6月20日,中国科学院地球化学研讨所网站发文称,地化地点嫦娥五号样品中初次发现二氧化硅的高压相赛石英和斯石英,以下为全文:<\/p>
2022年6月22日 by 没有评论

6月20日,中国科学院地球化学研讨所网站发文称,地化地点嫦娥五号样品中初次发现二氧化硅的高压相赛石英和斯石英,以下为全文:<\/p>

6月20日,中国科学院地球化学研讨所网站发文称,地化地点嫦娥五号样品中初次发现二氧化硅的高压相赛石英和斯石英,以下为全文:<\/p>

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碰击作用是月球外表物质混合的重要地质进程,是操控月壤构成和演化的重要因素。高压矿藏作为碰击事情的重要记载者,对约束岩石受冲击的温压条件及反演碰击坑的巨细有重要含义。可是,不管月球回来样品仍是月球陨石,很少发现高压矿藏相,约束了经过月球样品反演月表的碰击进程的研讨。<\/p>

中国科学院比较行星学杰出立异中心成员、中国科学院地球化学研讨所杜蔚团队在嫦娥五号月壤样品中发现了共生的二氧化硅的高压相——赛石英和斯石英。经过具体研讨赛石英、斯石英、似α-方石英的二氧化硅相及二氧化硅玻璃的形状特征及散布规则,揣度赛石英和斯石英构成机制为固固相改变;受碰击进程的动力学操控,赛石英作为亚稳相在较低压条件下呈现,随温度的升高部分赛石英改变为斯石英,因而,该二氧化硅碎屑记载了一次月表碰击事情的升压和紧随其后的升温文降压进程。经过其构成的温压条件结合碰击条件模拟核算,估测该二氧化硅碎屑很有或许来自嫦娥五号采样区南面的Aristarchus碰击坑。本研讨是初次在月球回来样品中承认发现赛石英,为前人经过遥感数据剖析提出的嫦娥五号采样区存在远处碰击坑溅射物的观念供给了重要依据。<\/p>

月球外表遍及形状多样和巨细不一的碰击坑,标明其在演化进程中遭受了频频的碰击(图1)。地球和月球所在的空间方位附近,研讨月球的碰击前史不仅是月球科学的重要课题,也是窥视地球碰击前史的重要窗口。自然界中的高压矿藏首要构成于行星深部或世界天体碰击的高温高压环境,因而,研讨高压矿藏的成分、结构及其构成进程对知道行星内部物质组成和碰击进程有重要的科学含义。<\/p>

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图1. (a) 嫦娥五号着陆点、Mairan G、Aristarchus、Harpalus和Copernicus碰击坑方位;(b) 碰击坑构成示意图<\/p>

虽然月球陨石和月球回来样品保存了月表物质遭受碰击的记载,可是月球样品中发现的高压矿藏较少。迄今为止,在月球陨石中只观察到橄榄石的高压相(林伍德石和瓦兹利石)、二氧化硅的高压相(柯石英、斯石英和赛石英)、锆石的高压相(雷锆石)、钙硬玉以及一种新的含钙铝的高压矿藏Donwilhelmsite(CaAl4Si2O11)。另一方面,虽然美国和前苏联回来了数量较多的月球样品且已进行了长达五十年的研讨,其间却很少见关于高压矿藏的报导,现在仅在一块阿波罗角砾岩(15299)中发现过斯石英和疑似赛石英的二氧化硅相(Kaneko et al., 2015)。<\/p>

赛石英(α-PbO2结构)和斯石英(金红石型结构)作为两个重要的二氧化硅超高压相,在固体化学、地球物理以及行星科学等范畴都有重要的研讨价值。斯石英在受冲击陨石(一般球粒陨石、火星陨石、月球陨石、灶神星陨石等)中较为常见,其构成机理相对明晰;而赛石英仅在几块火星陨石和一块月球陨石中发现,其构成机制未得到充沛的知道。此外,高温高压试验和理论核算显现,赛石英的安稳压力较高(>100GPa),因而常被当成超高压的指示矿藏。但是,自然界中能发生如此高冲击压力的碰击事情极为稀有。特别是考虑到赛石英的热安稳性较差,而高冲击压力往往随同较高的温度,因而,赛石英的呈现能否指示超大碰击事情有待商讨,陨石中斯石英和赛石英的共存机理也一向悬而不知道。<\/p>

比较于月球陨石来历的不确定性,月球回来样品具有清晰的月面坐标等信息,因而在反演月表碰击进程中具有不行代替的优势。嫦娥五号回来的月壤样品为反演月表的碰击进程的研讨供给了重要的样品。开始研讨标明,嫦娥五号样品首要由玄武岩组成并含有必定量的冲击熔融角砾,后者是月表阅历屡次碰击的证据,或许包括来自较远碰击坑的溅射物(Qian et al., 2021)。这些溅射物或许具有不同于嫦娥五号采样区域岩石的特征(如岩性、年纪等),对丰厚月球的物质组成和地质进程的知道有重要作用,而寻觅其间的高压矿藏能为溅射物溯源供给必定的头绪。遥感勘探研讨能在大尺度上供给嫦娥五号着陆区碰击溅射物的散布和来历等信息,而对回来样品进行详尽的研讨能为这些信息供给实证。<\/p>

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图2. 嫦娥五号月壤样品中含赛石英(Sft)和斯石英(Sti)的二氧化硅碎屑(背散射电子图画);α-Crs-like phase:似α-方石英的二氧化硅相Pl:长石;Px:辉石<\/p>

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