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Thesis etd-03152018-195836


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
SALVINI, MATTIA
URN
etd-03152018-195836
Thesis title
Studio petrologico e geochimico della meteorite antartica MacKay Glacier 14005 (MCY 14005): implicazioni sulle modalita' di frazionamento delle REE in condriti enstatitiche.
Department
SCIENZE DELLA TERRA
Course of study
SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Supervisors
relatore Prof. Folco, Luigi
correlatore Dott. Gemelli, Maurizio
correlatore Dott. Di Rocco, Tommaso
controrelatore Prof. D'Orazio, Massimo
Keywords
  • classificazione meteoriti
  • condriti enstatitiche
  • spider diagrams
  • oldhamite
  • distribuzione REE
Graduation session start date
06/04/2018
Availability
None
Release date
06/04/2088
Summary
L’obiettivo principale del presente lavoro di tesi è stato la caratterizzazione della meteorite rocciosa antartica MacKay Glacier 14005 (MCY 14005) sulla base di un dettagliato studio petrologico e geochimico, che ha avuto come risultato finale la classificazione della roccia e il suo inserimento all’interno del Meteoritical Bulletin Database gestito dalla Meteoritical Society. Tale meteorite è stata rinvenuta il 15 gennaio 2015 in un'area di ghiaccio blu situata circa 40 km a WSW del rilievo noto come Mount DeWitt, durante una campagna di ricerca svoltasi nell'ambito del Programma Nazionale di Ricerche in Antartide (PNRA).
I vari risultati sono stati ottenuti attraverso diverse tecniche analitiche, quali misure di Suscettività Magnetica, Microscopia Ottica, Fluorescenza a Raggi-X, Microsonda Elettronica, Microscopia Elettronica a Scansione e Spettrometria di Massa-ICP (sia in soluzione che mediante ablazione laser). Sulla base di tali risultati, si è giunti a stabilire la classe di appartenenza della meteorite MacKay Glacier 14005. In particolare, la presenza di rare condrule relitte, la grande abbondanza di enstatite (FeO < 1 wt%), la comparsa di specifici minerali accessori (tra cui alabandite, daubréelite, oldhamite e osbornite), il contenuto di silicio nel metallo, la composizione chimica bulk e quella delle singole fasi mineralogiche, hanno fatto sì che la meteorite venisse classificata come una condrite enstatitica appartenente al gruppo EL e di tipo petrologico 6 (Salvini et al., 2017, Meteoritical Bulletin Database). Ciò è stato possibile anche attraverso il confronto con altre sedici condriti enstatitiche note in letteratura e in prestito presso il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa.
La paragenesi mineralogica delle condriti enstatitiche è indicativa di condizioni di formazione fortemente ridotte, tipiche della parte più interna del disco protoplanetario: in queste contesto, elementi normalmente litofili diventano parzialmente calcofili e siderofili. A tal proposito, sulla base dei dati di composizione bulk e mineralogica, è stato possibile formulare alcune ipotesi in merito alle modalità di frazionamento delle Terre Rare in questo tipo di condriti. In particolare, è stata osservata la distribuzione di tali elementi in alcuni minerali (oldhamite, enstatite e plagioclasio) all’interno di condriti enstatitiche primitive e totalmente equilibrate. Dai risultati ottenuti è emerso che l’oldhamite delle condriti primitive mostra in rari casi un pattern delle Terre Rare compatibile con modelli termodinamici di letteratura e che, contrariamente a quanto affermato da alcuni autori, non si osserva una chiara complementarietà tra i patterns di oldhamite ed enstatite. L’oldhamite delle condriti equilibrate, inoltre, mostra una distribuzione omogenea delle Terre Rare, dovuta probabilmente a processi di ridistribuzione degli elementi associati al metamorfismo termico del corpo parentale.

The main objective of this work is the characterization of the Antarctic stony meteorite MacKay Glacier 14005 (MCY 14005) based on a detailed petrologic and geochemical study that resulted in the meteorite classification and its insertion in the Meteoritical Bulletin Database managed by the Meteoritical Society. This meteorite was found on January 15, 2015 in a blue ice area located about 40 km WSW from the relief known as Mount DeWitt, during a search campaign of the National Programme for Antarctic Research (PNRA).
The reported results are obtained through several analytical techniques, including Magnetic Susceptibility, Optical Microscopy, X-Ray Fluorescence, Electron Microprobe, Scanning Electron Microscopy and ICP-Mass Spectrometry (both in solution and through laser ablation). On the basis of this results, the class of the MacKay Glacier 14005 meteorite has been established. In particular, the presence of some relict chondrules, the large abundance of nearly pure enstatite (FeO < 1 wt%), the presence of distinctive accessory minerals (among which alabandite, daubréelite, oldhamite and osbornite), the silicon content of the metal, the bulk and mineralogical chemical compositions, allowed to classify the meteorite as an enstatite chondrite belonging to the EL group and of petrologic type 6 (Salvini et al., 2017, Meteoritical Bulletin Database). This has been possible also thanks to the comparison with other sixteen enstatite chondrites known in literature and borrowed by the Earth Science Department of the University of Pisa.
The mineralogical assemblage of enstatite chondrites is indicative of highly reducing conditions of formation, typical of the innermost part of the protoplanetary disk: in this context, normally lithophile elements become partially chalcophile and siderophile. It has been possible to make some observations about Rare Earth Elements (REE) fractionation modalities in this type of chondrites, on the basis of both bulk and mineralogical compositions. In particular, the REE distribution in some types of mineral (oldhamite, enstatite and plagioclase) in unequilibrated and totally equilibrated enstatite chondrites has been investigated. Results suggest that oldhamite in unequilibrated chondrites rarely shows REE patterns compatible with some thermodynamic predictions and that, in contrast to previous studies in the literature, a clear complementarity between oldhamite and enstatite patterns is not observed. Moreover, oldhamite in equilibrated chondrites shows a homogeneous REE distribution, likely resulting from the chemical homogenization processes associated with parent body thermal metamorphism.
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