Неорганическая геохимия - Хендерсон П.
Скачать (прямая ссылка):
Вещество лунной поверхности можно рассматривать как конечный продукт процессов магматической дифференциации, дробления и брекчирования, а иногда переплавления пород и консолидации. В широком понимании петрология их выглядит простой, поскольку выделено всего несколько типов пород, гораздо меньше, чем на Земле. Однако при более детальном рассмотрении породы и их генезис часто оказываются сложными, а в некоторых породах обнаруживаются результаты таких химических процессов, которые в земных магматических системах встречаются редко или вообще не имеют места. Примером таких реакций является субсолидусное восстановление некоторых
3. Луна Ь7
о,г од О,Б Фракционная потеря 37Аг
окисных минералов [155]. В большинстве мест посадок были собраны образцы, которые содержали ассоциации взаимно прорастающих минералов-окислов, таких, как сосуществующие Сг—А1-ульвошпииель, ильменит и металлическое железо. Эта ассоциация интерпретируется как результат восстановления первичной, но метастабилы-юй уль-.вошпинели под действием низкой летучести* кислорода, что ведет к образованию структуры прорастания ильменита и шпинели, обогащенной магнием, хромом и алюминием. Более сильное восстановление вызывает появление металлического железа и дальнейшее повышение содержаний хрома, алюминия и магния в сосуществующей ульвошпи-нели.
3.3. Некоторые возрастные соотношения. Определения абсолютного возраста доставленных на Землю лунных образцов установили последовательность событий с момента обособления лунной коры 4,4 млрд. лет назад. Рассмотрим, например, Аг—Аг-определе-иие возраста с контролируемым ступенчатым нагревом (см. разд. 1.5.3) «равновесных повторно» и «реликтовых» (или неравновесных) плагиоклазов брекчии из района Декарт. Результаты приведены на рис. 3.2, где отчетливо видны «плато» при 3,98 млрд. лет и верхнее значение возраста 4,5 млрд. лет [207]. Эти результаты указывают, что эволюцию лунной коры
0,2 0,4 0,6 0,8
Фракционная потеря э9Аг
1,0
РИС. 3.2. Спектры потери аргона для брекчий «Аполлона-16». Нижняя диаграмма показывает наблюдаемый возраст, соответствующий фракционной потере 39Аг; он в основном определяется потерей Аг из богатых К. и бедных Са акцессорных минеральных фаз. На верхнем графике изображен наблюдаемый возраст, соответствующий фракционной потере 37Аг, отражающего состав Аг в кальциевом плагиоклазе. (37Аг образуется при (п, а)-реакции 40Са.) Заметно хорошо выраженное плато в средней части графика, отвечающее возрасту 3,98 млрд. лет ,[207].
* Определение летучести см. в гл. 7.
58 Часть I
Таблица 3.3. Примеры содержаний главных элементов
Оливиновый базальт, «Аполлон -15» Кварцевый базальт, «Аполлон- 12» Высококалиевый базальт, «Аполлон- 1 I» Ниякокалие-вый базальт, «Апол-лои-11» Глиноземистый морской базальт, «Аполлон- 12»
44,2 46,1 40,5 40,5 46,6
ТЮ2 2,2 3.35 11,8 10,5 3,31
А1203 8,48 9,95 8,7 10,4 12,5
ИеО 22,5 20,7 19,0 18,5 18,0
МпО 0,29 0,28 0,25 0,28 0,27
МЙО 11,2 8,1 7,7 7,0 6,71
СаО 9,45 10,9 10,2 11,6 11,82
Ыа20 (>, 24 0,26 0,50 0,41 0,66
к2о 0,03 0,071 0.29 0,096 0,07
Р205 0,06 0,08 0,18 0,11 0,14
0,05 0,07 — — 0,06
Сг203 0,70 0,46 0,37 0,25 0,37
Сумма 99,5 100,3 99,4 99,7 100,0
Источники — работы [392, 403].
можно разбить по крайней мере «а два этапа: образование коры (4,5 млрд. лет назад) с последующим ее дроблением и затем интенсивным метаморфизмом 3,98 млрд. лет назад. Возраст материковых пород лежит обычно в пределах 3,9—4,0 млрд. лет, что отчасти отражает события, в результате которых возникли более поздние кольцевые депрессии. Например, удар, приведший к образованию Моря Дождей, датируется временем около 3,9 млрд. лет. Очевидно, Луна подверглась в это время бомбардировке крупными метеоритами.
Стратиграфические соотношения между материковыми породами и морскими базальтами часто указывают на более молодой возраст последних, что подтверждают и данные абсолютной геохронологии. «Затопление» морей базальтами происходило в широком интервале времени примерно от 3,9 млрд, до 3,1 млрд. лет назад. С тех пор поверхность Луны пребывала в относительном покое, хотя время от времени и случались отдельные важные события. Например, образование крупных кратеров Коперник и Тихо датируется соответственно 900 млн. и 100 млн. лет назад.
3.4. Химические характеристики. Химические анализы пород почти все без исключения показывают, что лунная кора сложена в основном восемью химическими элементами: О, А1, Ре, Са, М§, Т1 и N8. В сходной ситуации находится и земная кора. Заметные различия между ними состоят в высоком содержании титана в породах из некоторых мест и в относительно низких содержаниях калия и натрия в большинстве доставленных лун-
3. .Луна . 59
(в мае. % окислов) в некоторых лунных породах
¦уЪТ-базальт, «Аполлон- 12» Материковый анортозит Материковое аиорто-зитовое габбро Материковый трокто-лит Низкокалде-вый базальт, Фра-Мауро Среднекалие-вый базальт, Фра-Мауро
48,7 44,3 44,5 43,7 46,6 48,0
