于国度天然科学基金等项目资助下，中国科学院广州地球化学研究所科研职员与中国地质年夜学（北京）团队，乐成展现了嫦娥五号玄武岩的高氧逸度特性，并构建了月球氧化还有原分层模子。相干结果近日发表在《地球化学与宇宙化学学报》。
氧逸度是描写系统氧化还有原状况的强度变量，经由过程影响变价元素的价态，调控地球与行星的熔融举动和挥发分的轮回机制，是理解行星形成与演化的要害参数。嫦娥五号玄武岩形成在20亿年前，是展现月球年青岩浆勾当成因的要害样品，但其月幔源区特性仍存于较年夜争议。月球玄武岩是月幔部门熔融的产品，其氧逸度可用在唆使月幔源区特性。为此，本研究以氧逸度为切入点，经由过程估算嫦娥五号玄武岩的氧逸度约束其月幔源区特性。
月幔氧化还有原分层模子示用意。研究团队供图 钒及铕为常见的变价元素，橄榄石、尖晶石及斜长石为常见的造岩矿物。橄榄石/熔体、尖晶石/熔体的钒分配系数，以和斜长石/熔体的铕分配系数均随氧逸度体系变化，是估算岩石氧逸度的经常使用东西。然而，前人标定上述氧逸度计的试验温度及身分变化规模宽，致使氧逸度计变化规模年夜。采用不匹配的氧逸度计可能致使估算成果呈现显著误差甚至过错。因为已经有氧逸度计的试验前提与身分系统与嫦娥五号玄武岩纷歧致，没法直接用在正确估算嫦娥五号玄武岩的氧逸度。
研究职员以人工合成的嫦娥五号玄武岩身分作为初始物，使用气体混淆炉开展试验，试验温度为1120-1140°C，氧逸度介在IW-1.2至IW+3.3（IW，铁-方铁矿缓冲对于）。经由过程对于试验产品举行阐发，他们成立了合用在嫦娥五号玄武岩身分的氧逸度计。基在新的氧逸度计，估算获得嫦娥五号玄武岩的氧逸度为IW+0.12，位在前人估算的月球氧逸度规模（IW-2至IW）的高端，体现出高氧逸度特性。
嫦娥五号玄武岩高氧逸度唆使了如何的月幔特性？月幔由月球岩浆洋固结形成，其氧逸度重要受岩浆洋结晶历程节制。月幔矿物呈分层布局，深部以橄榄石及斜方辉石为主，浅部重要由单斜辉石、斜长石、钛铁矿、石英等构成。基在月幔矿物的分层特性，研究职员构建热力学模子，模仿了月球岩浆洋分散结晶历程，展现月幔的Fe3+/FeT和氧逸度自下而上逐渐升高：以橄榄石及斜方辉石为主的深部月幔具备较低的Fe3+/FeT比值及氧逸度，而以单斜辉石为主的浅部月幔具备更高的Fe3+/FeT比值及氧逸度。他们将这一“深部还有原，浅部氧化”的特性称为月幔的氧化还有原分层模子。
模仿成果还有显示，月壳具备最高的Fe3+/FeT比值，重要因为Fe3+相较在Fe2+更容易富集于斜长石中。按照月幔氧化还有原分层模子，嫦娥五号玄武岩的高氧逸度特性唆使其很可能发源在浅部富辉石月幔。该月幔氧化还有原分层模子不仅为嫦娥五号玄武岩的高氧逸度特性提供了科学合理的注释，还有于如下三个方面具备主要启迪：
其一，高钛玄武岩的形成与月幔源区含钛铁矿堆晶层的插手紧密亲密相干。依据月幔氧化还有原分层模子，含钛铁矿堆晶层形成在浅部月幔，具备较高的Fe3+/FeT比值及氧逸度。是以，研究职员推测高钛玄武岩应比低钛玄武岩具备更高的氧逸度，不外这一揣度尚需进一步验证。
其二，前人使用X射线接收谱测定月球苦橄质玻璃珠的Fe3+/FeT比值，最高可达0.40，并将其归因在岩浆去气历程。但思量到月球玄武岩挥发分含量较低，去气历程对于Fe3+/FeT比值的影响有限。基在此，研究职员认为浅部月幔高Fe3+/FeT比值物资的插手多是致使苦橄质玻璃珠高Fe3+/FeT比值的缘故原由之一。
其三，前人于长石质月球角砾岩中发明了磁铁矿，并推测月球外貌存于高度氧化的情况。按照月幔氧化还有原分层模子，月壳具备较高的Fe3+/FeT比值，这可能为月壳中磁铁矿的形成提供了有益前提。
该研究经由过程严谨的高温高压试验，乐成成立了合用在嫦娥五号玄武岩的氧逸度计，切确估算并确认了嫦娥五号玄武岩的高氧逸度特性，有力地撑持了其发源在浅部月幔的不雅点。进一步经由过程热力学模子模仿了月球岩浆洋结晶历程中的氧逸度变化纪律，构建了月幔氧化还有原分层模子，为深切理解月球的氧化还有原状况及历程搭建了同一的理论框架。
相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.01.046
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