文／石玉若

（作者系中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員）

嫦娥五號(hào)月球采樣返回樣品的最新研究成果表明，嫦娥五號(hào)月球玄武巖巖屑樣品為一類新的月海玄武巖，形成于大約20億年前。

那么，月球上的巖石是如何形成的，與地球上的巖石有什么不同？

巖石是指天然產(chǎn)出的，由一種或多種礦物組成的固態(tài)集合體。根據(jù)成因，巖石劃分為巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖三大類。

巖漿巖是由高溫熔融的巖漿，經(jīng)侵入地下或噴出地表冷凝而成。如1.4億年前侵入地下，后經(jīng)構(gòu)造抬升和剝蝕而露出地表的密云地區(qū)云蒙山花崗巖，以及1200萬年以來多期次噴發(fā)到地表冷凝而成的騰沖火山巖都屬于巖漿巖。

沉積巖是由地表風(fēng)化產(chǎn)物、生物有關(guān)的物質(zhì)、火山碎屑物等，在外來作用下搬運(yùn)、沉積、固結(jié)而成的巖石，如出露于喜馬拉雅山峰頂附近的灰?guī)r就屬于沉積巖。

變質(zhì)巖則是由已形成的巖漿巖、沉積巖經(jīng)變質(zhì)作用轉(zhuǎn)化而成的巖石，如大別山榴輝巖和云南大理巖都屬于變質(zhì)巖。

對于地球上的巖石樣品來說，常見的造巖礦物有長石、石英、黑云母、角閃石、輝石和橄欖石等，如云蒙山花崗巖的主要礦物成分為正長石、斜長石和石英，并含少量黑云母；密云地區(qū)石城閃長巖主要由斜長石、角閃石和黑云母組成，含少量的石英和輝石；華北克拉通內(nèi)廣泛分布的元古宙基性巖墻的主要礦物成分是輝石和斜長石；西藏日喀則蛇綠巖中純橄巖主要由橄欖石組成。

對于月球樣品來說，常見的造巖礦物為斜長石、輝石和橄欖石等。月海玄武巖的主要礦物成分為斜長石和輝石，并含少量的橄欖石、鈦鐵礦。而對于隕石來說，其主要礦物成分則為鐵紋石、鎳紋石、橄欖石、輝石和長石。新疆阿勒泰鐵隕石主要由鐵紋石和鎳紋石組成；富康隕石的主要礦物成分是橄欖石、鐵紋石和鎳紋石；吉林隕石主要由輝石和橄欖石組成，并含少量的鐵紋石和鎳紋石等。

巖漿冷凝固結(jié)的過程，也是礦物結(jié)晶和巖石形成的過程。通常情況下，隨著巖漿溫度的下降，橄欖石比輝石早結(jié)晶，輝石又比角閃石、黑云母早結(jié)晶；斜長石比正長石早結(jié)晶。石英則是最晚結(jié)晶出來的礦物。

在月球早期巖漿洋演化階段，月球含水量低，先結(jié)晶的斜長石密度小于玄武質(zhì)巖漿密度，會(huì)漂浮在巖漿洋的表層，從而形成了以鈣長石為主的斜長巖月殼。橄欖石則因?yàn)槊芏却髸?huì)堆積在巖漿洋的底部。

科學(xué)家們通常認(rèn)為月球巖漿活動(dòng)的3個(gè)主要階段為早期巖漿洋演化階段、月幔翻轉(zhuǎn)階段和晚期月幔中不同源區(qū)發(fā)生減壓熔融階段，但并不排除因大規(guī)模隕石撞擊而誘發(fā)的巖漿活動(dòng)。

嫦娥五號(hào)帶回的月壤里除了有一些玄武巖巖屑外，還有大量的月球角礫巖巖屑。這些角礫巖由玄武巖巖屑、玻璃珠和膠結(jié)物等組成，由于隕石撞擊產(chǎn)生的熱和壓力作用，熔結(jié)或壓實(shí)成巖。所以，月球角礫巖是因?yàn)殡E石撞擊而在月表形成的撞擊變質(zhì)巖。

目前來看，巖漿巖和變質(zhì)巖是月球上的兩大主要巖石類型。而月球巖漿巖除了前面提到的高地斜長巖和月海玄武巖之外，還有月球輝長巖、月球橄長巖，以及富含鉀、稀土元素和磷的克里普巖等。