образовались в результате метаморфизма, а не магматизма);
• структурным признаком примитивного ахондрита является наличие тройных стыков границ минеральных зёрен под углами 120°, которые можно наблюдать на петрографических шлифах (этот признак указывает на рост кристаллов в результате перекристаллизации, а не кристаллизации из магмы; обычные же ахондриты образуются путём кристаллизации магмы и имеют магматическую структуру)^[14].

Примитивные ахондриты подразделяют на несколько групп: акапулькоиты, лодраниты и винонаиты^[2][13]. Иногда к ним относят также брачиниты^[9][3][12] и урейлиты^{[1][9][3][12]}.

Акапулькоиты и лодраниты весьма схожи между собой и имеют минеральный состав, близкий к хондритовому. Однако состав минералов, соотношения содержания различных минералов и размеры минеральных зёрен отличаются от аналогичных показателей у хондритов^[10].

Акапулькоиты получили своё название в честь метеорита Акапулько, упавшего в 1976 году неподалёку от одноимённого города в Мексике. Метеориты этой группы состоят преимущественно из мелкозернистого оливина, ортопироксена и небольшого количества плагиоклаза, а также никелистого железа и троилита (FeS). По минеральному составу они занимают промежуточное положение между энстатитовыми хондритами (E-хондритами) и обыкновенными хондритами группы H, но при этом обладают характерным соотношением изотопов кислорода, отличающимся от всех других известных групп хондритов. Некоторые акапулькоиты содержат реликты хондр^[15].

Лодраниты были названы в честь метеорита Лодран, упавшего в 1868 году в Пакистане^[15]. Лодраниты и акапулькоиты различаются в основном размерами зёрен минералов: у акапулькоитов они более мелкие (150—230 мкм), чем у лодранитов (540—700 мкм)^[14][9][10]. Поскольку обе группы имеют схожий минеральный и кислородно-изотопный состав, предполагается, что они образовались в едином родительском теле (скорее всего, в астероиде класса S, который пока не идентифицирован) и, возможно, при едином ударном событии^[15][10]. Характеристики лодранитов указывают на то, что они подвергались более высокой температуре, чем акапулькоиты. Это может означать, что они сформировались в более глубоких слоях совместного с акапулькоитами родительского тела^[15]. По состоянию на 2025 год насчитывается 95 метеоритов, отнесённых к группе акапулькоитов^[16], и 98 лодранитов^[17].

Винонаиты по химическому и минеральному составу также близки хондритам, но существенно отличаются от них по структуре. Это преимущественно мелко- и среднезернистые породы, по минеральному составу промежуточные между E- и H-хондритами. Винонаиты содержат прожилки металло-троилитового состава и, иногда, реликты хондр^[10].

Минеральный состав и содержание изотопов кислорода свидетельствуют о генетической связи винонаитов и силикатных включений, которые обнаруживаются внутри железных метеоритов групп IAB и IIICD^[10]. Поэтому предполагается, что эти включения и винонаиты образовались в едином родительском теле^[2][4][9] — частично дифференцированном астероиде, который был разрушен ударным событием как раз в тот момент, когда у него начали формироваться железное ядро и богатая силикатами кора. При этом событии произошло подмешивание силикатного материала к расплавленному никелистому железу (вследствие чего образовались железные метеориты группы IAB), а также смешивание богатых оливином остатков частичного расплава с нерасплавленными силикатами (что привело к формированию винонаитов)^[15].