月海玄武岩与月球演化

月海玄武岩主要产于月球近边的盆地中,覆盖面积为月球表面的l％,其形成年龄多在39～31亿年之间,是各类月岩中最年轻的。与地球玄武岩相似,月海玄武岩由斜长石、辉石和橄榄石组成,但它们比地球玄武岩具有更低的Mg#、A1：0,、K和Na含量．高的FeO含量（大于16％）和变化范围大的TiO2含量（小于l％到大于13％）。根据TiO2含量的变化,月海玄武岩分成高Ti（〉6％）,低Ti（1．5％〈TiO：〈6％）以及极低Ti（〈1．5％）三类。所有月海玄武岩都具有Eu负异常,并亏损挥发性元素和亲铁元素。月海玄武岩的同位素特征指示其至少为三个组分混合的产物：（1）高：238U／204Pb、高87Sr／86Sr和负εNd组分,可能是岩浆海分异的残余岩浆即KREEP;（2）低：238U／204Pb、低87Sr／86sr和正εNd组分,来源于原始月幔,其熔融产物为低Ⅱ玄武岩;（3）中等87Sr／86Sr和εNd组分,位于月幔的顶部,经历了岩浆海（洋）过程中形成的堆晶物质的再熔融,还可能受到了陨击事件的影响,其熔融产物是高Ti玄武岩。月海玄武岩的元素和同位素地球化学性质支持岩浆海的假说,其源区的形成与岩浆海的分异密切相关,并经历了三个阶段：（a）岩浆海阶段,通过岩浆海的结晶分异形成顶部为斜长岩月壳,中间为高Ⅱ、富钛铁矿层,底部为巨厚的硅酸盐低Ti层的三层壳幔结构;（b）富钛铁矿堆晶岩（携带少量残余熔体）因密度大而下沉至下部的硅酸盐月幔（400km以下）;（C）月幔中这些不同源区的岩石发生减压熔融。早期由较浅的低熔点组分熔融形成低K高Ti玄武岩,之后形成来源较深的高Ti玄武岩和低Ti玄武岩。     

月球某些资源的开发利用前景

21世纪月球探测的主要趋势是建立月球基地，开发利用月球的矿产资源，能源和特殊环境，为人类社会的可持续发展发挥长期而有效的支撑作用，通过对月海玄武岩中的钛铁矿，克里普岩中的U，Th,REE和月壤中的拟－3在月面的含量与分布的系统分析，月海玄武碉中蕴藏有极丰富的钛铁矿，TiO2总资源量超过70万亿t，钛铁矿还是月球基地生产水和火箭燃料的主要原料；克里普岩是未来月球探测与研究的热点之一，其蕴藏有巨量的铀，钍，钾，磷和稀土元素资源；月壤长期受到太阳风的辐射，使其蕴藏有极其丰富的氢，氦，氧，氮等气体资源，其中氦－3的资源量大于100万t，它是一种可供人类社会长期使用的，安全，清洁，高效，廉价的核聚变发电燃料，其含量与月壤的化学成分，矿物组分，颗粒大小等有密切的关系。     

中国东部新生代火山岩的地质特征及火山作用发育的某些共同规律

中国东部从黑龙江到海南岛的广大范围内新生代玄武岩广泛发育。根据构造关系笔者把本区划分为三个部分：北、中和南构造地块。新生代火山作用在时空上表现出明显的分带。从老到新，火山作用演化的特点是ＳｉＯ２饱和程度减少，碱金属和镁含量增加。从南构造地块到北构造地块出现的玄武岩各具特色。从东南沿海向西北方向，即从东南沿海断裂经长白山－郯庐断裂到大兴安岭－太行山断裂方向，是地壳厚度增加的方向，新生代火山活动的演化     

月球上的"水"

在地球科学的各个领域中,在行星演化学和太空探索中,水都是不可缺少的元素。长久以来,我们一直认为月球是干燥的。然而最新的研究成果推翻了这个观点。近期的遥感探测和撞月实验表明,月球表面不仅含有结构水(OH和H₂O), 而且还有固态冰的存在。对月球火山玻璃和玄武岩的磷灰石重新分析也发现了这些玻璃中的OH,揭示了月球内部有水的存在。这个发现,意味着我们可能需要重新审视现有的月球火山活动和演化的模式。月表水和内部水的存在,还为未来以月球为跳板进行太空探索,提供了重要的资源。这里,我们对月表水和内部水的研究作一总结,并就这些发现的意义展开讨论。     

福建早中生代火山作用研究进展

总结了近十余年来福建省早中生代,尤其是早侏罗世火山作用研究的最新进展:早侏罗世火山地层在全省都有发现,采用化石和同位素测年对火山地层时代进行了精细确定,认为其主要形成于早侏罗世晚期。通过火山岩石地球化学特征的深入研究,永定地区的拉斑质玄武岩浆主要源于岩石圈地幔,但与来自富集岩石圈地幔的早白垩世玄武岩对比又具有明显的地球化学差异,不排除有来自软流圈地幔岩浆的加入。早侏罗世火山岩主要形成于板内的拉张环境,由于后造山应力松弛,沿北北东或北东向构造伸展致使地幔上隆(涌)-底侵的动力学机制是形成双峰式火山岩的内在因素。从早侏罗世火山作用入手来研究华南地区两大构造域的转换也取得了新的进展。论述了我省早侏罗世火山作用的研究方向,认为早中生代构造体制的转换与多金属成矿关系密切。     

月球地质结构及其岩石学特征

简要介绍了美国ＮＡＳＡ阿波罗计划所获得的有关月球地质结构的一些新资料，结合笔者对月球岩石光片，薄片的镜下观察，简要介绍了月球岩石的岩石学特征，并讨论了有关月球的演化起源问题。     

藏北新生代火山作用的时空演化与高原隆升

本文通过对藏北新生代火山岩的岩石化学和同位素年龄资料的综合分析,系统确定了火山岩的岩石系列组合及其生成时序。根据岩石系列的时空演化规律将藏北新生代火山活动划分为3个构造—岩浆亚旋回,火山活动自南向北依次形成羌塘(44～24 Ma)、中昆仑—可可西里(19～7 Ma)、西昆仑—玉门(约5 Ma以来)3条火山岩亚带。各岩带分别以高钾钙碱性或钾玄岩系列构成火山活动的主体, 以碱性钾质火山活动而结束。构造—火山旋回与高原脉动隆升具有明显的耦合性,旋回间歇期与高原夷平期相对应。笔者认为这一火山作用规律是高原每次脉动隆升过程中,构造性质由挤压、增厚,向伸展滑移转化的结果,火山作用旋回受岩石圈水平挤压、增厚和深部地幔热物质沿构造薄弱带挤压上升两种作用的相互消长所制约。     

月球形成和演化的关键科学问题

我国正开展月球探测和科学研究,其成果将加深认识月球的组成、结构以及形成和演化,同时揭示地球的早期历史。通过对月球研究成果的总结,就月球形成和演化关键科学问题的现状作了较为详细的说明,从而为我国月球探测和科学研究提供有益的启示。主要的关键科学问题包括：地球一月球体系的大撞击成因、月球岩浆洋与月壳形成、39亿年大撞击事件、玄武岩浆喷发与月球内部结构和月球南极艾特肯（Aitken）撞击盆地的形成等。     

月球形成演化与月球地质图编研

按照大碰撞假说,月球形成于一次大碰撞事件,抛射出的高能量物质留在绕地轨道上,最后吸积形成月球。月球核幔在早期迅速发生分离,并出现全球性的岩浆熔融,形成了岩浆圈层（岩浆洋）。岩浆洋的结晶分异和固化导致了月壳的形成。随着月壳与月幔发生持续分异,形成了固化的月壳。而在月球后期的演化历史中,撞击作用是最重要的地质作用,形成了多尺度、多期次的撞击盆地和撞击坑,而大型撞击盆地多形成于月球演化的早期。月球地质图是开展月球形成与演化研究的重要手段,从20世纪60年代起,到70年代末止,通过对阿波罗时代探月成果的系统总结,完成了第一轮月球地质图的研制。但尽管从20世纪90年代以来国际月球探测和月球科学的研究进入一个新的高潮,获得了大量有关月球形成和演化的新认识,但还没有正式的新的月球地质图发布,因此开展新一轮月球地质图的编研,系统总结后阿波罗时代的月球探测与研究成果,是非常必要和迫切的。在新一轮月球地质图的编制过程中,需重点关注图件比例尺的选择、月面历史的划分以及月球构造和岩石建造的表达。     

基于撞击坑自动识别的月球雨海北部地区(LQ-4)月海玄武岩定年研究

月球表面定年研究对于理解和重建月球地质演化历史具有关键作用,撞击坑尺寸频率分布法(CSFD)是通过统计区域内不同尺寸撞击坑密度得到特定地质单元的绝对地质年龄。雨海北部地区(LQ 4)包括雨海北部、冷海西部地区以及风暴洋东北部等月海,位于雨海西北边缘的虹湾是中国嫦娥三号卫星预选软着落区,文中综合使用3种方法从影像和地形数据中自动提取了该区内的撞击坑。利用Clementine光谱数据对雨海北部和风暴洋东北部内玄武岩进行了分区,利用撞击坑尺寸频度法(CSFD)法得到每个玄武岩分区内的定年结果。对比该地区之前的定年数据后发现,使用自动识别结果得到的各分区定年结果新老整体趋势上与之前研究结果基本一致,但存在一定偏差。根据自动识别定年结果,认为该地区玄武岩新老顺序大致为：雨海东部(3.56 Ga)-虹湾(3.38 Ga)-风暴洋东北部(2.74 Ga)-雨海西部(2.63 Ga)-柏拉图坑(2.37 Ga)。结合撞击坑自动识别技术和CSFD法,形成了一条利用影像和地形遥感数据快速得到月球表面地质年龄的方法,为月球年代学研究提供一种新途径。     

月球反射光谱学及应用

随着我国探月工程稳步开展以及未来深空探测需求,反射光谱学研究在我国重新受到重视。文中简要介绍了月球反射光谱学原理及其研究方法,并以“嫦娥三号”着陆场所在的雨海地区为例展示反射光谱学的部分应用。与背面斜长岩高地相对单调的光谱特征不同,雨海周边高地展示了多样性的吸收特征,岩石类型以苏长岩质岩石为主,橄榄石、辉石、尖晶石等矿物都有分布。月球上最古老的和最年轻的玄武岩在雨海盆地也都有分布。古老的中、低钛玄武岩以易变辉石为主兼有少量低钙普通辉石,年轻的高钛玄武岩富含橄榄石。雨海乃至整个风暴洋地区玄武岩较之其他月海玄武岩贫Ca。雨海地区的元素、矿物组成以及玄武岩时代都具多样性,该区是研究月球热演化的重要地区。     

月球的化学演化

月球是一个发生了化学分异的星球,它由月壳、月幔±一个小的金属月核组成。大量观察事实显示月球曾经有过岩浆洋,岩浆洋的结晶分异主导了月球的化学演化。目前主流观点认为,月球是在太阳系演化的早期,至少45亿年前,一个火星大小的星球,与即将完成原始吸积的地球胚胎发生偏心撞击,造成地球的熔融,形成岩浆洋,飞溅出来的物质迅速吸积形成绕地球运动的月球,并且在月球上形成了全球规模的岩浆洋,进而发生了结晶分异。,由于月球上没有海洋和板块俯冲,岩浆洋分异是其化学演化的主要途径。月球岩浆洋的80％～85％在大撞击后的100Ma内已经固化,这可能是由于月球体积小、表面没有大气包裹所致。月球极贫水,因此在岩浆结晶过程中斜长石首先结晶。斜长石由于密度小于玄武质岩浆而漂浮在岩浆洋的表层,橄榄石等密度大的矿物则堆积在岩浆洋的底部。随着结晶分异的进行,残余岩浆不断富集不相容元素,包括K、U等放射性元素;与此同时,密度较大的钛铁矿开始结晶,造成高钛堆晶岩密度大于其下的橄榄石堆晶岩的不稳定结构,进而发生月幔翻转,引发一系列岩浆活动,进而形成月球上特有的镁质系列、碱质系列等岩石。由于月球氧逸度较低,Eu主要以＋2价形式存在,因此斜长石高度富集Eu,相应地除高地斜长岩外,其他岩石均表现为Eu高度亏损的特点。与此同时,Re在低氧逸度下表现为强亲铁元素的特点,Re／Os在月球岩浆过程中不发生分异。月球的体积远小于地球,因而其演化时间远远短于地球,很多原始的分异被完整地保留下来。因此月球的化学演化是类地行星早期演化过程的“化石”,尽管与现代的地球存在较大差异,但是对于认识地球早期演化具有借鉴意义。     

月表澄海—静海区遥感地质分析

月海盆地作为月球表面重要的地貌单元,分析其玄武岩喷发历史和构造作用,对于了解月球演化有着重要的意义。文中以澄海和静海两个相连通盆地为研究区,通过对LRO的DEM数据进行处理,获得两个月海的地形特征。基于Clementine多光谱数据处理,提取TiO2、FeO含量和成熟度分布图。经过对嫦娥一号CCD影像数据并结合LRO和LO全色波段影像的解译,提取了研究区126条月岭和114条月溪,并对比Cle-mentine提取的重力分布图,对其展布形式进行研究。综合分析结果表明,两个盆地虽然相邻连通,但岩性和构造分布有着明显的差别,玄武岩喷发不同期次界限明显,且澄海玄武岩年龄普遍晚于静海,相通处玄武岩与静海北部玄武岩同源。澄海中的线状构造展布形式与静海中的明显不同,呈现出一定规律,与质量瘤的有无及重力展布形式有关。     

月球莫斯科盆地多环结构分析与区域形貌研究

莫斯科盆地是位于背月面西北部的大型多环撞击盆地。该盆地环状结构呈非同心环状分布,且内部东北部峰环缺失,因其特殊的地理位置以及非典型的环状结构引起了相当多学者的关注。通过WAC和MI影像数据和LOLA地形数据等多源数据的综合分析,确定了莫斯科盆地的理想3环结构：盆地理想峰环东北部缺失,所在位置环的直径约为192 km;理想中环结构完整,形状较为规则,近似椭圆形,长轴直径约为451 km,短轴直径约为410 km;理想外环直径约677.5 km。理想峰环、中环和外环的中心近似沿西南—东北走向与水平方向成30°角直线排列,中环和外环与内峰环距离分别为27.36、45.77 km。提出了融合微观地形因子和宏观地形因子的形貌综合特征表示法,依据该综合特征值重新解译莫斯科盆地的多环构造,验证了理想3环结构的分布。除盆地构造外,进一步对盆地内的环形和线性构造的类别、特征和成因进行了详细剖析,特别是盆地内部Titov和Komarov月坑形貌构造的分析。同时完成了以线性构造、环形构造以及多环盆地建造为主体要素的莫斯科盆地区域构造图的编制。在对莫斯科盆地的形貌与构造特征进行深入分析的基础上,探究该多环盆地区域的构造形成演化,为月球早期的构造演化研究提供理论参考。     

滇西洋拉矿区火山岩构造—岩浆类型

羊拉矿区的火山岩形成于石炭纪金沙江裂谷洋盆中段,其构造－岩浆类型有３：早石炭世羊拉岩组的富集型洋中脊拉斑玄武岩;晚石炭世里农岩组的洋岛钙碱性安山岩和洋岛碱性率武岩。各种构造－岩浆类型的形成均与地幔热性相关。     

月球佩塔维厄斯幅(LQ-21)数字地质填图与区域地质演化特征

佩塔维厄斯幅月球地质图(LQ-21)位于近月面与远月面交接位置,又处于月海和月陆的过渡区,周边邻近酒海、丰富海、史密斯海等大型撞击盆地,是月球数字地质填图工作中的一个典型区域。研究该地区的地质发育概况有助于了解月球的发展演化历史。本文利用中国探月工程所获得的“嫦娥一号”(CE-1)CCD影像数据、干涉成像光谱仪(IIM)数据、激光高度计(LAM)数据和“嫦娥二号”(CE-2)CCD影像数据以及其他已有的月球地质资料,应用ArcGIS平台,开展月表物质成分、构造要素、地质时代信息的研究和数字填图工作,编制了1: 2 500 000佩塔维厄斯幅(LQ-21)数字月球地质图,总结了该地区区域地质演化历史并建立地质图空间数据库。