原標題：月球巖石：母馬玄武巖的火山作用

月亮瑪利亞-“月亮海洋”相對其它區域是黑暗的，地勢很低，而且相對沒有隕石坑。在較低的太陽角度下，它們會顯現“皺紋”，表明是用冷凍液體灌滿的。在人類去月球之前就認為這些瑪麗亞“月球海洋”相對比較年輕，因為這里沒有隕石坑。阿波羅11號、12號、15號和17號以及露娜16號和24號任務從幾個母馬表面回收的大量非常新鮮的玄武巖樣品表明，這些月球表面非常古老，撞擊通量遠低于預期。在阿波羅的收集中，134個母馬玄武巖樣品大于40g，最大樣本為9.6公斤。這些玄武巖樣品具有多種結構和成分。母馬玄武巖也是由形成于月球表面玄武巖熔巖噴泉中的玻璃珠所代表。地球望遠鏡的光譜研究表明，人類還沒有能力對所有的月球玄武巖類型進行采樣。

在Procellarum大洋洲(Letronne火山口)可以看到母馬玄武巖的皺紋脊和流鋒。這張照片(編號2994)是由阿波羅16號指揮和服務艙上的公制相機在低太陽角度拍攝的。

化學上，母馬玄武巖可分為兩大類。一類是較老的高鈦組(年齡3550~3.85億年），TiO_2含量為9%~13%，年齡較小的低鈦組(年齡為3150~3.45億年，TiO_2含量1%至5%)。阿波羅11號和17號任務的樣品完全來自高鈦組，阿波羅12號、15號和露娜16次任務的樣本來自低鈦組。月球玄武巖化學成分的年齡差異及變化TiO_2含量從1%到13%意味著母馬玄武巖不能通過不同的熔融程度從一個共同的母巖漿中產生。

阿波羅11號和17號高鈦玄武巖的年齡比阿波羅12號和15個低鈦玄武巖更古老。橙色玻璃樣品74220的年代比阿波羅17號玄武巖還年輕。

通過月球內部化學、同位素和礦物學，這些玄武巖來自不同的源區。實驗研究表明，低鈦玄武巖可能來源于200~500 km深度的橄欖石-輝石源巖，而高鈦玄武巖則可能來自月球150 km的橄欖石-輝石-鈦鐵礦。

早期形成的橄欖石、鈦鐵礦、鋁石、金屬鐵和(或)鉻鐵礦在玄武巖液中的近表面分離，改變了從月球內部擠壓出的液體初級化學的許多巖石化學。橄欖石的加減作用決定了低鈦玄武巖的組成范圍，而鐵鈦氧化物的加減改變了高鈦玄武巖的化學組成。近表面分餾是由低的SiO_2引起的低粘度所起的輔助作用。母馬玄武巖液體粘度遠小于陸相火山巖。

每個玄武巖類別內的結構類型序列表示不同的冷卻歷史。其結構范圍從玻璃體到斑狀到亞蛇晶到蛇紋晶到等粒。大多數樣品為細晶，平均晶粒尺寸為0.5mm，但有些樣品的橄欖石或輝石的物晶尺寸大于1cm。有些樣品是水泡狀的，有相互連接的晶體和囊泡。

阿波羅15號：水泡母馬玄武巖15016樣品長12厘米

玻基斑狀玄武巖具有橄欖石和輝石在脫玻璃中的骨骼礦物。斑狀玄武巖有部分吸收的礦物在一個完整的晶體基質中。亞蛇綠巖玄武巖具有片狀斜長石，與亞四面體輝石相互作用。質間玄武巖和等粒玄武巖具有相互連接的斜長石、橄欖石、輝石和蛋白石晶體。

阿波羅12號：編號12005,全晶橄欖石玄武巖

在母馬玄武巖中最重要的礦物學相是硅酸鹽(輝石、斜長石和橄欖石)和氧化物(鈦鐵礦、鋁酸鹽和鉻鐵礦、尖晶石)。輝石巖是母馬玄武巖中最豐富的。對輝石化學分帶進行了大量的研究，試圖遵循結晶順序和玄武巖流體的分異路徑。然而，輝石斑晶在月球母馬玄武巖中有復雜的分帶。不同結晶方向的扇形分帶在某些輝石中得到了很好的說明。在其它輝石中，鐵的富集程度極高(對輝石而言)。母馬玄武巖中的斜長石是富鈣的，因為月球樣品中Na的含量都很低。在高鈦玄武巖中，鈦鐵礦、亞鋁酸鹽和鉻鐵礦，尖晶石十分豐富.在一些玄武巖中，橄欖石含量高達40%；在其他玄武巖中，沒有橄欖石。主要礦物之間的中位平衡包括有趣的輔助相，包括硅、凍結的不混溶硅酸鹽液體、斜長石、金屬鐵、磷灰石和/或白鎢礦，以及一種新的鈦、鋯石、靜海石。月球玄武巖的中位平衡并沒有像地球上那樣改變。

阿波羅17號，編號10017高鈦母馬玄武巖

影響玄武巖結晶順序的因素很多。雖然圖像和實驗研究可以用來預測母馬玄武巖的初始結晶相，但隨著母馬玄武巖的結晶進程，礦物中的亞穩化學趨勢和某些延遲成核往往會發生。

總結了母馬玄武巖中主要元素在六種主要礦物的不同結晶位上的分布情況。結晶液的化學成分(如輝石所記錄的)發生了復雜的變化，這是由于結晶順序和元素在結晶位之間的分布所致。此外，在液體和礦物中的擴散等速率過程以及早期形成的礦物與液體的不完全反應也明顯地影響了結晶液的化學路徑。不同結晶順序的例子有：斜長石在某些母馬玄武巖液體中的延遲成核，對液體的鈣含量和由此產生的輝石巖有顯著的影響；早期形成的橄欖石和花青石的部分和不完全反應影響了其他玄武巖的化學路徑，在介觀平衡中產生游離二氧化硅，盡管它們在SiO中不飽和。低鈦母質玄武巖殘渣中Fe的富集，在介穩狀態下產生了富鐵輝石。然而，由于早期形成的鈦鐵礦耗盡了鐵，高鈦玄武巖不產鐵。

母馬玄武巖在極低的氧分下形成和結晶。它們與金屬鐵處于平衡狀態，鐵是它們的附屬礦物之一。母馬玄武巖的氧逸度隨溫度的變化而變化。在1100℃時，母馬玄武巖的氧逸度約為10-13，而陸相熔巖的氧逸度約為10-58。在母馬玄武巖結晶過程中，水不穩定，不可能是導致某些玄武巖泡化的氣體。在這些非常簡約的條件下，液體中的所有鐵都是2價鐵。大部分鉻是2價鉻，有些鈦是3價鈦。這些還原價態也影響了從母馬玄武巖結晶的礦物的化學和穩定性。例如，沒有磁鐵礦存在，唯一的硫化物是純鐵閃鋅礦。微小的金屬Fe顆粒通常與鉻鐵礦、尖晶石相鄰，表明Fe是氧化還原反應的產物。

阿波羅11號、15號和17在登陸地點采集的土壤樣本中存在可能是火山碎屑成因的玻璃液滴。這是水泡形成的極端情況，囊泡之間的小三角形通過表面張力收縮成球體。真空中沒有空氣動力阻力，所以熔滴以凍結玻璃球的形式落到表面。在月球表面的軌道照片中可以看到幾個有趣的暗色沉積物，這些照片可能代表著火山玻璃的濃度。

假想的月球熔巖噴泉制造玻璃球的構圖。淬火玻璃球在返回表面時會被揮發性元素覆蓋。

這套巖相薄片包括三個玄武巖樣品和一個火山玻璃樣品。阿波羅12號的兩個樣品是低鈦玄武巖.雖然樣品12002可能代表原始液體，但樣品12005被認為是近表面橄欖石的累積.阿波羅17號樣品70017是一種水泡性高鈦母馬玄武巖，也被認為是一種原始液體。阿波羅17號橙色土壤樣本74220是宇航員在月球表面看到的唯一彩色(非灰色)材料。這個獨特的樣本一直是科學研究者非常關注的對象。橙色的玻璃必須代表一種原始的液體，在月球內部深處是通過內源性的部分熔化而產生的(在噴發期間幾乎沒有吸收地殼物質！)在角礫巖和土壤剖面中還發現了月球玄武巖的其他樣品。

母馬玄武巖的組成

礦物模式