随着微区分析技术的进步,过去20年对月幔水含量的认识发生了翻天覆地的变化,从传统的“纯干”月幔转变为“湿”月幔的认识,并形成“干”“湿”新争议。目前,根据现有月球样品的水含量研究表明,正面月幔的水含量变化范围为1—200微克/克,这些研究样品主要来自月球正面的风暴洋及其周围玄武岩地体。
我国嫦娥六号任务从月球南极艾特肯盆地带回了第一份月壤样品,为揭示正背面月幔的水含量分布特征提供了重要机遇。为了揭示艾特肯盆地下腹月幔的水含量,中国科学院地质与地球物理研究所研究团队借助纳米离子探针(NanoSIMS)对嫦娥六号玄武岩样品中的熔体包裹体和磷灰石进行了水含量与氢同位素的分析。根据橄榄石熔体包裹体、磷灰石与钛铁矿熔体包裹体的水含量与氢同位素测试数据,以及岩相和化学成分特征,可以恢复嫦娥六号玄武岩的岩浆演化过程,并估算嫦娥六号玄武岩的母岩浆水含量约为15—22微克/克。
团队采用了H2O/Ce比来估算嫦娥六号玄武岩月幔源区的水含量。结果显示,嫦娥六号玄武岩的源区月幔水含量仅有1—1.5微克/克。正面玄武岩月幔源区的水含量均值为7.5微克/克,火山玻璃珠的月幔源区水含量为70.3微克/克,明显高于嫦娥六号玄武岩月幔源区的水含量(1.25微克/克),说明背面月幔比正面月幔更干,并提出正背面月幔水含量具有二分性的猜想。
(邢晨)