|
Новое представление о формировании лунного базальта
|
|
|
|
Оливин является самым ранним минералом, кристаллизовавшимся из базальтовой магмы, и точное знание коэффициентов распределения оливина и расплава (DOl-melt) для элементов первого переходного ряда (FTREs) Ga и Ge требуется для количественного моделирования петрогенетических процессов в планетарных базальтах. Многочисленные экспериментальные исследования были сосредоточены на этой теме, но большинство исследований было сосредоточено на второстепенных элементах, обнаруженных в оливине, и летучесть кислорода (fO2) во многих из этих экспериментов обычно рассчитывалась так, чтобы она была аналогична тем, которые были обнаружены в мантии Земли. Однако для применений, связанных с образованием базальта на других скалистых планетных телах, включая Луну, Марс и астероиды, летучесть кислорода при образовании базальта может варьироваться в широких пределах от 2 логарифмических единиц ниже железо-вюститового буфера (здесь называемого IW-2) до IW+6. Кроме того, лунные базальты, как правило, богаты железом по сравнению с земными базальтами.
|
|
|
Чтобы оценить влияние летучести кислорода и содержания железа на коэффициенты распределения FTREs, Ga и Ge, доктор Цзеджун Цзин (аспирант JSPS в Университете Эхимэ) провел серию высокотемпературных экспериментов (от IW-2 до IW+5,5) при давлении 1 атм, используя газосмесительную печь с сотрудничество коллег из Университета Эхиме и других университетов Нидерландов, Китая и Германии. Исследование опубликовано в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta. Результаты показывают, что большинство DOl-расплавов не проявляют чувствительности к массовому содержанию железа в системе, но DOl-meltCr в экспериментах значительно выше по сравнению с DOl-meltCr, полученным из пар включений оливин-расплав в лунных образцах с гораздо более высоким содержанием FeO. Значения DOl-meltNi практически постоянны в диапазоне концентраций кислорода выше IW-буфера, но резко снижаются, когда система насыщена металлическим железом (ниже IW-буфера).
|
|
|
|
Используя недавно полученные коэффициенты распределения, авторы по-новому оценили два аспекта образования лунного базальта. Во-первых, они пришли к выводу, что богатая хромом природа оливинов в лунных базальтах по сравнению с земными базальтами должна быть обусловлена хромовой природой кумулятивного мантийного источника лунных базальтов, что связано с ранней кристаллизацией бедных хромом минералов оливина и ортопироксена в лунном магматическом океане, что приводит к мелководью. Накапливается вещество, богатое Cr. Во-вторых, более высокие соотношения Co/Ni в оливине в лунных базальтах с высоким содержанием титана по сравнению с оливином в лунных базальтах с низким содержанием титана позволяют предположить, что первые образовались в более пониженных условиях в лунной мантии (ниже буфера IW, насыщенного металлом).
|
|
|
|
Источник
|
