月球陨石NWA 4884和NWA 11460的岩石学、矿物学及其月面源区研究

论文摘要

月球陨石是月球遭受小行星或彗星撞击飞溅出来并降落到地球上的岩石,其独特的化学成分与地球岩石有明显差异,直接反映了月壳的关键演化信息。Apollo和Luna任务返回的月壤和月岩研究结果,为遥感研究取得的月球物理和化学性质提供月面真值依据,促进对月球表面物质成分和月壳演化的认识。然而,Apollo和Luna样品采集区域有限（～4.7%）且仅限月球正面局部区,而月球陨石来源于月球表面的随机区域,未知的源区及具有代表性的岩石类型和地球化学特征都能使月球陨石成为月面真值测量的非常重要样品补充,提供更多月表岩石类型多样性及岩浆演化信息。本研究主要聚焦于NWA 4884和NWA 11460两块月球陨石,借助电子探针、扫描电镜、拉曼光谱仪和显微红外光谱仪详细研究了它们的岩相学、矿物学、冲击记录、岩石成因、成对关系和潜在的源区,理解月壳的演化历史。NWA4884是一块富含玄武质（Fe0=11.59wt.%,Al2O3=19.01wt.%）的混合角砾岩,主要包含单斜辉石（CPX,25.8vol.%）、斜方辉石（OPX,16.6vol.%）、斜长石（26.6vol.%）、熔长石（8.1vol.%）、橄榄石（20.7vol.%）及微量矿物钛铁矿、石英和磷石英等。我们识别了一系列岩屑主要包含亚辉绿结构的玄武质岩屑、粗粒的辉长岩（OG1和OG2）、长条状的辉石岩/玄武岩碎片、演化的岩屑（富石英的辉长岩、晚期填充物和石英+富钠的斜长石+钛铁矿岩屑）、斜长岩及各种不同的冲击熔融岩屑（冲击玻璃、晶质冲击熔融岩屑、富含矿物碎屑的冲击熔融岩屑）等。斜长石的显微红外和石英相的拉曼光谱表明NWA 488曾遭受过17.9～48.1 GPa不均匀的冲击效应,岩相学与主量成分表明QUE94281和Yamato 793274是最有可能与NWA 4884配对的月球陨石。通过比较NWA 4884的主量化学成分（FeO:9.7～13.0wt.%,Th:1.1～1.2ppm）和LP的GRS全月 FeO和Th数据（0.5°/像元）,发现NWA 4884可能的源区位于Tsiokovsky盆地（128.3°E,21.8°S）、丰富海（53.3°E,20.8<°S）、东海盆地(91.3°W,19.3（°S）的边缘,三个月海的模式年龄分别为3.51 Ga、3.68 Ga和3.45 Ga。NWA 11460是一块长石质角砾岩,主量矿物包含单斜辉石（3.8 vol.%）、斜方辉石（6.8vol.%）、斜长石（61.6vol.%）、橄榄石（28.3vol.%）,岩屑主要有斜长辉长岩、斜长橄长岩、长石质岩屑（斜长岩、辉长斜长岩、橄长斜长岩）、拼接的角砾岩、角砾岩及大范围的冲击熔融岩屑,主量化学成分FeO（4.96 wt.%）和A1203（26.71 wt.%）表明是月球高地的岩石。岩屑普遍呈现出富镁特征,极个别岩屑镁指数可达91。两块拼接的角砾岩的出现表明NWA 11460至少经历过两次的成岩过程,但它们的原岩不同,C1拼接的角砾岩的原岩可能来源于亚铁斜长岩,而C17更加富镁（Fo83.2）,可能来源于镁质岩套。斜长岩原岩主要有亚铁斜长岩、镁质岩套及镁质斜长岩,但镁质斜长岩是一种新的岩石类型还是已知的两种岩套的混合仍有待进一步研究,间接揭示NWA 11460成岩历史的复杂性;矿物学和岩相学均表明NWA11460曾遭受过中等且不均匀的（<20GPa）冲击作用;NWA 11460的全岩主量元素（3.45～6.23 wt.%FeO,0.2～0.3 ppm Th）、岩相学和矿物学表明该陨石的源区主要位于月球背面的FHT地体内（170.3～178.3°W,32.3～42.8°N）,属于镁质斜长岩套,和NWA 8046群组的其他陨石有较好的成对关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 符号说明
• 第一章 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 月球返回样品的研究进展
•   1.3 月球陨石研究进展
•     1.3.1 NWA 4884研究历史和现状
•     1.3.2 NWA 11460研究历史和现状
•   1.4 研究目的、内容和意义
•     1.4.1 研究目的
•     1.4.2 研究内容
•     1.4.3 研究意义
• 第二章 样品和测试
•   2.1 前言
•   2.2 样品描述
•   2.3 光学显微镜
•   2.4 激光拉曼光谱仪
•   2.5 显微红外
•   2.6 扫描电镜
•   2.7 电子探针
•   2.8 本章小结
• 第三章 月球陨石NWA 4884岩相学、矿物学和源区探讨
•   3.1 前言
•   3.2 岩相学
•     3.2.1 玄武质岩屑
•     3.2.2 辉长岩岩屑
•     3.2.3 辉石岩/玄武岩碎片?
•     3.2.4 演化的岩屑
•     3.2.5 长石质岩屑
•     3.2.6 冲击熔融岩屑
•     3.2.7 矿物碎屑和基质
•   3.3 矿物学
•     3.3.1 主要矿物
•     3.3.2 副矿物
•     3.3.3 矿物模式
•     3.3.4 傅里叶红外光谱
•     3.3.5 全岩化学成分
•   3.4 冲击记录
•   3.5 岩石成因及对月壳演化的启示意义
•     3.5.1 岩石成因
•     3.5.2 对月壳演化的启示意义
•   3.6 成对关系
•   3.7 潜在的源区
•   3.8 本章小结
• 第四章 月球陨石NWA 11460岩相学、矿物学和源区探讨
•   4.1 前言
•   4.2 岩相学
•     4.2.1 斜长辉长岩
•     4.2.2 斜长橄长岩
•     4.2.3 长石质岩屑
•     4.2.4 角砾岩
•     4.2.5 拼接的角砾岩
•     4.2.6 冲击熔融岩屑
•     4.2.7 基质和矿物碎屑
•   4.3 矿物学
•     4.3.1 主要矿物
•     4.3.2 副矿物
•     4.3.3 矿物模式
•     4.3.4 全岩化学成分
•   4.4 冲击变质、岩石成因及成对关系
•     4.4.1 NWA 11460的冲击效应
•     4.4.2 岩石成因
•     4.4.3 对月壳演化的启示意义
•   4.5 成对研究
•   4.6 可能的源区
•   4.7 本章小结
• 第五章 结论
•   5.1 论文不足之处和未来的研究计划
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 曹海军

导师: 凌宗成

关键词: 月球陨石,岩相学,冲击效应,月壳演化

来源: 山东大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 山东大学

分类号: P184;P185.83

总页数: 119

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