第七章 月球岩石（4）
7.4 月球角砾岩
在月球岩石中，有一类很特殊的岩石，那就是角砾岩。言之”特殊”，是因为这类岩石是由撞击作用所形成的。由于这类岩石都分布于高地区域，因此也称为高地角砾岩，过去一直把它划分为高地岩石类型的一种亚类，严格上这种划分是错误的。因为在月海区，由于撞击作用，同样可以产生大量的主要由月海玄武岩源区物质组成的角砾岩。
根据历次Apollo系列探测器带回的月球岩石的分析，60%以上是由各类角砾岩组成的，即组成月球岩石经冲击破碎、部分熔融而胶结形成的角砾岩，通过对这些角砾岩的分析发现都是撞击熔岩。这些撞击角砾岩是由不同区域、不同岩床的物质和撞击抛射物质混合而成。
根据角砾岩中角砾的构造特征，可划分为以下类型（欧阳自远，1988）：1）单组分角砾岩，即由就地产生的破碎岩石角砾或经熔融重结晶角砾所组成；2）双组分角砾岩，由就地产生的破碎岩石角砾或经冲击熔融重结晶角砾并被细脉状更细的角砾所穿插，形成双角砾组分的岩石；3）多组分角砾岩，由岩屑碎块、月壤角砾、冲击玻璃等黏结而成。
根据形成成因、物质组成特征，月球角砾岩又可进一步细分为：岩屑碎块角砾岩、玻璃质角砾岩、结晶熔岩角砾岩、花岗质角砾岩、双组分角砾岩和月壤角砾岩。这些角砾岩的岩石类型及矿物化学成分极不均匀。由于各种类型的岩石经冲击破碎并部分熔融黏结，角砾岩中的角砾、玻璃和胶结物可来自不同比例的岩石，造成它们在矿物和化学成分上的不均匀性。
对这些撞击角砾岩的物质组成特征、矿物组成、化学成分、同位素年龄以及结构构造的系统研究，不但可以再造月表的撞击年龄、撞击过程和撞击历史，同时可以了解太阳系行星早期的表面演化历史。
7.5 月球岩石与地球岩石的比较
月球岩石与地球岩石的形成条件不同，形成后受到的改造过程不同，导致月球岩石与地球岩石存在明显的不同，主要包括以下几点：
1）地球上广泛分布着各类岩浆岩、沉积岩和变质岩，而月球上仅分布有基性、超基性岩浆岩与基性喷发岩——玄武岩，缺乏岩浆后期分异产生的酸性侵入岩（闪长岩、花岗岩、酸性岩）与相应的喷发岩（安山岩、流纹岩）。
2）月海玄武岩与地球玄武岩在许多方面是相似的，但也有差异性，主要体现在：二者均产出干盆地内（月海玄武岩分布于月球的月海区，地球玄武岩主要产于地球的海洋盆地）；二者均具有相似的熔融温度范围，都是部分熔融的产物，呈玄武岩浆喷发到月球和地球的表面，但来自成分不同的母体物质；二者在化学成分上基本相似，但月球玄武岩又有以下特征：铬的含量（质量分数为0.25%）接近于陨石的丰度，比地球玄武岩的铬含量高一个数量级；难熔元素的含量一般较高；稀土元素配分显著不同，铕的含量很低；铁含量高（质量分数为15%～20%）；二氧化硅的浓度低（40%～45%）；K/U比值约1000～2000，比地球岩石的K/U比值（10000）低得多；此外，月岩样品比地球样品具有更明显的冲击变质特征。
表7-5列出了地球海洋玄武岩和Apollo 11玄武岩来源区成分的对比。
表7-5 地球海洋玄武岩与Apollo 11玄武岩来源区成分的比较（中国科学院地球化学研究所，1977）
|
参数 |
月球 |
地球 |
|
化学成分 |
主要为铁镁硅酸盐，Al2O3和CaO分别小于5% |
— |
|
矿物 |
主要为橄榄石 |
主要为辉石 |
|
FeO/(FeO+MgO)（分子比，%） |
25 |
— |
|
氧的逸度（1200℃） |
10-12～10-10 |
10-5 |
|
挥发性元素 |
与地球比较，Ni、Cu、Ga明显减少 |
— |
|
Rb/Ba |
0.10 |
0.03 |
|
K（×10-6） |
9.3 |
11 |
|
Ba（×10-6） |
10000 |
3000 |
|
Na/Al |
0.22 |
0.06 |
|
Zn/Mn |
0.07 |
0.01 |
|
Rb/Ba |
0.06 |
0.02 |
注：表中数值根据扫描件OCR识别整理，引用时请以原书表7-7为准。
3）月球斜长岩主要由富钙斜长石（An85-99）组成，而地球斜长岩的钙含量较低。
4）月球岩石最具特征的是由岩浆中大量不相容元素组成的克里普岩，而地球的岩浆后期演化未形成富K、REE和P的岩石类型，而是形成各类酸性岩。
5）与地球岩石相比，月球岩石以不含水矿物、具大量金属铁和相当含量的特征微量元素，以及在高温还原低氧化环境条件下形成等为特征；与地球岩石一样，月球岩石都由矿物和玻璃物质组成，除个别矿物外，构成月球岩石的绝大多数矿物都在地球上发现。
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