作者:柯讯 来源: 中国科学报 发布时间:2020-11-27
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中科院地质与地球物理研究所
在月球陨石样本中发现雷锆石

 

本报讯 中科院地质与地球物理研究所研究员林杨挺团队在一块编号为SaU 169的月球陨石中,发现了锆石的高压相——雷锆石,这是在地外样品中发现的雷锆石。该雷锆石以片晶形式存在于部分锆石颗粒中,指示了锆石—雷锆石的固—固相变形成机制。相关研究近日发表于《地球物理研究通讯》。

月球表面布满撞击坑,其表面物质普遍经历了强烈的冲击变质,形成月壤和各种冲击熔融角砾岩。但是,无论在阿波罗样品还是其他月球陨石中发现高压矿物相对较少。迄今为止,仅在几块样品中发现了橄榄石的高压相和二氧化硅的高压相。月球岩石样品中高压矿物的缺失,可能表明月球受小行星撞击产生特殊的温度—压力条件。

研究团队通过激光拉曼光谱和同步辐射X射线衍射确证锆石中的这些片晶为雷锆石,并由背散射电子衍射分析得到这两种矿物之间的晶体结构关系,进一步佐证雷锆石与锆石的固—固相转变。月球雷锆石的产状和矿物学特征与地球陨石坑中发现的雷锆石相似,表明它们均是在小行星撞击产生的高温—高压条件下,通过相同的机制形成的。

已有的冲击实验表明,形成雷锆石的冲击压力>30 GPa;热稳定性实验表明,常压下温度升高>1473K时,雷锆石会较快退变质回锆石。此外,多孔隙月壤的模拟冲击实验显示,当冲击压力达到~10 GPa时,靶岩的温度升至~1473K。因此,月球样品中雷锆石的发现,对月球在小行星撞击下产生的温度—压力条件给出限定。

锆石作为月球岩石中分布不普遍的副矿物,在小行星撞击下形成高压矿物相,而其他主要造岩矿物较少发现高压相,这一现象表明,月球表面的多孔隙靶体(月壤+角砾岩)在小行星撞击下,或产生的冲击压力偏低,只能形成雷锆石;或由于绝热压缩升温导致靶岩温度显著升高,冲击后缓慢冷却,其他高压矿物退变质而消失,但雷锆石因具有较好的热稳定得以保存。(柯讯)

相关论文信息:https://doi.org/10.1029/2020GL089583

《中国科学报》 (2020-11-27 第4版 综合)
 
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