近日,我院陨石与行星物质研究中心夏志鹏高级实验师团队在国际知名地球期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》上发表题为“Occurrence and provenance of KREEP components in glassy agglutinates from Chang’e-5 lunar regolith”的研究论文。硕士研究生马帅为论文第一作者,夏志鹏为通讯作者,桂林理工大学为第一通讯单位。
KREEP组分是富集钾(K)、稀土元素(REE)和磷(P)等不相容元素的月球特殊组分,通常被认为是月球岩浆洋晚期结晶演化的残余熔体记录,对认识月球早期分异、月壳形成和热演化过程具有重要意义。嫦娥五号样品采自月球正面风暴洋北部年轻月海玄武岩区,该区域总体表现为低钛、低钾和KREEP贫化特征。因此,若在嫦娥五号月壤中识别出KREEP富集信号,将为认识月球表层外来物质输入、撞击搬运和月壤混合过程提供重要样品证据。
图1 本次研究中的四个玻璃胶结物的电子背散射照片 |
本研究对嫦娥五号月壤光片样品CE5C0800YJYX018GP中的4个玻璃胶结物颗粒(图1)进行了系统的岩石学、矿物学和地球化学分析,取得以下认识:(1)嫦娥五号月壤玻璃胶结物由多种矿物碎屑和熔融玻璃组成,碎屑以月海玄武质组分为主,并含方石英、陨硫铁等撞击相关衍生矿物,表明样品经历了多期撞击破碎、熔融、搬运和再沉积过程(图2);(2)玻璃基质主量元素组成指示其主要来源于低钛月海玄武岩相关熔体;其稀土元素向KREEP端元偏移,则反映了晚期月幔残余辉石继承的不相容元素富集及局部富K、P小体积熔体的叠加富集影响;(3)富K、P区域具有明显LREE富集、HREE相对平缓和强负Eu异常特征,其REE配分模式类似典型KREEP碎屑,且REE和Th绝对丰度更高,指示其为高度演化的KREEP残余熔体端元,并形成显著“不相容元素放大效应”;(4)KREEP富集组分更可能来源于PKT内部或边缘富KREEP月壳的撞击抛射物,并经月壤混合作用搬运至嫦娥五号采样区,最终保存于玻璃胶结物中;其外源成因表明KREEP并非风暴洋晚期火山活动的必要热源。本研究提供了嫦娥五号月壤玻璃胶结物的详细成因分析,揭示了月球玄武岩与外源富硅物质之间的撞击混合过程,并为理解月球热演化与晚期岩浆残余物的再分配提供了关键证据。
论文信息:Ma, S., Xia, Z., & Miao, B. (2026). Occurrence and provenance of KREEP components in glassy agglutinates from Chang'e-5 lunar regolith. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 27, e2026GC012932. https://doi.org/10.1029/2026GC012932
图2 玻璃胶结物中不同类型的碎屑
(一审:李书平;二审:王洪华;三审:耿俊茂)