为何月海玄武岩富铁
来自月海玄武岩和洋中脊玄武岩的样品表明,月海玄武岩FeO含量普遍高于洋中脊玄武岩.这意味着月幔相对于地幔更加富铁,这与多数学者获得的月岩浆洋成分一致.月震数据显示月核质量不超过月球总质量6％,大碰撞模拟也显示撞击体核和地核对月球形成没有贡献,因此月球的总铁含量比地球低.本研究认为月球刚形成时，全月球和地慢具有相同组成。月球刚形成时处于岩浆洋状态，由于月球质量很小，无法锁住大气，因此岩浆洋暴露在温度很低的环境中，表面会形成一层固态淬火层。淬火层会极大地抑制岩浆洋热量丢失，使得岩浆洋能够缓慢结晶。岩浆洋是从底部和顶部同时开始结晶，但顶部的结晶速率更快。岩浆洋顶部从上到下依次为固态淬火层(结晶度100%)，部分结晶区(结晶度100%~0%)，熔融区(结晶度0)。由于岩浆洋具有一定深度，根据热力学原理，熔融区顶部的岩浆一定高于液相线。在部分结晶区处结晶的橄榄石、辉石等矿物，由于密度大，会逐渐下沉并重新熔回岩浆洋。由于结晶的斜长石密度小，斜长石会逐渐上浮或者底辟至月表。这样，斜长石便离开岩浆洋体系。随着温度降低，部分结晶区不断向下移动，斜长石便不断堆积，最终形成斜长质月壳。总体结果就是斜长石优先于橄榄石、辉石从岩浆洋中结晶。因此，月幔富集FeO等组分，而亏损斜长石相容组分，如CaO,Al2O3和Eu。所以月海玄武岩也是相对富铁的。可以看到，在整个岩浆洋冷却的过程中最先结晶的是斜长石，而不是橄榄石和辉石，所以月幔富铁和亏损Eu。
月海玄武岩 铁元素 富集规律 岩浆洋 冷却机制
张明明 朱丹 许英奎 章清文
中国科学院 地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳 550002;中国科学院 广州地球化学研究所,广州 510640 中国科学院 地球化学研究所月球与行星科学研究中心,贵阳 550002 中国科学院 地球化学研究所,矿床地球化学国家重点实验室,贵阳 550002 中国科学院大学,北京 100000
国内会议
中国矿物岩石地球化学学会第九次全国会员代表大会暨第16届学术年会
西安
中文
1153-1153
2017-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）