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我国科学家在嫦娥五号月球样品中首次发现高压矿物

光明网 2022-06-22 15:38 点击:

  撞击作用是月球表面物质混合的重要地质过程,是控制月壤形成和演化的重要因素。高压矿物作为撞击事件的重要记录者,对限定岩石受冲击的温压条件及反演撞击坑的大小有重要意义。但是,月球返回样品和月球陨石中较少发现高压矿物相,限制了通过月球样品反演月表撞击过程的研究。

  经过对嫦娥五号月球样品进行研究,中国科学院比较行星学卓越创新中心成员、中科院地球化学研究所杜蔚团队及其合作者在样品中首次发现了共生的二氧化硅的高压相——赛石英和斯石英。

  科研人员在一块嫦娥五号月壤粉末光片中发现了二氧化硅的两种高压相——赛石英和斯石英,这是首次在地外返回样品中发现赛石英。赛石英和斯石英出现在一块二氧化硅碎屑中,与之共存的还有似α-方石英的二氧化硅相及二氧化硅玻璃。其中,赛石英和斯石英均被不定形态的二氧化硅叶片有规律地切割,形成不同形式的格子结构,指示了它们的形成机制为固态相转变。

  通过研究赛石英、斯石英、似α-方石英的二氧化硅相及二氧化硅玻璃的形态特征及分布规律,推断赛石英和斯石英形成机制为固固相转变;受撞击过程的动力学控制,赛石英作为亚稳相在较低压条件下出现,随温度的升高部分赛石英转变为斯石英,因此,该二氧化硅碎屑记录了一次月表撞击事件的升压和紧随其后的升温和降压过程。通过其形成的温压条件结合撞击条件模拟计算,研究推测该二氧化硅碎屑可能来自嫦娥五号采样区南面的Aristarchus撞击坑。该研究是首次在月球返回样品中确认发现赛石英,为前人通过遥感数据分析提出的嫦娥五号采样区存在远处撞击坑溅射物的观点提供了重要证据。

  月球表面遍布形态多样和大小不一的撞击坑,表明其在演化过程中遭受了频繁撞击。地球和月球所处的空间位置相近,研究月球的撞击历史不仅是月球科学的重要课题,也是窥探地球撞击历史的重要窗口。自然界中的高压矿物主要形成于行星深部或宇宙天体撞击的高温高压环境,因此,研究高压矿物的成分、结构及其形成过程对认识行星内部物质组成和撞击过程有重要科学意义。

  (总台央视记者 帅俊全)

编辑:邢亚伟