urKREEP代表了月球岩浆洋（lunar magma ocean, LMO）结晶最末期的产物，ur代表德语的primeva， KREEP代表钾，稀土元素，和磷。但是urKREEP从来没有在月球的岩石中发现，仅仅是一个理论上存在的成分。我们知晓urKREEP的存在是因为在月球的岩石中有一部分岩石非常富集KREEP成分，即KREEP basalt。关于urKREEP的成因，K，REE，P在月球演化中几乎都是不相容元素，因此传统的模型认为是岩浆洋演化最末期导致的极度富集。然而月球的玄武岩都非常富铁，即ferrobasalt，在地球上，这类岩石往往会在演化的末期发生硅酸盐液态不混溶（silicate liquid immiscibility）。如果这个现象发生在月球岩浆洋演化末期，将会和urKREEP的成因密切相关。因为不混溶产生的富Si熔体会富钾，富Fe熔体会富REE和P。因此为了验证这一猜想，比利时鲁文大学（KU Leuven）博士生张苡慎（现美国莱斯大学博士后），联合比利时列日大学（University of Liege）研究员Bernard Charlier，MIT学者Stephaine Krein, Tim Grove，比利时鲁文大学教授Olivier Namur和德国汉诺威大学Francois Holtz，开展高温高压实验和计算模拟研究。
实验选取三个此前发表的LMO实验的残余熔体成分，利用高温高压（IHPV）来恢复LMO演化末期的相平衡，并且探讨不混溶发生的条件。实验结果显示，在三个实验的LMO成分下，不混溶都在1000°C发生（图1），形成富Si的液滴和富Fe的熔体共存的现象，和此前猜想的一致，富Si熔体富K，富Fe熔体富P（图2），因此他们的组合可以产生一个类似urKREEP的成分，即不混溶urKREEP（immiscible urKREEP）。
为了约束immiscible urKREEP在LMO中发生的深度，形成的厚度，我们进一步利用早前发表的不混溶预测模型（Zhang et al. 2023 CMP）来预测不混溶在LMO中发生的位置，模拟结果显示不混溶在LMO演化中发生受捕获熔体比例（trapped liquid fraction）以及斜长石漂浮(plagioclase flotation degree)比例的控制，其中捕获熔体比例若大于10%，不混溶将不会发生（图3）。
那么这个immiscible urKREEP将如何影响KREEP basalt的成因？我们利用一个简单的质量平衡模型来约束immiscible urKREEP在KREEP basalt可能同化的比例（图4）
最后，我们探讨了岩浆洋末期不混溶产生的富Si熔体可能也会对月球的酸性火山作用产生影响。
该成果最近发表在行星科学权威期刊Earth and Planetary Science Letters。以下为全文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118989。
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