年轻的月海玄武岩是研究月球晚期火山活动的关键对象。然而，反映岩浆房内部动态过程的岩相特征，在月球样本中鲜有报道。一般认为，自月球形成以来，其内部的玄武岩岩浆活动以简单结晶为主，缺乏类似地球岩浆房常见的动态过程。
近日，中国科学院紫金山天文台牵头对两块月球陨石开展研究，首次揭示了月球在30亿年前的岩浆补给事件，为理解月球晚期的热演化历史提供了关键证据。
研究团队利用扫描电镜、电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱和高分辨二次离子质谱等分析技术，对两块发现于2021年的月球陨石NWA 14526和NWA 14992，开展了详细的岩相学、矿物学、地球化学和同位素年代学研究。研究结果表明，NWA 14526和NWA 14992在岩相结构、矿物成分、地球化学特征和结晶年龄上高度一致，具有成对关系，且两者均呈现出独特的岩性二分性：富镁区的矿物成分较原始；富铁区的矿物成分更偏演化，且富集晚期结晶类型。
综合辉石中熔蚀结构、铬元素阶梯式分布等开放系统证据，研究团队认为，这种罕见的岩性二分性是由岩浆补给作用驱动产生的，并据此提出了同源岩浆补给模型：约30亿年前，由月球内部早期侵入的富镁岩浆在岩浆房部分结晶后，又有一股演化的相对富铁岩浆“接力”注入，两者混合、反应，最终形成了两类岩性共存的结构。
研究进一步发现，NWA 14526和NWA 14992与同时期结晶的NNL群低钛玄武岩陨石，在多项特征上表现出相似性，它们可能来自同一火山杂岩区，并具有源坑配对关系。NWA 14526和NWA 14992对应不同的月幔源区，且经历更深的结晶深度，以及更复杂的演化历史，反映出30亿年前月球内部岩浆活动的多样性与不均一性。这些研究结果表明，月球虽然经历了长期的缓慢冷却过程，逐渐失去“生命力”，但在演化晚期（约30亿年前），其内部仍可能维持着动态的岩浆系统，存在岩浆补给、混合等复杂活动过程。
相关研究成果发表在《地球化学与宇宙化学学报》上。研究工作得到国家自然科学基金委员会等的支持。
论文链接
NWA 14526和NWA 14992的背散射电子图像及X射线元素面扫描图像
辉石的环带结构特征
三种岩石成因模型示意图
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