【摘要】：月球是一個(gè)發(fā)生了化學(xué)分異的星球,它由月殼、月�！酪粋�(gè)小的金屬月核組成。大量觀察事實(shí)顯示月球曾經(jīng)有過巖漿洋,巖漿洋的結(jié)晶分異主導(dǎo)了月球的化學(xué)演化。目前主流觀點(diǎn)認(rèn)為,月球是在太陽系演化的早期,至少45億年前,一個(gè)火星大小的星球,與即將完成原始吸積的地球胚胎發(fā)生偏心撞擊,造成地球的熔融,形成巖漿洋,飛濺出來的物質(zhì)迅速吸積形成繞地球運(yùn)動(dòng)的月球,并且在月球上形成了全球規(guī)模的巖漿洋,進(jìn)而發(fā)生了結(jié)晶分異。由于月球上沒有海洋和板塊俯沖,巖漿洋分異是其化學(xué)演化的主要途徑。月球巖漿洋的80%～85%在大撞擊后的100Ma內(nèi)已經(jīng)固化,這可能是由于月球體積小、表面沒有大氣包裹所致。月球極貧水,因此在巖漿結(jié)晶過程中斜長(zhǎng)石首先結(jié)晶。斜長(zhǎng)石由于密度小于玄武質(zhì)巖漿而漂浮在巖漿洋的表層,橄欖石等密度大的礦物則堆積在巖漿洋的底部。隨著結(jié)晶分異的進(jìn)行,殘余巖漿不斷富集不相容元素,包括K、U等放射性元素;與此同時(shí),密度較大的鈦鐵礦開始結(jié)晶,造成高鈦堆晶巖密度大于其下的橄欖石堆晶巖的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu),進(jìn)而發(fā)生月幔翻轉(zhuǎn),引發(fā)一系列巖漿活動(dòng),進(jìn)而形成月球上特有的鎂質(zhì)系列、堿質(zhì)系列等巖石。由于月球氧逸度較低,Eu主要以+2價(jià)形式存在,因此斜長(zhǎng)石高度富集Eu,相應(yīng)地除高地斜長(zhǎng)巖外,其他巖石均表現(xiàn)為Eu高度虧損的特點(diǎn)。與此同時(shí),Re在低氧逸度下表現(xiàn)為強(qiáng)親鐵元素的特點(diǎn),Re/Os在月球巖漿過程中不發(fā)生分異。月球的體積遠(yuǎn)小于地球,因而其演化時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于地球,很多原始的分異被完整地保留下來。因此月球的化學(xué)演化是類地行星早期演化過程的"化石",盡管與現(xiàn)代的地球存在較大差異,但是對(duì)于認(rèn)識(shí)地球早期演化具有借鑒意義。
[Abstract]:The moon is a chemically differentiated planet consisting of a lunar shell, mantle, and a small metal moon nucleus. A large number of observations show that there were magmatic oceans on the moon, and the crystallization of magmatic oceans dominated the chemical evolution of the moon. The current mainstream view is that the moon was in the early stages of the solar system evolution, at least 4.5 billion years ago, a planet the size of Mars, and is about to complete the original accretion of the Earth's embryo eccentrically, resulting in the melting of the Earth, forming magmatic oceans. The spattered matter rapidly accretes to form the moon, which moves around the earth, and forms a magmatic ocean on the moon on a global scale, thus resulting in crystalline differentiation. Because there is no ocean and plate subduction on the moon, magmatic ocean differentiation is the main way of chemical evolution. Eighty percent of the lunar magma ocean has been solidified in the 100Ma after the big impact, which may be due to the small size of the moon and the absence of atmospheric enclosing on the surface. The moon is extremely water-poor, so plagioclase crystallizes first during magmatic crystallization. Plagioclase floats on the surface of the magmatic ocean because its density is less than that of the Black Tortoise magma and olivine deposits at the bottom of the magmatic ocean. With the crystallization differentiation, the residual magma continuously enriched incompatible elements, including radioactive elements such as Ku, and at the same time, the densified ilmenite began to crystallize. The unstable structure of olivine heap rocks with density greater than that of high titanium heap rocks is caused, and a series of magmatic activities are initiated, resulting in the formation of special magnesite series, alkali series and other rocks on the moon. Because the low oxygen fugacity of the moon mainly exists in the form of bivalent, the plagioclase is highly Eu-enriched, and the other rocks, except the highland plagioclase, are characterized by EU high depletion. At the same time, re / Os does not differentiate during the lunar magma process due to its strong ferriphilic element at low oxygen fugacity. The moon is much smaller than the earth, so its evolution time is much shorter than that of the earth, and many primitive differences have been completely preserved. Therefore, the chemical evolution of the moon is a "fossil" in the early evolution process of Earth-like planets. Although there is a great difference with the modern earth, it is useful for us to understand the early evolution of the Earth.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所同位素年代學(xué)和地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院礦產(chǎn)資源研究室;中國(guó)科學(xué)院研究生院;Department
【基金】：國(guó)家杰出青年科學(xué)基金(40525010)
【分類號(hào)】：P184

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本文編號(hào)：2174972