中國科學家首次在地外返回樣品中發現賽石英
【環球網科技綜合報道】6月22日消息,記者從中科院官網了解到,近日,中國科學院比較行星學卓越創新中心成員、中科院地球化學研究所杜蔚團隊及其合作者在一塊嫦娥五號月壤粉末光片(編號CE5C0800YJFM00101GP)中發現了二氧化矽的兩種高壓相——賽石英和斯石英,這是首次在地外返回樣品中發現賽石英。
通過研究賽石英、斯石英、似α-方石英的二氧化矽相及二氧化矽玻璃的形態特征及分布規律,推斷賽石英和斯石英形成機製為固固相轉變;受shou撞zhuang擊ji過guo程cheng的de動dong力li學xue控kong製zhi,賽sai石shi英ying作zuo為wei亞ya穩wen相xiang在zai較jiao低di壓ya條tiao件jian下xia出chu現xian,隨sui溫wen度du的de升sheng高gao部bu分fen賽sai石shi英ying轉zhuan變bian為wei斯si石shi英ying,因yin此ci,該gai二er氧yang化hua矽gui碎sui屑xie記ji錄lu了le一yi次ci月yue表biao撞zhuang擊ji事shi件jian的de升sheng壓ya和he緊jin隨sui其qi後hou的de升sheng溫wen和he降jiang壓ya過guo程cheng。通tong過guo其qi形xing成cheng的de溫wen壓ya條tiao件jian結jie合he撞zhuang擊ji條tiao件jian模mo擬ni計ji算suan,研yan究jiu推tui測ce該gai二er氧yang化hua矽gui碎sui屑xie可ke能neng來lai自zi嫦chang娥e五wu號hao采cai樣yang區qu南nan麵mian的deAristarchus撞擊坑。該gai研yan究jiu是shi首shou次ci在zai月yue球qiu返fan回hui樣yang品pin中zhong確que認ren發fa現xian賽sai石shi英ying,為wei前qian人ren通tong過guo遙yao感gan數shu據ju分fen析xi提ti出chu的de嫦chang娥e五wu號hao采cai樣yang區qu存cun在zai遠yuan處chu撞zhuang擊ji坑keng濺jian射she物wu的de觀guan點dian提ti供gong了le重zhong要yao證zheng據ju。
據ju介jie紹shao,月yue球qiu表biao麵mian遍bian布bu形xing態tai多duo樣yang和he大da小xiao不bu一yi的de撞zhuang擊ji坑keng,表biao明ming其qi在zai演yan化hua過guo程cheng中zhong遭zao受shou了le頻pin繁fan撞zhuang擊ji。地di球qiu和he月yue球qiu所suo處chu的de空kong間jian位wei置zhi相xiang近jin,研yan究jiu月yue球qiu的de撞zhuang擊ji曆li史shi不bu僅jin是shi月yue球qiu科ke學xue的de重zhong要yao課ke題ti,也ye是shi窺kui探tan地di球qiu撞zhuang擊ji曆li史shi的de重zhong要yao窗chuang口kou。自zi然ran界jie中zhong的de高gao壓ya礦kuang物wu主zhu要yao形xing成cheng於yu行xing星xing深shen部bu或huo宇yu宙zhou天tian體ti撞zhuang擊ji的de高gao溫wen高gao壓ya環huan境jing,因yin此ci,研yan究jiu高gao壓ya礦kuang物wu的de成cheng分fen、結構及其形成過程對認識行星內部物質組成和撞擊過程有重要科學意義。
jinguanyueqiuyunshiheyueqiufanhuiyangpinbaocunleyuebiaowuzhizaoshouzhuangjidejilu,danshiyueqiuyangpinzhongfaxiandegaoyakuangwujiaoshao。qijinweizhi,zaiyueqiuyunshizhongzhiguanchadaoganlanshidegaoyaxiang(林伍德石和瓦茲利石)、二氧化矽的高壓相(柯石英、斯石英和賽石英)、鋯石的高壓相(雷鋯石)、鈣硬玉以及新的含鈣鋁的高壓礦物Donwilhelmsite(CaAl4Si2O11)。此(ci)外(wai),盡(jin)管(guan)美(mei)國(guo)和(he)前(qian)蘇(su)聯(lian)返(fan)回(hui)了(le)數(shu)量(liang)較(jiao)多(duo)的(de)月(yue)球(qiu)樣(yang)品(pin)且(qie)已(yi)進(jin)行(xing)了(le)長(chang)達(da)五(wu)十(shi)年(nian)的(de)研(yan)究(jiu),其(qi)中(zhong)卻(que)少(shao)見(jian)關(guan)於(yu)高(gao)壓(ya)礦(kuang)物(wu)的(de)報(bao)道(dao),目(mu)前(qian)僅(jin)在(zai)一(yi)塊(kuai)阿(e)波(bo)羅(luo)角(jiao)礫(li)岩(yan)(15299)中發現過斯石英和疑似賽石英的二氧化矽相(Kaneko et al., 2015)。
據悉,賽石英(α-PbO2結構)和斯石英(金紅石型結構)作為兩個重要的二氧化矽超高壓相,在固體化學、地球物理以及行星科學等領域具有重要研究價值。斯石英在受衝擊隕石(普通球粒隕石、火星隕石、月球隕石、灶神星隕石等)中較為常見,其形成機理相對清晰;ersaishiyingjinzaijikuaihuoxingyunshiheyikuaiyueqiuyunshizhongfaxian,qixingchengjizhiweidedaochongfenrenshi。ciwai,gaowengaoyashiyanhelilunjisuanxianshi,saishiyingdewendingyalijiaogao(>100 GPa),因(yin)此(ci)常(chang)被(bei)當(dang)成(cheng)超(chao)高(gao)壓(ya)的(de)指(zhi)示(shi)礦(kuang)物(wu)。然(ran)而(er),自(zi)然(ran)界(jie)中(zhong)能(neng)產(chan)生(sheng)如(ru)此(ci)高(gao)衝(chong)擊(ji)壓(ya)力(li)的(de)撞(zhuang)擊(ji)事(shi)件(jian)十(shi)分(fen)罕(han)見(jian)。特(te)別(bie)是(shi)考(kao)慮(lv)到(dao)賽(sai)石(shi)英(ying)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha),而(er)高(gao)衝(chong)擊(ji)壓(ya)力(li)往(wang)往(wang)伴(ban)隨(sui)較(jiao)高(gao)的(de)溫(wen)度(du),因(yin)此(ci),賽(sai)石(shi)英(ying)的(de)出(chu)現(xian)能(neng)否(fou)指(zhi)示(shi)超(chao)大(da)撞(zhuang)擊(ji)事(shi)件(jian)有(you)待(dai)商(shang)榷(que),隕(yun)石(shi)中(zhong)斯(si)石(shi)英(ying)和(he)賽(sai)石(shi)英(ying)的(de)共(gong)存(cun)機(ji)理(li)仍(reng)不(bu)清(qing)楚(chu)。
相xiang比bi於yu月yue球qiu隕yun石shi來lai源yuan的de不bu確que定ding性xing,月yue球qiu返fan回hui樣yang品pin具ju有you明ming確que的de月yue麵mian坐zuo標biao等deng信xin息xi,因yin此ci在zai反fan演yan月yue表biao撞zhuang擊ji過guo程cheng中zhong具ju有you不bu可ke替ti代dai的de優you勢shi。嫦chang娥e五wu號hao返fan回hui的de月yue壤rang樣yang品pin為wei反fan演yan月yue表biao撞zhuang擊ji過guo程cheng的de研yan究jiu提ti供gong了le重zhong要yao樣yang品pin。初chu步bu研yan究jiu表biao明ming,嫦chang娥e五wu號hao樣yang品pin主zhu要yao由you玄xuan武wu岩yan組zu成cheng並bing含han有you一yi定ding量liang的de衝chong擊ji熔rong融rong角jiao礫li,後hou者zhe是shi月yue表biao經jing曆li多duo次ci撞zhuang擊ji的de物wu證zheng,可ke能neng包bao含han來lai自zi較jiao遠yuan撞zhuang擊ji坑keng的de濺jian射she物wu(Qian et al., 2021)。這些濺射物可能具有不同於嫦娥五號采樣區域岩石的特征(如岩性、年齡等),對(dui)豐(feng)富(fu)月(yue)球(qiu)的(de)物(wu)質(zhi)組(zu)成(cheng)和(he)地(di)質(zhi)過(guo)程(cheng)的(de)認(ren)識(shi)有(you)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong),而(er)尋(xun)找(zhao)其(qi)中(zhong)的(de)高(gao)壓(ya)礦(kuang)物(wu)可(ke)為(wei)濺(jian)射(she)物(wu)溯(su)源(yuan)提(ti)供(gong)線(xian)索(suo)。遙(yao)感(gan)探(tan)測(ce)研(yan)究(jiu)可(ke)在(zai)大(da)尺(chi)度(du)上(shang)提(ti)供(gong)嫦(chang)娥(e)五(wu)號(hao)著(zhe)陸(lu)區(qu)撞(zhuang)擊(ji)濺(jian)射(she)物(wu)的(de)分(fen)布(bu)和(he)來(lai)源(yuan)等(deng)信(xin)息(xi),而(er)對(dui)返(fan)回(hui)樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)細(xi)致(zhi)研(yan)究(jiu)可(ke)為(wei)上(shang)述(shu)信(xin)息(xi)提(ti)供(gong)實(shi)證(zheng)。
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