为福建漳州青年陨石收藏家李小军先生海南月海玄武岩陨石背书

乐活   2024-09-01 19:08   山东  

我国福建省漳州市的青年陨石收藏家李小军先生,是一位勤于实践和具有悟性的杰出代表。他的陨石收藏均体现出稀有种类和形态经典,令人刮目相看。在千姿百态的陨石中,选择经典和稀有的陨石既事半功倍,又节省时间和空间,体现了陨石收藏的正确理念。

图一:这是一块近乎正方形的月海玄武岩陨石,其高空爆炸后受到其他陨石碎片的撞击切削,再次经过热熔,陨石外部既具有黑色的陨石熔壳又可以观察到撞击切削的痕迹特征,是一块品相较好的陨石。

一,月海玄武岩的成因目前主要有两种观点 :
撞击熔融说:小天体撞击月球,导致月表岩石发生熔融而形成。不过,持这一观点的学者认为,高地月壳的部分或全部熔融不可能产生月海玄武岩,且熔融后也难以形成成分差异如此大的月海玄武岩。
月内局部熔融说:月球内部物质发生了不同程度的局部熔融,熔体在深度约 400~700km、密度约 3g/cm³ 处上升到月表后经结晶形成月海玄武岩。持这一观点的学者认为月幔是不均一的,形成月海玄武岩的源区也不同。目前较多学者支持后一种观点,地球上的许多模拟实验结果也支持该说法。
通过对嫦娥五号月球样品的研究,我们发现嫦娥五号玄武岩初始熔融时并没有卷入富集钾、稀土元素、磷的 “克里普物质”,该样品富集克里普物质的特征是由于岩浆后期经过大量矿物结晶固化后,残余部分富集而来 。这一结果排除了嫦娥五号着陆区岩石初始岩浆熔融热源来自放射性生热元素的主流假说,也对月海玄武岩的成因研究提供了新的依据和方向 。

二,月海玄武岩的主要化学元素构成如下 :
主要元素:包括硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、钙(Ca)、钛(Ti)等。其中,铁和钛的含量相对较高,这使得月海玄武岩呈现出黑色,且反光性差。
次要元素:有钠(Na)、钾(K)、磷(P)等。
不同类型的月海玄武岩,其化学元素的具体含量会有所差异。例如,根据 TiO₂含量的不同,月海玄武岩可分为高钛(>6wt%)、低钛(1-6wt%)和极低钛(<1wt%)三种类型,它们对应着不同的月幔源区、起源深度和岩浆演化过程 。
三,月海玄武岩的形成是月球演化过程中多个因素共同作用的结果:
月海玄武岩的形成与月球的演化过程密切相关,其关联主要体现在以下方面:
其一,月球形成初期:岩浆洋的分异演化:月球形成之初,曾被深达数百公里的岩浆洋覆盖。在岩浆洋的冷却结晶过程中,发生分异作用,密度较大的物质下沉,密度较小的物质上浮。这种分异使得月球形成了不同的圈层结构,如形成了斜长质月壳,而月幔的物质组成和性质也在这个过程中逐渐确定,这为月海玄武岩的形成奠定了物质基础 。
其二,月球演化中期:大型撞击盆地形成:在月球演化的过程中,遭受了大量小行星和彗星等天体的撞击。约 41 亿年前,比较集中地遭受到各种大型陨星的撞击,使月表出现许多月海盆地,即大型的环形构造,最典型的是雨海事件。这些撞击盆地为月海玄武岩的形成提供了空间条件 。
其三,月幔部分熔融:月球内部的热量积累以及物质的变化,导致月幔部分物质发生熔融。由于月幔的不均一性,不同区域的物质组成和熔融条件存在差异,形成了不同类型的月海玄武岩源区。熔体在深度约 400 - 700km、密度约3g/cm³ 处上升 3。
其四,岩浆喷发与溢流:月幔部分熔融产生的岩浆,在压力作用下沿着月壳的裂缝和薄弱地带上升到月表。当岩浆到达月表后,由于压力降低,岩浆喷发或溢流出来,填充到大型撞击盆地中,形成了月海玄武岩。大约距今 40 亿年前,形成了富含放射性元素、难熔元素的非月海玄武岩。雨海纪形成的各个月海大约在距今 39 - 31 亿年间,被后期喷发的玄武岩所充填和覆盖 。
其五,月球演化后期:火山活动持续:月球的火山活动并非一蹴而就,而是在漫长的时间内持续进行。从已有的月球样品研究来看,月球的岩浆活动至少持续到大约 28 亿至 30 亿年前,但嫦娥五号月球样品的最新研究成果表明,月球直到 20 亿年前仍存在岩浆活动,比以往月球样品限定的岩浆活动停止时间晚了约 8 亿 - 9 亿年。这说明月球的内部热量在很长一段时间内仍然能够维持月幔的部分熔融,从而持续产生月海玄武岩
其六,月海玄武岩的特征变化:随着时间的推移,月海玄武岩的成分和特征也可能发生变化。例如,根据 TiO₂含量的不同,月海玄武岩可分为高钛(>6wt%)、低钛(1 - 6wt%)和极低钛(<1wt%)三种类型,它们对应着不同的月幔源区、起源深度和岩浆演化过程。这反映了月球内部物质组成和演化的复杂性,以及不同时期月幔熔融和岩浆活动的特点 。
总的来说,月海玄武岩的形成是月球演化过程中多个因素共同作用的结果,它记录了月球内部的热演化历史、物质组成变化以及外部撞击事件等重要信息,是我们了解月球演化的关键线索之一。对月海玄武岩的深入研究,有助于揭示月球的形成机制、内部结构和演化历程等科学问题。

四,月海玄武岩具有以下特点和性质:

矿物组成:主要由斜长石、辉石、富镁橄榄石以及少量的氧化物钛铁矿与尖晶石等矿物组成。其中斜长石含量约 20 - 34%,主要为钙长石或培长石;辉石含量约占 50 - 63%,且普通辉石多于易变辉石;除个别低钛玄武岩中橄榄石含量可达 20% 外(存在于阿波罗 12 号样品中),其余类型的橄榄石含量多低于 5% 或者为 0,钛铁矿含量约 10 - 19%。
化学成分1:TiO₂含量变化大:通常分为高钛(>6wt%)、低钛(1 - 6wt%)和极低钛(<1wt%)三种类型,它们对应不同的月幔源区、起源深度和岩浆演化过程。
富含铁:这使得月海玄武岩呈黑色,反光性差,也是其成为生产金属铁的原料的原因之一。
物理特征:颜色呈黑色,反光性差 。
结构特征:嫦娥五号月壤中的月海玄武岩岩屑结构可分为嵌晶结构、辉绿 / 次辉绿结构、斑状结构和等粒结构等 。
分布特征:覆盖了月球表面约 17% 的区域,主要集中在月球近边的月海盆地和撞击坑当中,其厚度在 500 - 1300m 之间,少数盆地中央厚度可达到 4500m。月海玄武岩的分布不均一,主要集中在月球近边的现象被认为是远地球一侧月壳的厚度大以及地球的重力吸引所致。
形成过程:一般认为是月球内部物质发生了不同程度的局部熔融,熔体在深度约 400 - 700km、密度约 3g/cm³ 处上升到月表后经结晶而成。关于其成因目前主要有两种观点,一种认为是由于小天体撞击月球,导致月表岩石发生熔融而形成;另一种观点则认为是月球内部物质局部熔融后形成,目前较多学者支持后一种观点 。
资源应用:人类已经发现的 20 多种月海玄武岩类型大部分富含铁和钛,其中的钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,也是生产水和火箭燃料 —— 液氧的主要原料 。

五,月海玄武岩的形成与月球的内部结构密切相关:
1。月幔物质组成与部分熔融:月幔物质基础:月幔主要由橄榄石、辉石等矿物组成,这些矿物的性质和含量决定了月幔的物理化学特性。例如,橄榄石含量高可能使月幔具有较高的熔点和粘性;而辉石的存在则会影响月幔的密度和导热性等。月海玄武岩是月幔部分熔融形成的岩浆产物,月幔的物质组成是其形成的物质基础 。
2。部分熔融的发生:月球内部的热量分布不均匀,可能来自于早期的行星吸积余热、放射性元素的衰变等。在热量作用下,月幔中的某些区域会发生部分熔融。当温度和压力条件达到一定程度时,月幔中的矿物会开始熔化,形成岩浆。这些岩浆的成分和性质受到月幔原始物质组成的影响,例如富含铁、镁等元素的月幔部分熔融可能更容易形成富含这些元素的月海玄武岩岩浆 。
3。岩浆的上升与喷发:岩浆上升通道:月球的内部结构中存在着一些薄弱地带或通道,例如月幔柱、裂缝等,这些通道为岩浆的上升提供了路径。岩浆在月幔中形成后,会沿着这些通道向上运移。月幔柱是一种从月幔深处上升到月表的柱状热物质流,它可以将月幔深部的岩浆带到月表附近。裂缝则可能是由于月球内部的构造活动或外部撞击等原因形成的,也为岩浆的上升提供了通道。
4。喷发至月表:当岩浆上升到月球表面时,由于压力的降低,岩浆中的气体开始释放,形成气泡,增加了岩浆的体积和流动性。同时,月球表面的重力较小,使得岩浆更容易喷发和流动,从而在月表形成广阔的玄武岩平原,即月海。月海玄武岩的分布主要集中在月球近边的月海盆地和撞击坑中,这可能与月球的内部结构和演化历史有关。例如,远地球一侧月壳的厚度大以及地球的重力吸引等因素,可能导致月海玄武岩主要集中在月球近边 。
5。月海玄武岩的成分差异反映月幔不均一性:月海玄武岩根据化学成分的不同,可分为高钛、低钛和极低钛等类型,它们对应着不同的月幔源区、起源深度和岩浆演化过程。这表明月幔在不同区域的物质组成和性质存在差异,不是均匀一致的。这种月幔的不均一性可能是由于月球形成过程中的物质分异、后期的岩浆活动和构造运动等因素造成的。通过研究不同类型月海玄武岩的成分和特征,可以推断月幔的不均一性程度和具体的结构特征 。

总而言之,月海玄武岩陨石具有较高收藏价值,主要体现在:
稀缺性:月海玄武岩是来自月球的物质,在地球上的数量极为有限。只有通过少数的月球探测任务采集到的样本,以及极少数从月球掉落的陨石中才能获得,这使得它具有很高的稀缺性,对于收藏家来说是非常珍贵的。
科学意义附带价值:由于其具有重大的科研价值,收藏月海玄武岩样本对于一些专业的科研机构、博物馆或私人收藏家来说,具有特殊的意义。它可以作为科学研究的实物证据,也可以在博物馆等场所展示,向公众普及月球科学知识,提升人们对宇宙探索的兴趣和认知 。
历史和文化价值:月海玄武岩是人类探索月球的重要成果之一,代表了人类在太空探索领域的重要里程碑。收藏月海玄武岩与人类的月球探测历史紧密相连,承载着特定时期的科学探索精神和成就,从历史和文化的角度来看也具有一定的收藏价值。
对月海玄武岩陨石有兴趣的朋友可以直接与李小军先生联络,电话:19859095555;非诚勿扰。

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