论文部分内容阅读
在无大气保护的天体上，微陨石轰击是一个长期而且普遍存在的现象。微陨石轰击可以让直接暴露于太空的岩石在化学成分、矿物组成、微观结构以及形貌特征上产生巨大的改变。其中，纳米铁作为内含物被普遍发现于颗粒的非晶质环带中以及土壤胶结质玻璃里，它的形成与微陨石轰击造成的熔融、蒸发沉积紧密相关。通过对微陨石轰击过程及其产物的研究，可以提升对月壤演化、月球遥感数据的理解。同时通过研究这些轰击特征也有助于将微陨石轰击作用与其它太空风化作用区分。 为了研究微陨石轰击的改造特征，利用脉冲激光轰击技术进行微陨石轰击过程的模拟。结合月球表面不同靶体和撞击体的微陨石轰击特征，选取四种样品作为实验对象，其中玄武岩和斜长岩分别代表月球表面的两种最主要的岩石类型，普通球粒陨石（花溪普通球粒陨石）和铁陨石（Gebel Kami铁陨石）代表最主要的两类撞击体。基于实验发现，不同岩石类型轰击过程形成的轰击坑形状和尺寸存在一定的差异。在样品的矿物表面都发现有许多熔融/蒸发沉积物，并且纳米铁或铁镍合金颗粒通常分布于钛铁矿、铁纹石及铁纹石附近其它矿物的表面。利用透射电子显微镜观察聚焦离子束切片，结果显示表层结构通常有完全非晶层（少量纳米铁，非晶衍射花样）、部分非晶层（大量纳米铁，多晶衍射花样）和基底未改变层。蒸发沉积层只能在某些地方较容易地观察到，如铁纹石附近的橄榄石和辉石表层，该层会富含纳米铁或铁镍合金。在含铁矿物中，如辉石，橄榄石，钛铁矿和铁纹石，表层结构里都可以很容易地发现纳米铁。以上轰击特征的差异有助于确定纳米铁的来源，并推断出微陨石撞击体的类型。微陨石轰击期间，在月海区域，玄武岩和含铁矿物的微陨石会同时产生纳米铁;而在月球高地，斜长石中的纳米铁则主要来源于微陨石。 与此同时，我们利用俄歇电子能谱仪测定纳米铁的化学价态。通过分析薄片，可以消除荷电累积带来的影响，成功获取了绝缘硅酸盐矿物的俄歇电子能谱。通过分析含铁标样，我们建立了俄歇电子能谱标准谱图。与标准谱图比对，硅酸盐矿物中纳米铁的价态可以通过俄歇化学位移来判断。