月球陨石的真相

  • 小编 发布于 2019-11-30 23:22:08
  • 栏目:科技
  • 来源:猎陨Eugene
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月球陨石是指来源于月球的陨石,它们是在地球上发现的月岩,是由小行星与流星或彗星撞击月球溅出的岩石。是一些月球表面的岩石受流星体或小行星等外力撞击影响,一些飞溅出的岩石快速逃逸出了月球引力影响。大多数岩石被溅出月球引力外后,经过长时间的在太空中遨游时,最终被地球磁场或太阳引力所捕获。透过测量陨石上的宇宙射线暴露史和惰性气体,显示大部分的月球陨石是在过去的2000万年中被逐出月面的。其中也发现一部分的月球陨石一般在10万至100万年前才离开月球。

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这表明了这些陨石离开月面后,并非马上飞往地球,而是进入围绕地球的轨道上运行了一段很长时间,并最终受到地球引力的影响而奔向地球。月球表面富长石的月壳开始形成大约在45亿年前,而在形成时和形成后的一段很长时间里,它经历了一些外来陨石和小行星们的猛烈轰击。月球地壳上的岩石已多次遭到密集撞击而产生了破裂,受物体撞击影响和在熔离作用下许多支离破碎矿物又被粘结在一起。因此,大多数月球陨石它们可能是来自月球高地上的角砾岩。

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地球成因的各种角砾岩与月球陨石中的角砾岩表面上看似很雷同,但它们之间在岩相结构、矿物组合与化学组分上都存在本质上差别。因为大多数的地球陆地角砾岩不是流星体撞击而出现断裂形成的。月球角砾岩常被划分成不同的类别,如融化型角砾岩、麻粒岩型角砾岩、玻璃化型角砾岩、破碎型角砾岩、风化层型角砾岩等。在熔结体呈玻璃化的角砾岩型陨石中,一些岩石碎片或碎屑岩凝固在玻璃态的熔融基质中,呈这种特质的陨石大都是撞击形成的。

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在地球地表上分布着很多火山岩凝固形成的岩浆岩。火山岩中最常见的岩石类型多为玄武岩,常被误认是陨石的多为基性喷出岩,地球成因的玄武岩其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似,SiO2含量变化于45%~52%之间,K2O+Na2O含量较侵入岩略高,CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成,次要矿物有橄榄石,角闪石及黑云母等,岩石均为暗色,一般为黑色,有时呈灰绿以及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。玄武岩体积密度为2.8~3.3g/cm3,致密者压缩强度很大,可高达300MPa,有时更高,常存在玻璃质及气孔时则强度有所降低。玄武岩耐久性甚高,节理多,且节理面多成五边形或六边形,构成柱状节理。玻璃质与多气孔状玄武岩一般比较性脆。地球成因的玄武岩根据其成分不同可以分为拉斑玄武岩、碱性玄武岩、高铝玄武岩等,按其结构不同可分为气孔状玄武岩、杏仁状玄武岩、玻璃质玄武岩等,按其充填矿物不同可分为橄榄玄武岩、紫苏辉石玄武岩等。

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地球成因的玄武岩结晶程度和晶粒的大小,主要取决于岩浆冷却速度,缓慢冷却可生成几毫米大小、等大的晶体;迅速冷却,则可生成细小的针状、板状晶体或非晶质玻璃。因此,在地球地表条件下,玄武岩通常呈细粒至隐晶质或玻璃质结构,少数为中粒结构。常含橄榄石、辉石和斜长石斑晶,构成斑状结构。斑晶在流动的岩浆中可以聚集,称聚斑结构。这些斑晶在玄武岩浆通过地壳上升的过程中形成(历时几个月至几小时),也可在喷发前巨大的岩浆储源中形成。地球成因的玄武岩基质结构变化大,随岩流的厚薄、降温的快慢和挥发组分的多寡,在全晶质至玻璃质之间存在各种过渡类型,但主要是间粒结构、填间结构、间隐结构,较少次辉绿结构和辉绿结构等。

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地球火山成因的玄武岩构造与其固结环境有关。陆上形成的玄武岩,常呈绳状构造、块状构造和柱状节理;水下形成的玄武岩,常具枕状构造。而气孔构造、杏仁构造可能出现在各种玄武岩中。在地球爆发性火山活动中,炽热的玄武质熔岩喷出火口,随其着地前固结程度的差异,形成不同形状的火山弹:纺锤形火山弹、麻花形火山弹、不规则状火山弹,以及牛粪状、饼状、草帽状或蛇形和扁平状溅落熔岩团。

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它们是由地球火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石。它在地质学的岩石分类中,属于岩浆岩(也叫火成岩)。地球火山成因的岩浆岩分侵入岩和喷出岩两种。其中侵入岩是地下岩浆在内力作用下侵入地壳上部,岩层冷却凝固而形成岩石,它的矿物结晶颗粒较大,代表岩石有花岗岩。

喷出岩是地下岩浆在内力作用下,沿地壳薄弱地带喷出地表冷凝而形成岩石,它的矿物结晶颗粒细小,有的有流纹或气孔构造,代表岩石就是玄武岩。地球火山爆发流出的岩浆温度高达摄氏一千二百多度,因有一定的粘度,在地势平缓时,岩浆流动很慢,每分钟只流动几米远;遇到陡坡时,速度便大大加快。它在流动过程中,携带着大量水蒸汽和气泡,冷却后,便形成了各种变异的形状。玄武岩是地球洋壳和月球月海的最主要组成物质,也是地球陆壳和月球月陆的重要组成物质。

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月球玄武岩又称月岩,它们主要由登月探测器取回的月球岩石标本,按月岩样品的结构和成因可分为结晶质火成岩、角砾岩、月壤或月尘等。但它们与月球陨石之间看着像同一种物质,但又有着一些成因与演化质性上的实质差别。月球玄武岩是构成月球的主要岩石之一,由月球外层约200公里深处形成的岩泉,经多次喷发(至少5次)在月表结晶(约1050℃)而成。

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是月球上最年轻的岩石,它们形成于距今33~37亿年之间,几乎相当于已知的地球最古老岩石。月球玄武岩细粒、多孔,主要由辉石、斜长石和钛铁矿组成。其中辉石含量约50~59%,普通辉石多于易变辉石;斜长石约20~29%,为培长石或钙长石;钛铁矿含量约10~18%。次要矿物有橄榄石、铬铁矿-钛尖晶石、陨硫铁、铁、方英石、金红石、磷灰石、白磷钙矿、铜、云母、镍黄铁矿及若干尚未鉴定出的矿物。

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它们富含的克里普矿物,常为苏长岩,可能由富斜长石的岩石部分熔融所形成。月球玄武岩的化学成分变化较大,特别是Al2O3和FeO,分别变化于7~25%和5~25%之间,一般以贫硅,富钛、铁为特点。包括极细粒的多孔状岩石和中粒等粒岩石,它们是在月球表面或其附近由岩浆直接结晶和固化形成的。但有一些样品,虽然结构与火成岩相同,却是非晶质化了的冲击熔融岩。其变化范围从细粒的微角砾岩到含有大的火成岩碎块-碎屑岩。月壤或月尘,它们是未黏接的颗粒物质。月壤是陨石体多次撞击的产物,其厚度可达几米,主要由晶质颗粒与较大的火成岩碎块﹑玻璃质碎片(包括大量的玻璃球粒)及微量金属颗粒组成。月球以外的陨石体﹑小行星及彗星的冲击对形成目前月球的景观(不同大小的环形山﹑冲击坑和月壤的形成及分布)起著重要的作用,这种作用直接影响到月壤以及月球上的角砾岩的化学成分﹑碎屑大小的分布﹑玻璃的含量和再结晶的程度。从月球采回的岩石和表土样品大致分为结晶质火成岩,细粒多孔状岩石,颗粒直径1毫米,主要由岩浆结晶形成,少数是晶质化的冲击熔岩,它们是月球陨石坑受撞击后形成的岩石。角砾岩,显微角砾状岩石,碎屑直径约0.1~1.0厘米。由火成岩碎屑、矿物碎屑、玻璃质和月壤机械混合又经压实形成。

月壤,粒径小于1毫米松散的颗粒物质。由火成岩的结晶颗粒、细粒岩石碎屑、玻璃碎片、包括玻璃球粒、少量陨石物质及粉尘混合而成。月球结晶质火成岩可划分为月海玄武岩,充填于月海盆地中,岩石含FeO高,含AlO低,主要矿物成分为单斜辉石,其次为橄榄石,含斜长石较少。非月海火成岩,分布于月陆高地上。包括斜长石、长石质玄武岩、粗粒辉长岩、斜长辉长岩及橄长岩等,其中斜长岩占绝大多数。主要矿物成分为富钙斜长石,其次是单斜辉石,少量斜方辉石。富克里普岩(KREEP) 火成岩,因岩石中富含钾(K)、稀土元素(REE)、磷(P)而得名。主要矿物成分中斜长石和斜方辉石的含量大致相等,只含少量钾长石。

此类岩石常呈碎块分布在月陆高地的角砾岩和月壤中。有人也把非月海玄武岩质岩石(包括苏长岩、斜长辉长岩及榄长岩)分为富克里普和贫克里普两类。极少量的花岗质岩石和纯橄榄岩火成岩,这些岩石来自高地。月岩的矿物成分与地球矿物比较,月球矿物在类型上有以下特点:造岩矿物种类少,缺少含水矿物如蛇纹石类、粘土类矿物。个别矿物中的氢是太阳风的贡献。缺少高温高压下形成的矿物,如金刚石、红宝石、蓝宝石等矿物。所含矿物为相对低温低压下的产物。缺少自然金、银等贵金属矿物。含一些陨石中的矿物,如金属铁镍、陨硫铁等。有几种在地球上未发现的矿物,如静海石、铁三斜辉石和低铁假板钛矿。

月岩化学,不同类型月岩的化学组成不同。斜长岩与辉长岩富含AlO和CaO,FeO含量较低。富克里普岩富含KO、稀土元素和PO。月海玄武岩一般富含TiO、FeO和MgO。不同区域的月岩样品,化学成分有较大差异。A-11(表示“阿波罗”11号探测)和A-17的结晶岩石中含TiO较高。

A-14岩石中FeO和TiO含量较低,SiO、AlO、KO含量较高。A-15岩石中 FeO/MgO 比值高,TiO含量低。A-16和A-17的角砾岩中CaO和AlO高,TiO低。与地球同类岩石比较,月岩中SiO含量低;FeO含量较高,几乎没有FeO;KO和NaO较少,但KO/NaO比值较高;不含水;具有较低的K/U比,较高的Cr/U比。月海玄武岩含FeO大于15%,比地球拉斑玄武岩高1倍。Mg/(Mg+Fe)比值(约0.6)比地球玄武岩(约0.7~0.72)低,比钙长辉长无球粒陨石(约0.5)高。TiO含量变化大,有的高达13%,比地球玄武岩高6倍,低的只有1.5%。与碳质球粒陨石比较,微量元素丰度变化范围可达6个数量级。亲铁元素Au、Pt、Ir、Os、Re、Ni、Co、Ge和高挥发性元素K、Na、Rb强烈缺少,难熔元素Al、Ca、Ti、稀土元素、Th、U富集。Eu(铕)为负异常。

非月海岩石与碳质球粒陨石比较,Mn、Mg、Fe、Cr、Co、Ni、V、Na、Ga、Cu含量低,而 Ba、稀土元素、Th、U、Zr、Tl、Sr、Ca、Al、Sc等相对富集。斜长岩含AlO可高达35%,CaO高达20%,含FeO比月海玄武岩低得多,含K、Na少,Eu为正异常。富克里普岩中K、P、Ba、稀土元素、U、Th比斜长岩高50~100倍,Eu为负异常。

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