English

STUDY OF CHONDRITES

To understand the study of meteorites, a better knowledge of mineralogy is necessary to people who -like me- never studied this science. There is a great website that describes in details most of the mineralst, providing a basic knowledge that helps a lot to understand what scientists are talking about in their description of meteorites. You can visit this website: 'Minerals by name'. I also used a link to another interesting website about minerals, which is 'webmineral.com'.

The following information are more directly linked to the main minerals studied in chondrites. Should you like to go to detailed descriptions, follow the links by clicking on underlined words.

When reading the results of chondrites' analyses we can see that some main minerals are always looked at by scientists, that are 'olivine' (Fa), 'pyroxenes' (Fs) and iron-nickel alloy (FeNi).

We all know what iron (Fe) is but what is very important in chondrites is that we find 'native iron-nickel alloy' in them, which does not exist in terretrial rocks (except some very rare exceptions). The reason is that the Earth was differentiated in its early history, after it was formerly formed by accretion like any other asteroid, of the same chondritic material (see our first 'Education' page). Non differentiated bodies that are the parent bodies of chondrites contain native iron.

Scientists look for the amount of olivine (Fa) and pyroxene (Fs) that are found in the chondrules as these minerals and the global content of iron are the necessary characteristics to classify them accurately. There are two types of mineral that chondrules can be made of. One is olivine and the other one pyroxene.

Olivine itself can be either 'fayalite', a silicate of iron which chemistry is Fe2SIO4, or 'forsterite', a silicate of magnesium which chemistry is Mg2SIO4.
The name 'pyroxene' represents a group of minerals, devided in two sub-groups that are 'clinopyroxenes' and 'orthopyroxenes'. Two important orthopyroxenes that are present and studied in chondrites are 'ferrosilite' and 'enstatite'. Ferrosilite is an Iron Magnesium silicate (chemistry: Fe2+MgSi2O6), present in pyroxene chondrules and therefore an important component of chondrites.

Some more minerals appear as well in analyses of chondrites. Here is again a quick overview of the main ones:

Serpentine: (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4, Magnesium Iron Silicate Hydroxide

Spinels: group of oxides (> 20 members), type “AB2O4”, where
A = divalent metal ions (Mg, Fe, Ni…)
B = trivalent metal ions (Al, Fe, Ti…)
Ex: MgAl2O4, Magnesium Aluminium Oxide
Spinels typically form in well formed octahedrons ; different types of spinels are:

  • Magnetite: Fe3O4, Iron Oxide (ore of iron)
  • Chromite: FeCr2O4, Iron Chromium Oxide (ore of chromium)
  • and other members of the spinel group

Feldspar: Plagioclase & K-feldspars (or alkali-felspars)
Plagioclase examples:
Anorthite: CaAl2Si2O8, Calcium aluminium silicate
Albite: NaAlSi3O8, Sodium aluminium silicate.

 

Last but not the least, some very important refractory inclusions can be seen mainly in some Carbonaceous Chondrites, such as CVs, CHs and CRs but also rarely in some ordinary and enstatite chondrites.
They are called 'CAIs" for Calcium-Aluminium-Inclusions. The present knowledge that scientists have about those CAIs places them as the oldest solid materials to have formed in the solar nebula, at a very high temperature as most of the chemical elements they are made of have extremely high vaporization temperatures around 1300K!
Those elements present in CAIs are mainly Calcium (Ca) and Aluminium (Al), but also minor Titanium (Ti) and Magnesium (Mg). Some phases (minerals) are also found in CAIs, such as corundum (aluminium oxide), hibonite (dark grains), grossite (calcium-aluminium oxide), perovskite (calcium-titanium oxide), anorthite (calcium-aluminium-silicium oxide), spinel (magnesium-aluminium oxide), melilite(Ca,Na)2(Al,Mg,Fe++)(Si,Al)2O7 and fassaite (= Augite - (Ca, Na)(Mg, Fe, Al)(Al, Si)2O6 , Calcium Sodium Magnesium Iron Aluminum Silicate) -see 'PLANETARY MATERIALS' page 3-83.

 

Before watching some BSE pictures of our outstanding Tanezrouft 057 (hereunder) I will finally direct you to the 'Bible' of meteorites, the famous 'PLANETARY MATERIALS' book by the Mineralogical Society of America.


F
rançais

ETUDE DES CHONDRITES

Afin de mieux comprendre l'étude des météorites, lorsque comme moi on n'a pas étudié la minéralogie il est nécessaire d'acquérir quelques connaissances de base sur cette discipline. Un site décrit en détails la plupart des minéraux permettant de mieux comprendre les commentaires d'analyses des scientifiques sur les météorites. Pour atteindre ce site, cliquez sur : 'Guide des Minéraux'. J'ai aussi utilisé un lien vers un autre site traitant notamment des minéraux : 'Wikipedia'.
Les informations ci-après sont plus spécifiquement relatives aux chondrites. Afin d'accéder aux descriptifs sur les minéraux fournis par ces deux sites, cliquez sur les noms soulignés (certains liens conduisent à des pages en anglais lorsque je n'ai pas trouvé l'équivalent en français...).

Lorsqu'on lit les résultats d'analyse des chondrites', on constate que les principaux minéraux recherchés par les scientifiques sont l''olivine' (Fa), les'pyroxènes' (Fs) and l'alliage fer-nickel (FeNi).

Nous connaissons tous le fer (Fe) mais à la différence des roches terrestres (à part quelques très rares exceptions) les chondrites renferment de l'alliage 'fer-nickel' natif. Ceci est dû au fait que la Terre est un astre qui s'est différencié au début de son histoire, après s'être constituée par accrétion de matériau chondritique (voir notre première page 'Education'). Les chondrites sont issues d'astéroïdes non différenciés et contiennent donc du fer natif.

Les scientifiques recherchent les proportions d'olivine (Fa) et de pyroxènes (Fs) contenues dans les chondres, ces minéraux ainsi que la teneur globale en Fe caractérisant les différents types de chondrites et entrant dans les critères de leur classification. Les chondres peuvent être principalement constitué d'olivine et/ou de pyroxène.
L' Olivine peut être présente sous forme de 'fayalite', un silicate de fer dont la fromule chimique est Fe2SIO4, ou de 'forsterite', un silicate de magnésium dont la formule chimique est Mg2SIO4.
Le nom 'pyroxène' représente un groupe de minéraux divisé en deux sous-groupes qui sont les 'clinopyroxènes' et les 'orthopyroxènes'. Deux exemples d'orthopyroxènes présents et étudiés dans les chondrites sont la 'ferrosilite' et l''enstatite'. La ferrosilite est un silicate de fer et de magnésium (Fe2+MgSi2O6) présent dans les chondres à pyroxène et c'est donc un composant important des chondrites.

Voici maintenant un rapide survol de quelques autres minéraux entrant aussi dans la composition des chondrites :

La Serpentine: (Mg,Fe)3Si2O5(OH)4

Les spinelles : groupe d'oxydes (> 20 membres), de type “AB2O4”, où
'A' représente les ions métallique bivalents (Mg, Fe, Ni…)
'B' représente les ions métallique trivalents (Al, Fe, Ti…)
Ex: MgAl2O4, oxyde de magnésium-aluminium
Voici différents types de spinelles :

  • La Magnetite: Fe3O4, oxyde de fer
  • La Chromite: FeCr2O4, oxyde de fer & chrome
  • et d'autres membre du groupe des spinels

Le feldspath: Plagioclase & K-feldspath
Exemples de plagioclase :
Anorthite: CaAl2Si2O8, Silicate de calcium aluminium
Albite : NaAlSi3O8, silicate de Sodium aluminium.

Il existe enfin des inclusions réfractaires qui sont très importantes et que l'on trouve quasi exclusivement dans des chondrites carbonées comme les CVs, les CHs et les CRs et très rarement dans des chondrites ordinaires et à enstatite. Ces inclusions sont appelées 'CAIs" pour Calcium-Aluminium-Inclusions. Selon les connaissances scientifiques actuelles, il semblerait que les CAIs soient les matériaux solides les plus anciens du systèmes solaire, formés à de très hautes températures puisque les principaux éléments chimiques qui les constituent ont des températures de vaporisation de l'ordre de 1300°K ! Il s'agit principalement du calcium (Ca) et de l'aluminium (Al), mais aussi du titane (Ti) et du magnésium (Mg). Des minéraux (phases) peuvent aussi être présents dans une moindre mesure dans les CAIs, parmi eux le corindon (oxyde d'aluminium),l'hibonite (grains sombres), la grossite (oxyde de calcium-aluminium), la perovskite (CaTiO3, oxyde de calcium-titane), l'anorthite (oxyde de calcium-aluminium-silicium), le spinelle (oxyde de magnesium-aluminium), la mélilite (Ca,Na)2(Al,Mg,Fe++)(Si,Al)2O7 et la fassaite (variétré d' augite - (Ca, Na)(Mg, Fe, Al)(Al, Si)2O6 , silicate de Calcium, Sodium, Magnesium, Fer et Aluminum) -voir 'PLANETARY MATERIALS' page 3-83.

Avant d'observer le images BSE de notre Tanezrouft 057 (ci-dessous) je souhaite aussi indiquer à ceux qui ne connaîtraient pas cet ouvrage, la 'Bible' des météorites, le 'PLANETARY MATERIALS' de la 'Mineralogical Society of America'.

 

SEM / MEB
 


English

SEM stands for Scanning Electron Microscope. A good description of the SEM is provided by the UNL (University of Nebraska Lincoln).


F
rançais

MEB : Microscope Electronique à Balayage. Une page de site de l'ECAM -Lyon- en explique le fonctionnement..

You can see on this picture a slice of Tnz057 (ps #16) that was placed in the SEM of Blaise Pascal University -Clermont Ferrand, France. The plate on which it stands can move in the 3 directions in order to scan any requested area.

Vous pouvez voir ci-contre la tranche ps #16 de Tnz057 placée dans le MEB de l'Université Blaise Pascal de Clermont Ferrand. Le plateau recevant l'échantillon peut se mouvoir sur les 3 axes, permettant ainsi d'observer n'importe quelle zone souhaitée.

The picture bside shows the areas of the cut section of Tnz057's endcut EC2, that were studied with the SEM on May 10, 2006.

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La photo ci-contre montre les différentes zones de la surface polie du talon EC2 de Tnz057 qui ont été étudiées au MEB lors de la séance du 10 Mai 2006.

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This BSE picture shows part of a Dark Inclusion, 'DI.01'. The white areas are metal rich (magnetite in this case), the fair grey ones are olivine, the ones a bit darker are pyroxene and the darkest ones are feldspars.

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Cette image BSE montre une partie de l'inclusion sombre 'DI.01'. Les zones blanches montrent les minéraux riches en fer (ici de la mégnétite). Le zones gris claires sont de l'olivine, celles un peu plus sombres des pyroxènes et enfin les zones presque noires sont des feldspaths.

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This BSE picture shows part of a Dark Inclusion, 'DI.02'. Watch the enlargement in order to get the various observed minerals.

All the BSE images of DIs that we obtained display the same minerals in about the same proportions but with various sizes of cristals.

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Cette image BSE montre une partie de l'inclusion sombre 'DI.02'. Voir l'agrandissement de cette photo afin d'observer les différents minéraux présents.

Toutes les images BSE que nous avons faites des inclusions sombres (DIs) montrent la présence des mêmes minéraux dans des proportions quasi similaires mais avec des variations de finesse.

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This BSE picture shows a zoned chondrule.

This kind of chondrule is called 'zoned' as some areas (less Fe rich) appear darker than others that are Fe richer. It means that the fayalite (Fa) content is not homogeneous in the chondrule itself. The fayalite content represents the Fe content in the olivine.

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Cette image BSE montre un chondre zoné.

L'expression de chondre "zoné" signifie qu'il n'est pas encore équilibré, c'est à dire que la teneur en fayalite (Fa) n'est pas homogène dans tout le chondre. La fayalite est significative du fer contenu dans l'olivine du chondre. On constate en effet sur cette image des zones plus claires que d'autres, montrant une teneur en fer plus importante que dans les zones plus sombres.

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This BSE image shows a barred zoned chondrule (ref. EC2.05a-05b).


Having a wide cut section provides the opportunity to get a good statistical overview of the presence of a significative amount of zoned chondrules in Tnz057, proving a quite low metamorphism and confirming its classification as a type 4 rather than 5 (CK5) as suggested by other scientists.

When having quite a big meteorite that does not look very homogeneous like Tnz057, observing a wide section and even several ones provides better statistical chances to reach a relying result.

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Cette image BSE montre un chondre barré et zoné (ref. EC2.05a-05b).


Une observation statistique d'une large section de Tnz057 permet de constater, comme sur l'image précédante, la présence d'un nombre non négligeable de chondres zonés, prouvant un métamorphisme encore peu avancé et allant dans le sens de sa classification en type 4, plutôt que ce qui a été énoncé par d'autres scientifiques qui l'auraient quant à eux plutôt classée en type 5 (CK5). D'où l'importance de pouvoir observer une large section, plus représentative sur le plan statistique.

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Thanks to an additional spectra system coupled to the SEM it is possible to obtain ponctual chemical analyses.

The picture beside shows teh EDS spectra of one of Tnz057's CAI.

Place the cursor on the picture to see the various points of analyses.

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Grâce à un système de micro-analyse couplé au MEB, cet équipement permet aussi d'obtenir une analyse chimique ponctuelle.

L'image ci-contre montre la micro-analyse d'une CAI de Tnz057.

Faites passer le curseur sur l'image pour voir les différents points d'analyses.

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The EDS spectra system coupled to the SEM also provides the possibility to get a "map" of a given area covered by a BSE picture. One color corresponds to each mineral that is looked at, which will then appear individually on each of the images.

(see beside)

Le système de micro-analyse EDS permet aussi d'obtenir une "cartographie" des différents minéraux présents sur une image BSE obtenue au MEB. On attribue une couleur spécifique à chaque minéral recherché, qui apparaît donc séparément sur chacune des images obtenues.

(voir ci-contre)

Thanks to this EDS spectra system coupled to the SEM, after the images for each mineral is available, we can chose the most representative ones and get them -thanks to the software- all together on one single view.

On the image beside Fe appears in green, Mg in red and Na in blue ; it is a zoned barred forsteritic olivine chondrule. Fe is oxidized (magnetite).
The center of the chondrule is Mg richer than the area near its boundaries that is Fe richer (zoned chondrule). Feldspars (plagioclases) appear in blue.

Should you place your cursor on the image, you will see the original black & white BSE picture. White areas are Fe rich and it is also evident that we have a zoned chondrule. This chondrule is therefore not equilibrated.

Grâce au système de micro-analyse EDS couplé au MEB, une fois les images de répartition de chaque minéral obtenues, le logiciel permet de créer une nouvelle image en superposant celles mettant en évidence les minaraux les plus représentatifs.

Sur la photo ci-contre, Fe apparaît en vert, Mg en rouge et Na en bleu ; il s'agit d'un chondre barré et zoné d'olivine forsteritique. Fe est sous forme oxydée : magnétite.
Le centre du chondre est plus riche en Mg et sa périphérie plus riche en Fe (chondre "zoné"). On observe en bleu des feldspaths (plagioclases).

En faisant passer le curseur sur la photo ci-contre, vous ferez apparaître l'image BSE (noir & blanc). Les zones blanches sont très riches en Fe. On observe aussi comme sur l'image en couleur l'aspect "zoné" du chondre, plus pauvre en Fe en son centre qu'en périphérie. Ce chondre n'est donc pas encore équilibré.

On the image beside Fe appears in green, Mg in red and Na in blue. It is the DI.04 spotted on the section of EC2 endcut. Fe is oxidized (magnetite).
The composition looks very similar to that of the matrix (see picture below), feldspars appearing in blue.

Should you place your cursor on the image, you will see the original black & white BSE picture. White areas are Fe rich.

Sur la photo ci-contre, Fe apparaît en vert, Mg en rouge et Na en bleu. Il s'agit de la DI.04 repérée sur la section du talon EC2.
Fe est sous forme oxydée : magnétite.
On constate une composition globale assez proche de celle de la matrice (voir image précédante), les feldspaths apparaisant en bleu.

En faisant passer le curseur sur la photo ci-contre, vous ferez apparaître l'image BSE (noir & blanc). Les zones blanches sont très riches en Fe.

On the image beside Al appears in green, Fe in red and Ca in blue. It a CAI of the part-slice ps#16. Fe is oxidized (magnetite).
We see mainly calcium, then alunimium and finally oxidized Fe..

Should you place your cursor on the image, you will see the original black & white BSE picture. White areas are Fe or Al rich.

Sur la photo ci-contre, Al apparaît en vert, Fe en rouge et Ca en bleu. Il s'agit d'une CAI de la tranche ps#16.
Fe est sous forme oxydée : magnétite.
On constate surtout la présence du calcium, puis de l'aluminium et enfin du fer (oxydé).

En faisant passer le curseur sur la photo ci-contre, vous ferez apparaître l'image BSE (noir & blanc). Les zones blanches sont très riches en Fe ou Al.