GCA | 嫦娥五号磷灰石揭秘：小矿物的大千故事

主要观点总结

本文研究了嫦娥五号玄武岩中磷灰石的成分特征及其与月球挥发分的关系。发现磷灰石具有成分不均一性，包括分离结晶和去气环带特征。通过对比阿波罗样品和月球陨石中的磷灰石成分，揭示了月球磷灰石中硫含量高、氯和硫成分协同变化的特点。通过对嫦娥五号玄武岩成因的分析，估算了原始月幔中的挥发分含量。本文有助于正确解释磷灰石挥发分和其同位素组成，并深入理解它们与月幔源区不均一性的内在联系。

关键观点总结

关键观点1: 磷灰石成分的不均一性和环带特征。

嫦娥五号玄武岩中的磷灰石具有成分不均一性，包括分离结晶和去气环带特征。这些环带特征反映了不同的岩石学过程和挥发分演化历史。

关键观点2: 月球磷灰石的高硫含量和氯、硫的协同变化。

月球磷灰石中硫含量高达数千个ppm，远高于阿波罗样品中的报道值。研究发现磷灰石中氯和硫的含量具有正相关关系，提出分离结晶和去气过程可以解释高硫含量的成因。

关键观点3: 嫦娥五号玄武岩的成因与原始月幔的挥发分含量。

通过对嫦娥五号玄武岩成因的分析，估算了原始月幔中的挥发分含量。不同的成因模型可能导致对源区挥发分含量的不同估计。

关键观点4: 月球陨石LAP04841和MIL05045相似的磷灰石成分与嫦娥五号玄武岩的关联。

与月球陨石LAP04841和MIL05045相似的磷灰石成分是否指示嫦娥五号玄武岩与这些陨石具有相似的岩石学成因尚待进一步研究。

文章预览

磷灰石是月球乃至整个行星科学挥发分研究的“明星”矿物——它不仅富含挥发分（纯的F-Ap、Cl-Ap、OH-Ap端员分别包含3.77 wt% F、6.81 wt% Cl、1.79 wt% H 2 O），而且在地球与地外样品中都广泛存在。磷灰石中水的测定是最早揭示月球含水特性的证据之一。根据磷灰石中挥发分的含量来反推原始熔体中挥发分，特别是水的含量，为限定月幔和硅酸盐月球的挥发分组成作出了重要贡献。 然而，磷灰石的成分在同一块样品内和不同样品之间都存在显著的多样性，这使得根据阿波罗样品和月球陨石中磷灰石成分推断的月幔挥发分含量在很大范围内变化，譬如估算的水含量在~1 ppm到几百个ppm的范围。Boyce et al. (2014)以“月球磷灰石悖论”（The lunar apatite paradox）为题在Science撰文，提出虽然月球磷灰石具有与地球磷灰石相似的挥发分含量，但其高的水含量并不能证明 ………………………………