月壤颗粒微观环带的太空风化成因.pdf

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1、第27卷第6期地球科学进展V01．27No．62012年6月ADVANCESINEARTHSCIENCEJun．，2012李阳，李雄耀，王世杰，等．月壤颗粒微观环带的太空风化成因[J]．地球科学进展，2012，27(6)：603-612．[LiYang，LiXiongyao，WangShijie，eta1．Spaceweatheringoriginofmicrostructurerimsoflunarsoilgrains[J]．AdvancesinEarthScience，2012，27(6)：603-612，]月壤颗粒微观环带的太空风

2、化成因李阳，李雄耀，王世杰，唐红，李世杰(1．中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心，贵i,l贵阳550002；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：太空风化是迄今31亿年以来影响月球表面物质演化过程的主要因素，主要包括陨石、微陨石的轰击，太阳风粒子的注入，太阳／银河宇宙射线的辐射以及周期性的加热作用等。通过深入剖析太阳风粒子的注入与溅射、微陨石轰击的蒸发与沉积、宇宙射线辐射的辐射损伤等过程的作用机理，探讨了不同太空风化过程对矿物颗粒环带厚度、化学组成、晶体结构等特征的影响，认为微陨石轰击与太阳风注入是形成月壤颗粒微观

3、环带的主导因素，宇宙射线辐射与周期性加热的影响可忽略不计。进一步结合非晶质环带、富内含物环带、多环环带以及小泡环带等月壤颗粒主要环带的基本特征，在总结和对比分析各类型环带的厚度、结构以及化学组成特征基础上，对不同类型环带的成因进行初步推断，认为非晶质环带、小泡环带以及多环环带的内层环带具有太阳风作用特征，而富内含物环带、多环环带的外层环带则具有微陨石轰击的成因特征。根据目前单纯依靠环带的化学组成分析解释环带成因存在的不足，指出了通过补充分析矿物晶体结构在模拟太空风化实验过程中的变化特征来研究环带成因的新思路。关键词：月球；月壤；环带；太

4、空风化中图分类号：P184文献标志码：A文章编号：1001—8166(2012)06-0603—10风化改造后的产物J，其成因对认识月壤的太空风1引言化历史具有重要的指示意义。虽然月壤颗粒微观环太空风化是指陨石(尤其是微陨石)、太阳风、带的太空风化成因学说早在Apollo时期就已经被宇宙射线等来自宇宙空问的各种物质以及天体表面提出，但对两者之间关系的认识至今仅停留在定性周期性热效应改变月球等元大气天体表面物质的物理解的层面，对不同类型微观环带特征之间的差异理性质、化学组成、矿物性质、光谱特征的过程。太以及其具体的太空风化成因尚缺乏足够的

5、认识。空风化制约着无大气天体表面物质的演化过程，对自Apollo时期以来，多位学者针对月壤颗粒微空间遥感探测数据的精确分析以及无大气天体后期观环带的成因开展了大量工作。Dran等通过对演化过程等科学问题的深入认识具有重要的研究意Apollo11月壤样品进行分析并与粉碎后的Apollo义。月壤颗粒的微观环带是发育在月壤颗粒表层厚11、12月岩样品及陨石样品进行对比，发现大部分约100nm的特殊结构，被认为是月壤颗粒经受太空细微的月壤颗粒表面覆盖有一层独特的非晶质环收稿日期：2011-l2-28；修回日期：2012-03—18．基金项目：国

6、家高技术研究发展计划项目“月表物质微波传输特性及月壤厚度反演技术与模型研究”(编号：2010AA122204)；国家自然科学基金项目“太空风化作用形成的单质铁对UVVIS—NIR光谱特征的影响”(编号：40803019)和“南极陨石GRV020043的矿物岩石地球化学特征以及与Acapulcoite陨石的关系研究”(编号：41003027)资助．作者简介：李阳(1984一)，男，河北衡水人，博士研究生，主要从事月球与行星科学研究．E-mail：liyang@mail．gyig．ac．CB$通讯作者：李雄耀(1978一)，男，广西南宁人，

7、副研究员，主要从事月球与行星科学研究．E-mail：lixiongyao@vip．skleg．cn604地球科学进展第27卷带。由于这些非晶质环带中含有大量的辐射损伤径纳总结，分析了月壤颗粒微观环带的各种太空风化迹并且厚度与太阳风粒子在硅酸盐矿物中的入射深成因，总结了当前研究中存在的问题并指出了将来度相符，因此Dran等认为这些非晶质环带可能起可能的研究方向。源于太阳风的注入作用。Bibring等利用xe离子2太空风化作用对微米粒径的月岩粉末进行注入模拟太阳风作用，得到了与月壤颗粒表面相似的非晶质环带，证实了太空风化是形成月壤颗粒微观环

8、带的主要原环带的太阳风注入成因机制。Keller等则对硅酸因，其作用过程和机理与月壤颗粒微观环带的特征盐矿物环带中的挥发性元素进行研究后认为微陨石具有密切关系。太空风化的作用过程主要包括陨轰击引起的蒸汽沉积