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研究识别嫦娥五号返回月壤样品颗粒的类型、含量、形貌、结构和成分特征,可为嫦娥五号着陆区月壤的成因与月球表面演化过程提供关键科学依据.利用扫描电镜-能谱仪、矿物自动定量分析系统和显微激光拉曼光谱仪对嫦娥五号表取月壤样品CE5C0400（YJFM00403）进行了系统研究,发现月壤颗粒组成多样,包括斜长石、单斜辉石和橄榄石等矿物、玄武岩碎屑、黏结物和玻璃球.颗粒表面和内部微观结构复杂,呈现各种破碎、表面附着堆积、微撞击坑、溅射物等形式的微米-纳米级的形貌特征.嫦娥五号月壤的微形貌特征记录了以微陨石撞击为主导的复杂太空风化过程:一方面反复的撞击作用使月壤颗粒破碎、粒度变细,另一方面撞击引发的局部熔融又使颗粒发生胶结,同时伴随含铁矿物分解形成微-纳米级单质铁颗粒.上述过程反复进行,导致月壤颗粒大小和物相组成复杂多变. 相似文献
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月面环境与月壤特性研究的主要问题探讨 总被引：6，自引：0，他引：6
月面环境与月壤特性是月球探测和月球科学研究的重要基础,对它们的研究一直在不断加深,本文对月球表面地形地貌、热环境以及月壤特性三个方面的研究现状进行了总结,初步分析了这三个方面研究目前存在的一些主要问题：（1）地形地貌对月球定量遥感的影响以及南极艾特肯（SPA）盆地等地貌单元的年代学划分和成因演化;（2）月面热辐射、月表物理温度和热流等月面热环境特征的进一步探测和全面分析,以及其对地球反照率变化的响应;（3）月壤形成演化过程及空间风化作用,月球极区氢富集机制和水冰探测,以及月球资源开发利用。 相似文献
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月球极区冻结模拟月壤物理力学特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来越来越多的探测结果表明,月球极区永久阴影区月壤中存在水冰。水是人类赖以生存的化学物质,也是理解月球独特的形成与演化过程的关键环节。因此,各航天大国均将月球极区作为探月工程的重要目标。冻结月壤的导热系数和单轴抗压强度是月球极区原位探测取样的基础和关键参数。本研究采用低温试验研究了冻结模拟月壤的导热系数和单轴抗压强度。结果表明：冻结模拟月壤导热系数随含水率增大而线性增大,冻结模拟月壤的导热系数为0.2~1.3 W?m-1?K-1。冻结模拟月壤单轴压缩过程中发生脆性破坏,5%含水率冻结模拟月壤单轴抗压强度约为5 MPa,10%含水率冻结模拟月壤单轴抗压强度约为13 MPa。在初始加载阶段,干密度相同、含水率不同的冻结模拟月壤试样因微裂纹压密导致的应变量基本相同;在线弹性阶段,冻结模拟月壤有效弹性模量随含水率增大而增大,其主要原因是含水率增大使得月壤颗粒间的冻结强度增大;在破坏阶段,含水率较高的冻结模拟月壤表现出脆性破坏特征,含水率较低的冻结模拟月壤表现出更显著的塑性特征。研究结果将为月球永久阴影区水冰探测方案制定、探测器研制等提供基础的科学数据支撑。 相似文献
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Re-Os同位素体系是理解月球强亲铁元素的分布规律和示踪月球的后期增生历史的重要手段。目前人们对月球物质Re-Os同位素成分的了解还是十分有限的,已有的Re-Os同位素数据显示一些能代表月幔成分特征的月海玄武岩具有很低的Re和Os的浓度,以及类似于球粒陨石的187Os／188Os成分特征,而月球火山玻璃和月壤等表现出相对高的Re-Os丰度和相对富放射成因Re-Os同位素成分。一般认为月球月幔的Re、0s和其他强亲铁元素相对球粒陨石是非常亏损的,而地球地幔则具有相对较高的强亲铁元素丰度（0．008倍CI球粒陨石的丰度）。新的Re-Os同位素结果证明月幔确实是亏损的,但是月球和地球在太阳系演化的较晚时期都有外来的球粒陨石物质的大量加入,即后期增生（late accretion）过程,导致了月球和地球上部物质（如月球火山玻璃、月壤等）相对地富集Os同位素和强亲铁元素,这些外来物质的后期增生可能是长期和持续的,增生过程主要发生在3．9～4．4Ga。但目前仍不清楚后期增生的陨石物质是被逐渐加入的,还是在一个相对较短的时期大量加入的,因此尚需对更多的月球物质做进一步的Re-Os同位素和强亲铁元素成分的研究。 相似文献
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月球、小行星等无大气行星体具有独特的反射光谱太空风化改造特征,其成因主要被归结于纳米级—亚微米级不透明颗粒等太空风化特征产物.本研究结合Apollo 返回月壤样品、普通球粒和碳质球粒陨石样品的模拟实验结果,综合分析了太空风化特征产物的来源和成因,并讨论了其可能的光谱效应.研究结果表明,np-Fe0 (纳米级单质金属铁)是铁镁硅酸盐等矿物经过微陨石轰击引起的气化沉积作用和原位还原作用形成.np-FeNi(纳米级铁镍金属)的成因主要包括FeNi金属和陨硫铁的气化沉积与冲击分散成因.np-FeNiS(纳米级铁镍金属的硫化物)和sm-FeNiS(亚微米级铁镍金属的硫化物)主要形成于陨硫铁的冲击分散过程.上述不透明颗粒是形成月球与S型小行星紫外—近红外波段光谱反射率降低、特征吸收峰减弱和连续统红移等特征的主要原因.气泡结构主要形成于层状硅酸盐等矿物在微陨石轰击过程中的挥发分逃逸,推测是含水量较高的小行星(如Bennu)紫外-近红外波段光谱反射率增加和连续统蓝移等特征的主要成因.实验结果预期对月球与小行星返回样品分析以及反射光谱的太空风化改造特征的解释提供一定的参考. 相似文献
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月面环境过程研究评述 总被引：1，自引：0，他引：1
月球在停止强烈地质活动后,持续了30多亿年的月面环境过程,虽破坏了月球早期岩浆洋演化和撞击事件的原始信息,但也很好地将这一过程信息刻录到了月表物质和月面环境现象中。一方面,长期的太空风化过程形成了月壤颗粒特有的表层微观结构、np Fe0、Fe-Si化合物及矿物水等;另一方面,这些特性又是影响月球表面热环境及尘埃环境的重要因素。在当前月球探测快速推进的形势下,工程实施迫切需要更系统地认识月面环境过程,而我国嫦娥五号任务将实现月球采样返回,也将是开展月面环境过程研究的重要契机。为此,本文总结了月面环境过程研究的现状,分析了存在的主要问题和未来研究的方向。 相似文献
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尘埃颗粒带电是月球表面和太阳系空间环境中普遍存在的现象,是理解月球辉光成因、深入认识月球尘埃环境等的重要基础。本文以月壤和宇宙尘中具有代表性的辉石颗粒为对象,在电子枪辐射模拟环境中开展带电实验研究,发现微米大小的颗粒带电量约在105~108e之间,1~5μm的辉石颗粒最容易发生带电运动,产生带电运动颗粒的带电量随着颗粒大小的增大而增大,相近大小的颗粒由于堆积情况不同也存在较大差异。根据辉石颗粒的最大带电量拟合可以得出其最大吸附带电量与颗粒大小成幂指数关系,并与辐射电子能量有关。最后,通过实验数据的拟合,给出了月球辐射环境中尘埃颗粒最大电量模型,并根据实际月球表面情况推测了带电尘埃颗粒的迁移高度特征,发现月面尘埃颗粒的带电运动绝大部分发生在几百米的近月表空间。 相似文献
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“嫦娥三号”巡视器上搭载的测月雷达通过500 MHz频率的天线,对巡视路线上的月壳浅层结构进行剖面式观测,能探测到月球地底下30 m深土壤层的结构。为了更好地分析测月雷达的探测结果,文中对月壤分层进行正演模拟,月岩层的介电常数采用与“嫦娥三号”登月点位置最近的Apollo 15的电性参数近似代替,月壤的介电常数是一个和密度相关的值且随深度的变化而变化。根据以上参数建立模型,基于时域有限差分（FDTD）原理,利用GprMax对月壤分层结构进行模拟,建立的模型包括月表介电常数随深度变化二层模型和月岩层存在下界面三层模型,并对其波形特征进行分析,找到月壤层次划分的一般规律,对“嫦娥三号”测月雷达数据的分析提供理论依据。 相似文献
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Randy L. Korotev Ryan A. Zeigler Bradley L. Jolliff 《Geochimica et cosmochimica acta》2006,70(24):5935-5956
PCA (Pecora Escarpment) 02007 and Dhofar 489 are both meteorites from the feldspathic highlands of the Moon. PCA 02007 is a feldspathic breccia consisting of lithified regolith from the lunar surface. It has concentrations of both incompatible and siderophile elements that are at the high end of the ranges for feldspathic lunar meteorites. Dhofar 489 is a feldspathic breccia composed mainly of impact-melted material from an unknown depth beneath the regolith. Concentrations of incompatible and siderophile elements are the lowest among brecciated lunar meteorites. Among 19 known feldspathic lunar meteorites, all of which presumably originate from random locations in the highlands, concentrations of incompatible elements like Sm and Th tend to increase with those of siderophile elements like Ir. Feldspathic meteorites with high concentrations of both suites of elements are usually regolith breccias. Iridium derives mainly from micrometeorites that accumulate in the regolith with duration of surface exposure. Micrometeorites have low concentrations of incompatible elements, however, so the correlation must reflect a three-component system. We postulate that the correlation between Sm and Ir occurs because the surface of the Feldspathic Highlands Terrane has become increasingly contaminated with time in Sm-rich material from the Procellarum KREEP Terrane that has been redistributed across the lunar surface by impacts of moderate-sized, post-basin impacts. The most Sm-rich regolith breccias among feldspathic lunar meteorites are about 3× enriched compared to the most Sm-poor breccias, but this level of enrichment requires only a few percent Sm-rich material typical of the Procellarum KREEP Terrane. The meteorite data suggest that nowhere in the feldspathic highlands are the concentrations of K, rare earths, and Th measured by the Lunar Prospector mission at the surface representative of the underlying “bedrock;” all surfaces covered by old regolith (as opposed to fresh ejecta) are at least slightly contaminated. Dhofar 489 is one of 15 paired lunar-meteorite stones from Oman (total mass of meteorite: 1037 g). On the basis of its unusually high Mg/Fe ratio, the meteorite is likely to have originated from northern feldspathic highlands. 相似文献
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K.H. Joy R. Burgess V.A. Fernandes I.A. Crawford A.T. Kearsley EIMFg 《Geochimica et cosmochimica acta》2011,75(9):2420-7225
Northwest Africa (NWA) 4472 is a polymict lunar regolith meteorite. The sample is KREEP-rich (high concentrations of potassium, rare earth elements and phosphorus) and comprises a heterogeneous array of lithic and mineral fragments. These clasts and mineral fragments were sourced from a range of lunar rock types including the lunar High Magnesian Suite, the High Alkali Suite, KREEP basalts, mare basalts and a variety of impact crater environments. The KREEP-rich nature of NWA 4472 indicates that the sample was ejected from regolith on the nearside of the Moon in the Procellarum KREEP Terrane and we have used Lunar Prospector gamma-ray remote sensing data to show that the meteorite is most similar to (and most likely sourced from) regoliths adjacent to the Imbrium impact basin.U-Pb and Pb-Pb age dates of NWA 4472 phosphate phases reveal that the breccia has sampled Pre-Nectarian (4.35 Ga) rocks related to early episodes of KREEP driven magmatism. Some younger phosphate U-Pb and Pb-Pb age dates are likely indicative of impact resetting events at 3.9-4 Ga, consistent with the suggested timing of basin formation on the Moon. Our study also shows that NWA 4472 has sampled impact melts and glass with an alkali-depleted, incompatible trace element-rich (high Sc, low Rb/Th ratios, low K) compositional signature not related to typical Apollo high-K KREEP, or that sampled by KREEPy lunar meteorite Sayh al Uhaymir (SaU) 169. This provides evidence that there are numerous sources of KREEP-rich protoliths on the Moon. 相似文献
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由于月球采样点较少,月壤真实数据稀缺,限制了对月球科学问题的进一步研究。较全面系统地采集月壤样品在近期很难完成,开展月壤光谱模拟工作是月壤实测光谱的必要有益补充,可以为研究月壤光谱特征提供大量数据。基于Hapke模型,我们选取RELAB光谱库的斜长石、单斜辉石、斜方辉石、橄榄石、单质铁、钛铁矿、火山玻璃、熔融玻璃等典型月壤矿物,运用牛顿插值和最小二乘优化的方法,模拟了LSCC月壤数据的一定粒径、单质铁含量、观测条件及矿物混合比例下的混合光谱。模拟光谱与实测光谱拟合较好,相关系数均大于0.99,均方根误差在10-3数量级;模拟矿物丰度与实测矿物丰度基本一致;模拟SMFe含量与相对成熟度指数Is/FeO线性关系明显;模拟粒径基本落在实测粒径组范围内。最后,文中讨论了光谱吸收中心波长、吸收面积等光谱特征参数的模拟精度,以及高精度模拟光谱时光学常数的计算方法。 相似文献
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月球探测中月面热环境影响的研究现状 总被引：1，自引：0，他引：1
在月球探测中,多光谱、热红外、被动微波辐射等探测技术被广泛应用于月表物质组分和物理特性的探测,也积累了大量探测数据。月球太阳辐照、月球表面温度、地球反照和内部热流等月面热环境的变化,改变了月表物质反射率、热发射率以及其他电磁学等基本性质,制约了探测数据的准确解译;同时,大幅度的太阳辐射强度和月面温度变化也直接威胁月面探测中巡视探测器和宇航员的安全。但是,目前月球表面热环境对探测活动的影响认识还比较欠缺,月面热环境的时空变化规律认识还不够充分,在实验研究不足的情况下对各种探测方式的影响缺乏系统的理解。结合月球探测的发展,进一步立足实验手段和探测结果,通过开展不同地形条件下月面太阳辐射和物理温度的时间变化和空间分布规律研究、探测数据与月面热环境参数时空匹配问题研究、建设具备类似物质组成和月面热环境特征的实验场地以及开展系统的热环境影响模拟实验研究,全面认识月面热环境参数的时空变化规律,探讨月面热环境对不同探测方式的影响将是月面热环境研究的重要内容。 相似文献
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林东陨石发现于我国内蒙古地区,被划分为LL5-6型普通球粒陨石角砾岩。本项工作对林东陨石开展了深入的岩石矿物学分析,提出将其重新划分为表土角砾岩的新观点。林东陨石主要由大至厘米级的角砾、以及微米大小的细粒基质两部分构成。不同角砾之间,表现出明显差异的岩石结构,反映了不同程度的热变质,岩石类型变化范围为4～6型。角砾以岩屑为主,还含有残余球粒和粗粒的矿物碎屑。不同岩石类型角砾的橄榄石Fa值（29.7 mol%～30.5 mol%）、低钙辉石Fs值（24.9 mol%～26.1 mol%）、以及铁纹石的Co含量（2.38%～2.51%）等,表明这些角砾均为低铁低金属的LL化学群,判断其来自同一小行星母体。林东陨石的细粒基质主要由微米大小的矿物碎屑固结而成,颗粒之间有较多的孔隙,整体较为松散。细粒基质的化学组成与岩石角砾中的矿物颗粒相同,应当是后者的机械粉碎产物。据此推测林东陨石的母体是一颗LL群小行星,表面经历了长期的小天体碰撞,形成各种岩屑和微细矿物晶屑,然后固结成林东陨石表土角砾岩。林东陨石的发现为研究小行星表面的演化历史,以及太阳风辐射等太空风化提供了珍贵样品,并为我国小行星探测提供可供对照的对象。 相似文献
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E. N. Slyuta O. I. Yakovlev S. A. Voropaev A. V. Dubrovskii 《Geochemistry International》2013,51(12):959-967
Solar-wind erosion of rocks on the lunar surface and the implanting of solar-wind particles in minerals of lunar regolith are principally important processes of space weathering. The latter process leads to the accumulation of inert gases in mineral particles of lunar regolith. Literature data indicate that, depending on the composition and structure of the particles, the concentrations of implanted He in various minerals range within roughly three to four orders of magnitude. The lowest He implantation coefficient was determined in amorphous particles (glass), and very low implantation coefficients were also obtained in experiments on He implantation in glass (obsidian). 相似文献