本帖最后由 石得 于 2016-7-11 13:28 编辑
识别与鉴定月球陨石
月球矿物 月球主要由四个矿物——角砾斜长石、辉石、橄榄石、钛铁矿。占月球地表98-99%（月球表面含有很高比例的结晶体，但大多数是玻质化的岩石，也是由四个主要矿物质组成），剩下的1-2%基本上是钾长石、氧化铬等矿物，以及铁镁尖晶石、金红石、钙磷酸盐、锆石、陨硫铁和铁金属。许多其它矿物质已经被确认，但有些是罕见的。 地球上一些最常见的矿物质在月球表面很少，或没有被发现在月球。包括石英、方解石、磁铁矿和赤铁矿，以及云母类、角闪石、大多数硫化物。很多地球陆生矿物质含有水作为它们的晶体结构，云母和角闪石是最常见的例子。含水矿物质(或水中含有的一些矿物)未被发现在月球上。实际上，通过对简单的月球矿物学的了解，就很容易让我们树立信心。“这不是一个月球岩石。”“只要一块石头含有石英、方解石、或云母作为主要矿物，那么它不是来自月球。”一些月球陨石事实上包含方解石，主要原因是方解石通常形成并裸露于地表，陨星降落后，填隙到陨石的裂缝或孔洞中，成为存在于陨石上的次生矿物。次生矿物是容易辨认的，但有时需借助显微镜研究。 月球岩石 月表上存在不少的高地，其上覆盖着一层岩体，称为高地花岗岩体，有些直接由长石所构成。这里的岩石富含一种特殊形式的长石，称为斜长石。因此，一些月表岩石称之为斜长岩，它们是富钙的斜长石和苏长岩的斜长岩(或一种粒状火成岩和橄长岩)。含铁矿物的比率，斜长石的多寡，在高地的很多地方都有所不同。如暴露在月球南极的巨大的艾特肯盆地，差别则更大，比其它典型的长石高地更富含辉石。 在接近月球西北约四分之一的区域，被称为风暴洋，富克里普矿物花岗岩体，其岩体含有更少的斜长石，辉石更多。原始岩石表层的这种异常可能归咎于存在的大量苏长岩和辉长岩。 月表的长石开始形成于45亿年前，在形成一段时间后，它经历了流星和小行星的猛烈轰击，月表的岩石反复被分解，一些受冲击熔融后粘在一起又返回到月表，或出现其它一些影响的情形。因此，大多数月球高地是由角砾岩组成，即由岩石碎片所组成的岩石。地球上的角砾岩的形成与在月球上的角砾岩的形成机制是不同的。当然，多数陆地角砾岩受到断层或流星的影响也会产生类似的情形。月球角砾岩被分成不同的种类，如冲击熔融（影响融化）、粒状（碎屑）、玻璃化、碎片化、风化层等形式的角砾岩。在影响融化和玻璃角砾岩中，碎屑悬浮于受陨石撞击后的凝固熔体(玻璃)矩阵中。 在碎片化和风化层角砾岩中，很少有或没有熔融部分，只是碎屑碎片，是受岩化岩石冲击压力（非直接）的影响所造成的。由于月球角砾岩纹理和斜长岩或长石矿物学的一致性，在月球高地的都统称为斜长岩角砾岩、长石角砾岩或高地角砾岩。月表曾遭受重创，非常强烈，即便阿波罗任务也很少收集到如巴掌大小的早期月球无角砾状残存火成岩标本。因此，可以毫不奇怪地说，所有的月球岩石从长石高地岩石到风暴洋克里普矿物花岗岩体都是角砾岩。 在月表遭受猛烈轰击时期，月球地幔部分熔解，岩浆通过月壳覆盖到月球表面，岩浆积累到低洼处。这些低的地方主要是巨大的陨石坑，称之为盆地。月球火山活动持续了大约20亿年。 地球上的火山岩石也是熔岩(岩浆)固化而来，最常见的火山岩是玄武岩。古代的天文学家把月表圆的黑暗的地区叫做光滑的海洋，因为黑暗的地区被海拔较高区域所包围。于是给出了很有特点的拉丁名字“母马”（或玛利亚），即澄海，意为平静的海洋。现在我们知道，月球澄海是由岩浆流所形成，所以我们把这里的岩石叫做玛丽亚或母马玄武岩。玄武岩主要成分是斜辉石，也含有斜长石和钛铁矿，有些还含橄榄石。从某种意义上讲，澄海是“陷在深处的高地”。因为：(1)玄武岩富含含铁矿物；(2)含铁矿物是深色的；(3)斜长石是亮色。相比之下到高地，阿波罗宇航员收集到的大多数岩石不是角砾岩碎片所组成的玄武岩，而澄海的是真正的玄武岩。这让我们知道了其中一个原因，大多的玄武岩在形成后都经历了强烈的太阳粒子辐射。玄武岩覆盖了大约17%的月球表面，但据估计,它在月表只占约1%的量。 月球岩石样本的采集地点在月球表面是随机的。大多数是月球表面是长石，大多数是长石角砾岩。有些是玻质玄武岩，含角砾岩的母马玄武岩。一些风暴洋的含克里普矿物的苏长岩具有孔隙。 月球玄武岩和火星玄武岩陨石，很相似于地球玄武岩。一些月球母马玄武岩陨石在失去熔壳后，多少会让感兴趣的地质学家对着岩石问，“这是什么?”“小心，显微镜检查可能会揭示出一些可疑的特性。”“缺乏一定的矿物质和丰富的其它信息，比如钛铁矿或低钠长石的内容。”然而，最终的化学测试将被要求证明它们的起源是来自月球或火星。 碎屑和风化层角砾岩最接近于地球的陆地沉积岩，主要体现在纹理上。当然，内在的差异是显著的，几乎所有相关的缺乏，都缘自月球上水和风力的缺失。正如前面所提到的，月球岩石就不含碳酸盐矿物和丰富的石英。在月球上没有有效的排序机制，所以由岩屑组成的月球角砾岩有着不规则的粒度，没有理想的大小和方向。月球角砾岩主要是分形物体，即使观察到外形相似的横截面，它们之间也互不关联（指在形状的形成上），没有任何已知的月球岩石有什么特性，而无论哪里的地球陆地沉积岩，都具有共同的层特征。陆地沉积岩有层次，因物质自身的重力和地球的引力，所以颗粒物质会落在水里或在大气中。月球只有微弱引力，没有水或空气。 大多数小型碎屑是作为月球角砾岩片段的斜长石或斜长岩。大多数碎屑是有角度的，而不是圆形。例外:有火山玻璃球体存在于月球表面风化层(土壤)中，这样的球体有时被发现在风化层角砾岩中，但它们的直径<0.1毫米，我们用肉眼不容易看到，球体受冲击影响发生变形的可能性很大，但它们不是普通的圆形矿物碎片。影响熔化角砾岩可能是因为包含的碎屑已部分熔解，因此没有角。罕见的(长度与宽度)比例--在月球角砾岩“川西坳”上超过3。 化学元素 因月球矿物的简单性，月球岩石有可预见的化学成分。几乎所有的铝在斜长石，几乎所有的铁和镁都是在辉石、橄榄石、钛铁矿。因此，一块月球岩石的化学成分都是由一定铁的浓度的铁(氧化铁)加上镁(分别)与一定浓度的铝(氧化铝)所决定的，所有月球陨石和几乎所有阿波罗月球岩石的化学成分情况分析都是沿直线连接组成的斜长石和平均组成的其它三个含铁矿物，因为这些是月岩中仅有的四个主要的矿物。 如果所有化学成分分析与以上情形脱节，不是沿着这条直线，几乎肯定不是一个月球岩石。普通球粒陨石就不在这条分析线上，因为它们含有一定量的铁镍合金，以及辉石和橄榄石（代表的陨石组分，H群普通球粒状陨石分析图谱显示，它是最常见类型的陨石）。地球岩石包含更多不同种类矿物和大多数元素，分析显示都在月球线以下。一些地球岩石所做的化学分析显示在月球线，但它们是由斜长石、辉石和橄榄石组成的地球岩石。 在地球上，含硅(二氧化硅)火成岩的浓度用作一阶的化学分类参数，因为在不同种类的岩石之间有很大的差别。在月球上：(1)没有岩石富含石英或其它硅化物；(2)在一个给定的岩石，尤其是角砾岩，硅的平均浓度在三个主要的矿物，斜长石、辉石和橄榄石中，都是差不多的；(3)在高地岩石，钛铁矿通常仅出现少量(< 3%)，所以含高浓度二氧化硅的常见月球岩石只有少量。在月球陨石，二氧化硅浓度跨度范围从43%到47%，因为有的岩石铝相差超过3倍。铝是很有用的化学分类参数。钛是用于玄武岩。相类似，在几乎所有常见的月球岩石中钙浓度也是不同的, 跨度范围从10%至20%，主要是钙氧化物，远低于地球陆地岩石的范围。一个化学成分分析显示的硅钙氧化物浓度大幅增减或超过范围以外的，几乎肯定不是一个月球岩石。 在地球岩石中，铁在2 +、 3 +氧化状态。在月球上，铁在0(单质金属)和2 +氧化状态，尽管月球火成岩中几乎所有的铁在2 +氧化状态(在橄榄石、辉石和钛铁矿)。在月球上所有锰也在2 +氧化状态。因为铁(II)和锰(II)有非常类似的化学行为，铁和锰在月球上的性状与在地球上化学过程截然不同。因此，这一铁锰比率在月球岩石上几乎70年保持不变，不管岩石是否来自玛丽亚(高铁和锰)或高地(低铁和锰)，非月球岩石有着与月球岩石不同的铁锰比率。地球地表岩石的铁锰平均比例略低于月球岩石。 铬在月球岩石中比大多数地球岩石要丰富。月球玄武岩铬浓度跨度范围从0.14%到0.44%，甚至连长石月球陨石都含有0.05 -0.09%的铬。因此铬在月球上相当丰富。地球陆地平均大约在0.01%。 钍是两种钐和多种微量元素，这些元素总是低浓度存在。化学工作者通过实验发现，这些化学元素是互不兼容的，因为它们并不集中在四个主要矿物的月球岩石中，主要是以辅助矿物质的形式存在，也是低丰度的。在月球高地的样本中，比率浓度在任何两种互不相容的元素中通常是相同的，所以在一块陨石中要么是一定浓度的钍，要么是钐。它们的数据形式分析的线性趋势类似Th / K比例。这是真正的恒久的比率，任意一对不兼容的微量元素的提供，都能很好地测试月球起源。 陆地岩石中的碱性元素(钾、钠、铷、铯) 是月球岩石10到100倍。如陆地沉积岩通常含有硫化物矿物黄铁矿一样，其含有的元素在月球岩石中很少发现，如铜、锌、砷、硒、银、汞和铅。即使在月球岩石中发现的硫化矿也是非常低丰度的。如果在月岩中发现含低浓度的碱性元素或亲硫化物(如亲铜)的元素，那就是一块具有最显著特性的月球岩石。 这是篇关于月岩的文章，网络上引用的原文翻译是语句不通，用词不当，概念模糊。考虑到这点，也为了方便学习，本人重新进行了校对（校译），也加入了一些个人的理解。当然这样做也可能走进另一个极端，把本属于对的又改成了错的，再说专业词语的配用，也是个难点，容易搞错，这就希望看过本文的星友与本人一道在学习中来完善它。
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发表于 2016-7-11 13:01:36