Sanna Holm
Titan- och kromrika opaka mineral i kondenserade sediment:
extraterrestriska och terrestriska ursprung
Bevis från terrestriska sedimentära lagerföljder indikerar att inflödet av extraterrestriskt
material till Jorden inte är konstant, utan har varit förhöjt under perioder av Jordens historia.
Ett ökat flöde av extraterrestriskt material till Jorden har föreslagits för perioderna
mellanordovicium och sen eocen. Orsaken tros vara asteroidskurar orsakade av uppbrytningar
av asteroider i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter.
En asteroidskur som påverkat Jorden skulle också ha stor påverkan på Månen. En kropp
som träffar Månen kan få material att slungas ut i rymden, en del av vilket kommer att nå
Jorden. Ökade mängder utslungat material från Månen har föreslagits vara orsaken till en
tydlig 3He-anomali i sediment från Massignano, Italien, avsatta under sen eocen. Månens
regolit är extremt berikad på den här ovanliga heliumisotopen som kommer från solvinden.
Spår av utslungat material från Månen i terrestriska sediment bör inte bara vara bevarade i
form av en 3He-anomali, utan också i form av bevarade månmineral.
Kromspinell och ilmenit är resistenta mineral som är vanliga i både terrestriska
bergarter och på Månen. De här mineralen förekommer i upplösta kalkstensprover från
Kinnekulle, Sverige, östra Yangtze Gorges-området i Kina och Massignano, Italien, och deras
ursprung kan diskuteras baserat på deras kemiska sammansättningar. Förekomst av
kromspinell från primitiva stenmeteoriter, kallade kondriter, i proverna kunde bekräftas, men
på grund av att sammansättningen hos kromspinell från Månen och terrestrisk kromspinell
överlappar varandra, så kunde inte förekomst av kromspinell från Månen i proverna definitivt
bekräftas. För att kunna identifiera kromspinell från Månen måste andra metoder, till exempel
isotopgeokemi appliceras.
Studien som presenteras i det här arbetet visar att ilmenit är mindre lämplig att använda
än kromspinell när man ska identifiera månmineral i terrestriska sediment. Ilmenitkorn löper
större risk att bli omvandlade, vilket försvårar studier av kornens ursprung. När den kemiska
sammansättningen hos ilmenitkorn från den här studien, som inte blivit kraftigt omvandlade,
jämfördes med sammansättningen hos månilmenit och kondritisk ilmenit blev det klart att
kornen sannolikt har ett terrestriskt ursprung, även om några få korn hade potential att vara
från Månen eller en kondritisk källa.
Majoriteten av ilmenit- och kromspinellkornen som hittats i de upplösta
kalkstensproverna kommer från terrestriska källor. Ursprunget för dessa korn diskuteras i det
här arbetet, och det mest sannolika scenariot är att de utgör erosionsrester som förts till
depositionsmiljön av strömmar.
Handledare: Birger Schmitz
Examensarbete 30 högskolepoäng (30 ECTS-poäng) i Geologi, Ht 2008. (Examensarbeten i Geologi
vid Lunds universitet – Berggrundsgeologi, nr. 235)
Avdelningen för Berggrundsgeologi, Geologiska institutionen, Centrum för GeoBiosfärsvetenskap,
Lunds universitet.
Sanna Holm
Titanium- and chromium-rich opaque minerals in condensed
sediments: chondritic, lunar and terrestrial origins
Evidence from terrestrial sedimentary successions indicate that the amount of extraterrestrial
material reaching Earth is not constant, but has been increased during parts of the
Phanerozoic. An increase in the flux of extraterrestrial material to Earth has been proposed for
the Middle Ordovician and the Late Eocene. These showers of extraterrestrial material on
Earth are thought to have resulted from disruption events in the Main Asteroid Belt.
An asteroid shower affecting Earth would also have a great influence on the Moon. A
projectile that impacts on the Moon can cause lunar matter to be launched into space, some of
which will reach the Earth. Increased amounts of lunar impact ejecta reaching Earth has been
proposed to have caused a prominent 3He anomaly in Late Eocene sediments from
Massignano, Italy, as the lunar regolith is extremely enriched in this rare isotope of helium
derived from the solar wind. The lunar impact ejecta should not only be preserved in the form
of a 3He anomaly, but minerals representing the ejected matter should also be preserved in
terrestrial sediments.
Chrome spinel and ilmenite are resistant minerals that are common in both lunar and
terrestrial rocks. These minerals occur in dissolved limestone samples from Kinnekulle,
Sweden, eastern Yangtze Gorges area, China, and Massignano, Italy, and their provenance
can be discussed based on their chemical composition. Chondritic chromite was confirmed
among the grains, but due to the complex overlap in terrestrial and lunar Cr-rich spinel
composition, the existence of any lunar chrome spinel could not be definitely confirmed. In
order to identify lunar chrome spinel other methods, such as isotope geochemistry, need to be
applied.
The study presented in this paper shows that ilmenite is less suitable than Cr-rich spinel
when trying to identify lunar minerals in terrestrial sediments. Ilmenite grains are more likely
to become altered, which makes provenance studies harder. When comparing the chemical
composition of ilmenite grains, which have not been subjected to severe alteration, from this
study with the compositions of lunar and chondritic ilmenite it was clear that the grains most
likely have a terrestrial origin, even if a few grains have the potential to be of lunar or
chondritic origin.
The vast majority of the ilmenite and chrome spinel grains recovered from the dissolved
limestone samples come from terrestrial sources. The origin of these grains is discussed in
this paper, and the most likely origin for them is erosion of igneous rocks and transportation
to the depositional environment by currents.
Advisor: Birger Schmitz
Degree project, 30 ECTS credits, in Geology – Lithosphere and Biosphere Sciences, Fall 2008.
(Examensarbeten i Geologi vid Lunds Universitet – Berggrundsgeologi, no. 235).
GeoBiosphere Science Centre, Department of Geology, Lithosphere and Paleobiosphere Sciences,
Lund University.
