月殼，月球的最外層。同區(qū)域的月殼厚度是不同的，月殼的厚度平均約為50千米。
簡(jiǎn)介
月球與地球一樣，內(nèi)部也具有層圈結(jié)構(gòu)，在其層圈結(jié)構(gòu)中，最外層的是月殼。月震儀進(jìn)行的探測(cè)表明，在距表面深65千米處，月震波波速?gòu)?千米/秒增加到8千米/秒，月震波波速不連續(xù)說(shuō)明月球內(nèi)部的傳播介質(zhì)出現(xiàn)了變化，這里應(yīng)該是月殼——關(guān)于月球的資料的界面。根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，科學(xué)家推斷月殼的平均厚度約為65千米，而65千米以下應(yīng)屬于另一層圈——月幔。
不同區(qū)域的月殼厚度是不同的，一般情況下，在面向地球的月球正面，月殼的厚度平均約為50千米，而在背向地球的月球背面，月殼厚度平均約為74千米。
月殼是月球巖漿源區(qū)晶－液相分餾的結(jié)果，在分餾期間，較輕的斜長(zhǎng)石上浮形成輝長(zhǎng)質(zhì)斜長(zhǎng)巖月殼；較重的橄欖石、輝石下沉到巖漿海底部形成上月幔。因此，可以認(rèn)為月球高地是早期輝長(zhǎng)質(zhì)斜長(zhǎng)巖的殘留體，凝固的年齡約為44億年～45億年。絕大部分月巖是在約44.6億年前的主要巖漿事件期間形成的。
分層
通過(guò)對(duì)月震波的詳細(xì)研究，科學(xué)家們還對(duì)月球表層100千米厚的圈層作進(jìn)一步分層，并推測(cè)出各圈層的物質(zhì)構(gòu)成。從月表開(kāi)始，在0～25千米范圍，月震波縱波的速度為5千米/秒～6千米/秒，稱(chēng)為上月殼，主要由月海玄武巖組成，其中最上部0～2千米為巖石碎塊和月壤。
在25千米～60千米深度的區(qū)域，縱波的速度為8千米/秒，稱(chēng)為下月殼，可能由富含斜長(zhǎng)石的輝長(zhǎng)巖、富鋁玄武巖和斜長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖組成。60千米以下為關(guān)于月球的資料，其縱波波速達(dá)9千米/秒，化學(xué)成分相當(dāng)于地球的基性巖和超基性巖（如橄欖巖、輝石巖和榴輝巖）。此外，在下月殼與月幔之間有一過(guò)渡層，厚度約幾十千米，縱波波速為8千米/秒～9千米/秒。
構(gòu)成
月殼由兩大基本單元構(gòu)成，即由斜長(zhǎng)巖組成的高地月殼和由玄武巖組成的月海月殼。月球高地占月球表面面積的83%，因此高地月殼占月球總體積的10%。不同區(qū)域的月殼厚度是不同的，一般情況下，正面月殼的厚度平均約為50千米，背面月殼厚度平均約為74千米。
在月殼高地巖石中，有一類(lèi)很特殊的巖石，那就是角礫巖。言之“特殊”，是因?yàn)檫@類(lèi)巖石是由撞擊作用所形成。根據(jù)歷次阿波羅系列探測(cè)器所帶回的月殼巖石分析，60%以上是由各類(lèi)高地巖石組成的角礫巖，即組成高地巖石經(jīng)沖擊后破碎、部分熔合而膠結(jié)形成的角礫巖。依據(jù)角礫巖中角礫的構(gòu)造特征，可劃分以下類(lèi)型：?jiǎn)谓M分角礫巖：即由就地產(chǎn)生的破碎巖石角礫或經(jīng)熔融結(jié)晶角礫所組成；雙組分角礫巖：由就地產(chǎn)生的破碎巖石角礫或經(jīng)沖擊熔融結(jié)晶角礫并被細(xì)脈狀的角礫所穿插形成的雙角礫組分的巖石；多組分角礫巖：由巖屑碎塊、月壤角礫、沖擊玻璃等黏結(jié)而成。
成因
高地月殼的厚度、成分特征特別是元素鈾[yóu]（U）、釷[tǔ]（Th）、鉀（K）元素以及一些具有指示劑作用的元素如稀土元素（REE）等含量及變化特征加以分析、推理與推測(cè)。
高地月殼的平均厚度約73km，含Al2O3約25%，而整個(gè)月球本身含量還不到6%，因此，可以計(jì)算出高地月殼中的Al2O3約占全月球Al2O3的40%；而月表中的生熱元素鈾（U）、釷（Th）、鉀（K）比月球內(nèi)部的含量高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)。上述這些事實(shí)說(shuō)明，形成高地的巖漿源區(qū)是很大的，甚至達(dá)到整個(gè)月球的熔融。同位素的研究結(jié)果也證明，月球早期曾產(chǎn)生過(guò)廣泛的大規(guī)模熔融、分異和結(jié)晶過(guò)程。要使鈾、鉀和Al2O3都集中在高地月殼之中。而且這種熔融和分異發(fā)生的時(shí)間必須在月球形成后的2億年之內(nèi)完成，因此，月球在早期必定存在巨大的“巖漿洋”。對(duì)于“巖漿洋”的厚度，當(dāng)前說(shuō)法不一致，有的學(xué)者認(rèn)為200km，有的認(rèn)為800km，甚至有的認(rèn)為整個(gè)月球?yàn)槿廴诘摹皫r漿洋”。
隨著巖漿分異結(jié)晶而堆積，將會(huì)形成100～200km厚的斜長(zhǎng)巖月殼。但在月球聚集形成后的1億年之內(nèi)，各種天體物質(zhì)的撞擊將使尚未完全固結(jié)的月殼破碎而返回“巖漿洋”。而在38.2億～39.2億年之前，月殼已經(jīng)固結(jié)，大規(guī)模月海盆地的開(kāi)鑿及后期月海泛濫（即玄武巖大面積噴發(fā)）得以發(fā)生。
在月球內(nèi)部的“巖漿洋”中，橄欖石首先晶出，相繼低鈣輝石、斜長(zhǎng)石晶出。富鈣的斜長(zhǎng)石浮在熔融的“巖漿洋”頂部，逐漸冷凝形成高地月殼。隨著“巖漿洋”中橄欖石、低鈣輝石和鈣長(zhǎng)石的晶出，熔漿中的(Fe+Mg)逐漸變低，進(jìn)而長(zhǎng)石、單斜輝石晶出并堆積。大約在42億年前，月殼的厚度達(dá)到了1～10km。雖然斜長(zhǎng)石和富鎂巖套在“巖漿洋”的結(jié)晶過(guò)程中都是從巖漿中直接晶出的，但由于所結(jié)晶形成的橄欖石和輝石被遷移，因而導(dǎo)致斜長(zhǎng)石和富鎂巖的形成過(guò)程是彼此分立的。
大碰撞說(shuō)認(rèn)為一個(gè)特別大的隕石在地球正在形成的時(shí)候與地球發(fā)生了碰撞，而這次撞擊產(chǎn)生的碎片噴進(jìn)入太空并最終成為了月球。當(dāng)月球形成之后，它的最外層融化形成了一個(gè)“月球巖漿構(gòu)成的海洋”。在這個(gè)“海洋”中，大量的斜長(zhǎng)石結(jié)晶不斷地向著月球表面浮動(dòng)，并逐漸積累形成了月殼。上月殼大概有88%是由斜長(zhǎng)石構(gòu)成的（上月殼的底部大概有90%為斜長(zhǎng)巖）：下月殼含有較多的鐵鎂礦物如輝石和橄欖石，但即使這樣，下月殼仍有大概78%由斜長(zhǎng)石構(gòu)成。月殼下面的地幔也含有大量的橄欖石。
化學(xué)元素
從元素的地球化學(xué)特征出發(fā)，研究不同離子半徑、價(jià)態(tài)、鍵型和揮發(fā)性元素的相互關(guān)系，如揮發(fā)性元素與難熔元素之間的比值、不同難熔元素之間的比值、不同揮發(fā)性元素之間的比值等，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)元素的比值比較穩(wěn)定。據(jù)此，可從月球總體模式成分，月表軌道測(cè)量所獲得數(shù)據(jù)以及月殼各類(lèi)巖石成分進(jìn)行綜合分析、比較，獲取月球高地月殼的平均化學(xué)成分。
從歷次取回的樣品看，各類(lèi)高地月殼巖石的SiO2含量大約為45%，比較穩(wěn)定。根據(jù)高地軌道測(cè)量資料，Al/Si、Mg/Si分別為0.62±0.01和0.24±0.05。據(jù)此，通過(guò)SiO2的含量計(jì)算Al2O3和MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為24.6%和8.6%。這與月面軌道測(cè)量值MgO為6.8%基本相近，表明上述計(jì)算法基本合理，這樣通過(guò)比較與取舍后可取平均值，當(dāng)前取月殼MgO的平均值為6.8%。月面軌道測(cè)量值FeO為6.9%。但依據(jù)各類(lèi)高地巖石和月壤中的MgO/MgO比值，取FeO的平均值為6.6%，由高地月殼巖石中的Fe/Cr比，計(jì)算Cr2O3的平均值為0.10%。由高地月殼巖石中的Ca/Al比即可計(jì)算CaO的平均值為15.8%。月殼巖石中的Th的測(cè)定值平均為0.9μg/g，Th/U=3.8,因而U的平均值0.24μg/g。依次類(lèi)推，根據(jù)高地月殼巖石中相關(guān)各元素的比值，就可計(jì)算得出其他元素的平均值。
最新動(dòng)態(tài)
2022年7月14日消息，此前，軌道遙感觀(guān)測(cè)表明在月球最大的撞擊盆地——南極洲艾肯盆地中心存在成分異常區(qū)。不同于月球表面常見(jiàn)的輝石和橄欖石，這里的斜長(zhǎng)石含量顯著高于盆地外圍。中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析玉兔二號(hào)月球車(chē)獲取的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，異常區(qū)域主要物質(zhì)來(lái)源于月殼。
參考資料 >
嫦娥四號(hào)探月任務(wù)最新研究發(fā)現(xiàn)：最大撞擊盆地成分異常物質(zhì)主要來(lái)自月殼.中國(guó)新聞網(wǎng).2022-07-14