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最全面的月球资料，给大家分享如何简单判断是来自月亮的石头！（下）

(2013-05-10 10:07:58)

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陨石

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陨石太空

it

杂谈

分类：陨石与太空

大家知道一个国际通用法责：月球陨石是唯一能够私下收藏的月球岩石。所有登月任务采得的岩石皆属于全人类，作科学研用途，禁止私人拥有或买卖。同样地，在南极洲找到的月球陨石，亦被视作属于全人类。只有在其它地区找到的月球陨石（例如：阿曼）才能像普通陨石般作买卖。

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月球背面布满大陨石坑和凸起物

先说说第一颗月球陨石──YAMATO 791197，在1979年于南极洲被发现，但当时仍不知道它源自何方。第一颗确认源自月球的陨石为1981年在南极洲被发现的Allan Hills 81005。当时，有二十多颗其它陨石亦一同被确认源自月球，合共重8千克左右。
陨石源自月球的证据，来自与阿波罗计划采集的月球岩石所作的矿物学、化学成分及同位素成分比较。第一颗被确切指出来源位置的月球陨石为2002年于阿曼发现的Sayh al Uhaymir (SaU) 169。该陨石相信形成自34万年前Lalande环形山的撞击。

当月球受巨大撞击形成数公里直径的环形山时，这些碎片便离开月面。虽然存在有猜测高度异常的月球陨石Sayh al Uhaymir 169来自月球近面的Lalande撞击坑，科学家仍没法确切指出某一颗月球陨石形成于哪一个环形山。透过测量陨石上的宇宙射线暴露历史和惰性气体，显示了全部的月球陨石是在过去的2000万年中被逐出。发现大部分的月球陨石一般在10万至100万年前才离开月球。这表明了这些陨石离开月面后，并非马上飞往地球，而是进入围绕地球的轨道上运行了一段很长的时间，并最终屈从于地球的引力。一些陨石从月球上弹出得到发射进入绕着太阳转的轨道。这些陨石留在太空时间较长，但最终相交地球的轨道和陆地。

当月球陨石的存在于1981年被公布时，人们怀疑可能有陨石源自火星。亦有人猜测在月球上可能有源自地球的所谓“地球陨石”。由于地球上早于39亿年前形成的岩石已被各种地质作用改变净尽，假如真的存在地球陨石（但月球没有大气层，陨石落在月面的速度将远高于落在地面的速度，有可能会因猛烈爆炸而消失），它可能保存了早期地球的地质资讯，因此有科学家提出到月球采集地球陨石的太空任务。

下面我们来看看各种来自月亮的陨石：

下面讨论一些方面的月球地质学、矿物学和化学,指引我们尝试识别月球物质。
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美国宇航员在观测月球上的大块岩石
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月岩局部晶体
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月岩局部特写，白色的斜长石，绿色的橄榄石，棕色的辉石
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岩局部特写，白色的斜长石，绿色的橄榄石，棕色的辉石
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月岩局部特写，白色的斜长石，绿色的橄榄石，棕色的辉石
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（上图：月岩局部特写，白色的斜长石，绿色的橄榄石，棕色的辉石）

月球矿物
只有四个矿物质—斜长石长石,辉石,橄榄石,和选钛-占98 - 99%的晶体材料的月球地壳。［材料在月球表面包含有很高比例的结晶材料,但大多数这个材料是玻璃熔化的岩石形成于包含四个主要的矿物质。］剩下的1 - 2%基本上是钾长石、氧化铬等矿物,pleonaste、金红石、钙磷酸盐,锆石,troilite和铁金属。许多其他矿物质已经被确认,但大多数是罕见的,只有非常小的颗粒出现间质到四个主要的矿物质。
一些最常见的矿物质在地球表面很少或没有被发现在月球。这些包括石英、方解石、磁铁矿和赤铁矿,micas,amphiboles,大多数硫化矿。很多陆生矿物质含有水作为他们的晶体结构。Micas和amphiboles是最常见的例子。含水矿物质(水中含有)未被发现在月球上。简单的月球矿物学经常使我很容易说有极大的信心,“这不是一个月球岩石。" “一块石头,它含有石英、方解石、或云母作为主要矿物不是来自月球。一些月球陨石做,事实上,包含方解石。然而,方解石形成地球上从暴露在空气和水陨星降落后。方解石是次要矿物,填补裂缝和孔洞。次要矿物容易辨认的陨石时用显微镜研究了。
Lunar Rocks月球岩石
大多数的月球地壳,那一部分称为长石高地花岗岩体或干脆长石的高地地区,包括岩石,富含一种特殊形式的斜长石长石称为长石。因此,岩石的月球地壳是anorthositic因为他们是plagioclase-rich等名字的斜长岩的岩石,noritic斜长岩(或anorthositic troctolite(见下表)。含铁矿物的比率,斜长石和深度,将会增加在长石高地在很多地方。例如,岩石暴露在巨大的南极的艾特肯盆地,影响远端的更富于辉石比典型的长石高地。
在大部分的西北四分之一的月球近,在该地区被称为Procellarum克里普矿物花岗岩体,地壳含有更少的斜长石、辉石更多。原始岩石表层的这种异常可能大部分norites和gabbros。
月球的地壳长石开始形成约45亿年前。虽然这是形成和一段时间之后,它经历了从流星和小行星猛烈炮击。岩石的月球地壳一再被分解的一些影响和粘在一起返回的其他影响。因此,大多数从月球的岩石高地是角砾岩(brech”-chee-uz),一个单词组成的岩石碎片年长的岩石。地球上的角砾岩发生,但它们较不普遍比在月球上。同样, 多数陆地角砾岩没有形成的影响,但由于断层流星。月球角砾岩被分成不同的种类,如impact-melt,granulitic、玻璃、碎片化,风化层角砾岩。在impact-melt和玻璃角砾岩,岩石碎片称为clasts悬浮于一个凝固(水晶或玻璃)熔体矩阵所形成的陨石撞击。
在碎片化、风化层角砾岩, 很少有或没有熔融部分,只是碎屑碎片,是lithified(形成的岩石)的冲击压力的影响。因为角砾岩指纹理和anorthositic或长石指矿物学、岩石从月球高地都纷纷称anorthositic角砾岩,长石角砾岩, 或高地角砾岩。因为月球地壳已经遭受重创,如此强烈,很少有手掌大小的岩石上收集到的阿波罗任务,unbrecciated残存的早期月球的火成岩地壳。因此毫不奇怪的是,所有的月球陨石从长石高地和克里普矿物Procellarum花岗岩体花岗岩体是角砾岩。
开始之时的猛烈炮击期间,月球地幔部分熔解。结果通过地壳岩浆上升到水面,积水在低斑点。这些低的地方都被主要是巨大的陨石坑,称为盆地,留下的影响最大的陨石。月球火山活动持续了大约20亿年。
地球上的火山岩石固化从熔岩(岩浆)。最常见的火山岩是玄武岩。古代的天文学家叫做圆的,黑暗的地区在月球表面是光滑的海洋,因为他们黑暗的地区海拔较高区域的包围。给出了特征的拉丁名字像母马Serenitatis平静的海洋。现在我们知道,月球玛丽亚是玄武岩流,所以我们叫的岩石玛丽亚玄武岩。玄武岩是主要由clinopyroxene,但所有也含有斜长石和钛铁矿和一些含有橄榄石。玛利亚是更深的高地,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,大多数的收集到的岩石在maria的阿波罗宇航员是真正的玄武岩,不是角砾岩的玄武岩组成的碎片。这是其中一个原因让我们知道,玄武岩大多后成立时间的强烈的粒子辐射。玄武岩覆盖了大约17%的月球表面,但据估计,它们只占约1%的成交量地壳。
因为月球陨石样本是随机分布的地点在月球表面,因为大多数的月球表面是长石,大多数的月球陨石是长石角砾岩。有些是水晶玄武岩、角砾岩的母马玄武岩组成,或者由两角砾岩母马和高地的材料(如建造94281,高于)。一些被noritic Procellarum克里普矿物材料的孔隙。
月球玄武岩,以及玄武岩的火星陨石,熊很相似于从地球玄武岩。在缺乏一个融合地壳中,有一些关于月球母马玄武岩,将会引发多少兴趣的地质学家把岩石有人问“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他人(钛铁矿)或低钠长石的内容。然而,化学测试将被要求证明月球或火星的起源。
碎屑和风化层角砾岩中最接近月球与陆地沉积岩,他们承担一些纹理相似之处。然而,有许多差异,几乎所有相关的缺乏,月球上的水和风力。正如上面所提到的,月球岩石的不含碳酸盐矿物或丰富的石英,像大部分陆地沉积岩。没有有效的排序机制在月球上,所以岩屑组件的月球角砾岩来在各种不同的粒度,没有理想的大小和方向。月球角砾岩主要是分形物体外形相似的横截面不管他们观察的规模，没有任何已知的月球岩石,有什么特性,类似层特征的陆地沉积岩。陆地沉积岩有层次,因为地球的重力,所以颗粒落在水里或在大气中。月亮只有微弱引力和没有水或空气。
大多数小型clasts在月球角砾岩片段的斜长石或斜长岩。大多数clasts是角度,而不是圆形 [例外:有火山玻璃球体在月球表面风化层(土壤)。这样的球体有时被发现在风化壳角砾岩,但他们是<直径0.1毫米,不容易,我们用肉眼看到。Impact-produced球体发生和可能很大,但他们不是普通与摇滚和矿物碎片。Impact-melt角砾岩可能包含clasts已部分熔解,因此没有角。] 这是罕见的方面(长度,宽度)的比例在月球角砾岩川西坳超过3。
化学
因为月球矿物的简单性,月球的岩石有可预见的化学成分。几乎所有的铝在斜长石和几乎所有的铁和镁都是在辉石、橄榄石、钛铁矿。因此,在一块铁的浓度(FeO)加上镁(分别)与浓度的铝(氧化铝在图),所有月球陨石和几乎所有阿波罗月球岩石的情节沿直线连接组成的斜长石和平均组成的三个含铁矿物,因为这些是仅有的四个主要的矿物岩石。
如果摇滚乐并不构成的一种情节沿着这条直线,岩石几乎肯定不是一个月球岩石。陨石球粒陨石比如普通不阴谋的生产线上,因为其中的一些铁在铁镍合金复合金属以及辉石和橄榄石.[代表组成的陨石,平均H-group普通球粒状陨石上显示出图因为H球粒状陨石是最常见的类型的陨石。] 地球岩石包含更多不同种类和大部分情节月球线以下。一些地球岩石做的情节在月球线,但他们都是岩石组成的斜长石、辉石和橄榄石[代表地球岩石,平均成分的地球大陆地壳和范围的tektites上显示出图。)
在地球上,硅(二氧化硅)浓度的火成岩用作一阶的化学分类参数,因为它之间有很大的差别不同种类的岩石。在月球上(1)没有岩石富含石英或其他硅羊,(2)在一个给定的岩石,尤其是角砾岩,硅的平均浓度的三个主要的矿物质,斜长石、辉石和橄榄石,都是差不多的,和(3)在岩石高地钛铁矿是通常仅出现在少量(< 3%),所以二氧化硅浓度的常见的月球岩石随只有少量。在月球陨石,二氧化矽浓度跨度狭窄的范围从43%到47%。因为铝相差超过3倍,然而,铝是更有用的化学分类参数。 (钛是用于玄武岩。) 相似的,在几乎所有常见的月球岩石中钙浓度不同的因 2,从10%降至20%,钙氧化物(曹)。这是远低于陆地岩石的范围。一个摇滚硅钙氧化物浓度大幅或这些范围以外的几乎肯定不是一个月球岩石。
在地球岩石、铁发生在两个2 + 3 +氧化状态。在月球上,铁发生在0(金属)和2 +氧化状态,尽管在月球的火成岩几乎所有的铁在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、铁并不导入从月球的地球化学过程中锰,因为它在地球上。因此,这一比率的铁锰在月球岩石是在70年几乎保持不变,不管是否岩石来自玛丽亚(高铁和锰)或高地(低铁和锰)。Nonlunar陨石有不同的铁/锰比率。地球岩石有大量的铁/锰比率, 但对于陆地地壳平均比例略低于在月球上。
元素铬是集中在月球岩石中比大多数地球岩石(没有显示)。在玄武岩铬浓度范围从0.14%到0.44%(Cr)。甚至连长石月球陨石,0.05 -0.09%铬,铬相当丰富,比陆地地壳平均(大约0.01%)。
元素钍是两种钐和多种微量元素,这些元素发生在低浓度。他们也在化学元素地球化学工作者调用不兼容的元素,因为他们并不集中在四个主要矿物的月球岩石,但存在主要是在小配件的矿物质,发生在低丰度。从月球高地的样本中,比率浓度的任何两种互不相容元素通常是相同的,所以在一块浓度的钍对钐,例如,数据的形式的线性趋势类似Th / K比例。这是真正的恒久的比率的任意一对不兼容的微量元素和提供了一个很好的测试的月球起源。
浓度碱的元素(钾、钠、铷、铯)是10到100倍月球岩石低比陆地岩石。陆地沉积岩通常含有硫化物矿物黄铁矿一样。硫化矿中很少有月球的岩石和元素,如铜、锌、砷、硒、银、汞和铅的常常是发现在硫化矿发生在非常低丰度在月球的岩石。低浓度的碱元素和sulfide-loving(chalcophile)的元素是一个最显著的特性月球岩石。

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科学家将月球漫长的演化历程分为六个阶段：
第一阶段：月球的形成前阶段（距今58亿年～46亿年）
太阳系的元素起源（距今58亿年～50亿年）：现今太阳系元素和同位素组成的格局是在前一代恒星的元素合成的基础上形成的，这些元素（及其同位素）是形成太阳星云的物质基础。
太阳星云的凝聚（距今50亿年～46亿年）：在以原太阳为中心的太阳星云盘中，元素产生分馏、凝聚、吸积和级序增生，在不同距离的不同空间和温度区域，形成化学成分不同的星云。
第二阶段：月球的形成及其初始阶段（距今46亿年～44亿年）
根据各种测年技术对陨石形成年龄的测定，太阳系各种天体的形成年龄一般为45.6亿年。月球和地球岩石的精细测年表明，月球形成的年龄为45亿年，而地球的形成年龄约为44.8亿年。
月球的早期熔融（距今45亿年～44亿年）：根据月球热历史的研究，在月球形成后不久，整个月球曾发生过多次局部熔融，月球的大部分曾被加热到1000℃以上，甚至形成过全球性的岩浆洋。月球内部物质通过熔融、重力调整，逐渐形成月核、月幔、月壳结构。原始月壳可能因后期大量小天体的撞击而难以保存。
第三阶段：月球的区域熔融与月球高地形成阶段（距今44亿年～40亿年）
距今41亿年前，月球产生过一次规模较大岩浆活动，通过岩浆分离作用，形成了斜长岩高地（月陆区）。月球高地的岩石一般都有复杂的碎裂变形或多次撞击作用的变质历史。小天体的频繁撞击，使月球高地削低了1500米～2000米。距今40亿年前，斜长岩局部熔融，产生了富含放射性元素和难熔元素的岩浆活动，岩浆凝结后就形成了非月海玄武岩（克里普岩和苏长岩）。斜长岩与非月海玄武岩是月面残存的最古老的岩石。
第四阶段：月海的形成与月海泛滥阶段（距今40亿年～31亿年）
月海的形成（雨海事件）（距今40亿年～39亿年）阶段：雨海纪是月球灾变时期。由于大量小天体猛烈而频繁地撞击月球，在月球表面就开凿形成了月海盆地（大型环状构造）。根据各月海岩石的同位素年龄研究，月海的形成年龄集中在39亿年前±0.5亿年，各月海的形成次序从早到晚大致是酒海、澄海、湿海、危海、雨海、东海……
月海泛滥（月海玄武岩喷发）（距今39亿年～31亿年）阶段：月海玄武岩喷发填充月海发生在距今39亿年前～31亿年前，是由月球产生的第二次大规模火山岩浆活动引起的。根据月海玄武岩的年龄测定，至少有5次月海玄武岩喷发。月海玄武岩填充的时间依次为：雨海西→雨海东→湿海→危海→雨海→静海→丰富海→澄海→风暴洋。
第五阶段：月球晚期演化阶段（距今31亿年至今）
这一阶段在月球地质历史中称为艾拉托逊纪与哥白尼纪。31亿年以来，虽然小天体的撞击引起的小型火山喷发活动时有发生，潮汐作用诱发的月震活动仍较活跃，但月球表面形貌已基本定型，月球内部的化学演化处于停滞状态。距今20亿年前，月球似乎经受过一次明显的加热事件，但原因不明。艾拉托逊纪形成的辐射撞击坑、辐射纹较暗淡或已消失。哥白尼纪形成的辐射坑则具有明显的辐射纹。
局部的小型的岩浆活动和火山活动仍可能存在，如链状月坑的分布可能是沿断裂分布的火山口，也可能是碎裂的彗星连续撞击月表所形成的。月岩和月壤在月球表面的暴露年龄证明，近500万年以来，月球表面仍然不断地遭受到太阳系小天体的撞击。
第六阶段：月球的现状
月球经历了45亿年的演化，现今已成为一个内部能源近于枯竭、内部活动近于停滞的僵死的天体，仅有极其微弱的月震活动。小天体的撞击和巨大的温差是月球表面最主要的地质营力，它使岩石机械碎裂、月壤层增厚、地形缓慢夷平。现今月球的表面是一个无大气、无水、干燥、无声、无生命活动的死寂的世界。

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