嫦六樣品揭秘月背物質
美 子 |
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嫦娥六號月壤中的高鎂玻璃，可見橄欖石雛
晶；鐵鎳合金、MgO/Al2O3-CaO/Al2O3
顯示撞擊成因。
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嫦娥六號着陸於月球
背面阿波羅盆地
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| 嫦六樣品揭秘月背物質 自二十世紀五十年代開始，人類已經開展一百多次月球探測、十次月球正面採樣返回，但對月球起源和演化過程，仍存在許多疑問。中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所領銜的團隊，基於嫦娥六號月壤樣品中識別出的高鎂撞擊玻璃，揭示了月球背面阿波羅盆地下月殼的物質組成。 根據月球岩漿洋模型，月球早期曾形成全球性斜長岩質原始月殼，隨後被鎂質岩套、鹼性岩套和月海玄武岩等岩漿活動改造。 地震探測表明，月殼在約二十公里深處存在速度不連續面，劃分為斜長岩質上月殼和鎂鐵質下月殼，但下月殼的成因是岩漿洋堆晶浮選產物，還是鎂鐵質岩漿侵位結果，仍存爭議。大型撞擊盆地可穿透月殼，將深部物質拋至月表，為人類採樣探測提供機遇。 嫦娥六號着陸於月球背面阿波羅盆地。模擬顯示，該盆地由直徑約四十公里隕石以十五公里每秒速度撞擊形成，挖掘深度約三十公里，深部物質堆積於峰環，後續撞擊可能將其搬運至嫦娥六號着陸區。研究團隊從嫦娥六號月壤中識別出三顆含橄欖石的高鎂撞擊玻璃。主量與微量元素分析表明：一顆(P032)原岩為橄長岩，另兩顆(P133、P138)原岩為具克里普特徵的蘇長岩。通過與遙感光譜元素含量匹配，研究認為橄長質玻璃可能來自“洛厄爾”撞擊坑，而兩顆蘇長質玻璃最可能源自阿波羅盆地峰環。值得注意的是，這兩顆蘇長質玻璃含較多橄欖石雛晶，但遙感光譜顯示阿波羅盆地峰環缺乏橄欖石信號。數值模擬和熱力學計算表明，峰環物質來自挖掘深度最大處，而高壓會抑制橄欖石穩定域、擴大輝石穩定域，使橄欖石含量低於遙感探測限，從而解釋了遙感與樣品間的表觀矛盾，並支持峰環物質來自月殼深部。因此，蘇長質高鎂撞擊玻璃與遙感數據共同指示，阿波羅盆地之下發育蘇長質下月殼。 關於該下月殼的形成，研究基於蘇長質玻璃的高鎂特徵（橄欖石Fo=90-94），排除了其源於岩漿洋晚期堆晶浮選或南極——艾特肯(SPA)熔融池分異的可能性。主量和稀土元素品質質量計算表明，該下月殼最可能由月幔深部鎂鐵質堆晶部分熔融形成的苦橄質岩漿，經分離結晶並同化混染含克里普組分的斜長質月殼而成。這些具克里普特徵的蘇長質撞擊玻璃、團隊前期報道的克里普特徵撞擊熔融碎屑及周邊高Th撞擊坑共同表明，克里普物質在月球背面局部仍有少量分佈。據此，研究認為，克里普物質在月球正背面的分佈差異，並非源於岩漿洋的非對稱結晶，而更可能是SPA盆地撞擊事件將其大量遷移至正面所致。研究團隊指出，該研究為理解月殼深部物質組成、岩漿洋演化及撞擊改造過程提供了關鍵樣品約束和新的認知。 美子
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