月质学

月质学

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学科概况

历史上,只有阿波罗太空船曾登陆月球,它也是目前为止唯一曾派出太空车采集月球地质标本并进行研究的太空船。

早期的月球地质曾经过几个地质时代,即月球地质时代。月球地质时代有 前酒神代、 酒神代、 早雨海代、晚雨海代、埃拉托斯特尼代和哥白尼代。诞生于20世纪50年代末。1959年苏联月球2号在月面硬着陆,月球3号揭开月背的奥秘使这新兴学科有了研究的可能。在1966~1976年,苏联和美国分别有8个和5个探测器在月面软着陆,美国的阿波罗飞船6次将12人送上月面,这些都大大推动了月质学的飞速发展。宇航员在月球上开井挖沟、制造月震 、采集岩石与土壤,放置各种仪器,进行了几十项科学实验。基本上探明了月面各种地形的生长年代及演化历史,发现了60多种矿物,其中6种是地球上不存在的,还发现了只有正面才有的12个质量瘤(或称月瘤),也分析了月球内部的分层结构,对月球的起源也提供了可靠的科学依据。

学术争议

将月球的“地质学”,称为“月质学”。若以此类推,论及水星、金星、火星等星球的地质学,看来应该称为“水质学”、“金质学”、“火质学”,这样不仅阅读不便,而且容易造成名词的混乱。 地质学一词,虽起源于对地球地质的研究,这是囿于当时利技发展的水平。词义是可以逐渐丰富、发展的。即或是“地”字,也非一定严格限用于地球,亦应该适用于月球地质研究。

月球表面的 岩石。自 1969年美国“阿波罗”11号登月以来,共采回380多千克月岩样品。

月球地质物分类

根据美国阿波罗号所携带的样品的结构和成因,人类将月球表面岩石分为三类:

结晶质火成岩

包括极细粒的多孔状岩石和中粒等粒岩石,它们是在月球表面或其附近由岩浆直接结晶和固化形成的。但有一些样品,虽然结构与 火成岩相同,却是晶质化了的冲击熔融岩。

角砾岩

其变化范围从细粒的微角砾岩到含有大的火成岩碎块的碎屑岩。

月壤或月尘

它们是未粘接的颗粒物质。月壤是陨石体多次撞击的产物,其厚度可达几米,主要由晶质颗粒与较大的火成岩碎块、玻璃质碎片(包括大量的玻璃球粒)及微量金属颗粒组成。月球以外的 陨石体、小 行星及 彗星的冲击对形成目前月球的景观(不同大小的环形山、冲击坑和月壤的形成及分布)起着重要的作用,这种作用直接影响到岩石的 化学成分、碎屑大小的分布、 玻璃的含量和 再结晶的程度。

月球岩石分类

月表出露的岩石主要有富铁有时富钛的月海玄武岩、富 放射性元素和难熔 微量元素的非月海玄武岩、富铝的月球高地岩石,但未发现大型 花岗岩体,说明月球因地球引力的因素,月球上面并没有突出、典型的火山情况。

月海玄武岩

月海为月面上广阔的洼地,它充填有富铁和钛的火山玄武岩。在静海、风暴洋和丰富海所采集的样品为典型的月海玄武岩,主要由 辉石、 橄榄石、富钙的 斜长石及 钛铁矿组成。结构范围很广,有辉绿结构、粒状结构、间片结构等。按其化学成分特征可划分为高钾、低钾、高钛、低钛和极低钛玄武岩以及高铝玄武岩。“阿波罗”11号及17号采回的月海玄武岩的结晶固化年龄为38~36亿年,而"阿波罗”12号、15号及“月球”16号采回的月海玄武岩的年龄为34~32亿年,最古老的月海玄武岩的年龄为42亿年,表明月海玄武岩是以熔岩流的形式多期喷发形成的。

非月海玄武岩

月海形成前月球表面分布的富 斜长石的 玄武岩。主要有两种,即斜长辉长岩和富钾、稀土和磷的岩石(称之为KREEP──克里普岩,或称弗拉摩洛玄武岩)。与月海玄武岩相比,非月海玄武岩的特征是Al2O3含量高,FeO和Cr2O3的含量低,Ca/Al的比值亦较低,它们都是冲击熔融结晶形成的。非月海岩石中还有花岗质岩石和路尼岩-1。

月球高地岩石

覆盖了大部分古老的和分布有大量冲击坑的高地。大多数的岩石为长石质的角砾岩,一般为 斜长岩、橄长岩、苏长岩或富含斜长石的 辉长岩,斜长岩的结晶年龄约为41亿年。

月岩中共发现55种矿物,其中6种是地球上未发现的矿物。

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