关于月岩和月壤介绍

[拼音]：yueyan he yuerang

[外文]：lunar rock and lunar soil

从月球采回的岩石和表土样品大致分为3类：

（1）结晶质火成岩，细粒多孔状（颗粒直径＜1毫米）至中粒等粒状（颗粒直径＞1毫米）岩石，主要由岩浆结晶形成，少数是晶质化的冲击熔岩（见陨石坑）。

（2）角砾岩，显微角砾状岩石。碎屑直径约0.1～1.0厘米。由火成岩碎屑、矿物碎屑、玻璃质和月壤机械混合又经压实形成。

（3）月壤，粒径小于1毫米的松散的颗粒物质。由火成岩的结晶颗粒、细粒岩石碎屑、玻璃碎片（包括玻璃球粒）、少量陨石物质及粉尘混合而成。

根据化学成分和矿物组成，月球结晶质火成岩可划分为：

（1）月海玄武岩，充填于月海盆地中。岩石含FeO高，含Al2O3低。主要矿物成分为单斜辉石，其次为橄榄石，含斜长石较少。

（2）非月海火成岩，分布于月陆高地上。包括斜长石、长石质玄武岩、粗粒辉长岩、斜长辉长岩及橄长岩等，其中斜长岩占绝大多数。主要矿物成分为富钙斜长石，其次是单斜辉石，少量斜方辉石。

（3）富克里普岩(KREEP)，因岩石中富含钾(K)、稀土元素(REE)、磷(P)而得名。主要矿物成分中斜长石和斜方辉石的含量大致相等，只含少量钾长石。此类岩石常呈碎块分布在月陆高地的角砾岩和月壤中。有人也把非月海玄武岩质岩石(包括苏长岩、斜长辉长岩及榄长岩)分为富克里普和贫克里普两类。

（4）极少量的花岗质岩石和纯橄榄岩，这些岩石来自高地。

月岩中发现并经准确鉴定的矿物有60种，比地球上发现的矿物种类（约2200种）少得多。与地球矿物比较，月球矿物在类型上有以下特点：

（1）造岩矿物种类少，缺少含水矿物如蛇纹石类、粘土类矿物。个别矿物中的氢是太阳风的贡献。

（2）缺少高温高压下形成的矿物，如金刚石、红宝石、蓝宝石等矿物。所含矿物为相对低温低压下的产物。

（3）缺少自然金、银等贵金属矿物。

（4）含一些陨石中的矿物，如金属铁镍、陨硫铁等。

（5）有几种在地球上未发现的矿物，如静海石、铁三斜辉石和低铁假板钛矿。

不同类型月岩的化学组成不同。斜长岩与辉长岩富含Al2O3和CaO，FeO含量较低。富克里普岩富含K2O、稀土元素和P2O5。月海玄武岩一般富含TiO2、FeO和MgO。

不同区域的月岩样品，化学成分有较大差异。A-11(表示“阿波罗”11号探测)和A-17的结晶岩石中含TiO2较高。A-14岩石中FeO和TiO2含量较低，SiO2、Al2O3、K2O含量较高。A-15岩石中 FeO/MgO 比值高，TiO2含量低。A-16和A-17的角砾岩中CaO和Al2O3高，TiO2低。

与地球同类岩石比较，月岩中SiO2含量低；FeO含量较高，几乎没有Fe2O3；K2O和Na2O较少，但K2O/Na2O比值较高；不含水；具有较低的K/U比，较高的Cr/U比。

月海玄武岩含FeO大于15％，比地球拉斑玄武岩高1倍。Mg/(Mg+Fe)比值（约0.6）比地球玄武岩（约0.7～0.72）低，比钙长辉长无球粒陨石（约0.5）高。TiO2含量变化大，有的高达13％，比地球玄武岩高6倍，低的只有1.5％。与碳质球粒陨石比较，微量元素丰度变化范围可达6个数量级。亲铁元素 Au、Pt、Ir、Os、Re、Ni、Co、Ge和高挥发性元素K、Na、Rb强烈缺少，难熔元素Al、Ca、Ti、稀土元素、Th、U富集。Eu（铕）为负异常。

非月海岩石与碳质球粒陨石比较，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等相对富集。斜长岩含Al2O3可高达35％，CaO高达20％，含FeO比月海玄武岩低得多，含K、Na少，Eu为正异常。富克里普岩中K、P、Ba、稀土元素、U、Th比斜长岩高50～100倍，Eu为负异常。

月壤广泛覆盖在月陆和月海表面，厚度从几厘米至一、二十米。除火山喷发造成岩石碎块和火山灰的沉降外，月表剧烈的温度变化(±150℃)、陨石和宇宙尘的撞击是形成月壤的主要原因。所以月壤中除含有月岩中所有的矿物成分外，还增加了陨石冲击物质和冲击熔融形成的玻璃颗粒。

不同采样区月壤的成分，主要取决于基质的岩石类型和化学成分。月壤中所含各类岩石的碎片、显微角砾、单矿物颗粒、金属、玻璃的比例不同，使月壤的矿物和化学成分在一定范围内变化。例如：A-11和A-12月壤在主要成分上是相似的，都以月海玄武岩质角砾岩碎片为主，含少量的斜长辉长岩、斜长岩碎片和冲击熔融玻璃。但A-12月壤中月海玄武岩碎片含量在26～67％之间，富克里普岩碎片在28～68％之间，斜长岩碎片在4～9％之间，二氧化硅质碎片含量在1～3％之间，陨石物质含量在0～1.5％之间。A-12比A-11月壤平均含TiO2低，含SiO2、K2O、P2O5较高。

最古老的月岩是稀少的橄榄岩和橄长岩，年龄为46亿年，代表月球初始熔融后首先凝固的岩石年龄。月球高地斜长岩年龄为41～44亿年，代表斜长岩月壳的形成年龄，随后形成的花岗质火成角砾岩的年龄为40～41亿年。玄武岩是最年轻的月岩，弗拉毛罗高地玄武岩的年龄为38.7～39.6亿年，月海玄武岩年龄为32～38亿年，它们是月球不同时期岩浆作用的产物：

（1）静海玄武岩35～39亿年(低钾玄武岩37.4～39.3亿年，高钾玄武岩大于32.3～35.3亿年)。

（2）澄海金牛－利特罗峡谷玄武岩碎片与玻璃样品37.1～37.9亿年，与静海玄武岩相当。

（3）雨海玄武岩33～34.5亿年。

（4）丰富海玄武岩34.2～34.5亿年，与雨海玄武岩相当。

（5）风暴洋玄武岩32～33亿年。

月壤年龄为43～46亿年，月壤是月壳岩石破坏的产物，月壤年龄近似反映月壳的形成年龄。

参考书目

1. 中国科学院贵阳地球化学研究所编：《月质学进展》，科学出版社，北京，1977。
2. N.M.Short，Planetary Geology， Prentice-Hall，London，1975.