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嫦娥五號月球樣品中首次發(fā)現(xiàn)高壓礦物(2)

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

圖1. (a) 嫦娥五號著陸點(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)行了長達(dá)五十年的研究，其中卻極少見關(guān)于高壓礦物的報道,，目前僅在一塊阿波羅角礫巖（15299）中發(fā)現(xiàn)過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)域都有重要的研究價值。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,，其形成機(jī)理相對清晰,；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,。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,。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程中具有不可替代的優(yōu)勢。嫦娥五號返回的月壤樣品為反演月表的撞擊過程的研究提供了重要的樣品,。初步研究表明,，嫦娥五號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采樣區(qū)域巖石的特征（如巖性、年齡等）,，對豐富月球的物質(zhì)組成和地質(zhì)過程的認(rèn)識有重要作用,，而尋找其中的高壓礦物能為濺射物溯源提供一定的線索。遙感探測研究能在大尺度上提供嫦娥五號著陸區(qū)撞擊濺射物的分布和來源等信息,，而對返回樣品進(jìn)行細(xì)致的研究能為這些信息提供實(shí)證,。

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