dc.contributor.author
Kadlag, Yogita
dc.date.accessioned
2018-06-07T19:23:44Z
dc.date.available
2015-07-09T07:59:57.969Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/6052
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-10251
dc.description.abstract
Abundances of highly siderophile elements (HSE: Re, Os, Ir, Ru, Pt, Rh, Pd and
Au), chalcogen elements (S, Se and Te) and Os isotopic composition in
components of chondrites are important to constrain the element fractionation
processes in the early solar nebula, alteration processes on the meteorite
parent bodies and later element fractionation processes during terrestrial
weathering in case of meteorite finds. All components of the EH chondrites
show higher Au/HSE compared to CI and other chondrites. The history of the
components of EH chondrites is complex and involves early fractional
condensation and loss of refractory element rich phases, subsequent
condensation of moderately volatile elements in a highly reduced
environmentwith partly chalcophile behavior of Au during this stage and
melting, evaporation and recondensation of metal grains in sulfur rich
environments. Primary variations of the HSE abundances and ratios in the
components of carbonaceous chondrites were overprinted by the parent body
alteration processes. Fractional condensation and isolation of refractory
metal alloys was a major early process, responsible for the element variation
in carbonaceous chondrites. Some refractory metal alloys were trapped in
silicates and occur in nonmagnetic fractions. A Pd depleted component occurs
in themajor HSE carrier phases present in the Allende and Murchison. This
component is either the product of fractional condensation (the complementary
Pd rich component is missing) or resulted from the evaporation of Pd during
high temperature processing of metal. Gold is heterogeneously distributed in
different splits of the Allende and Murchison bulk rocks. Components of
Murchison show similar heterogeneous distribution of Au, which was likely
caused by aqueous alteration. In case of Allende linear correlations of
siderophile and chalcophile elements (Te-Se, S-Se, Ni/Fe-Co/Fe and Au-Pd) in
the components suggest that the chemical variations reflect mixing of
components with compositions affected by preaccretionary processes (e.g.
inherited from chondrule formation). The complementary behavior of some
concentrations and element ratios, and CI chondrite like compositions in the
bulk rock of Allende (such as, Cr-Fe, refractory HSE-Ir, S-Se and Te-Se)
suggest closed system behavior during alteration and chondrule formation.
Higher refractory element/volatile element ratios in Allende compared to
Murchison may reflect differences in heliocentric distances in which the dust
assemblages of Allende and Murchison were processed. Ordinary chondrites are
depleted in refractory HSE in the order H < L < LL, consistent with the
decreasing Fe-Ni metal content, which is also the main host phase of the HSE.
An important difference among these ordinary chondrite groups are the higher
HSE abundances of metal rich fractions of LL chondrites compared to metal rich
fractions of H chondrites. This behavior of metal suggests that the proportion
of HSE relative to Fe and Ni was not homogenous in the formation regions of
the different ordinary chondrite groups. Despite of these differences, all
groups of ordinary chondrites contain a common component in silicate rich
fractions that is depleted in Pd compared to other HSE. The chalcogen element
systematics in enstatite chondrites were influenced by volatility-controlled
fractionation and partly by terrestrial weathering. This study suggests that
enstatite chondrite finds from hot desert show significant disturbance in the
chalcogen element systematics due to S loss, compared to minor or almost no
disturbance in ordinary chondrite finds from cold deserts. Thus, sulfur
mobilization and loss during weathering in different chondrite compositions is
highly dependent on the processes in these different terrestrial environments.
Loss of Te during terrestrial weathering is very unlikely. Nearly similar Te
depletion in H, L and LL chondrites compared to CI chondrites suggests that Te
loss is independent of the removal of Fe-Ni metal from L and LL chondrites.
Tellurium shows different geochemical behavior in the components of different
chondrites classes. Variation diagrams of Te with Se, S and the HSE indicate
that Te is chalcophile in components of carbonaceous chondrites,whereas it is
predominantly siderophile in the components of ordinary and enstatite
chondrites. The depletion of Te compared to S and Se in components of ordinary
and EH chondrites are due to its siderophile nature during condensation and
subsequent evaporation during melting of metal grains. The possible role of
thermal metamorphism on meteorite parent bodies on the S-Se-Te abundance
systematics is difficult to evaluate. The well preserved correlations between
HSE (Ir or Pd) and Te in almost all components of ordinary and enstatite
chondrites favour the hypothesis that the Te loss is inherited from high
temperature processes in the solar nebula. Rhenium is the most refractory
element under solar conditions, but highly mobile in oxidizing environments
compared to other elements analyzed in this study. Many of the chondrite
components analyzed in this study show non-isochronous behavior in the Re-Os
isochron diagram which was likely caused by the redistribution of Re among the
components. Particularly in samples of small size (less than 10mg)
frommeteorite finds, the 187Re-187Os systematics is highly susceptible to
terrestrial weathering and hydrothermal/aqueous alteration. Relative and
absolute abundances of HSE and chalcogen elements in separated components of
unequilibrated chondrites from different classes showresolvable differences
indicating that the chondrite precursors are heavily influenced by non-
equilibrium condensation/evaporation processes and heterogeneous sampling of
primitive and already processed dust. The HSE abundance patterns of separated
components of unequilibrated chondrites from different classes indicate the
existence of at least two types of HSE carrier phases in chondrite components.
Refractory HSE carrier phases in some components were never completely
equilibrated with the Fe-Ni metal in the same rocks. Compositions of
unequilibrated solar system objects were affected by the local or regional
heterogeneity in the solar nebula before the accretion of the chondrite
components. Collision and fragmentation processes were prominent in the early
solar system and even some of most unequilibrated enstatite and ordinary
chondrites contain fragments of material which likely formed from collision,
melting and evaporation of primitive and differentiated precursors. Thus, it
is very likely that the building materials of planetary bodies were influenced
by similar local or regional differences in elemental abundances in the
nebula. Therefore, the initial elemental composition of the terrestrial
planets may not reflect the average solar system composition. In order to
better understand and construct the bridge between the early solar system
processes and evolution of planetary bodies, mass balance of different
components which were accreted into planetesimals need to be identified in
further studies.
de
dc.description.abstract
Häufigkeiten von hoch siderophilen Elementen (HSE: Re, Os, Ir, Ru, Pt, Rh, Pd
and Au), chalkogenen Elementen (S, Se und Te) und die Osmium-
Isotopenverhältnisse in Chondritkomponenten liefern wichtige Hinweise um
Element- Fraktionierungsprozesse im solaren Nebel, Alterationsprozesse auf den
Meteoritmutterkörpern und, im Falle von gefundenen Meteoriten, terrestrische
Alterationsprozesse zu identifizieren. Alle Komponenten der EH- Chondrite
zeigen größere Au/HSE-Verhältnisse als CI- und andere Chondrite. Die Evolution
der Komponenten der Enstatitchondrite ist komplex und beinhaltet frühe
fraktionierte Kondensation und Verlust von an refraktären Elementen
angereicherten Phasen, die nachfolgende Kondensation von mäßig volatilen
Elementen in stark reduzierter Umgebung, Gold verhält sich während dieser
Phase wahrscheinlich teilweise chalkophil und Aufschmelzen, Evaporation und
Rekondensation von Metallkörnern in schwefelreicher Umgebung. Primäre
Variationen der HSE- Häufigkeiten und Verhältnisse in den Komponenten der
kohligen Chondrite sind von späteren Alterationsprozessen auf den
Mutterkörpern überprägt worden. Fraktionierte Kondensation und Isolierung von
refraktären Metalllegierungen war ein früher Hauptprozess, welcher für die
Elementverteilung in kohligen Chondriten verantwortlich ist. Einige refraktäre
Metalllegierungen wurden in Silikaten gefangen und treten in den nicht-
magnetischen Fraktionen auf. Eine Pd- verarmte Komponente tritt in der
wichtigsten HSE-tragenden Phase auf, die in Allende und Murchison vorhanden
ist. Diese Komponente ist entweder das Produkt fraktionierter Kondensation
(die komplementäre Pd- reiche Komponente fehlt) oder resultiert aus der
Evaporation von Pd während eines Hochtemperaturprozesses.Au ist ungleichmäßig
auf die verschiedenen Teile vom Allende- und Murchison-Gesamtgestein verteilt.
Gold ist in verschiedenen Teilen der Allende und Murchison Gesamtgesteine
heterogen verteilt. Komponenten von Murchison zeigen eine ähnlich heterogene
Verteilung von Gold, welche wahrscheinlich durch wässrige Alteration
verursacht wurde. Im Fall von Allende deuten lineare Korrelationen von
siderophilen und chalkophilen Elementen (T-Se, S-Se, Ni/Fe-Co/Fe und Au-Pd) in
den Komponenten auf chemische Variationen hin, welche die Mischung von
Komponenten wiederspiegeln, die durch vor- akkretionäre Prozesse beeinflusst
wurden (z.B. von der Bildung der Chondren ererbt). Das komplementäre Verhalten
einiger Konzentrationen und Elementverhältnisse und CI- ähnliche
Zusammensetzungen des Allende Gesamtgesteins (wie: Cr-Fe, refraktäre HSE-Ir,
S-Se und Te-Se) deuten auf ein „geschlossenes-System-Verhalten“ während der
Alteration und Bildung der Chondren hin. Größere Verhältnisse zwischen
refraktären zu volatilen Elementen in Allende als in Murchison können
eventuell von Unterschieden in den heliozentrischen Distanzen zwischen
Murchison und Allende herrühren, in denen die Staubansammlungen von Allende
und Murchison prozessiert wurden. Gewöhnliche Chondrite zeigen eine Verarmung
an refraktären HSE in der Reihenfolge H < L < LL. Die Verarmung ist
gegenläufig zum Fe-Ni-Metallgehalt in den Chondriten, welche die
Hauptträgerphase der HSE in diesen Chondriten ist. Ein wichtiger Unterschied
unter diesen gewöhnlichen Chondritgruppen sind die größeren HSE- Häufigkeiten
der metallreichen Fraktionen der LL Chondrite verglichen mit den metallreichen
Fraktionen der H- Chondrite. Dieses Verhalten der Metalle lässt darauf
schließen, dass die Verteilung der HSE relativ zu Fe und Ni in den
Bildungsregionen der verschiedenen gewöhnlichen Chondritgruppen nicht homogen
war. Trotz dieser Unterschiede beinhalten alle Gruppen von gewöhnlichen
Chondriten eine häufige Komponente in den silikatreichen Fraktionen, die
verglichen mit den anderen HSE an Pd verarmt ist. Die Systematik der
chalkogenen Elemente in Enstatitchondriten ist von Evaporation und
terrestrischer Verwitterung beeinflusst. Diese Studie legt nahe, dass in
heißen Wüsten gefundene Enstatitchondrite aufgrund von Schwefelverlust eine
stark gestörte Systematik der chalkogenen Elemente zeigen. Im Vergleich dazu
zeigen in kalten Wüsten gefundene gewöhnliche Chondrite diese Störung nicht.
Somit sind die Mobilisierung von Schwefel und der Verlust durch Verwitterung
in verschiedenen Chondritzusammensetzungen stark von den Prozessen der
jeweiligen terrestrischen Umgebung abhängig. Verlust von Te während
terrestrischer Verwitterung ist sehr unwahrscheinlich. Die in H-, L- und LL-
Chondriten ähnlich ausgeprägte Verarmung von Te im Vergleich zu CI- Chondriten
lässt darauf schließen, dass der Verlust von Te unabhängig vom Verlust des Fe-
Ni- Metalls in L- und LL- Chondriten ist. Tellurium zeigt unterschiedliches
geochemisches Verhalten in den Komponenten der verschiedenen Chondritklassen.
Variationsdiagramme von Te mit Se, S und den HSE deuten ein chalkophiles
Verhalten in Komponenten kohliger Chondrite an, wogegen es sich in den
Komponenten gewöhnlicher und von Enstatit- Chondriten vorwiegend siderophil
verhält. Die Verarmung von Te verglichen mit S und Se in Komponenten von
gewöhnlichen und EH- Chondriten ist seinem siderophilen Verhalten während der
Kondensation und nachfolgender Evaporation während dem Schmelzen von
Metallkörnern geschuldet. Der mögliche Einfluss von thermalen Metamorphismus
auf den Mutterkörpern der Meteorite auf die S-Se-Te Häufigkeitsverteilungen
ist schwierig zu bewerten. Die gut erhaltenen Korrelationen zwischen HSE (Ir
oder Pd) und Te in beinahe allen Komponenten der gewöhnlichen und der
Enstatit- Chondrite unterstützen die Annahme, dass der Verlust von Te von
Hochtemperaturprozessen des solaren Nebels ererbt ist. Rhenium ist unter
solaren Bedingungen das refraktärste Element, aber in oxidierenden Umgebungen
hoch mobil im Vergleich zu allen anderen in dieser Studie analysierten
Elementen. Die meisten der hier analysierten Chondritkomponenten zeigen kein
isochrones Verhalten, was wahrscheinlich der Umverteilung von Re innerhalb der
Komponenten verursacht wurde. Speziell bei kleine Probenmengen (weniger als 10
mg) und gefundenen Meteoriten, ist die 187Re- 187Os Systematik hoch anfällig
für terrestrische Verwitterung und hydrothermale/wässrige Alteration. Die
relativen und absoluten Häufigkeiten der HSE und chalkogenen Elemente in
separierten Komponenten unequilibrierter Chondrite unterschiedlicher Klassen
zeigen auflösbare Unterschiede. Diese deuten darauf hin, dass
Vorgängermaterialien der Chondrite stark durch die Ungleichgewichts-
Kondensation und heterogene Beprobung von primitivem und schon verändertem
Staub beeinflusst sind. Die HSE Häufigkeitsmuster der separierten Komponenten
unequilibrierter Chondrite verschiedener Klassen weisen auf die Existenz von
mindestens zwei verschiedenen Typen von HSE- enthaltenden Phasen in
Chondritkomponenten hin. In einigen Komponenten waren die refraktären HSE-
tragenden Phasen nie vollständig mit dem Fe-Ni- Metall der selben Gesteine
equilibriert. Zusammensetzungen von unequillibrierten Objekten das
Sonnensystems wurden von den lokalen oder regionalen Heterogenitäten im
solaren Nebel bevor der Akkretion der Chondritkomponenten beeinflusst.
Kollisionen und Fragmentierungsprozesse waren bedeutend im frühen Sonnensystem
und sogar einige der am stärksten unequillibrierten Enstatit- und gewöhnlichen
Chondriten beinhalten Material, das wahrscheinlich durch Kollisionen,
Aufschmelzen und Evaporation von primitiven und differenzierten
Vorläufermaterialien gebildet wurden. Somit ist es sehr wahrscheinlich, dass
die Baumaterialien der planetaren Körper von ähnlichen lokalen oder regionalen
Unterschieden in den Elementhäufigkeiten im Nebel beeinflusst wurden. Dadurch
spiegelt die initiale Elementzusammensetzung der terrestrischen Planeten
vielleicht nicht die durchschnittliche Sonnensystemzusammensetzung wieder. Um
ein besseres Verständnis zu erlangen und eine Brücke zwischen den Prozessen im
frühen Sonnensystem und der Evolution der planetaren Körper zu spannen, bedarf
es der Identifizierung von Massenbilanzen verschiedener Komponenten, die in
Planetesimalen akkreiert wurden.
de
dc.format.extent
IV, 180 S.
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
unequilibrated chondrites
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.title
Siderophile Element Constraints on the Origin of Components of Unequilibrated
Chondrites
dc.contributor.contact
yogita@zedat.fu-berlin.de
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Harry Becker
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Maria Schoenbaechler
dc.date.accepted
2015-05-27
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000099719-3
dc.title.translated
Siderophilelementarische Einschränkungen auf die Herkunft von Unequilibrierten
Chondritkomponenten
de
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000099719
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