IT之家 9 月 6 日消息，月球火山活动的持续时间对构建月球热演化模型有重要的意义，一直备受关注。
美国阿波罗计划和前苏联月球号（Luna）返回的 9 次月球样品以及收集到的所有陨石样品的年龄基本都大于 30 亿年，认为月球的火山活动早已结束。
嫦娥五号玄武岩样品的精确定年结果为 20.3 ± 0.04 亿年，证明了 20 亿年前月球上仍然存在着较大规模的岩浆活动，该年龄是否是月球火山活动的终点呢？
▲ 火山玻璃珠和冲击玻璃珠的形成模式图基于嫦娥五号月壤样品，中国科学院地质与地球物理研究所的科研人员发现，月球的岩浆活动可以追溯到 1.2 亿年前。这一研究成果再次刷新了人们对月球火山活动时限的认知。
▲ 月球样品中的硫同位素分馏特征月球的火山活动产物除了较大规模岩浆活动形成的岩石外，还有较小规模的火山喷泉带来的火山碎屑，其中有火山玻璃珠，对这样的玻璃珠进行定年同样可以追溯月球岩浆活动历史。然而，月球上普遍存在由于陨石撞击导致月表材料熔融、熔体溅射分离并快速冷却形成的冲击玻璃珠。从大量玻璃珠中识别出只存在可能性的火山璃珠是一个巨大的挑战。
最年轻的嫦娥五号月壤样品是寻找更年轻的火山玻璃珠的理想对象，中国科学院地质与地球物理研究所李秋立研究员以此为研究目标，申请并获批了约 3 克嫦娥五号月壤样品，博士生王碧雯、博士后张谦及何雨旸副研究员等合作者，对从其中挑选出的约 3000 颗玻璃珠进行了详细研究。
▲ CE-5 玻璃珠和 Apollo 火山玻璃珠的 S 含量及同位素特征研究团队对筛选出的 6 颗潜在火山玻璃珠进行 S 同位素分析，发现只有 3 颗其 δ34S 是负值，在-12.3 ‰ 到 -9.5 ‰之间。结合结构-成分-主量-微量-同位素多方面判据，可以判断这三颗为火山玻璃。
这三颗火山玻璃的 U-Pb 同位素体系定年结果为 123 ± 15 Ma。结合以下特征：
（1）三颗玻璃珠相对完整，仅第三颗是发生了脆性断裂，没有被显著冲击改造的痕迹；
（2）三颗玻璃珠的 Rb 含量显著高于其他冲击玻璃珠，没有发生 Rb 的显著丢失，指示类似挥发性的 Pb 也没有受到显著影响；
（3）三颗玻璃珠具有硫同位素显著偏负的特征，因为撞击导致丢失的过程会使得硫同位素向偏重的方向分馏，排除其受冲击改造的影响。
因此，测量的年龄就是三颗火山玻璃的形成时间，代表了月球上存在这一期的火山作用。
▲ 三颗 CE-5 火山玻璃珠的 BSE 图像及 U-Pb 定年结果这一年轻火山作用的确认，将月球的火山活动时间又在嫦娥五号玄武岩年龄的基础上延长了近 19 亿年，远远超出了以往的经验推断，这对以往的月球热演化模式提出了更大的挑战。研究团队认为，虽然在月球上没有观测到较大规模晚期岩浆活动，但仍存在局部升温引起的小规模火山喷发。
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