嫦娥五号月壤中首次发现碱性岩屑,年龄为 39.13 亿年

xxn 阅读:100041 2024-12-28 16:01:29 评论:0

IT之家于12月28日报道,中国科学院地质与地球物理研究所于昨日(12月27日)发表了一篇博文,指出在嫦娥五号的月壤中发现了来自月球高地的古老碱性岩屑,这一发现为月球岩浆活动与冲击历史提供了新的见解。

研究团队采用显微CT技术,在嫦娥五号的月壤样品中识别出一颗独特的岩屑,并进行了详细分析,确认其为来自月球高地的碱性岩屑,年龄大约为39亿年,且受到强烈冲击变质的影响。这一重要成果丰富了我们对月球地质演变的认识。

研究背景与发现概述

月球表面覆盖着月壤,其中包括胶结物、岩石碎片、角砾岩、矿物碎屑和玻璃质材料等,IT之家指出这一点。

月壤不仅是月球的“外衣”,还承载着月球内外动力共同作用形成的丰富信息,对于理解月球的演化进程具有重要意义。

嫦娥五号月壤主要来源于风暴洋北部的EM4单元的玄武岩,年龄约为20亿年,是目前已知的月壤中最年轻的样品,为研究月球的内外动力演变提供了新的时间参考。

尽管遥感探测表明嫦娥五号着陆区的外来岩屑比例可高达10-20%,但研究结果显示返回样本中本地月海玄武岩占主导,外来物质极为稀少,仅发现了七颗镁质岩屑和一块铁陨石碎片。

中国科学院地质与地球物理研究所的研究生邱梦凡、胡森研究员及南京大学的惠鹤九教授,与嫦娥五号月球样品研究团队,系统性地识别和表征了月壤中的非月海物质。

借助显微CT对一份特定的月壤样品(CE5C0600YJFM00305,2g)进行了三维扫描,发现一颗约0.9 × 1.2 mm²的疑似非月海岩屑(CE5C06#3,G9)。

图 1 显微CT分析显示的CE5月壤 CE5C0600YJFM00305中的疑似非月海岩屑(红色圆圈区域)、月海玄武岩和玻璃珠等物质

研究人员随后对该岩屑进行了包埋制样,并对其进行更深入的岩相、矿物化学、高压相、Pb-Pb定年及同位素分析,以揭示其形成与演化历程。

图 2 CE5C06#3,G9 岩屑的岩相图(a)和矿物分布图(b),虚线区域由细小的月球尘埃填充

岩屑特征与深入分析

该岩屑的矿物组成展现出与月海玄武岩明显不同的特征,主要由斜长石、异变辉石、富钾的颗粒间填隙物、钾长石和二氧化硅组成。

图 3 月球高地岩屑的分类,CE5C06#3,G9 被归类为碱性岩屑

根据矿物化学成分的分析,这颗岩屑被认定为稀少的月球碱性岩(Highlands Alkali Suite, HAS),在嫦娥五号月壤中首次发现此类岩石。

斜锆石的Pb-Pb年龄测定显示,该岩屑的年龄约为3913±7 Ma,显著年轻于以往阿波罗任务所采集的碱性岩屑。

图 4 CE5C06#3,G9 中斜锆石的Pb-Pb定年结果,误差为2σ

该岩屑中存在赛石英、斯石英及击变玻璃等高压相矿物,这表明其经历了剧烈的冲击变质作用,预估峰值压力为10-53 GPa,峰值温度约为1800 K。

图 5 CE5C06#3,G9 中二氧化硅及高压相矿物的岩相图

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