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岩石学报 2016年第1期32卷 127-134页

作者：籍进柱刘建忠郭弟均刘敬稳王庆龙张莉中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心贵阳550081 中国科学院大学北京100049 吉林大学地球科学学院长春130061

研究月海撞击盆地,尤其是古老的月海撞击盆地,有助于深入认识月球乃至太阳系中两种动力学即内动力和外动力地质作用的演化过程,也是研究月球早期演化和现今状态的重要纽带。云海撞击盆地为古老的撞击盆地之一,形成于前酒海纪,在后期的... 详细信息

研究月海撞击盆地,尤其是古老的月海撞击盆地,有助于深入认识月球乃至太阳系中两种动力学即内动力和外动力地质作用的演化过程,也是研究月球早期演化和现今状态的重要纽带。云海撞击盆地为古老的撞击盆地之一,形成于前酒海纪,在后期的内外动力地质作用下,盆地有很大程度的改造。为了恢复云海撞击盆地原貌,深入认识该地区的地质演化过程,本文利用了LRO宽角相机影像数据、LOLA地形数据和GRAIL重力数据等多种类型的遥感数据,开展了云海撞击盆地演化的研究。结果显示,云海盆地是由一次撞击事件形成,具中央隆起的三环结构的撞击盆地,三环直径分别约为740km、500km、340km,盆地中心约为16°W,21°S。云海撞击盆地事件破坏了该地区原始月壳结构,随后岩浆喷出或溢流充填在撞击盆地中形成云海,塑造了现今观察到的云海地形特征和重力异常特征。

关键词：云海撞击盆地多源数据盆地恢复地质演化

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月球古月宙撞击盆地的时空演化分析

月球古月宙撞击盆地的时空演化分析

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作者：邓佳音中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

月球撞击盆地是由一次或多次大型撞击事件形成,反映了月球外动力地质作用演化的过程;晚雨海纪时期,盆地内被玄武岩充填形成月海,反映了月球内动力地质作用演化的过程。因此,撞击盆地的形成是月球古月宙时期地质演化的一个非常重要的过程... 详细信息

月球撞击盆地是由一次或多次大型撞击事件形成,反映了月球外动力地质作用演化的过程;晚雨海纪时期,盆地内被玄武岩充填形成月海,反映了月球内动力地质作用演化的过程。因此,撞击盆地的形成是月球古月宙时期地质演化的一个非常重要的过程,在月球地层、构造、月壳结构中占主导地位。本文利用新一轮月球探测的获取高分辨率影像、地形以及月壳厚度数据等数据和已获得的研究成果,以多源数据融合的方式,依据盆地退化的程度对古月宙时期的撞击盆地进行识别和分类,对不同年代不同区域地理位置典型撞击盆地,从形貌特征、物质组分、构造特征及月壳厚度等方面进行深入研究,对撞击盆地的差异性演化历史进行剖析,最终探讨古月宙时期撞击盆地的地质演化历史。取得的结论和认识有以下几点:（1）月球上直径大于150km的撞击盆地有73个（见附录-表1）,在全月均有分布,然而撞击盆地在月球上的分布是不均匀的。不同地理位置的撞击盆地内月海玄武岩的分布极不均匀,约99%的玄武岩出露在月球正面的撞击盆地中,而在月球背面的撞击盆地中只有1%的出露,主要位于东海、莫斯科海、南极-艾肯盆地等盆地内,且只有少量月海玄武岩的充填。（2）通过综合对比不同类型撞击盆地的演化差异,结合月球早期地质演化历史,认为这三个撞击盆地的地质演化的差异表明其经历了不同时间的地质演化过程,经受了不同的地质作用的不同程度的改造而演化至盆地目前的状态。经过分析撞击盆地差异演化的主控因素:1)撞击盆地的形成年代,越老的盆地被破坏和改造越严重;2)撞击盆地所处的区域地理位置的差异导致其月壳厚度的差异;3)后期岩浆作用的改造。（3）古月宙是月球内外动力交互作用时期,这一时期有大型撞击事件和月海玄武岩充填两个重要事件。本文识别的全月73个撞击盆地均形成于大型撞击事件这一时期（43-38Ga）,包括艾肯纪、酒海纪和雨海纪,强烈撞击形成盆地的地貌轮廓,同时继续进行这大小不一的撞击事件,改造盆地形成前的原始月壳的斜长石质物质;随后,撞击减弱,在约31到38亿年前这个时期,在月球内部被放射性元素加热熔融的物质形成岩浆,沿着破裂处上升,局部岩浆活动开始,充填盆地形成月海玄武岩物质,至此全月共有22个撞击盆地被月海玄武岩充填;后期随着熔岩通道的侵蚀或熔岩管道的坍塌、玄武岩在盆地内部冷凝压缩等火山作用,在有玄武岩充填的盆地内形成一系列月溪、月堑,皱脊等构造类型。

关键词：月球撞击盆地古月宙差异性演化时空演化

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基于地幔和玄武岩载荷模型的月球背面撞击盆地的岩石圈参数反演

基于地幔和玄武岩载荷模型的月球背面撞击盆地的岩石圈参数反演

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2023年中国地球科学联合学术年会

作者：张文松邓青云叶茂李斐武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室

本研究对月球背面典型撞击盆地的岩石圈弹性厚度进行了研究,从而更好地了解月面不均匀热活动。我们主要针对远月面上导纳值和相关性值具有明显变化的四个撞击盆地(Moscoviense,Freundlich-Sharonov,Hertzsprung和Apollo盆地)进行研究。... 详细信息

本研究对月球背面典型撞击盆地的岩石圈弹性厚度进行了研究,从而更好地了解月面不均匀热活动。我们主要针对远月面上导纳值和相关性值具有明显变化的四个撞击盆地(Moscoviense,Freundlich-Sharonov,Hertzsprung和Apollo盆地)进行研究。首先,我们假设岩石圈是一个弹性薄板,并基于全球月壳厚度模型和月海玄武岩厚度值计算了岩石圈上垂直方向上的净压力。然后,利用最新的GRAIL重力和LOLA地形数据,我们使用提出的地幔和玄武岩载荷模型估算了这四个盆地的弹性厚度和载荷比。我们的结果表明,Moscoviense盆地的最佳拟合弹性厚度为10.13 km,最佳拟合负荷比为0.70。这个较小的弹性厚度值表明了Moscoviense盆地在形成过程中可能经历了双重撞击或由火山活动引起的极端热活动。对于典型的高地撞击盆地(以Freundlich-Sharonov盆地和Hertzsprun盆地为例),估算得到的弹性厚度分别为21.69 km(17～52 km)和22.15 km(16～27 km),这与之前的研究结果(约20 km)一致。相应的负荷比分别为0.03(0.02～0.43)和0.14(0.05～0.27)。该区域弹性厚度对应的最小表面热流约为34 mW m-2。考虑到撞击盆地时会引入的额外的能量,因此这个获取的表面热流可以被认为撞击盆地形成过程中高地本身热流的上限。该结果也进一步支撑了高地盆地载荷可能发生在月球岩浆洋凝固后的前2亿年内的假设。对于SPA(南极艾肯盆地)地域内的Apoll盆地,估算得到的弹性厚度为30.70 km(19～57 km),相应的载荷比为0.18(0.08～0.37)。由于,高地地体和SPA地体之间结构的不同可能导致撞击盆地形成过程的不同。因此,在SPA地体内形成的撞击盆地(以Apollo盆地为例)可能经历了比在典型高地地体(以Freundlich-Sharonov和Hertzsprun盆地为例)更快的冷却过程,从而导致更大的弹性厚度。

关键词：载荷模型弹性厚度撞击盆地岩石圈月球壳层厚度模型月海玄武岩

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基于质量瘤的月球早期历史划分

基于质量瘤的月球早期历史划分

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作者：奚镜伦中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

中国利用嫦娥四号获取的月背面数据首次证实了月幔物质的存在,世界处在一阵探月热潮中。撞击盆地是月表最重要的地质特征之一,而月球在演化过程中逐渐冷却,在约30亿年前就已基本沉寂,内动力地质活动基本停止,因此,撞击盆地保留了月球演... 详细信息

中国利用嫦娥四号获取的月背面数据首次证实了月幔物质的存在,世界处在一阵探月热潮中。撞击盆地是月表最重要的地质特征之一,而月球在演化过程中逐渐冷却,在约30亿年前就已基本沉寂,内动力地质活动基本停止,因此,撞击盆地保留了月球演化早期历史的信息。而质量瘤是月球盆地下方的高密度物质异常,是月球盆地相较于地球盆地的主要差异,是月球撞击盆地的一项重要特征,因此质量瘤可以为研究月球的早期历史提供帮助。以往对质量瘤的研究基本都是围绕质量瘤的成因,而本研究将利用质量瘤来对月球的早期演化历史展开分析。本文首先利用嫦娥一号CCD的DEM数据对撞击盆地进行识别,对DEM进行坡度、曲率的计算,然后通过Hough变换自动识别撞击盆地,结合人工目视解译、判别,对月表直径大于200km的撞击盆地进行识别。最终,除南极艾肯盆地之外,我们共保留了62个直径大于200km的撞击盆地。盆地识别工作完成后,开始进行质量瘤的识别工作,由于布格重力异常可以反映物质的密度差异,因此需要制作月球的全月布格重力异常图。本文利用美国NASA发布的GRAIL重力球谐模型GRGM900C,以及LOLA激光高度计的地形球谐模型,通过限带布格重力异常方法制作月球布格重力异常。利用求得的布格重力异常图对之前识别的62个盆地进行检查,发现其中有45个盆地含有质量瘤,并且非质量瘤盆地大多集中于前酒海纪,酒海纪盆地基本都是质量瘤盆地。在质量瘤盆地中,一般也是越年轻的盆地质量瘤的重力信号越强烈,并且越年轻的盆地表面的地形信号也是越强烈,因此可见,月球的质量瘤盆地具有明显的年代分布特征。最后利用ABAQUS有限元软件进行模拟分析,发现是由于月球早期的高温导致盆地发生的形变,致使盆地深部月幔的上涌程度发生下降,致使质量瘤的重力异常变小。因此形成于不同历史时期的撞击盆地,由于月球自身的地质状态不同导致的形变强弱不同,最后造成不同历史时期的撞击盆地拥有不同强弱的地形与重力信号。因此,本文认为,月球的早期历史可以划分为四个阶段,并且今后急需确定月球上的第一个质量瘤,因为像月球上保留下来的第一个撞击盆地对月球的演化历史分析具有重要意义一样,月球上保留下来的第一个质量瘤同样对月球历史的划分、月球的早期演化分析具有重要意义,它反映了月球自身地质状态的演变。

关键词：撞击盆地质量瘤月球演化历史

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基于卫星重力数据识别月球隐伏撞击坑

基于卫星重力数据识别月球隐伏撞击坑

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2023年中国地球科学联合学术年会

作者：姜衍徐长仪陈凌中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室

巨量的撞击构造是月球表面最显著的特征之一,与月球早期演化、月壳结构与成分密切相关.地形或卫星相机照片能够清晰地识别具有显著形态学特征的撞击坑(Head et al.,2010),但不能识别被月海玄武岩和后期撞击覆盖的隐伏撞击坑.近年来的研... 详细信息

巨量的撞击构造是月球表面最显著的特征之一,与月球早期演化、月壳结构与成分密切相关.地形或卫星相机照片能够清晰地识别具有显著形态学特征的撞击坑(Head et al.,2010),但不能识别被月海玄武岩和后期撞击覆盖的隐伏撞击坑.近年来的研究表明,使用Gravity Recovery and Interior Laboratory(GRAIL)重力卫星数据获取的高分辨率月球重力数据能够识别隐伏撞击坑和撞击盆地(Neumann et al.,2015;Evans et al.,2016).

关键词：撞击坑卫星重力撞击盆地数据识别

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