月球隕石的真相

月球隕石是指來源於月球的隕石,它們是在地球上發現的月岩,是由小行星與流星或彗星撞擊月球濺出的岩石。是一些月球表面的岩石受流星體或小行星等外力撞擊影響,一些飛濺出的岩石快速逃逸出了月球引力影響。大多數岩石被濺出月球引力外後,經過長時間的在太空中遨遊時,最終被地球磁場或太陽引力所捕獲。透過測量隕石上的宇宙射線暴露史和惰性氣體,顯示大部分的月球隕石是在過去的2000萬年中被逐出月面的。其中也發現一部分的月球隕石一般在10萬至100萬年前才離開月球。

月球隕石的真相

這表明了這些隕石離開月面後,並非馬上飛往地球,而是進入圍繞地球的軌道上運行了一段很長時間,並最終受到地球引力的影響而奔向地球。月球表面富長石的月殼開始形成大約在45億年前,而在形成時和形成後的一段很長時間裡,它經歷了一些外來隕石和小行星們的猛烈轟擊。月球地殼上的岩石已多次遭到密集撞擊而產生了破裂,受物體撞擊影響和在熔離作用下許多支離破碎礦物又被粘結在一起。因此,大多數月球隕石它們可能是來自月球高地上的角礫岩。

月球隕石的真相

地球成因的各種角礫岩與月球隕石中的角礫岩表面上看似很雷同,但它們之間在巖相結構、礦物組合與化學組分上都存在本質上差別。因為大多數的地球陸地角礫岩不是流星體撞擊而出現斷裂形成的。月球角礫岩常被劃分成不同的類別,如融化型角礫岩、麻粒巖型角礫岩、玻璃化型角礫岩、破碎型角礫岩、風化層型角礫岩等。在熔結體呈玻璃化的角礫岩型隕石中,一些岩石碎片或碎屑岩凝固在玻璃態的熔融基質中,呈這種特質的隕石大都是撞擊形成的。

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在地球地表上分佈著很多火山岩凝固形成的岩漿岩。火山岩中最常見的岩石類型多為玄武岩,常被誤認是隕石的多為基性噴出巖,地球成因的玄武岩其化學成分與輝長岩或輝綠岩相似,SiO2含量變化於45%~52%之間,K2O+Na2O含量較侵入岩略高,CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量較侵入岩略低。礦物成份主要由基性長石和輝石組成,次要礦物有橄欖石,角閃石及黑雲母等,岩石均為暗色,一般為黑色,有時呈灰綠以及暗紫色等。呈斑狀結構。氣孔構造和杏仁構造普遍。玄武岩體積密度為2.8~3.3g/cm3,緻密者壓縮強度很大,可高達300MPa,有時更高,常存在玻璃質及氣孔時則強度有所降低。玄武岩耐久性甚高,節理多,且節理面多成五邊形或六邊形,構成柱狀節理。玻璃質與多氣孔狀玄武岩一般比較性脆。地球成因的玄武岩根據其成分不同可以分為拉斑玄武岩、鹼性玄武岩、高鋁玄武岩等,按其結構不同可分為氣孔狀玄武岩、杏仁狀玄武岩、玻璃質玄武岩等,按其充填礦物不同可分為橄欖玄武岩、紫蘇輝石玄武岩等。

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地球成因的玄武岩結晶程度和晶粒的大小,主要取決於岩漿冷卻速度,緩慢冷卻可生成幾毫米大小、等大的晶體;迅速冷卻,則可生成細小的針狀、板狀晶體或非晶質玻璃。因此,在地球地表條件下,玄武岩通常呈細粒至隱晶質或玻璃質結構,少數為中粒結構。常含橄欖石、輝石和斜長石斑晶,構成斑狀結構。斑晶在流動的岩漿中可以聚集,稱聚斑結構。這些斑晶在玄武岩漿通過地殼上升的過程中形成(歷時幾個月至幾小時),也可在噴發前巨大的岩漿儲源中形成。地球成因的玄武岩基質結構變化大,隨巖流的厚薄、降溫的快慢和揮發組分的多寡,在全晶質至玻璃質之間存在各種過渡類型,但主要是間粒結構、填間結構、間隱結構,較少次輝綠結構和輝綠結構等。

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地球火山成因的玄武岩構造與其固結環境有關。陸上形成的玄武岩,常呈繩狀構造、塊狀構造和柱狀節理;水下形成的玄武岩,常具枕狀構造。而氣孔構造、杏仁構造可能出現在各種玄武岩中。在地球爆發性火山活動中,熾熱的玄武質熔岩噴出火口,隨其著地前固結程度的差異,形成不同形狀的火山彈:紡錘形火山彈、麻花形火山彈、不規則狀火山彈,以及牛糞狀、餅狀、草帽狀或蛇形和扁平狀濺落熔岩團。

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它們是由地球火山噴發出的岩漿冷卻後凝固而成的一種緻密狀或泡沫狀結構的岩石。它在地質學的岩石分類中,屬於岩漿岩(也叫火成岩)。地球火山成因的岩漿岩分侵入岩和噴出巖兩種。其中侵入岩是地下岩漿在內力作用下侵入地殼上部,岩層冷卻凝固而形成岩石,它的礦物結晶顆粒較大,代表岩石有花崗岩。

噴出巖是地下岩漿在內力作用下,沿地殼薄弱地帶噴出地表冷凝而形成岩石,它的礦物結晶顆粒細小,有的有流紋或氣孔構造,代表岩石就是玄武岩。地球火山爆發流出的岩漿溫度高達攝氏一千二百多度,因有一定的粘度,在地勢平緩時,岩漿流動很慢,每分鐘只流動幾米遠;遇到陡坡時,速度便大大加快。它在流動過程中,攜帶著大量水蒸汽和氣泡,冷卻後,便形成了各種變異的形狀。玄武岩是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。

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月球玄武岩又稱月岩,它們主要由登月探測器取回的月球岩石標本,按月岩樣品的結構和成因可分為結晶質火成岩、角礫岩、月壤或月塵等。但它們與月球隕石之間看著像同一種物質,但又有著一些成因與演化質性上的實質差別。月球玄武岩是構成月球的主要岩石之一,由月球外層約200公里深處形成的巖泉,經多次噴發(至少5次)在月表結晶(約1050℃)而成。

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是月球上最年輕的岩石,它們形成於距今33~37億年之間,幾乎相當於已知的地球最古老岩石。月球玄武岩細粒、多孔,主要由輝石、斜長石和鈦鐵礦組成。其中輝石含量約50~59%,普通輝石多於易變輝石;斜長石約20~29%,為培長石或鈣長石;鈦鐵礦含量約10~18%。次要礦物有橄欖石、鉻鐵礦-鈦尖晶石、隕硫鐵、鐵、方英石、金紅石、磷灰石、白磷鈣礦、銅、雲母、鎳黃鐵礦及若干尚未鑑定出的礦物。

月球隕石的真相月球隕石的真相

它們富含的克里普礦物,常為蘇長巖,可能由富斜長石的岩石部分熔融所形成。月球玄武岩的化學成分變化較大,特別是Al2O3和FeO,分別變化於7~25%和5~25%之間,一般以貧硅,富鈦、鐵為特點。包括極細粒的多孔狀岩石和中粒等粒岩石,它們是在月球表面或其附近由岩漿直接結晶和固化形成的。但有一些樣品,雖然結構與火成岩相同,卻是非晶質化了的衝擊熔融巖。其變化範圍從細粒的微角礫岩到含有大的火成岩碎塊-碎屑岩。月壤或月塵,它們是未黏接的顆粒物質。月壤是隕石體多次撞擊的產物,其厚度可達幾米,主要由晶質顆粒與較大的火成岩碎塊﹑玻璃質碎片(包括大量的玻璃球粒)及微量金屬顆粒組成。月球以外的隕石體﹑小行星及彗星的衝擊對形成目前月球的景觀(不同大小的環形山﹑衝擊坑和月壤的形成及分佈)起著重要的作用,這種作用直接影響到月壤以及月球上的角礫岩的化學成分﹑碎屑大小的分佈﹑玻璃的含量和再結晶的程度。從月球採回的岩石和表土樣品大致分為結晶質火成岩,細粒多孔狀岩石,顆粒直徑1毫米,主要由岩漿結晶形成,少數是晶質化的衝擊熔岩,它們是月球隕石坑受撞擊後形成的岩石。角礫岩,顯微角礫狀岩石,碎屑直徑約0.1~1.0釐米。由火成岩碎屑、礦物碎屑、玻璃質和月壤機械混合又經壓實形成。

月壤,粒徑小於1毫米鬆散的顆粒物質。由火成岩的結晶顆粒、細粒岩石碎屑、玻璃碎片、包括玻璃球粒、少量隕石物質及粉塵混合而成。月球結晶質火成岩可劃分為月海玄武岩,充填於月海盆地中,岩石含FeO高,含AlO低,主要礦物成分為單斜輝石,其次為橄欖石,含斜長石較少。非月海火成岩,分佈於月陸高地上。包括斜長石、長石質玄武岩、粗粒輝長岩、斜長輝長岩及橄長巖等,其中斜長巖佔絕大多數。主要礦物成分為富鈣斜長石,其次是單斜輝石,少量斜方輝石。富克里普巖(KREEP) 火成岩,因岩石中富含鉀(K)、稀土元素(REE)、磷(P)而得名。主要礦物成分中斜長石和斜方輝石的含量大致相等,只含少量鉀長石。

此類岩石常呈碎塊分佈在月陸高地的角礫岩和月壤中。有人也把非月海玄武岩質岩石(包括蘇長巖、斜長輝長岩及欖長巖)分為富克里普和貧克里普兩類。極少量的花崗質岩石和純橄欖岩火成岩,這些岩石來自高地。月岩的礦物成分與地球礦物比較,月球礦物在類型上有以下特點:造岩礦物種類少,缺少含水礦物如蛇紋石類、粘土類礦物。個別礦物中的氫是太陽風的貢獻。缺少高溫高壓下形成的礦物,如金剛石、紅寶石、藍寶石等礦物。所含礦物為相對低溫低壓下的產物。缺少自然金、銀等貴金屬礦物。含一些隕石中的礦物,如金屬鐵鎳、隕硫鐵等。有幾種在地球上未發現的礦物,如靜海石、鐵三斜輝石和低鐵假板鈦礦。

月岩化學,不同類型月岩的化學組成不同。斜長巖與輝長岩富含AlO和CaO,FeO含量較低。富克里普巖富含KO、稀土元素和PO。月海玄武岩一般富含TiO、FeO和MgO。不同區域的月岩樣品,化學成分有較大差異。A-11(表示“阿波羅”11號探測)和A-17的結晶岩石中含TiO較高。

A-14岩石中FeO和TiO含量較低,SiO、AlO、KO含量較高。A-15岩石中 FeO/MgO 比值高,TiO含量低。A-16和A-17的角礫岩中CaO和AlO高,TiO低。與地球同類岩石比較,月岩中SiO含量低;FeO含量較高,幾乎沒有FeO;KO和NaO較少,但KO/NaO比值較高;不含水;具有較低的K/U比,較高的Cr/U比。月海玄武岩含FeO大於15%,比地球拉斑玄武岩高1倍。Mg/(Mg+Fe)比值(約0.6)比地球玄武岩(約0.7~0.72)低,比鈣長輝長無球粒隕石(約0.5)高。TiO含量變化大,有的高達13%,比地球玄武岩高6倍,低的只有1.5%。與碳質球粒隕石比較,微量元素丰度變化範圍可達6個數量級。親鐵元素Au、Pt、Ir、Os、Re、Ni、Co、Ge和高揮發性元素K、Na、Rb強烈缺少,難熔元素Al、Ca、Ti、稀土元素、Th、U富集。Eu(銪)為負異常。

非月海岩石與碳質球粒隕石比較,Mn、Mg、Fe、Cr、Co、Ni、V、Na、Ga、Cu含量低,而 Ba、稀土元素、Th、U、Zr、Tl、Sr、Ca、Al、Sc等相對富集。斜長巖含AlO可高達35%,CaO高達20%,含FeO比月海玄武岩低得多,含K、Na少,Eu為正異常。富克里普巖中K、P、Ba、稀土元素、U、Th比斜長巖高50~100倍,Eu為負異常。


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