嫦娥五号年轻玄武岩化学组成及其起源演化

报告简介:

月球正面不同于背面,广泛分布月海玄武岩。遥感数据揭示月球风暴洋克里普地体(PKT 地体)富集钾和钍等放射性生热元素,这通常被解释为这一区域的月海玄武岩富集克里普组分。同时,该区域广泛分布年轻玄武岩,克里普组分可能是导致月球年轻岩浆活动的主要原因。中国嫦娥五号着陆区玄武岩位于 PKT 地体年轻的地质单元,为回答这一问题提供了绝佳机会。高精度定年确定了嫦娥五号玄武岩喷发于 20 亿年,但是 PKT 地体年轻的玄武岩是否富集克里普组分还缺乏充分的检验,这些玄武岩起源演化的过程和机制也是亟待解决的科学问题。团队综合研相学和已有发表数据,对嫦娥五号不同深度的月壤及其组分(包括钻取月壤、角砾、凝结集块和玄武岩岩屑)进行了详细的岩石地球化学研究。结果表明,嫦娥五号月壤样品在毫克水平上非常均一,外来加入物非常有限,嫦娥五号月壤化学组成可以近似代表着陆区玄武岩的平均成分。嫦娥五号玄武岩属于低钛玄武岩,但是其富含类似克里普的微量元素组分(钍含量 5.1ppm,与Apollo17 克里普玄武岩相当),与遥感结果吻合;但是其具有非放射性Sr-Nd-Hf 同位素组成,显著不同于典型的克里普玄武岩。嫦娥五号玄武岩可能起源于富集普通辉石和含少量(1-1.5%)克里普质组分的月幔源区。这可以很好的解释嫦娥五号玄武岩低 Mg#、富单斜辉石、单斜辉石高 Ti#值、类似 KREEP 玄武岩的微量元素比值、非放射性 Sr-Nd-Hf 同位素以及其他岩石地球化学特征。嫦娥五号玄武岩在 FeO、Ti、Th 含量和矿物组成上整体上验证了遥感探测结果,这表明与嫦娥五号具有类似地球化学特征和成因的年轻玄武岩可能在 PKT 地体中广泛存在。

报告人简介:

汪在聪
中国地质大学(武汉)地球化学系教授,主要开展元素地球化学与地球等类地天体圈层分异演化相关的研究,研发了一系列高精度元素-同位素分析技术,从亲铜元素为特色的视角,在地球早期增生演化和水的起源、壳幔分异与跨圈层相互作用、巨量金成矿、嫦娥五号月壤研究等前沿领域取得了重要进展,以第一或通讯作者在 Nature、Nature Geoscience、NatureAstronomy、PNAS、Geology 等期刊发表论文四十余篇。担任 GCA 副主编,曾获基金委优青项目、侯德封奖、高山奖等荣誉。