Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих кристаллов в обыкновенных хондритах

Петрова, Евгения Викторовна

Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих кристаллов в обыкновенных хондритах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Петрова, Евгения Викторовна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Екатеринбург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2009 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих кристаллов в обыкновенных хондритах»

Автореферат диссертации на тему "Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих кристаллов в обыкновенных хондритах"

Уральский государственный технический университет - УПИ

имени первого Президента России Б. Н. Ельцина Кафедра физических методов и приборов контроля качества

На правах рукописи

ПЕТРОВА Евгения Викторовна

МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ КРИСТАЛЛОВ В ОБЫКНОВЕННЫХ ХОНДРИТАХ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Специальность 01.04.07 - Физика конденсированного состояния

Екатеринбург, 2009

003465159

Работа выполнена на кафедре физических методов и приборов контрол

качества физико-технического факультета Уральского государственно!

технического университета - УПИ имени первого Президента Росси Б. Н. Ельцина.

Научный руководитель: канд. техн. наук, ст. научн. сотр.

Гроховский Виктор Иосифович

Научный консультант: д-р физ.-мат. наук Оштрах Михаил Иосифович

Официальные д-р физ.-мат. наук, проф. Овчинников Владимир

оппоненты: Владимирович (Институт электрофизики

УрО РАН, г. Екатеринбург)

канд. техн. наук Литвинов Антон Викторович

(Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург)

Ведущая организация: Институт геологии и геохимии им. академика

А. Н. Заварицкого УрО РАН

Защита диссертации состоится «17» апреля 2009 г. в 15 час 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.285.02 Уральского государственного технического университета - УПИ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина по адресу 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского государственного технического университета - УПИ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина.

Автореферат разослан « /3 » ола^ь^а 2009 г.

Заверенные печатью учреждения отзывы просим направлять по адресу УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19, ученому секретарю совета.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.285.02 Уральского государственного технического университета - УПИ имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, проф., д-р физ.-мат. наук Г.И. Пилипенко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Кристаллы внеземного вещества формировались в космических условиях, характеризующихся экстремальными изменениями давления и температуры. Постаккреционный нагрев и дифференциация вещества, сильные ударные взаимодействия, быстрый нагрев до температур плавления вещества и последующее охлаждение приводят к тому, что состав, структура и свойства внеземного вещества оказываются отличными от сходных кристаллов, сформированных в земных условиях. Одним из наиболее доступных объектов внеземного вещества являются метеориты. Поэтому изучение особенностей строения и физических свойств кристаллов метеоритов позволяет получить информацию о влиянии экстремальных условий на формирование кристаллической структуры вещества. Кроме того, исследование структуры внеземного вещества является чрезвычайно важным как для получения новых знаний о процессах эволюции вещества в Солнечной системе, так и для использования новых знаний о фазовых превращениях в технологических процессах.

Обыкновенные хондриты представляют собой недифференцированное или слабодифференцированное метеоритное вещество, относящееся к ранней стадии эволюции газопылевой туманности Солнечной системы. Данный тип метеоритов является агломератом сферических силикатных объектов - хондр и их осколков, крупных металлических зерен сплава Бе-М-Со и мелкодисперсной матрицы. Изучение сплавов Ре-М-Со внеземного происхождения на примере обыкновенных хондритов является важным для понимания механизмов образования различных структур при фазовых превращениях в базовых металлических системах. Кроме этого, изучение особенностей структуры других железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов (оливины (Ре, М§)25Ю4, пироксены (Ре, М§, Са)8Ю3 и троилит РеБ) позволяет получить дополнительную информацию о влиянии космических условий на их формирование. Поскольку вещество всех метеоритов, в том числе обыкновенных хондритов, содержит Ре, его можно изучать методом мессбауэровской спектроскопии.

Мессбауэровская спектроскопия - уникальный метод, позволяющий получать информацию о фазовом составе и о сверхтонких взаимодействиях

ядер 57Ре в железосодержащих объектах. Однако сложный минеральный состав обыкновенных хондритов затрудняет идентификацию компонент мессбауэровских спектров для детального анализа вещества. Основная сложность заключалась в недостаточном разрешении компонент с различной интенсивностью, соответствующих вкладам от ядер 57Ре в отдельных железосодержащих кристаллах в суперпозиционный мессбауэровский спектр хондрита. Один из путей решения данной проблемы заключается в использовании современного высокостабильного прецизионного мессбауэровского спектрометра, позволяющего проводить измерения мессбауэровских спектров с высоким скоростным разрешением, что ранее не представлялось возможным. Это позволяет уменьшить экспериментальную ошибку при оценке параметров сверхтонкой структуры и проводить более реалистичную аппроксимацию спектров.

Цель работы

Выявление взаимосвязи параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре с особенностями кристаллической структуры, химического состава и фазового состояния железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов на основе данных мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

- определить фазовые и структурные составляющие металлических кристаллов обыкновенных хондритов методами металлографии;

-разработать методику экстракции металлических кристаллов из вещества обыкновенных хондритов;

- измерить мессбауэровские спектры с высоким скоростным разрешением образцов вещества обыкновенных хондритов;

- провести оценку и анализ значений параметров сверхтонкой структуры ядер 57Бе в железосодержащих кристаллах обыкновенных хондритов;

- выявить связь полученных параметров сверхтонкой структуры отдельных компонент мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов с особенностями структуры железосодержащих кристаллов.

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

• впервые обыкновенные хондриты исследованы методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением; увеличение скоростного разрешения в спектре позволило более детально изучить исследуемые хондриты и обнаружить малые изменения параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре в присутствующих железосодержащих кристаллах;

• впервые проведено исследование выделенных из вещества обыкновенного хондрита Царев Ь5 металлических кристаллов методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением, позволившее выявить три ферромагнитных и одну парамагнитную фазы сплава Бе-М-Со;

• впервые выявлены компоненты мессбауэровских спектров, соответствующих структурно неэквивалентным позициям М1 и М2 для ионов Ре2+ в оливинах и пироксенах в цельных образцах обыкновенных хондритов.

Практическая ценность работы

- показано, что измерение мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов с более высоким скоростным разрешением позволяет получить более точную и детальную информацию об исследуемых объектах;

- разработана методика выделения металлических кристаллов из вещества обыкновенного хондрита, позволяющая проводить дальнейшее изучение строения только металлических фаз хондритов методом мессбауэровской спектроскопии;

- показано, что распределение атомов Бе2+ по структурно неэквивалентным позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах, полученное методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением, может быть использовано для оценки термической истории образцов обыкновенных хондритов;

- показано, что параметры некоторых компонент мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов могут быть использованы для типизации хондритов по химическим группам.

Результаты мессбауэровских и металлографических исследований вещества обыкновенных хондритов могут быть использованы для иллюстрации

фазовых и структурных превращений в металлах после экстремальных воздействий при чтении курсов "Материаловедение" и "Физические основы разрушения материалов".

Данная работа выполнена в рамках госбюджетных тем "Закономерности взаимосвязи структуры и функциональных свойств некоторых железосодержащих и мезогенных объектов живой и неживой природы" и "Спектроскопические и структурные особенности железосодержащих объектов живой и неживой природы" и грантов ФЦП "Интеграция", 2004 г., "Спектрометрические и морфологические характеристики Ре-содержащих минералов обыкновенных хондритов", (Министерство образования России, 2004-2005 гг.), "Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих фаз обыкновенных хондритов" (Научная программа "Развитие научного потенциала высшей школы", 2005 г.), "Особенности фазовых превращений в Ре-№ сплавах внеземного происхождения" № 06-08-00705-а (Российский фонд фундаментальных исследований, 2006-2008 гг.) и "Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением микро- и наноразмерных железосодержащих структур в объектах живой и неживой природы" (Программа "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)").

Положения, выносимые на защиту:

1. Связь малых отличий параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре в одинаковых железосодержащих кристаллах (в оливине, пироксене, металле и троилите, соответственно) с особенностями их кристаллической структуры, химического состава и фазового состояния может быть выявлена методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением для цельных образцов каменных метеоритов.

2. Данные о фазовом составе и структуре металлических кристаллов обыкновенных хондритов, полученные методами металлографии, согласуются с данными мессбауэровской спектроскопии.

3. Оценка коэффициентов катионного упорядочения по позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах цельных метеоритов и оценки равновесных температур силикатных кристаллов, не подвергавшихся повторному нагреву, могут быть получены на основе данных мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением.

Личный вклад автора

Постановка задачи исследования, выбор образцов и методов исследования были проведены совместно с научным руководителем и научным консультантом. Автором проведены подготовка образцов, металлографические исследования и электронно-зондовый микроанализ металла в хондритах, усовершенствована методика экстракции металлических кристаллов из вещества обыкновенных хондритов. Совместно с М.И. Оштрахом, О.Б. Мильдером и В.А. Семенкиным проведены долговременные измерения мессбауэровских спектров, планирование которых принадлежит автору. Совместно с М.И. Оштрахом проведена аппроксимация мессбауэровских спектров и интерпретация полученных параметров. Совместно с М.И. Оштрахом и В.И. Гроховским автор участвовал в подготовке научных публикаций. Расчеты по оценке равновесных температур кристаллов оливина и пироксена, характеризация хондритов по химическим группам на основе мессбауэровских параметров, обобщение результатов и формулировка выводов и защищаемых положений по диссертации выполнены автором.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены и обсуждены на XIII Российской студенческой конференции "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Екатеринбург, 2003), на 66-м, 68-м и 69-м Международных съездах метеоритного общества (Германия, Мюнстер, 2003; США, Гатлинбург, 2006; Швейцария, Цюрих, 2007), на V и VI Уральских школах-семинарах металловедов - молодых ученых (Екатеринбург, 2003,2004), на IX и X Международных конференциях "Мессбауэровская спектроскопия и ее применения" (Екатеринбург, 2004; Ижевск, 2006), на совместно проводимых Международных конференциях по сверхтонким взаимодействиям и Международных симпозиумах по ядерным квадрупольным взаимодействиям (Германия, Бонн, 2004; Бразилия, Игуассу Фоле, 2007), на Международных конференциях по применению эффекта Мессбауэра (Франция, Монпелье, 2005; Индия, Канпур, 2007), на VI Молодежном семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2005), на II Международной школе "Физическое материаловедение" и XVII Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического

металловедения сталей и сплавов" (Тольятти, 2006), на Двенадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков (Новосибирск, 2006), на XVI Российской молодежной научной конференции "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Екатеринбург, 2006), на Международной конференции "Спектроскопия и кристаллохимия минералов" (Екатеринбург, 2007), на 6-й Европейской конференции по минералогии и спектроскопии (Швеция, Стокгольм, 2007).

Публикации

По результатам исследований опубликовано 29 научных работ, в том числе 9 статей в рецензируемых международных журналах, 1 статья в рецензируемом российском журнале, 4 статьи в российских сборниках научных трудов и трудов конференций и 15 тезисов докладов. Перечень основных статей приведен в конце автореферата.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и выводов, списка цитируемой литературы; она изложена на 139 страницах машинописного текста и содержит 10 таблиц, 45 рисунков и библиографический список из 164 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе диссертации на основании литературных данных рассмотрены особенности строения железосодержащих кристаллов внеземного происхождения, химическое и структурное разнообразие внеземного вещества, результаты процессов дифференциации вещества в родительских телах обыкновенных хондритов, термического метаморфизма, ударных событий и воздействия земной атмосферы. Обсуждены результаты мессбауэровской спектроскопии различных метеоритов и некоторых родственных соединений железа земного происхождения. Проведен сравнительный анализ мессбауэровских параметров железных метеоритов, железо-никелевых сплавов и металлических кристаллов, выделенных из обыкновенных хондритов; отмечена связь величины магнитного сверхтонкого поля на ядре 57Ре от концентрации № в сплавах. Рассмотрены результаты исследований

железосодержащих фаз обыкновенных хондритов. Проанализированы особенности кристаллического строения природных и синтетических оливинов и пироксенов, описана связь мессбауэровских параметров с наличием структурно-неэквивалентных позиций М1 и М2 в природных и синтетических кристаллах оливина и пироксена. Отмечено, что в мессбауэровских спектрах обыкновенных хондритов не удавалось выявить компоненты, соответствующие позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах. На основании проведенного анализа литературных данных сформулированы задачи настоящего исследования.

Во второй главе описаны объекты исследования, методика приготовления образцов и проведения экспериментов. В качестве объектов исследования выбраны образцы вещества 11 обыкновенных хондритов химических групп Н и Ь: Оханск Н4, Венгерово Н5, ШсЬагскоп Н5, Звонковое Н6, Саратов Ь4, Царев Ь5, Farmington Ь5, М^Тагегеай Ь5, МЬа1е Ь5/6, Кунашак Ьб, Зубковский Ь6. Приведено описание изготовления шлифов для металлографических исследований обыкновенных хондритов и описание методики проведения экстракции металлических кристаллов из вещества хондрита Царев Ь5. Приведены результаты предварительной аттестации образцов вещества обыкновенных хондритов методами металлографии и электронно-зондового микроанализа. Описана методика проведения измерений мессбауэровских спектров с высоким скоростным разрешением (на 4096 каналов) на высокостабильном прецизионном мессбауэровском спектрометре СМ-2201 при комнатной температуре. Приведены характеристики спектрометра. Описаны способы аппроксимации мессбауэровских спектров.

В третьей главе приведены результаты мессбауэровских исследований обыкновенных хондритов химических групп Н и Ь. В первом параграфе обсуждаются результаты исследования 6 обыкновенных хондритов (Царев Ь5, Рапшг^оп Ь5, МЬа1е Ь5/6, Кунашак Ь6, Венгерово Н5 и Звонковое Н6) с представлением мессбауэровских спектров на 512 каналов. На рис. 1 показаны мессбауэровские спектры метеоритов Царев Ь5 и Раггшп^оп 1,5. Аппроксимация мессбауэровских спектров исследованных хондритов показала наличие компонент, соответствующих металлу, троилиту, оливину, пироксену и в трех хондритах - окисленному железу (соединение Ре3+). Металлическая компонента спектров хондритов Рапшгщюп Ь5 и Кунашак Ь6 была

аппроксимирована наилучшим образом суперпозицией двух секстетов, тогда как металлическая компонента спектров других хондритов - одним секстетом. Обнаружено, что для метеоритов со сходной термической историей значения Heft для секстетов, соответствующих металлу, близки.

¡s •

-в.О -«.D О +4.0 +В.0

Скорость, мм/с

Ё *

■VTVV4 -д.

Скорость, мм/с

Рис. 1. Мессбауэровские спектры обыкновенных хондритов Царев Ь5 (а) и Рагтт^оп Ь5 (б)

Во втором параграфе описаны впервые проведенные измерения мессбауэровских спектров 11 обыкновенных хондритов (Саратов Ь4, Царев Ь5, Farшington Ь5, МЬ Тагеггак Ь5, МЬа1е Ь5/6, Кунашак Ь6, Зубковский Ь6, Оханск Н4, Венгерово Н5, ШсИагскоп Н5 и Звонковое Н6) с высоким скоростным разрешением и с удовлетворительным соотношением сигнал/шум, позволившие получить качественные спектры в представлении на 1024 канала. В том же параграфе приведены результаты аппроксимации полученных мессбауэровских спектров образцов 11 цельных обыкновенных хондритов. Спектры хондритов Царев Ь5 и Рагтод^оп Ь5 показаны на рис. 2.

-7.0 -6.0 -5 0 -4.0 -3.0 -2.0-1 0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 Скорость, мм/с

-7,0 -60 -50 -4.0 -3 0 -20-Ю 0.0 1.0 20 3.0 40 5.0 6.0 7.0 Скорость, мм'с

Рис. 2. Мессбауэровские спектры обыкновенных хондритов: а - Царев Ь5; б - Рапти^оп 1.5

В третьем параграфе обсуждаются результаты впервые проведенного исследования образца металлических кристаллов, выделенных из вещества обыкновенного хондрита Царев Ь5 методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением. Наилучшая аппроксимация мессбауэровского спектра выделенного металла (рис. 3) выявила суперпозицию трех магнитных секстетов и парамагнитного синглета, соответствующих различным фазам Ре(№, Со), и квадрупольного дублета малой интенсивности, соответствующего остаточным силикатам.

Четвертая глава посвящена взаимосвязи параметров мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов, измеренных с высоким скоростным

-7.0 -6.0 -5.0 -4.0 -3.0 -3.0 -1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0

Скорость, мм/с

Рис. 3. Мессбауэровский спектр металлической составляющей, выделенной из обыкновенного хондрита Царев Ь5. Г= 295 К

разрешением, с особенностями структуры железосодержащих 1фисталлов. В первом параграфе рассмотрены особенности металлических кристаллов исследованных обыкновенных хондритов. Металлическая компонента мессбауэровских спектров хондритов Саратов L4, Оханск Н4, Richardton Н5, Венгерово Н5 и Звонковое Нб наилучшим образом аппроксимирована одним секстетом, тогда как в спектрах хондритов Царев L5, Mount Tazerzait L5, Farmington L5, Mbale L5/6 и Кунашак L6 эта компонента показывает лучшую аппроксимацию суперпозицией двух секстетов (рис. 4).

* 0,[ 'ТЧГЖ Г=0.696«м/с Ш

f I !#* 1 - ~

5 0.21

' [к

4.2 -6.0 -5.8 -5.6 4.4 -5.2 -5.0 Скорость, мм/с

4.1 -5.9 -5.7 -5.5 -5.3 4.1 -4.9

Скорость, мм/с

-0.1 -5.9 -5.7 -5.5 -3.3 4.1 -4.0"

Скорость, мм/с

Рис. 4. Крайние левые пики металлической компоненты мессбауэровских спектров хондритов Кунашак Ь6 (а, б) и Оханск Н4 (в), аппроксимированной одним секстетом (а, в) и суперпозицией двух секстетов (б). Т=295 К

Аппроксимация металлической компоненты суперпозицией двух секстетов не означает, что металл хондрита представлен двумя Ре(№, Со) фазами, поскольку малая интенсивность металлической компоненты в спектре 12

не позволяет ее детально описать. Поэтому для фазового анализа требуется сравнение с данными металлографии и мессбауэровская спектроскопия выделенного металла. Для хондритов, в спектрах которых металлическая компонента аппроксимирована одним секстетом, металл представлен одной фазой либо доминирующей фазой с наличием одной или нескольких минорных фаз. В этом случае для спектров, измеренных с высоким скоростным разрешением, отмечены небольшие отличия в величине магнитного сверхтонкого поля для доминантной металлической фазы в хондритах Саратов Ь4, Оханск Н4, Венгерово Н5, ШсИагскоп Н5 и Звонковое Н6 (рис. 5), которые можно связать с небольшими вариациями концентрации № и Со в металле.

Рис. 5. Отличия параметров сверхтонкой структуры для доминантной металлической фазы а-Ре(№,Со) в хондритах: О - Саратов Ь4, Ш - Оханск Н4, □ - Венгерово Н5, О - Звонковое Н6, А - ШсЬагЛоп Н5. Т = 295 К

Во втором параграфе обсуждены особенности силикатных железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов. В мессбауэровских спектрах цельных обыкновенных хондритов, представленных на 1024 канала, впервые выявлены компоненты, соответствующие структурно неэквивалентным позициям М1 и М2 для ионов Бе2+ в оливине и пироксене всех исследованных метеоритов. Полученные соотношения площадей дублетов, относящихся к позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах обыкновенных хондритов (рис. 6), а также параметры сверхтонкой структуры ядер "Бе в этих позициях соответствуют известным данным мессбауэровской спектроскопии

338.0

2 333.5 и

0.00 0.02 0.04 0.06

Изомерный сдвиг, мм/с

синтетических и природных оливинов и ортопироксенов.

I 2 3 * 5 й 7 К Ч 10

Рис. 6. Распределение ионов Ре2+ между позициями М1 и М2 в оливине и пироксене обыкновенных хондритов по данным мессбауэровской спектроскопии при комнатной температуре: 1 - Саратов Ь4, 2 - Моит^ Тагегсак 3 - Царев Ь5, 4 - Раггшп^оп Ь5, 5 - МЬа1е Ь5/6, 6 - Кунашак Ь6, 7 - Зубковский Ь6, 8 - Оханск Н4, 9 - ЯюЬагЛоп Н5, 10 - Венгерово Н5, 11 - Звонковое Н6

Полученное распределение ионов Ре2+ по позициям М1 и М2 в оливинах обыкновенных хондритов показало их преимущественное нахождение в позициях М1. В пироксенах обыкновенных хондритов ионы Ре2+ преимущественно занимают позиции М2. В координатах параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре (рис. 7) выделены две области, соответствующие позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах соответственно.

Значения сверхтонких параметров для ядер "Ие в позициях М1 в оливине оказались близки, в то время как значения сверхтонких параметров для ядер >7Ре в позициях М2 в оливине изменяются в широких пределах. Это означает, что окружение ионов Бе2+ в позициях М1 оливина исследованных обыкновенных хондритов отличается незначительно, а окружение ионов Ре2+ в позициях М2 имеет гораздо большие структурные различия, которые отражаются в большем разбросе значений сверхтонких параметров. Результаты показывают также, что локальное окружение ионов Ре2+ в позициях М1 пироксена исследованных обыкновенных хондритов имеет большой разброс структурных вариаций, а ионы Ре2+ в позициях М2 пироксенов имеют

незначительные отличия локального окружения.

1.10 1.15 1.20

Изомерный сдвиг, мм/с

1.15 1.20 U5 1Л

Изомерный сдвиг, мм/с

Рис. 7. Отличия параметров сверхтонкой структуры ядер 57Fe в позициях Ml и М2 в оливине (а) и пироксене (б) обыкновенных хондритов: О - Саратов L4, □ - Mount Tazerzait L5, Д - Царев L5, О - Farmington L5, ♦ - Mbale L5/6, • - Кунашак L6, А - Зубковский L6, В - Оханск Н4, ♦ - Richardton Н5, А - Венгерово Н5, в - Звонковое Н6. Т = 295 К

Третий параграф посвящен кристаллам сульфида железа в обыкновенных хондритах. Показано отличие параметров сверхтонкой структуры ядер "Бе в кристаллах троилита для двух групп обыкновенных хондритов, что может быть связано с небольшими структурными и/или концентрационными отличиями в кристаллах Рев.

В четвертом параграфе приведено описание компоненты окисленного железа в мессбауэровских спектрах обыкновенных хондритов. В спектрах всех метеоритов в представлении на 1024 канала была выявлена одна парамагнитная компонента, соответствующая соединениям" Ре3+ (параметры сверхтонкой

структуры приведены на рис. 8), а в спектре хондрита Зубковский L6 обнаружено две компоненты, соответствующие Fe3+: парамагнитный дублет и магнитный секстет.

1.28 1.18

I 1.08

Ё 0.98

Ё.

о 0 68

068 0.S8

0 15 0 25 0 35 0,45 0.55

Изомерный сдвиг, мм/с

Рис. 8. Мессбауэровские параметры соединений Fe3+ в обыкновенных хондритах: О - Саратов L4, □ - Mt. Tazerzait L5, Л - Царев L5, О - Farmington L5, ♦ - Mbale L5/6, • - Кунашак L6, ▲ - Зубковский L6, В - Оханск Н4, ❖ - Richardton Н5, А - Венгерово Н5, & - Звонковое Н6. Т=295 К

В первой части пятого параграфа приведены результаты металлографических исследований металлических кристаллов Fe(Ni, Со) в обыкновенных хондритах. Микрофотографии травленых шлифов метеоритов Саратов L4, Tazerzait L5, Царев L5, Farmington L5, Mbale L5/6, Кунашак L6 с указанием основных металлических фаз показаны на рис. 9.

Во второй части пятого параграфа проводится сравнение данных мессбауэровской спектроскопии с результатами металлографии металла обыкновенных хондритов. Поскольку величина сверхтонкого магнитного поля на ядре 57Fe в сплавах Fe-Ni-Co зависит от концентрации Ni и Со, то сопоставление параметров сверхтонкой структуры ядер 57Fe в металлических кристаллах обыкновенных хондритов с данными металлографии представляется возможным. Так, металлические компоненты мессбауэровских спектров хондритов Саратов L4 и Richardton Н5 были аппроксимированы одним секстетом с величинами Hefr 335,6 и 336,6 кЭ соответственно. В спектрах хондритов Венгерово Н5 и Звонковое Н6 металлическая компонента была

аппроксимирована одним секстетом с Н^ = 336,5 и 337,0 кЭ соответственно. Полученные величины Нея одинаковы в пределах экспериментальной ошибки и соответствуют фазе а-Ре(№, Со). Для метеорита Оханск Н4 металлографических исследований не проводилось, однако значение Н^т металлической компоненты спектра составило 334,6 кЭ, что также соответствует фазе ос—Ре(№, Со).

Рис. 9. Металлические частицы в Ь хондритах: а - Саратов Ь4, б - М1. Тагеггак Ь5, в - Царев Ь5, г - Раггшг^оп Ь5, д - МЬа1е Ь5/6, е - Кунашак Ь6.

1 - ос-Ре(№, Со), 2 - а2-Ре(№, Со), 3 - а'-Ре(№, Со), 4 - плессит а'-Ре(№, Со)+у-Ре(№, Со)

Металлическая компонента мессбауэровского спектра хондрита МЬа1е Ь5/6 аппроксимирована суперпозицией двух секстетов с величинами Н^ 352,4 и 331,4 кЭ, соответствующих фазам аг-Ре^, Со) и а-Ре(№, Со), при этом согласуется и количественное соотношение: площадь соответствующей компоненты спектра - площадь металлической фазы на микрофотографии.

Анализ мессбауэровского спектра металлических зерен, выделенных из

хондрита Царев Ь5 (см. рис. 3), данных металлографии, фазового состава металла, концентраций N1 в фазах и связи величины Н^ с концентрацией N1, позволил связать магнитные секстеты с величинами Н^ 347,2, 335,4 и 332,5 кЭ с фазами а2-Ре(№, Со), а'-Ре(№, Со) и а-Бе(№, Со), соответственно. Параметры синглета соответствуют известным данным для фазы у-Ре(№, Со) с низкой концентрацией № (до 30 вес. % N1) и могут быть связаны с фазой у-Ре(№, Со) в плессите. На основании полученных данных предложена модель формирования металлических фаз в хондрите Царев Ь5.

В пятой главе рассмотрено распределение ионов Ре в железосодержащих кристаллах обыкновенных хондритов. В первом параграфе описывается возможность проведения модального фазового анализа. Отличия в количественном содержании железа в железосодержащих кристаллах, составляющих обыкновенные хондриты, можно приблизительно (ввиду различий вероятности эффекта Мессбауэра в разных железосодержащих фазах) оценить по относительным площадям соответствующих компонент мессбауэровских спектров, которые показаны на рис. 10.

Рис. 10. Относительные площади компонент мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов (1 - Саратов L4, 2 - Mount Tazerzait L5, 3 - Царев L5, 4 - Farmington L5, 5 - Mbale L5/6, 6 - Кунашак L6, 7 - Зубковский L6, 8 - Оханск Н4, 9 - Richardton Н5, 10 - Венгерово Н5, 11 - Звонковое Н6), измеренных при комнатной температуре. Me - металл, Ох - соединение Fe3+, Ol - оливин, Ру - пироксен и Тг - троилит

Во втором параграфе рассматриваются возможности систематизации

лакновенных хондритов Ь и Н груш по данным мессбауэровской 1ектроскопии. Отмечено, что в координатах относительных площадей змпонент мессбауэровских спектров, соответствующих ядрам 57Ре в позициях II и М2 в оливине, области хондритов Н и Ь групп разделяются (рис. 11, а). И координатах суммарных относительных площадей компонент М1 и М2 пивина и пироксена (рис. 11, б) области значений относительных площадей, эответствующие хондритам групп Н и Ь, оказались различны. Различия бластей значений относительных площадей для хондритов Н и I, также были ыявлены в координатах суммарной относительной площади компоненты еташшческого железа (металл + соединение Ре3+) и компонент оливина эис. 12).

О4

' □ о о о о о о L

Дд н

д а

в I

S с

8 3 В g I я

н L

дД О О

° §

□ ° б

30 40 50 60 70

Суммарная относительная площадь оливина, %

= 15 20 25 зо з:

Площадь компоненты Ml в оливине, %

Рис. II. а - относительные площади компонент мессбауэровских спектров, соответствующих Ml и М2 в оливине; б - суммарные относительные площади компонент мессбауэровских спектров, соответствующих оливину и пироксену для обыкновенных хондритов: О - L хондриты (Саратов L4, Mount Tazerzait L5, Царев L5, Farmington L5, Mbale L5/6, Кунашак L6), □ - сильно окисленный L хондрит (Зубковский L6), Д - Н хондриты (Оханск Н4, Richardton Н5, Венгерово Н5, Звонковое Н 6)

В третьем параграфе описаны возможности оценки температуры равновесного катионного упорядочения в силикатных кристаллах обыкновенных хондритов с использованием значений относительных площадей компонент мессбауэровских спектров. В результате были рассчитаны значения коэффициентов распределения Ре2+-М&2+ (К0) по позициям М1 и М2 и получены приемлемые значения равновесных температур для хондритов, не подвергавшихся ударным воздействиям. Полученные оценки соответствуют

температурам, до которых кристаллы оливинов и пироксенов охлаждались медленно с протеканием процессов катионного обмена.

А 4

Д Д

н ': L

♦ ♦ ♦

О 34

39 44 49 54 59

Суммарная относительная площадь компоненты оливина, %

Рис. 12. Суммарные относительные площади компоненты металлического железа (металл + соединение Fe3+) и компоненты оливина для обыкновенных: О, ♦ - L хондритов (Саратов L4, Mount Tazerzait L5, Царев L5, Farmington L5, Mbale L5/6, Кунашак L6), □, ■ - сильно окисленного L хондрита (Зубковский L6) и Д, ▲ - Н хондритов (Оханск Н4, Richardton Н5, Венгерово Н5, Звонковое Н6). Белые символы соответствуют случаю суммарной относительной площади металла, а черные - случаю суммарной относительной площади металла + соединения Fe +

В заключении приведено обобщение полученных результатов и сформулированы основные выводы:

1. Наилучшая аппроксимация мессбауэровских спектров 11 цельных обыкновенных хондритов, измеренных с высоким скоростным разрешением, впервые позволила:

- выявить компоненты, соответствующие структурно неэквивалентным позициям Ml и М2 для ионов Fe2+ в оливине и пироксене всех исследовании обыкновенных хондритов;

- описать металлическую компоненту спектров хондритов Саратов L4, Оханск Н4, Венгерово Н5, Richardton Н5 и Звонковое Н6 одним секстете?, характеризующим существенное преобладание одной фазы a-Fe(Ni, Со);

- описать металлическую компоненту спектров хондритов Mbale L5/< Кунашак L6, Царев L5, Farmington L5 и Mt. Tazerzait L5 суперпозицией дву секстетов, отражающих более сложный суперпозиционный характе металлической компоненты мессбауэровских спектров и характеризующей

наличие нескольких фаз Ре(№, Со) в металлических кристаллах;

- выявить в выветренном хондрите Зубковский Ь5 два секстета, соответствующих кристаллам РеБ с разной стехиометрией;

- выявить в спектрах всех метеоритов компоненты, соответствующие соединениям Ре3+.

2. Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением позволила выявить малые отличия параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре в одинаковых железосодержащих кристаллах (оливине, пироксене, металле и троилите соответственно) разных обыкновенных хондритов, которые являются следствием вариаций в структуре и химическом составе этих кристаллов.

3. Методом металлографии и электронно-зондового микроанализа установлено, что преобладающей металлической фазой в метеоритах Саратов Ь4 и ШсЬагскоп Ь5 является а-Ре(№, Со) фаза, в метеоритах Венгерово Н5 и Звонковое Н6 - а-Ре(№, Со) фаза с небольшими включениями у-Ре(№, Со) фазы, в метеорите МЬа1е Ь5/6 преобладают фазы а-Ре(№, Со) и а2-Ре(№, Со), в метеорите Кунашак Ь6 - а-Ре(№, Со) фаза и смесь фаз а'-Ре(№, Со) + у-Ре(М, Со), в метеоритах Царев Ь5, Рапшп^оп Ь5 и М1. Тагеггак Ь5 металлические кристаллы представлены фазами а-Ре(№, Со), а2-Ре(№, Со) и смесью а'-Ре(№, Со)+у-Ре(№, Со). Полученные из металлографии данные о фазовом составе металлических кристаллов обыкновенных хондритов согласуются с данными мессбауэровской спектроскопии.

4. Впервые проведено измерение мессбауэровского спектра с высоким скоростным разрешением образца металлических кристаллов, выделенных из вещества обыкновенного хондрита Царев Ь5. Наилучшая аппроксимация полученного спектра позволила провести детальный анализ металлической компоненты и выявить суперпозицию трех секстетов, соответствующих ферромагнитным фазам: а-Ре(№, Со), а'-Ре(№, Со) и а2-Ре(№, Со) и синглета, соответствующего парамагнитной фазе у-Ре(М1, Со). Металлография металла хондрита Царев Ь5 подтвердила наличие выявленных фаз Ре(№, Со).

5. Предложена модель формирования металлических фаз в хондрите Царев Ь5 на основе сочетания диффузионных и бездифузионных фазовых переходов при нагреве вещества метеорита в результате ударного воздействия с последующим охлаждением.

- по величине относительной площади компоненты М2 в оливине;

- по величине суммарной относительной площади оливина;

- по значениям относительного содержания Fe2+ в оливине и пироксене.

7. Получены оценки коэффициентов катионного упорядочения по позициям Ml и М2 в оливинах и пироксенах цельных метеоритов и оценки равновесных температур силикатных кристаллов, не подвергавшихся повторному нагреву, на основе данных мессбауэровской спектроскопии.

Основные результаты опубликованы в статьях:

1. Zhiganova*, E.V. Mossabuer Spectroscopy of Ordinary Chondrites: An Analysis of the Metal Phases / E.V. Zhiganova, M.I. Oshtrakh, O.B. Milder, V.I. Grokhovsky, V.A. Semionkin, A.V. Mezentsev // Hyperfine Interactions. -2005. - Vol. 166. - P. 665-670.

2. Zhiganova, E.V. Study of ordinaiy chondrites by Mossbauer spectroscopy with high velocity resolution: identification of Ml and M2 sites in silicate phases / E.V. Zhiganova, V.I. Grokhovsky, M.I. Oshtrakh // Physica Status Solidi (a). -2007. - Vol. 204. - P. 1185-1191.

3. Oshtrakh, M.I. Determination of quadrupole splitting for 57Fe in Ml and M2 sites of both olivine and pyroxene in ordinary chondrites using Mossbauer spectroscopy with high velocity resolution / M.I. Oshtrakh, E.V. Petrova, V.I. Grokhovsky, V.A. Semionkin // Hyperfine Interactions . - 2007. - Vol. 177. -P. 65-71.

4. Petrova, E.V. Study of metal grains extracted from chondrite Tzarev L5 using Mossbauer spectroscopy with high velocity resolution / E.V. Petrova, M.I. Oshtrakh, V.I. Grokhovsky, V.A. Semionkin // Hyperfine Interactions. 2007. -Vol. 177.-P. 81-87.

5. Oshtrakh, M.I. Mossbauer spectroscopy with high velocity resolution in the study of ordinary chondrites / M.I. Oshtrakh, E.V. Petrova, V.I. Grokhovsky, V.A. Semionkin // Hyperfine Interactions. - 2008. - Vol. 186. - P. 61-68.

*С 4 мая 2007 г. в связи с заключением брака фамилия "Жиганова" изменена на "Петрова". 22

6. Гроховский, В.И. Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением в исследовании метеоритов / В.И. Гроховский, Е.В. Жиганова, М.Ю. Ларионов, К.А. Уймина, М.И. Оштрах // Физика металлов и металловедение. - 2008. - Т. 105, №2. - С. 189-200.

7. Petrova, E.V. Hyperfine interactions in metal extracted from ordinary chondrite Tsarev L5: A study using Mössbauer spectroscopy with high velocity resolution / E.V. Petrova, M.I. Ostrakh, V.l. Grokhovsky // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2008. - Vol. 69, №7. - P. 1790-1795.

8. Oshtrakh, M.I. A study of ordinary chondrites by Mössbauer spectroscopy with high-velocity resolution / M.I. Oshtrakh, E.V. Petrova, V.l. Grokhovsky,

V.A. Semionkin // Meteoritics & Planetary Science. - 2008. - Vol. 43, №5. -P. 941-958.

9. Oshtrakh, M.I. Study of meteorites using Mössbauer spectroscopy with high velocity resolution / M.I. Oshtrakh, V.l. Grokhovsky, E.V. Petrova, M.Yu. Larionov, K.A. Uymina, V.A. Semionkin, N.V. Abramova / In: Proceedings of the International Conference "Mössbauer Spectroscopy in Materials Science 2008", Eds. M. Mashlan, R. Zboril, AIP Conference Proceedings, Melville, New York. - 2008. - Vol. 1070. - P. 131-139. ISBN 9780-7354-0601-8. ISSN 0094-243X.

10. Grokhovsky, V.l. Mössbauer spectroscopy with high velocity resolution in the study of iron-bearing minerals in meteorites / V.l. Grokhovsky, M.I. Oshtrakh, E.V. Zhiganova, M. Yu. Larionov, K.A. Uymina, V.A. Semionkin // European Journal on Mineralogy.-2009.-Vol. 21,№1.-P. 51-63.

Подписано в печать 19.02.2009. Формат 60x84 j^g.

Бумага писчая. Плоская печать. Усл. печ. л. 1,4. Уч. - изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 104

Редакционно-издательский отдел УГТУ-УПИ 620002 г. Екатеринбург, ул. Мира 19

Ризография НИИ УГТУ-УПИ 620002 г. Екатеринбург, ул. Мира 19

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Петрова, Евгения Викторовна

Перечень сокращений и условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ.:.

1. Мессбауэровская спектроскопия и металлография железосодержащих фаз метеоритов.

1.1 Особенности конденсированного состояния вещества, сформированного в космическом пространстве.

1.1.1 Химическое и структурное разнообразие железосодержащих кристаллов внеземного вещества и их термическая история.

1.1.2 Изменение железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов в результате ударных воздействий.

1.1.3 Изменение метеоритного вещества в земных условиях.

1.2 Структурные особенности сплавов Ре-Ы1 в каменных метеоритах.

1.3 Мессбауэровская спектроскопия метеоритов и некоторых родственных соединений железа земного происхождения.

1.3.1 Сравнительный анализ железных метеоритов и железо-никелевых сплавов.

1.3.2 Исследование железосодержащих фаз обыкновенных хондритов.

1.3.3 Анализ природных и синтетических оливинов и пироксенов. Связь мессбауэровских параметров с особенностями структуры кристаллов.

1.4 Постановка задач исследования.

2. Методы и объекты исследования.

2.1 Приготовление объектов исследования.

2.1.1 Аттестация образцов.

2.1.1.1 Металлография металлических частиц в метеоритах.

2.1.1.2 Электронно-зондовый микроанализ.

2.1.2 Приготовление образцов обыкновенных хондритов для измерения мессбауэровских спектров.

2.1.3 Выделение металлической составляющей из вещества хондрита

Царев Ь5 и приготовление образца для измерения мессбауэровского спектра.

2.2 Измерение мессбауэровских спектров с высоким скоростным разрешением. Характеристики спектрометра.

2.3. Выводы.

3. Мессбауэровская спектроскопия обыкновенных хондритов

3.1 Исследование обыкновенных хондритов методом мессбауэровской спектроскопии с представлением спектров на 512 каналов.

3.2 Исследование обыкновенных хондритов методом мессбауэровской спектроскопии с представлением спектров на 1024 канала

3.3 Исследование металлических кристаллов, выделенных из обыкновенного хондрита Царев Ь5 методом мессбауэровской спектроскопии.

3.4 Выводы.

4. Взаимосвязь параметров мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов, измеренных с высоким скоростным разрешением, с особенностями структуры железосодержащих кристаллов

4.1 Металлические кристаллы обыкновенных хондритов.

4.2 Силикатные железосодержащие кристаллы обыкновенных хондритов

4.3 Кристаллы сульфидов железа обыкновенных хондритов.

4.4 Окисленное железо обыкновенных хондритов.

4.5. Сравнение данных мессбауэровской спектроскопии с результатами металлографических исследований металлических кристаллов Ре("№, Со) в обыкновенных хондритах.

4.5.1 Металлография обыкновенных хондритов.

4.5.2 Сопоставление параметров сверхтонкой структуры ядер э7Ре в1 металлических кристаллах обыкновенных хондритов с данными металлографии.

4.6 Выводы.

5. Распределение ионов Ге в железосодержащих кристаллах обыкновенных хондритов.

5.1 Фазовый анализ обыкновенных хондритов на основе данных мессбауэровской спектроскопии 105 5.2 Возможности систематизации обыкновенных хондритов Ь и Н групп по данным мессбауэровской спектроскопии.

5.3. Возможности оценки температуры равновесного катионного упорядочения в силикатных кристаллах по данным мессбауэровской спектроскопии.

5.4. Выводы

Введение диссертация по физике, на тему "Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих кристаллов в обыкновенных хондритах"

Актуальность

Обыкновенные хондриты представляют собой недифференцированное или слабодифференцированное метеоритное вещество, относящееся к ранней стадии эволюции газопылевой туманности Солнечной системы. Данный тип метеоритов является агломератом сферических силикатных объектов — хондр и их осколков, крупных металлических зерен сплава Ре-№-Со и мелкодисперсной матрицы. Изучение сплавов Ре-№-Со внеземного происхождения на примере обыкновенных хондритов является важным для понимания механизмов образования различных структур при фазовых превращениях в базовых металлических системах. Кроме этого, изучение особенностей структуры других железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов (оливины (Бе, М^)28Ю4, пироксены (Ре, М§, Са)8Юз и троилит РеБ) позволяет получить дополнительную информацию о влиянии космических условий на их формирование. Поскольку вещество всех метеоритов, в том числе обыкновенных хондритов, содержит Ре, его можно изучать методом мессбауэровской спектроскопии.

Мессбауэровская спектроскопия — уникальный метод, позволяющий получать информацию о фазовом составе и о сверхтонких взаимодействиях ядер 57Ре в железосодержащих объектах. Однако сложный минеральный состав обыкновенных хондритов затрудняет идентификацию компонент мессбауэровских спектров для детального анализа вещества. Основная сложность заключалась в недостаточном разрешении компонент с различной интенсивностью, соответствующих вкладам от ядер 57Ре в отдельных железосодержащих кристаллах в суперпозиционный мессбауэровский спектр хондрита. Один из путей решения данной проблемы заключается в использовании современного высокостабильного прецизионного мессбауэровского спектрометра, позволяющего проводить измерения мессбауэровских спектров с высоким скоростным разрешением, что ранее не представлялось возможным. Это позволяет уменьшить экспериментальную ошибку при оценке параметров сверхтонкой структуры и проводить более реалистичную аппроксимацию спектров.

Цель работы

Выявление взаимосвязи параметров сверхтонкой структуры ядер Ре с особенностями кристаллической структуры, химического состава и фазового состояния железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов на основе данных мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

-определить фазовые и структурные составляющие металлических кристаллов обыкновенных хондритов методами металлографии;

- разработать методику экстракции металлических кристаллов из вещества обыкновенных хондритов;

- провести оценку и анализ значений параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре в железосодержащих кристаллах обыкновенных хондритов;

Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:

Практическая ценность работы

- показапо, что измерение мессбауэровских спектров обыкновенных хопдритов с более высоким скоростным разрешением позволяет получить более точную и детальную информацию об исследуемых объектах;

- показано, что распределение атомов Ре2+ по структурно неэквивалентным позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах, полученное методом мессбауэровской спектроскопии с высоким скоростным разрешением, может быть использовано для оценки термической истории образцов обыкновенных хондритов;

Результаты мессбауэровских и металлографических исследований вещества обыкновенных хондритов могут быть использованы для иллюстрации фазовых и структурных превращений в металлах после экстремальных воздействий при чтении курсов "Материаловедение" и "Физические основы разрушения материалов".

Данная работа выполнена в рамках госбюджетных тем "Закономерности взаимосвязи структуры и функциональных свойств некоторых железосодержащих и мезогенных объектов живой и неживой природы" и "Спектроскопические и структурные особенности железосодержащих объектов живой и неживой природы" и грантов ФЦП "Интеграция", 2004 г., "Спектрометрические и морфологические характеристики Ре-содержащих минералов обыкновенных хондритов", (Министерство образования России, 2004-2005 гг.), "Мессбауэровская спектроскопия железосодержащих фаз обыкновенных хондритов" (Научная программа "Развитие научного потенциала высшей школы", 2005 г.), "Особенности фазовых превращений в Бе-М сплавах внеземного происхождения" № 06-08-00705-а (Российский фонд фундаментальных исследований, 2006-2008 гг.) и "Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением микро- и наноразмерных железосодержащих структур в объектах живой и неживой природы" (Программа "Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)'!).

Положения, выносимые на защиту:

Личный вклад автора

Постановка задачи исследования, выбор образцов и методов исследования были проведены совместно с научным руководителем и научным консультантом. Автором проведены подготовка образцов, металлографические исследования и электронно-зондовый микроанализ металла в хондритах, усовершенствована методика экстракции металлических кристаллов из вещества обыкновенных хондритов. Совместно с М.И. Оштрахом, О.Б. Мильдером и В.А. Семенкиным проведены долговременные измерения мессбауэровских спектров, планирование которых принадлежит автору. Совместно с М.И. Оштрахом проведена аппроксимация мессбауэровских спектров и интерпретация получепных параметров. Совместно с М.И. Оштрахом и В.И. Гроховским автор участвовал в подготовке научных публикаций. Расчеты по оценке равновесных температур кристаллов оливина и пироксена, характеризация хондритов по химическим группам на основе мессбауэровских параметров, обобщение результатов и формулировка выводов и защищаемых положений по диссертации выполнены автором.

Апробация работы

Основные результаты работы были представлены и обсуждены на XIII Российской студенческой конференции "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Екатеринбург, 2003), на 66-м, 68-м и 69-м Международных съездах метеоритного общества (Германия, Мюнстер, 2003; США, Гатлинбург, 2006; Швейцария, Цюрих, 2007), на V и VI Уральских школах-семинарах металловедов - молодых ученых (Екатеринбург, 2003, 2004), на IX и X Международных конференциях "Мессбауэровская спектроскопия и ее применения" (Екатеринбург, 2004; Ижевск, 2006), на совместно проводимых Международных конференциях по сверхтонким взаимодействиям и Международных симпозиумах по ядерным квадрупольным взаимодействиям (Германия, Бонн, 2004; Бразилия, Игуассу Фоле, 2007), на Международных конференциях по применению эффекта Мессбауэра (Франция, Монпелье, 2005; Индия, Канпур, 2007), на VI Молодежном семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (Екатеринбург, 2005), на II Международной школе "Физическое материаловедение" и XVII Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов" (Тольятти, 2006), на Двенадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков (Новосибирск, 2006), на XVI Российской молодежной научной конференции "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (Екатеринбург, 2006), на Международной конференции "Спектроскопия и кристаллохимия минералов" (Екатеринбург, 2007), на 6-й Европейской конференции по минералогии и спектроскопии (Швеция, Стокгольм, 2007).

Публикации

Объем и структура диссертации.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

5.4. Выводы

1. Измерение мессбауэровских спектров с высоким скоростным разрешением и их аппроксимация позволяют проводить более точный модальный фазовый анализ вещества обыкновенных хондритов.

2. На основании полученных значений параметров мессбауэровских спектров, измеренных с высоким скоростным разрешением, удалось разделить метеориты химических групп Н и Ь:

- по величине относительной площади компоненты М2 в оливине;

- по величине суммарной относительной площади оливина;

- по значениям относительного содержания Ре2+ в оливине и пироксене.

3. Получены оценки коэффициентов катионного упорядочения по позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах цельных метеоритов и оценки равновесных температур силикатных кристаллов, не подвергавшихся повторному нагреву, на основе данных мессбауэровской спектроскопии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целыо настоящей работы является исследование основных железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов химических групп Ы и Ь. Основной метод исследований - мессбауэровская спектроскопия с использованием высокостабильного прецизиониого мессбауэровского спектрометра с высоким скоростным разрешением — дополнялся методами металлографического анализа и электронно-зондового микроанализа. В рамках данной работы был проведен следующий комплекс исследований по изучению структуры железосодержащих кристаллов.

Изучены особенности сверхтонких взаимодействий ядер ^Ре в обыкновенных хондритах химических групп Н и Ь. Выполнено 2 серии измерений с представлением на 512 и 1024 канала. Аппроксимация спектров, измеренных с высоким скоростным разрешением, но представленных на 512 каналов (обычное представление для мессбауэровской спектроскопии с низким скоростным разрешением), позволила выявить компоненты, соответствующие металлу, троилиту, оливину, пироксену; в трех хондритах выявлена компонента, соответствующая соединению Ре3+. Обнаружено увеличение значений Н^ для металлических компонент спектров хондритов, которые претерпели ударное воздействие.

Аппроксимация мессбауэровских спектров обыкновенных хондритов, измеренных с высоким скоростным разрешением и представленных на 1024 канала, позволила провести более точный модальный фазовый анализ вещества обыкновенных хондритов - выявить новые компоненты в спектрах, которые не выявлялись в спектрах хондритов с низким скоростным разрешением. Получены данные, характеризующие структурно неэквивалентные позиции ядер 57Ре в решетках силикатных кристаллов.

Данные мессбауэровской спектроскопии сопоставлены с результатами металлографического исследования обыкновенных хондритов. Выявлена связь параметров сверхтонкой структуры компонент мессбауэровских спектров и особенностей структуры железосодержащих кристаллов обыкновенных хондритов.

Сравнение данных металлографии с параметрами металлических компонент мессбауэровских спектров позволило сопоставить оценки величин сверхтонкого магнитного поля на ядре 57Ре с металлическими фазами Ре(№, Со). Полученные из металлографии данные о фазовом составе металлических кристаллов обыкновенных хондритов согласуются с данными мессбауэровской спектроскопии.

Показаны возможности практического применения данных мессбауэровской спектроскопии для характеристики обыкновенных хондритов, оценки температур равновесного упорядочения в силикатных кристаллах обыкновенных хондритов.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие основные выводы:

- выявить компоненты, соответствующие структурно неэквивалентным позициям М1 и М2 для ионов Ре2+ в оливине и пироксене всех исследованных обыкновенных хондритов;

- описать металлическую компоненту спектров хондритов Саратов Ь4, Оханск Н4, Венгерово Н5, ШсЬаг^оп Н5 и Звонковое Н6 одним секстетом, характеризующим существенное преобладание одной фазы а—Ре(>Л, Со);

- описать металлическую компоненту спектров хондритов МЬа1е Ь5/6, Кунашак Ь6, Царев Ь5, Рапшп^оп Ь5 и М1. Тагеггак Ь5 суперпозицией двух секстетов, отражающих более сложный суперпозиционный характер металлической компоненты мессбауэровских спектров и характеризующих наличие нескольких фаз Ре(№, Со) в металлических кристаллах;

- выявить в спектрах всех метеоритов компоненты, соответствующие соединениям Ре3+.

2. Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением позволила выявить малые отличия параметров сверхтонкой структуры ядер 57Ре в одинаковых железосодержащих кристаллах (оливине, пироксене, металле и троилите соответственно) разных обыкновенных хопдритов, которые являются следствием вариаций в структуре и химическом составе этих кристаллов.

3. Методом металлографии и электронно-зондового микроанализа установлено, что преобладающей металлической фазой в метеоритах Саратов Ь4 и ШсЬагскоп Ь5 является а-Ре(№, Со) фаза, в метеоритах Венгерово Н5 и Звонковое Мб - а-Ре(№, Со) фаза с небольшими включениями у-Ре(№, Со) фазы, в метеорите МЬа1е Ь5/6 преобладают фазы а-Ре(№, Со) и а2-Ре(№, Со), в метеорите Кунашак Ь6 - а -Ре(№, Со) фаза и смесь фаз а'-Ре(№, Со) + у-Ре(№, Со), в метеоритах Царев Ь5, Рагт^ит Ь5 и М1:. Тагеггак Ь5 металлические кристаллы представлены фазами а-Ре(№, Со), а2-Ре(Ы1, Со) и смесью а'-Ре(№, Со)+у-Ре(М, Со). Полученные из металлографии данные о фазовом составе металлических кристаллов обыкновенных хондритов согласуются с данными мессбауэровской спектроскопии.

4. Впервые проведено измерение мессбауэровского спектра с высоким скоростным разрешением образца металлических кристаллов, выделенных из вещества обыкновенного хондрита Царев Ь5. Наилучшая аппроксимация полученного спектра позволила провести детальный анализ металлической компоненты и выявить суперпозицию трех секстетов, соответствующих ферромагнитным фазам: а-Ре(№, Со), а'-Ре(№, Со) и а2-Ре(№, Со) и синглета, соответствующего парамагнитной фазе у-Ре(№, Со). Металлография металла хондрита Царев Ь5 подтвердила наличие выявленных фаз Ре(№, Со).

6. На основании полученных значений параметров мессбауэровских спектров, измеренных с высоким скоростным разрешением, проведено разделение метеоритов химических групп Н и Ь: по величине относительной площади компоненты М2 в оливине; по величине суммарной относительной площади оливина; по значениям относительного содержания Бе2+ в оливине и пироксене.

7. Получены оценки коэффициентов катионного упорядочения по позициям М1 и М2 в оливинах и пироксенах цельных метеоритов и оценки равновесных температур силикатных кристаллов, не подвергавшихся повторному нагреву, на основе данных мессбауэровской спектроскопии.

В заключение автор выражает благодарность заведующему лабораторией мессбауэровской спектроскопии Семенкину Владимиру Алексеевичу и Мильдеру Олегу Борисовичу за помощь в проведении измерений мессбауэровских спектров, Волосниковой Александре Сергеевне и Мезенцеву Андрею Владимировичу за помощь в подготовке образцов, заведующему лабораторией метеоритики ГЕОХИ РАН Назарову Михаилу Александровичу и Ивановой Марине Александровне за полученное образование в области изучения метеоритов.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Петрова, Евгения Викторовна, Екатеринбург

1. Додд, Р.Т. Метеориты: Петрология и Геохимия / Р.Т. Додд. М.: Мир, 1986.-384 с.

2. Jarosewich, Е. Chemical analyses of meteorites: A compilation of stony and iron meteorite analyses / E. Jarosewich // Meteoritics. — 1990. № 25. - P. 323337.

3. Grossman, J.N. Properties of chondrules / J.N. Grossman, A.E. Rubin, H. Nagahara, E.A. King // Meteorites and the Early Solar Systems. Univ. Arizona Press. - 1988. - P. 619-659.

4. Keil, K. The Iron, Magnesium, and Calcium Distribution in Coexisting Olivines and Rhombic Pyroxenes of Chondrites / K. Keil, K. Fredrikson // J. of Geophysical Research. 1964. - Vol. 69. - P. 3487-3515.

5. Clayton, R. N. Oxygen isotope studies of ordinary chondrites / R.N. Clayton, Т.К. Mayeda, J.N. Goswami, E.J. Olsen // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991.-Vol. 55.-P. 2317-2337.

6. Van Schmus, W.R. A chemical-petrological classification for the chondritic meteorites / W.R. Van Schmus, J.A. Wood // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1967. - №. 31. - P. 747-765.

7. Афанасьев, С. Принципы классификации неравновесных выветрелых обыкновенных хондритов под микроскопом (неопубликованные данные)

8. Явнель, А.А. О классификации обыкновенных хондритов по химическому составу / А.А. Явнель // Метеоритика. 1982. - Вып. 41. - С. 67-71.

9. Afittalab, F. Composition of the metal implications regarding classification and metamorphism / F. Afittalab, J.T. Wasson // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1980. Vol. 44, № 3. - P. 431-446.

10. Bennet, M.E. Revised model for the thermal histories / M.E. Bennet, H.Y. Mc Sween // Meteoritics & Planetary Science. 1996. - Vol. 31, № 6. - P. 783792.

11. Stoffler, D. Shock metamorphism of ordinary chondrites / D. Stoffler, K. Keil, E.R.D. Scott // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1991. - № 55. - P. 38453867.

12. Rubin, A. Mineralogy of meteorite groups / A. Rubin // Meteoritics & Planetary Science. 1997. - № 32. - P. 231-247.

13. M.Fredriksson, K. Morro Do Rocio: An Unequilibrated H5 Chondrite / K. Fredriksson, F. Wlotska // Meteorites. 1985. - Vol. 20. - P. 467-479.

14. Massalski, T.V. Speculations about plessite / T.V. Massalski, F.R. Park, L.F. Vassamillet // Geochimica et Cosmochimica Acta. — 1966. Vol. 30. — P. 649662.

15. Bouchwald V.F. Handbook of Iron Meteorites / Univ. California Press, Berkely, California. 1975.

16. Rubin, A.E. Spade: An H chondrite impact melt breccia that experienced post-shock annealing / A.E. Rubin, R.H. Jones // Meteoritics & Planetary Science. -2003.-Vol. 38, №10.-P. 1507-1520.

17. Smith, B.A. The metallic microstructures and thermal histories of severely reheated chondrites / B.A. Smith, J.I. Goldstein // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1977.-Vol. 41.-P. 1061-1072.

18. Clarke, R.S. Tetrataenite ordered FeNi, a new mineral in meteorites / R.S. Clarke, E.R.D. Scott // American Mineralogist. - 1980. - Vol. 65. - P. 624-630.

19. Scott, E.R.D. Metallic minerals, thermal histories and parent bodies of some xenolitic, ordinary chondrite meteorites / E.R.D. Scott, R.S. Raj an // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1981. - Vol. 45 - P . 53-67.

20. Lambert, P. Comparative shock metamorphism study in 12 chondrites / P. Lambert, C. Lewis, C.B. Moore // Proceedings. XII Lunar and Planetary Science Conference. 1981P. 583-585.

21. Grokhovsky, V.I. Discontinuous precipitation reactions in a and y phases ofmeteoritic metal / V.I. Grokhovsky, H.J. Axon // Journal of Materials and Science Letters. 1982. - Vol.1. - P. 485-488.

22. Grokhovsky, V.I. Plessite formation by discontinuous precipitation reaction from y-Fe,Ni in Richardton ordinary chondrite / V.I. Grokhovsky, A.W.R. Bevan // Nature. 1983. Vol. 301, № 5898. - P. 322-324.

23. Holland-Duffield, C.E. The structure and composition of taenite particles in two type VI ordinary chondrites / C.E. Holland-Duffield, D.B. Williams, J.I. Goldstein//Meteoritics. 1991,- Vol. 26.-P. 97-103.

24. Bennet, M.E. The effects of shock metamorphism on metal textures and metallographic cooling rates in L-group ordinary chondrites / M.E. Bennet, H.Y. Mc Sween // Meteoritics, 1993. Vol. 28. - P. 322.

25. Rubin, A. Mineralogy of meteorite groups / A. Rubin // Meteoritics & Planetary Science. 1997. - Vol. 32. - P. 231-247.

26. Kut'in, A.B. On the transcristallyne fracture due to intragranular cristallographically ordered precipitation of second phase / A.B. Kut'in, V.I. Grokhovsky // The Physics of Metall and Metallography. 1998. - Vol. 85, №2.-P. 226-233.

27. Reisener, R.J. A preliminary study of zoneless plessite in ordinary chondrites / R.J. Reisener, J.I. Goldstein // 29th Lunar and Planetary Science Conference. Absracts. 1998. - Abstract #1302.

28. Newman, J.A. Kamacite formation by discontinuous precipitation type reactions in low shock, types 4-6 ordinary chondrites / J.A. Newman, R.J. Reisener, J.I. Goldstein // 64th Meteoritical Society Meeting. Abstracts. 2001. -Abstract #5435.

29. Kimura, M. Fe-Ni metal in primitive chondrites: Indicators of classification and metamorphic conditions / M. Kimura, J. N. Grossman, M.K. Weisberg // 37th Lunar and Planetary Science Conference. Abstracts. 2006. - Abstract #1260.

30. Рроховский В.И. Особенности строения частиц тэнита в метеорите Оханск Н4 / В.И. Гроховский // Метеоритика. 1988. - Вып. 47. - С. 57-60.

31. Zanda, В. The history of metal and sulfides in chondrites / B. Zanda, Y. Yu, M.

32. Albertsen, J.F. Structure of taenite in two iron meteorites / J.F. Albertsen, J.M. Knudsen, G.B. Jensen // Nature. 1978. - Vol. 273. - P. 453-454.

33. Albertsen, J.F. Meteorites and thermodynamic equilibrium in f.c.c. iron-nikel alloys (25-50%Ni) / J.F. Albertsen, J.M. Knudsen, N.O. Roy-Poulsen, L. Vistesen // Physica Scripta. 1980. - Vol. 22, № 2. - P. 171-175.

34. Albertsen, J.F. On the fine structure of meteoritical taenite/tetrataenite and its interpretation / J.F. Albertsen, H.P. Neilsen, V.F. Buchwald // Physica Scripta.- 1983.-Vol. 27, №4. -P. 314-320.

35. Albertsen, J.F. Mossbauer effect studies of taenite lammeale of an meteorite Cape York (III A) / J.F. Albertsen, J.M. Knudsen, M. Aydin // Physica Scripta.- 1978. Vol. 17, № 4. - P. 476-472.

36. Danon, J. Iron-nikel 50-50 superstructure in the Santa Catharina meteorite / J. Danon, R.Scorzelli, I.S. Azevedo, W. Curvello, J.F. Albertsen // Nature. -1979. Vol. 277. - P. 283-284.

37. Albertsen, J.F. Ordered Fe-Ni, tetrataenite, and the cooling rate of iron meteorites below 320°C / J.F. Albertsen, N.O. Roy-Poulsen, L. Vistesen // Meteoritics. 1980. - Vol. 15. - P. 258.

38. Kuzmann, E. Critical review of analytical applications of Mossbauer spectroscopy illustrated by mineralogical and geological examples / E. Kuzmann, S. Nagy, A. Vertes // Pure and Applied Chemistry. 2003. - Vol. 75, №6.-P. 801-858.

39. Grokhovsky, V.I. Structural studies of iron meteorite Dronino / V.I. Grokhovsky, M.I. Oshtrakh, O.B. Milder, V.A. Semionkin, R.M Kadushnikov, S.A. Glazkova // 36th Lunar and Planetary Science Conference. 2005. -Abstract #1980.

40. Grokhovsky, V.I. Mossbauer spectroscopy of iron meteorite Dronino and products of its corrosion / V.I. Grokhovsky, M.I. Oshtrakh, O.B. Milder, V.A. Semionkin // Hyperfine Interactions. 2005. - Vol. 166. - P. 671-677.

41. Гроховский, В.И. Мессбауэровское исследование железных метеоритов и продуктов их коррозии / В.И. Гроховский, М.И. Оштрах, О.Б. Мильдер,

42. B.А. Семенкин // Известия РАН, Серия Физическая. 2005. - Т. 69, №10.1. C. 1526-1532.

43. Grokhovsky, V.I. Comparative study of meteorites Bilibino and Sikhote-Alin by Mossbauer spectroscopy / V.I. Grokhovsky, O.B. Milder, V.A. Semionkin, M.I. Oshtrakh // 66th Meteoritical Society Meeting. Abstracts. 2003. -Abstract # 5284.

44. Cabanillas, E.D. An hexahedrite meteorite from the Campo del Cielo Fall / E.D. Cabanillas, T.A. Palacios // Planetary Space Science. 2006. - Vol. Issue 3. -54.-P. 303-309.

45. Scorzelli, R.B. Application of the Mossbauer effect to the study of meteorites -a review / R.B. Scorzelli // Hyperfine Interactions. 1991. - № 66. - P. 249258.

46. Scorzelli, R.B. Mossbauer study of shock-induced effects in the ordered alloy Fe50Ni50 in meteorites / R.B. Scorzelli, I.S. Azevedo, J. Danon, M.A. Meyers // J. of Physics F: Metal Physics. 1987. - Vol. 17, Issue 9. - Id. 024.

47. Rancourt, D.G. Low-spin yLs -Fe-Ni proposed as a new meteoritic mineral -Reply / D.G. Rancourt, R.B. Scorzelli // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 1997.-Vol. 174, Issue 3. - P. 324-330.

48. Rancourt, D.G. Magnetism of Earth, Planetary and Environmental nanomaterials / D.G. Rancourt // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. — Nanoparticles and the Environment. 2001. - Vol. 44. - P. 1-58.

49. Chadwick, J. Comments on the proposal of low-spin y-Fe-Ni (yLS) in meteorites as a new mineral / J. Chadwick // J. of Magnetism and Magnetic Materials. -1997. Vol. 174, Issue 3. - P. 321-323.

50. Scorzelli, R.B. Meteorites: Messengers from the Outer Space / R.B. Scorzelli // J. of Brazilian Chemical Society. 2008. - Vol. 19, No. 2. - P. 226-231.

51. Scorzelli, R.B. A study of phase stability in invar Fe-Ni alloys obtained by non-conventional methods / R.B. Scorzelli // Hyperfine Interactions. 1997. — №110.-P. 143-150.

52. Rancourt, D.G. Invar behavior in Fe-Ni alloys is predominantly a local moment effect arising from the magnetic exchange interactions between high moments / D.G. Rancourt // Phase Transitions. 2002. - Vol. 75, № 1-2. - P. 201-209.

53. Abdu, Y.A. Field-induced local magnetic moments in y (FCC) Fe-Ni anti-Invar alloys / Y.A. Abdu, Ii. Annersten, T. Ericsson, P. Nordblad // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2004. - № 280. - P. 243-250.

54. Paduani, C. Electronic structure and magnetic properties of bcc Fe-Ni alloys / C. Paduani // Physica Status Solidi. (b). 2003. - Vol. 240, № 3. - P. 634-639.

55. Guensburger, D. Theoretical study of magnetism and Mossbauer hyperfine interactions in ordered FeNi and disordered fee Fe-rich FeNi alloys / D. Guensburger, J. Terra // Physical Review B. 2005. - Vol. 72, Issue 2. - Id.

56. Hamzaoui, R. X-ray diffraction and Mossbauer studies of mechanically alloyed Fe-Ni nanostructured powders / R. Hamzaoui, O. Elkedim, J.M. Grene'che, E. Gaffet // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2005. - Vol. 294. - P. el45-el49.

57. Hamzaoui, R. Structure, magnetic and Mossbauer studies of mechanically alloyed Fe-20 wt.% Ni powders / R. Hamzaoui, O. Elkedim, E. Gaffet, J.M. Greneche // J. of Alloys and Compounds. 2006. - № 417. - P. 32-38.

58. Djekoun, A. Synthesis and characterization of high-energy ball milled nanostructured Fe5oNi5o / A. Djekoun, A. Otmani, B. Bouzabata, L. Bechiri, N. Randrianantoandro, J.M. Greneche // Catalysis Today. — 2006. № 113. -P. 235-239.

59. Akturk, S. Formation and magnetic properties of butterfly-shaped martensite in an Fe-Ni-Cr alloy / S. Akturk, T.N. Durlu // Material Science and Engineering A. 2006. - Vol. 438-40. - P. 292- 295.

60. Vincze, I. Hyperfine field and magnetic moments in b.c.c. Fe-Co and Fe-Ni / I. Vincze, I.A. Campbell, A.J. Meyer // Solid State Communications. 1974. -Vol. 15.-P. 1495-1499.

61. Valderruten, J.F. Study of Fe-Ni alloys produced by mechanical alloying / J.F. Valderruten, G.A. Pe'rez Alcazar, J.M. Greneche // Physica B: Condenced Matter, 2006. Vol. 384, Issues 1-2. - P. 316-318.

62. Enio Lima Jr., Influence of chemical disorder on the magnetic behavior and phase diagram of the FexNiix system / Enio Lima Jr., Valderes Drago // J. of Magnetism and Magnetic Materials. 2004. - № 280. - P. 251-256.

63. Wojnarowska, A. New mineralogical phases identified by Mossbauer measurements in Morasko meteorite / A. Wojnarowska, T. Dziel, J. Gata^zka-Friedman, L. Karwowski // Hyperfine Interactions. 2008. - Vol. 186. - P. 167-171.

64. Kruse, O. Phase transitions and kinetics in natural FeS measured by X-ray diffraction and Mossbauer spectroscopy at elevated temperatures / O. Kruse // American Mineralogist. 1992. - Vol. 77. - P. 391-398.

65. Kruse, O. Mössbauer and X-ray study of the effects of vacancy concentration in synthetic hexagonal pyrritites / O. Kruse //American Mineralogist. 1990. -Vol. 75 -P. 755-763.

66. Koch, C.B. Weathering of iron meteorites from Monturaqui, Chile / C.B. Koch, V.F. Buchwald // Meteoritics. 1994. - Vol. 29, № 4. - P. 443.

67. Sprenkel-Segel, E.L. Mössbauer investigation of the unequilibrated ordinary chondrites / E.L. Sprenkel-Segel // Meteorite Research Proc. Sympos. Vienna, 1968. Derdrecht. - 1969. - P. 93-105.

68. De Oliveira, J.C.P. Mössbauer study of the Putinga chondrite / J.C.P. de Oliveira, M.I. da Costa Jr., A. Vasquez, A. Roisenberg, N. Vieia Jr. // Physica Scripta. 1988.-Vol. 37, № l.-P. 185-187.

69. Zhang, Y. Mössbauer study of the Jilin and Xinyang meteorites / Y. Zhang, J.G. Stevens, Y. Li, Zh. Li // Hyperfine Interactions. 1994. - Vol. 91. - P. 547-550.

70. Grandjean, F. A Mössbauer spectral study of the Jilin meteorite / F. Grandjean, G.J. Long, D. Hautot and D.L. Whitney // Hyperfine Interactions. 1998. - № 116.-P. 105-115.

71. Abdu, Y.A. Mössbauer spectroscopy, X-ray diffraction and electron microprobe analysis of the New Hafla meteorite / Y.A. Abdu, T. Ericsson // Meteoritics & Planetary Science. 1997. - № 32. - P. 373-375.

72. Gismelseed, A.M. Studies and characterizations of the Al Zarnkh meteorite / A.M. Gismelseed, S. Bashir, M.A. Worthing, A.A. Yousif, M.E. Elzain, A.D. al Rawas, H.M. Widatallah // Meteoritics & Planetary Science. 2005. - Vol. 40, №2.-P. 255-259.

73. Barb, D. Mössbauer studies on Moci (Romania) meteorite / D. Barb, M. Morariu, L. Diamandescu, V. Znamirovschi, D. Ciurchea, A.Motiu // Annalesde Geophysique. 1982. - Vol. 38, № 6. - P. 875-879.

74. Lipka, J. First Mossbauer study of the Slovak meteorite from Rumanova / J. Lipka, I. Rojkovic, I. Toth, M. Siberini // Czechoslovak J. of Physics. 1997. -Vol. 47, № 5.-P. 529-532.

75. A1-Rawas, A.D. Studies on Uruq al Hadd meteorite / A.D. Al-Rawas, A.M. Gismelseed, A.A. Yousif, M.E. Elzain, M.A. Worthing, A. Al-Kathiri, E. Gnos, B.A. Hofmann, D.A. Steele // Planetary and Space Science. 2007. - Vol. 55. -P. 859-863.

76. Rusanov, V. Mossbauer study of the Pavel and Gumoschnik meteorites, and some meteorwrongs / V. Rusanov, V. Gushterov, P. Nedialkov // J. of Optoelectronics and Advanced Materials. 2007. - Vol. 9, No. 2. - P. 406-408

77. Paliwal, B.S. Bhawad L(LL)6 chondrite: Petrography and Mossbauer study / B.S. Paliwal, M.S. Sisodia, R.P. Tripathi // Current Science. 2002. - Vol. 83, №9-10.-P. 1072-1071.

78. Abdu, Y.A. A new method for the extraction of the metal particles of ordinary chondrites: Application to the Al Kidarate (H6) and New Haifa (L4) meteorites / Y.A. Abdu // 67-th Meteoritical Society Meeting. 2004. - Abstract #5033.

79. Kong, P. Chemical characteristics of metal phases of the Richardton H5 chondrite / P. Kong, M. Ebihara, H. Nakahara, and K. Endo // Earth and Planetary Science Letters. 1995. - Vol. 136, Issues 3-4. - P. 407-419.

80. Kong, P. Metal phases of L-chondrites: Their formation and evolution in nebula and in the parent body / P. Kong, M. Ebihara // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. - Vol. 60, № 14. - P. 2667-2680.

81. Bahgat, A.A. Mössbauer study of El-Bahrain meteorite / A.A. Bahgat, M.A. Ahmed, A.A. Barakat, T.M. Ramadan // J. of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 2000. - Vol. 245, № 3. - P. 615-618.

82. Ludwig, A. The Investigations of chondritic meteorites by X-ray Diffraction and Mössbauer effect methods / A. Ludwig, W. Zarek, E. Popeil // Acta Physica Polonica A. 2001. - Vol. 100,№ 5.-P. 761-765.

83. Danon, J. Iron-nikel superstructure in metal particles of chondrites / J. Danon, R.B. Scorzelli, LS. Azevedo, M.C. Michel-Levy // Nature. 1979. - № 281.-P. 469-471.

84. Danon, J. Mössbauer spectrum and Debye-Scherrer pattern of the ordered phase FeNi (superstructure Ll0) / J. Danon, R. B. Scorzelli, I.S. Azevedo, K. Imakuma // Physica Scripta. 1980. - № 21. - P. 223-224.

85. Zarek, W. Mössbauer study of the El Hammami olivine-bronzite meteorite / W. Zarek, E. S. Popiel, M. Tuszynski, E. Teper // Nukleonika. 2004. - № 49, Sup. 3.-P. S59-S62.

86. Verma, H.C. Mössbauer spectroscopic studies of an oxidized ordinary chondrite fallen at Itlawa-Bhopji, India / H.C. Verma, A. Rawat, B.S. Paliwal, R.P Tripathi // Hyperfine Interactions. 2002. - Vol. 142. - P. 643-652.

87. Verma, H.C. Systematics of Mössbauer absorption areas in ordinarychondrites and application to newly fallen meteorite in Jodhpur, India / H.C. Verma, K. Jee, R.P. Tripathi // Meteoritics & Planetary Science. 2003. - Vol. 38, №6.-P. 963-967.

88. Bland, P.A. The flux of meteorites to the Earth and weathering in hot desert ordinary chondrite finds / P.A. Bland, F.J. Berry, T.B. Smith, S.J. Skinner, C.T. Pillinger // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1996. - Vol. 60, № 11.— P. 2053-2059.

89. Bland, P.A. Rapid weathering in Holbrook: An iron-57 Mossbauer spectroscopy study / P.A. Bland, F.J. Berry, and C.T. Pillinger // Meteoritics & Planetary Science. 1998. - Vol. 33.-P. 127-129.

90. Solberg, T.C. Iron Mossbauer Spectral Study of Weathering Antarctic and SNC Meteorites / T.C. Solberg, R.G. Burns // Proceedings. 19th Lunar and Planetary Science Conference. 1989. - P. 313-322.

91. Forder, S.D. A Mossbauer study of meteorites a possible criterion on identify meteorites from the same parent body? / S.D. Forder, P.A. Bland, J. Galazka-Freidman, M. Urbanski, Z. Gontarz, M. Milczarek, N. Bakun

92. Czubarow // Hyperfine Interactions (C). 2001. - Vol. 5. - P. 405-408.

93. Малышева, T.B. Эффект Мёссбауэра в геохимии и космохимии / Т.В. Малышева. М. Наука, 1975. - 166 с.

94. Duncan, J.F. The determination of the cation distribution in olivine from single crystal Mossbauer studies / J.F. Duncan, J.H. Johnston // Austral. J. of Chemistry. 1973. - Vol. 26, № 2. - P. 231-239.

95. Nord, A.G. The cation distribution in synthetic Mg-Fe-Ni olivines / A.G. Nord//American Mineralogist. 1982.-Vol. 67.-P. 1206-1211.

96. Van Alboom, A. Study of the Dependence of the hyperfine parameters inс "Jtwo orthopyroxenes by Fe Mossbauer spectroscopy / A. van Alboom, E. de Grave, R.E. Vandenberghe // Physics and Chemistry of Minerals. 1993. -Vol. 20.-P. 263-275.

97. Pasternak, M.P. Magnetic ordering transition in Mg0,9Fe0>iSiO3 orthopyroxene / M.P. Pasternak, R.D. Taylor, R. Jeanloz, S.R. Bohlen // American Mineralogist. 1992. - Vol. 77. - P. 901-903.

98. Wang, L. Fe-Mg order-disorder in orthopyroxenes / L. Wang, N. Moon, Y. Zhang, W.R. Dunham, E.J. Essene // Geochimica et Cosmochimica Acta. -2005. -Vol. 69, № 24. P. 5777-5788.

99. American Mineralogist. 2001. - Vol. 86. - P. 957-964.1. С'J

100. De Grave, E. Fe Mossbauer-effect studies of Ca-rich, Fe-bearing clinopyroxenes: Part III. Diopside / E. de Grave, S.G. Eeckhout // American Mineralogist.-2003.-Vol. 88.-P. 1145-1152.

101. Eeckhout, S.G. Temperature dependence of the hyperfine parameters of synthetic P2\/c Mg-Pe clinopyroxenes along the MgSiOs-FeSiCb join / S.G. Eeckhout, E. de Grave, C.A. McCammon, R. Vochten // American Mineralogist. 2000. - Vol. 85. - P. 943-952.

102. Chevrier, V. Magnetic study of an Antarctic weathering profile on basalt: Implications for recent weathering on Mars / V. Chevrier, P.-E. Math, P. Rochette, H.P. Gunnlaugsson // Earth and Planetary Science Letters. 2006. -Vol. 244.-P. 501-514.

103. Klima, R.L. Spectroscopy of synthetic Mg-Fe pyroxenes I: Spin-allowed and spin-forbidden crystal field bands in th visible and near infrared / R.L. Klima, C.M. Pieters, M.D. Dyar // Meteoritics & Planetary Science. 2007. - Vol. 42, №2.-P. 235-253.

104. Koblitz, J. MetBase. Version 5.0: Meteorite Data Retrieval Program. CD, 2000.

105. The Meteoritical Bulletin 1997. MAPS 32, №81.-P. A159-A166.

106. De Grave, E. Mossbauer study of the high-temperature Co substituted magnetites, Co^Fe3v04. I. x<0.04. / E. de Grave, R.M. Persoons, R.E. Vandenberghe, P.M.A. de Bakker // Physical Review B. 1993. - Vol. 47. - P. 5881-5893.

107. Oshthrakh, M.I. Study of metal extracted from Tzarev L5 chondiite by Mössbauer spectroscopy and metallography / M.I.Oshthrakh, E.V. Zhiganova // Meteoritics & Planetary Science. 2006. - Vol. 41, Suppl. - P. A198.

108. Irlcaev S.M., Kupriyanov V.V., Semionkin V.A. Method of Registration of Nuclear y-Resonance. British Patent No 10745. 7 May, 1987.

109. Zhiganova, E.V. Mössbauer effect study of iron containing phases in ordinary chondrites / E.V. Zhiganova, M.I. Oshtrakh, V.l. Grokhovsky, O.B. Milder, V.A. Semionkin // Meteoritics & Planetary Science. 2005. - Vol. 40, Suppl.-P. A174.

110. Жиганова, Е.В. Структура металла в обыкновенных хондритах // VI Молодежный семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества. Тез. докл. Екатеринбург. 2005. — С. 23.

111. Жиганова, Е.В. Мессбауэровское исследование железосодержащих фаз обыкновенных хондритов разных типов / Е.В. Жиганова, М.И. Оштрах,

112. В.И. Гроховский // ВНКСФ 12, Новосибирск. - 2006. - С. 507-508.

113. Zhiganova, E.V. Mössabuer spectroscopy of ordinary chondrites: an analysis of the metal phases / E.V. Zhiganova, M.I. Oshtrakh, O.B. Milder, V.l. Grokhovsky, V.A. Semionkin, A.V. Mezentsev // Hyperfine Interactions. — 2005. Vol. 166. - P. 665-670.

114. Skinner, W.M. XPS identification of bulk hole defects and itinerant Fe 3d electrons in natural troilite (FeS) / W.M. Skinner, H.W. Nesbitt, A.R. Pratt // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2004. - Vol. 68. - P. 2259-2263.

115. Murad, E. Iron oxides and oxyhydroxides / E. Murad, J.H. Johnston // Mössbauer Spectroscopy Applied to Inorganic Chemistry. — Ed. G.J. Long: Plenum Publishing Corporation, New York 1987. - Vol. 2, P. 507-582.

116. Migdisova, L.F. Tsarev meteorite: the new shock-metamorphized chondrite / L.F. Migdisova, N.I. Zaslavskaya, A.V. Ivanov, V.l. Grokhovsky, // Lunar & Planetary Science. 1982.-Vol. 13.-P. 518.

117. Гроховский, В.И. Состав и структура никелистого железа в хондрите Царев / В.И. Гроховский, Е.А. Горелова, В.И. Заславская // Метеоритика. -1982.-№41.-С. 37-40.

118. Oshtrakh, M.I. Identification of Ml and M2 Sites in Olivine and Pyroxene by Mössbauer Spectroscopy of Ordinary Chondrites / M.I. Oshtrakh, E.V. Zhiganova // Meteoritics & Planetary Science. 2006. - Vol. 41, Suppl. - P. A136.

119. Гроховский, В.И. Мессбауэровская спектроскопия с высоким скоростным разрешением в исследовании метеоритов / В.И. Гроховский, Е.В. Жиганова, М.Ю. Ларионов, К.А. Уймина, М.И. Оштрах // Физика металлов и металловедение. 2008. - Т. 105, №2. - С. 189-200.

120. Oshtrakh, M.I. Mössbauer spectroscopy with high velocity resolution in the study of ordinary chondrites / M.I. Oshtrakh, E.V. Petrova, V.l. Grokhovsky, V.A. Semionkin//Hyperfine Interactions. 2008. - Vol. 186.-P. 61-68.

121. Oshtrakh, M.I. A study of ordinary chondrites by Mössbauer spectroscopy with high-velocity resolution. / M.I. Oshtrakh, E.V. Petrova, V.l. Grokhovsky, V.A. Semionkin // Meteoritics & Planetary Science. 2008. - Vol. 43, №5. - P. 941-958.

122. Zhiganova, E.V. Study of metal grains extracted from chondrite Tzarev L5 by Mössbauer spectroscopy with high velocity resolution / E.V. Zhiganova, M.I. Oshtrakh, V.l. Grokhovsky, V.A. Semionkin // XIV International

123. Conference on Hyperfine Interactions & XVIII International Symposium on Nuclear Quadrupole Interactions. 2007. - P. 111.

124. Petrova, E.V. Study of metal grains extracted from chondrite Tzarev L5 using Mossbauer spectroscopy with high velocity resolution / E.V. Petrova, M.I. Oshtrakh, V.I. Grokhovsky, V.A. Semionlcin // Hyperfine Interactions. -2007.-Vol. 177.-P. 81-87.

125. Baldokhin, Yu.V. On the exhibition of high and low spin states of the fee phase in ultrafine Fe and Fe Ni particles / Yu.V. Baldpkhin, P.Ya. Kolotyrkin, Yu.I. Petrov, E.A. Shafranovsky // Physical Letters A. 1994. - Vol.189. - P. 137-139.