嫦娥五號(hào)月球樣品中首次發(fā)現(xiàn)高壓礦物(2)

2022-06-21 18:22:12 來(lái)源：觀察者網(wǎng) A+A-

圖1. (a) 嫦娥五號(hào)著陸點(diǎn)、Mairan G,、Aristarchus,、Harpalus和Copernicus撞擊坑位置；(b) 撞擊坑形成示意圖

盡管月球隕石和月球返回樣品保存了月表物質(zhì)遭受撞擊的記錄,，但是月球樣品中發(fā)現(xiàn)的高壓礦物較少,。迄今為止，在月球隕石中只觀察到橄欖石的高壓相（林伍德石和瓦茲利石）、二氧化硅的高壓相（柯石英,、斯石英和賽石英）,、鋯石的高壓相（雷鋯石）、鈣硬玉以及一種新的含鈣鋁的高壓礦物Donwilhelmsite（CaAl4Si2O11）,。另一方面,，盡管美國(guó)和前蘇聯(lián)返回了數(shù)量較多的月球樣品且已進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)五十年的研究，其中卻極少見(jiàn)關(guān)于高壓礦物的報(bào)道,，目前僅在一塊阿波羅角礫巖（15299）中發(fā)現(xiàn)過(guò)斯石英和疑似賽石英的二氧化硅相（Kaneko et al., 2015）,。

賽石英（α-PbO2結(jié)構(gòu)）和斯石英（金紅石型結(jié)構(gòu)）作為兩個(gè)重要的二氧化硅超高壓相，在固體化學(xué),、地球物理以及行星科學(xué)等領(lǐng)域都有重要的研究?jī)r(jià)值,。斯石英在受沖擊隕石（普通球粒隕石、火星隕石,、月球隕石,、灶神星隕石等）中較為常見(jiàn)，其形成機(jī)理相對(duì)清晰,；而賽石英僅在幾塊火星隕石和一塊月球隕石中發(fā)現(xiàn),，其形成機(jī)制未得到充分的認(rèn)識(shí)。此外,，高溫高壓實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算顯示,，賽石英的穩(wěn)定壓力較高（>100GPa），因此常被當(dāng)成超高壓的指示礦物,。然而,，自然界中能產(chǎn)生如此高沖擊壓力的撞擊事件極為罕見(jiàn)。特別是考慮到賽石英的熱穩(wěn)定性較差,，而高沖擊壓力往往伴隨較高的溫度,，因此，賽石英的出現(xiàn)能否指示超大撞擊事件有待商榷,，隕石中斯石英和賽石英的共存機(jī)理也一直懸而未知,。

相比于月球隕石來(lái)源的不確定性，月球返回樣品具有明確的月面坐標(biāo)等信息,，因此在反演月表撞擊過(guò)程中具有不可替代的優(yōu)勢(shì),。嫦娥五號(hào)返回的月壤樣品為反演月表的撞擊過(guò)程的研究提供了重要的樣品。初步研究表明,，嫦娥五號(hào)樣品主要由玄武巖組成并含有一定量的沖擊熔融角礫,，后者是月表經(jīng)歷多次撞擊的物證，可能包含來(lái)自較遠(yuǎn)撞擊坑的濺射物（Qian et al., 2021）,。這些濺射物可能具有不同于嫦娥五號(hào)采樣區(qū)域巖石的特征（如巖性,、年齡等）,，對(duì)豐富月球的物質(zhì)組成和地質(zhì)過(guò)程的認(rèn)識(shí)有重要作用，而尋找其中的高壓礦物能為濺射物溯源提供一定的線索,。遙感探測(cè)研究能在大尺度上提供嫦娥五號(hào)著陸區(qū)撞擊濺射物的分布和來(lái)源等信息,，而對(duì)返回樣品進(jìn)行細(xì)致的研究能為這些信息提供實(shí)證。

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