高地月殼是如何形成的

2007年10月16日09:51  來源:人民網科技

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  高地月殼是如何形成的呢?這可從高地月殼的厚度、成分特征特別是元素鈾(U)、釷(Th)、鉀(K)元素以及一些具有指示劑作用的元素如稀土元素(REE)等含量及變化特征加以分析、推理與推測。

  高地月殼的平均厚度約73km,含Al2O3約25%,而整個月球本身含量還不到6%,因此,可以計算出高地月殼中的Al2O3約佔全月球Al2O3的40%﹔而月表中的生熱元素鈾(U)、釷(Th)、鉀(K)比月球內部的含量高出兩個數量級。上述這些事實說明,形成高地的岩漿源區是很大的,甚至達到整個月球的熔融。同位素的研究結果也証明,月球早期曾產生過廣泛的大規模熔融、分異和結晶過程。要使鈾、鉀和Al2O3都集中在高地月殼之中,而且這種熔融和分異發生的時間必須在月球形成后的2億年之內完成,因此,月球在早期必定存在巨大的“岩漿洋”。對於“岩漿洋”的厚度,目前說法不一致,有的學者認為200km,有的認為800km,甚至有的認為整個月球為熔融的“岩漿洋”。

  隨著岩漿分異結晶而堆積,將會形成100∼200km厚的斜長岩月殼。但在月球聚集形成后的1億年之內,各種天體物質的撞擊將使尚未完全固結的月殼破碎而返回“岩漿洋”。而在38.2億∼39.2億年之前,月殼已經固結,大規模月海盆地的開鑿及后期月海泛濫(即玄武岩大面積噴發)得以發生。

  在月球內部的“岩漿洋”中,橄欖石首先晶出,相繼低鈣輝石、斜長石晶出。富鈣的斜長石浮在熔融的“岩漿洋”頂部,逐漸冷凝形成高地月殼。隨著“岩漿洋”中橄欖石、低鈣輝石和鈣長石的晶出,熔漿中的 (Fe +Mg)逐漸變低,進而長石、單斜輝石晶出並堆積。大約在42億年前,月殼的厚度達到了1∼10km。雖然斜長石和富鎂岩套在“岩漿洋”的結晶過程中都是從岩漿中直接晶出的,但由於所結晶形成的橄欖石和輝石被遷移,因而導致斜長石和富鎂岩的形成過程是彼此分立的。

(責編:張文君)
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