Chang'e-5玄武岩的月球上有2000亿亿年历史的火山

2025-06-24 00:46来源:本站

  样品安装,扫描电子显微镜(SEM),电子探针微分析(EPMA)和SIMS分析是在中国北京的中国科学院(IGGCAS)地质与地球物理学研究所进行的。

  研究了研究的Chang'e-5玄武岩碎屑首先嵌入环氧座上,然后使用研磨机抛光。配备了能量色散光谱法(EDS)检测器的Thermo Scientific Apreo SEM用于鉴定含有ZR的含量和磷酸盐矿物质。使用Zeiss Gemini 450田间发射环境SEM进行了高分辨率的后筛电子(BSE)成像和半定量EDS分析。对于单个玄武岩碎屑的大规模BSE成像,以15 kV的加速电压和2.0 Na的电流进行测量,工作距离约为8 mm。对于局部区域中日期的矿物质,分析的加速度电压为5 kV,梁电流为1.0 Na,工作距离约为7 mm。通过EDS检查了磷酸盐(磷灰石和金属岩)和含有ZR的矿物质(Baddeleyite,锆石和二核石)(扩展数据图1)。

  使用Cameca sxfive fe电子探针微分析剂分析含有ZR的矿物质和磷酸盐。所有分析使用了20 kV的加速度电压,梁电流为30 Na,斑点大小为1μm。使用Cameca PeakSight软件(6.2版)使用PHI -RHO – Z矩阵校正处理数据。P&H开发项目中的合成玻璃(单REE氧化物 - 氧化铝 - 氧化铝 - 二氧化碳)被用作REE的标准。用于分析的其他元素所使用的标准是丁香酶(镁(mg)),k-feldspar(铝(Al)),犀牛(硅(SI),钙(CA)和锰(MN)和锰(Mn)),lutile(Mn),lutile(ti),氧化物(ti),氧化物(Chromium(CR),yium yt yt yt yt(yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt yt ytr),锆石(ZR),尼伯金属(NB),触觉金属(ta),钨金属(W),立方锆石(Hafnium(HF)),磷灰石(P),氟化物(氟化物(F)),halite(cl)(氯(Cl))和celestine(sulfur(sulfur)ZR,REE和Y的限制从约100 ppm到约300 ppm,而主要元素的限制为60-120 ppm。

  目标选择策略是确定将含有初始Pb的相位以及含有从u的原位衰变产生的放射性Pb的相(例如,样品的结晶(例如,磷酸盐和含量阶段)。这两种相相产生的不同PB同位素比有助于填充同位体并计算精确的日期。选择这些阶段中的目标区域足够大以容纳SIMS分析点(在这种情况下,使用的最小斑点小于3μm)。使用Cameca IMS 1280HR ION微型探针在三个分析过程中确定相位的PB同位素组合物(补充表3中显示的完整数据集)。将带有候选矿物质的坐骑用细(0.25μm)的钻石糊和乙醇清洗,以去除碳涂料,然后再添加大约20 nm的金涂层。

  第一届会议的重点是含有ZR的矿物质的PB同位素测量。使用高斯照明模式将16o-的原代光束聚焦到小于3μm(约2.8μm)的大小(图1,扩展数据图2),其加速电位为-13 kV。梁尺寸可以保持不变的时间长时间,强度约为250-200 pa。参考文献中详细描述了主要光束设置。39。使用五个具有低噪声的电子乘数(小于0.001 cps,尤其是对于L2)的多策略模式测量204pb+(l2),206pb+(L1),207pb+(c),208pb+(H1)和96ZR216O2+(H2)。该方法类似于参考文献中概述的方法。使用40。出口狭缝3,其质量分辨能力(MRP)为8,000(高度为50%)。在分析之前,使用10 Na的16O-的初级光束使用120 s的预测器。在25μm×25μm面积上具有96ZR216O2+和PB同位素的离子图像用于精确定位目标矿物质。206pb的信号用于峰为中心参考。每个测量由4 s×80循环组成,总分析时间约为10分钟。根据M257锆石标准(561 MA,840 ppm U,参考文献41),使用O-主梁通过使用O-主梁将Pb+产量泄漏到样品表面,以将Pb+产量提高至15 cps ppm-1 Na-1。NIST610玻璃和Phalaborwa Baddeleyite标准(207pb*/206pb*= 0.1272,参考文献42)用于校准不同电子乘数的相对产率,并评估外部可重复性。根据在相同分析条件下对NIST610玻璃的21个分析,207pb/206pb测量值的相对标准偏差(1 R.S.D.)为0.66%,平均为127 CPS,平均207pb强度。PB同位素的可能的SIMS仪器质量分级约为0.2%(参考文献43),以传播到单点207pb/206pb分析的不确定性。

  第二次疗程的重点是磷酸盐的PB同位素测量。高斯照明模式用于将16o2-的一束光聚焦到大约8μm的大小,强度保持在2.5 na左右。在30μm×30-μm面积上具有CA2PO3+的离子图像用于精确定位目标矿物质。该方法类似于参考文献中概述的方法。使用44。出口狭缝3,MRP为8,000(高度为50%)。动态多组模式用于测量204pb+(L2),206pb+(l1)和207pb+(c),在60-s计数的第一步中,以及238U(L1),232tho+(h1)和238UO+(H2),在第二步中具有4-S计数时间。每个测量由10个循环组成,总分析时间约为15分钟,包括2分钟的预测器。NIST610玻璃和Phalaborwa Baddeleyite(207pb*/206pb*= 0.1272;参考文献42)用于校准不同电子乘数的相对产率,并评估外部可重复性。根据在相同分析条件下对Phalaborwa Baddeleyite的20个分析,207pb/206pb测量结果显示1 R.S.D.在207pb强度为970 cps的情况下为0.2%。

  第三次疗程集中于对必需矿物(主要是斜长石和辉石)和基质的初始PB组成测试。使用Köhler照明模式来产生约30 Na O2-的原代光束至大约30μm的大小。在每次测量之前,将面积位置周围25μm的面积栅格扫描120 s,以去除金涂层并最大程度地减少可能的表面污染。具有五个电子乘数的多策略模式用于测量204pb+(L2),206pb+(L1),207pb+(c)和208pb+(H1),在60-S计数的第一步中,以及232tho+(H1)和232tho+(H1)和238UO+(H2),在第二步中使用4-S计数时间。使用出口狭缝3,MRP为8,000(峰高50%),足以从已知的分子干扰中解析Pb。每个测量由10个周期组成。根据在相同分析条件下对NIST614玻璃的28个分析,207pb/206pb测量显示1 R.S.D.207pb强度为120 cps,为0.68%。

  通过使用偏转器和孔径设置有效地空白主和任何残留的次级光束,在每个会话期间定期测量每个通道的背景计数。平均背景值在扩展数据表2中报告。在扩展数据表1中总结了本研究中每种类型的玄武岩碎屑的SIMS PB同位素分析数量。

  使用内部SIMS数据减少电子表格和Excel加载项Isoplot(版本4.15;参考文献45)处理数据。PB – PB等级原是根据参考文献首次建立的方法构建的。46,然后通过参考将其应用于模拟人生。6,并进一步表达并通过参考。7,10。简而言之,每个样品中测得的Pb同位素组合物被解释为表示三个主要成分之间的混合物:(1)玄武岩熔体中存在的初始Pb时,当它结晶时;(2)结晶后U型在玄武岩中的U衰减形成的放射性PB;(3)陆生污染。这些末端会员组件在207pb/206pb的图上定义了三角形阵列,而204pb/206pb(扩展数据图3)。207pb/206pb比的值(三角形阵列顶部的值)为样品的初始PB组成提供了最低值的估计值。然后,放射性PB分量位于204pb/206pb = 0。最后,给定与月球相对于地球上发现的放射性PB同位素组成,陆地污染末端将具有最高的204pb/206pb比率。样品中任何明显的裂缝或空隙都可能是在样品抛光和清洁程序中积累地面污染的地方。尽管为避免这种区域做出了努力,但很难确保模拟人生的斑点不会与微小的隐形裂纹重叠,或者没有将其深入探讨在样本原始表面以下的此类特征。此外,鉴于许多分析阶段(尤其是放射性PB同位素组成较低的阶段)的PB浓度较低,因此这些分析尤其容易受到较低水平的陆地污染。根据这些假设,三角形的左侧的边界边缘在初始和放射性月亮PB组成之间形成等速线, 可以通过迭代过滤数据以产生最陡峭的加权回归。根据参考文献的步骤,由最高207pb/206pb和接近零238UO+/208pb+的斑点估计207pb/206pb的初始Pb。7,10。

  假设含有ZR的矿物质与锆石中的Pb产量相当(即15 cps ppm-1 na-1与O-o-o-o-trime束)。Baddeleyite,Tranquillityite和锆颗粒的含量分别为100–4,000 ppm,600-7,000 ppm和800–4,600 ppm,而磷酸盐晶粒的含量为较低的U含量较低的U含量较低的U含量约为12-150 ppm,该PPM的估计为uo+基于durango apatite。

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