月球雨海玄武岩物质成分遥感研究

发布时间：2017-12-22 01:09

  本文关键词：月球雨海玄武岩物质成分遥感研究　出处：《南京大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：月表物质成分识别是月球探测的重要组成部分,对月球起源与演化研究以及月球资源的开发利用都具有重要意义。雨海(Mare Imbrium)是月球上第二大月海,其保存完好的玄武岩熔岩流和充填活动关系,深受学者们关注。2013年中国探月工程嫦娥三号卫星成功软着陆于雨海北部,其科学探测内容与雨海地质构造及岩浆演化密切相关。高光谱数据波段数多,光谱分辨率高,对矿物诊断性吸收特性尤为敏感,可用于物质成分识别研究。本研究利用Chandrayaan-1搭载的Moon Mineralogy Mapper (M3)高光谱遥感数据及“嫦娥一号”搭载的干涉成像光谱仪(Interference Imaging Spectrometer, IIM)数据研究雨海玄武岩物质成分,以期了解雨海玄武岩铁钛元素含量及矿物成分特性,丰富对该区域地质演化理解,为嫦娥三号科学探测提供基础资料。 (1)利用M3两个光学周期(OP1B和OP2C)数据以及IIM两套定标数据(pcl和pc2)建立了铁钛含量反演模型,并反演了虹湾(Sinus Iridum)铁钛含量。结果表明OP1B和OP2C数据反演该地区铁峰值分别为17.80wt.%和17.60wt.%,高于pcl的15.80wt.%及pc2的14.00wt.%,铁均值分别为16.91wt.%和16.79wt.%,高于pcl的14.11wt.%及pc2的13.46wt.%。OP2C数据获得虹湾地区0-4wt.%钛丰度百分含量最高,达74.56%,高于pcl的54.66%及pc2的62.46%, OP1B数据得到的0-4wt.%钛丰度百分含量最低,为37.55%。OP1B和OP2C数据反演虹湾地区钛均值分别为5.35wt.%和3.16wt.%, pcl和pc2数据反演该地区钛均值分别为4.25wt.%和3.65wt.%。 (2)虹湾地区极低钛和低钛玄武岩占其玄武岩的比例约为50%和40%,主要分布于雨海纪月海物质(Iml, Im2)地层单元内；高钛玄武岩所占比例约为10%,主要分布于爱拉托逊纪月海物质(EIm)地层单元内。总体来看,遥感数据获得的玄武岩钛含量呈单峰分布,低钛玄武岩占优,与样品钛含量的双峰分布不同。虹湾地区玄武岩铁钛含量,随其年龄越来越年轻,有增加的趋势。pc2数据光度校正效果最好,pcl数据光度校正精度较低,M3不同光学周期反射率差别较大,光度校正有待改进。 (3)利用M30P1B积分波段深度(Integrated Band Depth, IBD)数据将雨海玄武岩划分为16个光谱单元,分析了各光谱单元新鲜撞击坑光谱参数,包括1μm处波段中心、斜率、波段面积、波段深度,21μm处波段中心、斜率、波段面积、波段深度及波段面积比。结果表明,雨海地区年轻的玄武岩(S1、S2、S3、S10单元)富含橄榄石；雨海东北部较老玄武岩(S11、S12单元)也发现橄榄石的存在。为明了空间风化作用对光谱的影响,对比研究了撞击坑对光谱参数。认为空间风化作用明显削弱了1μm和2μm波段吸收特征。撞击坑逐渐成熟过程中,1μm和2μm波段处的斜率增大,波段面积变小,吸收深度则降低。这可能与空间风化过程中月壤纳米铁粒子的产生有关。 (4)分析雨海地区1μm和2μm波段中心散点图及1μm波段中心和波段面积比散点图,认为雨海地区辉石类型为低钙至中钙辉石。依据辉石中钙辉石(Wo)、铁辉石(Fs)的含量与吸收特征波段中心的关系,计算了雨海各单元中钙辉石、铁辉石的含量,结果表明S1、S2、S3、S10光谱单元钙辉石、铁辉石含量十分相近,钙辉石含量在34%-35%左右,铁辉石含量则在17.5%-17.6%左右,表明S1、S2、S3、S10单元矿物成分相似。与年轻的玄武岩单元不同,较老单元的钙辉石含量则相比年轻单元的偏低,而铁辉石含量则明显偏高,数值范围在45.51%-51.50%之间。 本研究利用现有的探月数据研究了雨海玄武岩铁钛元素含量特征及矿物组成,希望能为后续研究提供参考。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P184

【参考文献】

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本文编号：1317850