第七届青年地学论坛

    高铝玄武岩是独特而又重要的一类月球玄武岩类群，其Al₂O₃含量高达12−18 wt%。目前，仅在人工采集样品中发现了少量高铝玄武岩（例如，Neal and Kramer, 2006）。但遥感探测显示，冷海、危海、风暴洋和雨海部分地区的月海玄武岩的Al/Si比值要明显高于Apollo任务采集的“typical”月海玄武岩，说明月球高铝玄武岩的丰度可能明显高于采集样品。同位素年代学结果显示，高铝玄武岩的年龄约为4.3−3.15 Ga （例如，Cohen et al., 2001），表明月球富铝火山活动至少持续了约10亿年。因此，高铝玄武岩可能在月球岩浆演化中起着重要作用，研究其成因能够揭示月球早期火山活动（>4.2 Ga）和月幔不均一性。
    Dhofar 1442是一块月球表土角砾岩陨石。本工作在这块样品中找到了若干玄武岩屑。经过分析，Dhofar 1442中的玄武岩是高铝超低钛玄武岩（Al₂O₃：12.1±0.4 wt%，TiO₂：0.89±0.08 wt%），与其他高铝玄武岩相比，成分与Apollo 17超低钛月海玄武岩最为相近（Wentworth et al., 1979）。另外，除Luna 24富铁高铝超低钛玄武岩以外，所有高铝超低钛玄武岩都亏损不相容元素（ITEs），且均具有“左倾”的稀土配分模式。
    成因讨论：相近的不相容元素比值说明，月球高铝超低钛玄武岩的成因相近，也就是它们来自同一月幔源区或源区组成相似。高铝超低钛玄武岩亏损Ti和其他ITEs，并相对富集HREE，这些地球化学特征与月球岩浆洋早期堆晶的镁铁质硅酸盐相一致（Shearer and Papike, 1999）。本工作依据部分熔融和分离结晶模型，计算了部分熔融熔体的Al、Mg和REE元素含量，以验证岩浆洋早期堆晶岩是否为高铝超低钛玄武岩的源区。
岩浆洋最早结晶的橄榄石，其部分熔融过程不能提供足够的Al（Al₂O₃ <9.5 wt%），且熔体的Mg#过高。如果源区是以斜方辉石为主的Opx-Ol堆晶岩，当其发生2‒8%程度的部分熔融时，熔体的Al和REE含量与高铝超低钛玄武岩十分接近。有些高铝超低钛玄武岩相对于2‒8%熔体，富集Al、LREE并具有Eu正异常。由于Opx-Ol堆晶岩部分熔融形成的超镁铁质熔体可以溶解斜长质月壳（Morgan et al., 2006），因此该成分差异可通过溶解混染少量斜长质月壳而弥补。另外，地月大撞击作用很可能是高能撞击过程（Lock et al., 2018），由此月球可形成一个深度接近核幔边界的岩浆洋。在此条件下，岩浆洋可结晶富Al的石榴子石和尖晶石。如果岩浆洋早期结晶的堆晶岩中含有少量的石榴子石或尖晶石，其部分熔融产生的熔体会具有较高的Al含量，并不需要熔体混染斜长质月壳。可见，高铝超低钛玄武岩作为月球玄武岩重要的组成类别，其成因是十分复杂的。后续如果能够通过无人和人工采集月球样品等方式，获得更多的高铝超低钛玄武岩，将为揭示其成因和月球岩浆演化提供更多信息。

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