本文關鍵詞：月球雨海玄武巖物質成分遙感研究　出處：《南京大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：月表物質成分識別是月球探測的重要組成部分,對月球起源與演化研究以及月球資源的開發(fā)利用都具有重要意義。雨海(Mare Imbrium)是月球上第二大月海,其保存完好的玄武巖熔巖流和充填活動關系,深受學者們關注。2013年中國探月工程嫦娥三號衛(wèi)星成功軟著陸于雨海北部,其科學探測內容與雨海地質構造及巖漿演化密切相關。高光譜數(shù)據波段數(shù)多,光譜分辨率高,對礦物診斷性吸收特性尤為敏感,可用于物質成分識別研究。本研究利用Chandrayaan-1搭載的Moon Mineralogy Mapper (M3)高光譜遙感數(shù)據及“嫦娥一號”搭載的干涉成像光譜儀(Interference Imaging Spectrometer, IIM)數(shù)據研究雨海玄武巖物質成分,以期了解雨海玄武巖鐵鈦元素含量及礦物成分特性,豐富對該區(qū)域地質演化理解,為嫦娥三號科學探測提供基礎資料。 (1)利用M3兩個光學周期(OP1B和OP2C)數(shù)據以及IIM兩套定標數(shù)據(pcl和pc2)建立了鐵鈦含量反演模型,并反演了虹灣(Sinus Iridum)鐵鈦含量。結果表明OP1B和OP2C數(shù)據反演該地區(qū)鐵峰值分別為17.80wt.%和17.60wt.%,高于pcl的15.80wt.%及pc2的14.00wt.%,鐵均值分別為16.91wt.%和16.79wt.%,高于pcl的14.11wt.%及pc2的13.46wt.%。OP2C數(shù)據獲得虹灣地區(qū)0-4wt.%鈦豐度百分含量最高,達74.56%,高于pcl的54.66%及pc2的62.46%, OP1B數(shù)據得到的0-4wt.%鈦豐度百分含量最低,為37.55%。OP1B和OP2C數(shù)據反演虹灣地區(qū)鈦均值分別為5.35wt.%和3.16wt.%, pcl和pc2數(shù)據反演該地區(qū)鈦均值分別為4.25wt.%和3.65wt.%。 (2)虹灣地區(qū)極低鈦和低鈦玄武巖占其玄武巖的比例約為50%和40%,主要分布于雨海紀月海物質(Iml, Im2)地層單元內；高鈦玄武巖所占比例約為10%,主要分布于愛拉托遜紀月海物質(EIm)地層單元內�？傮w來看,遙感數(shù)據獲得的玄武巖鈦含量呈單峰分布,低鈦玄武巖占優(yōu),與樣品鈦含量的雙峰分布不同。虹灣地區(qū)玄武巖鐵鈦含量,隨其年齡越來越年輕,有增加的趨勢。pc2數(shù)據光度校正效果最好,pcl數(shù)據光度校正精度較低,M3不同光學周期反射率差別較大,光度校正有待改進。 (3)利用M30P1B積分波段深度(Integrated Band Depth, IBD)數(shù)據將雨海玄武巖劃分為16個光譜單元,分析了各光譜單元新鮮撞擊坑光譜參數(shù),包括1μm處波段中心、斜率、波段面積、波段深度,21μm處波段中心、斜率、波段面積、波段深度及波段面積比。結果表明,雨海地區(qū)年輕的玄武巖(S1、S2、S3、S10單元)富含橄欖石；雨海東北部較老玄武巖(S11、S12單元)也發(fā)現(xiàn)橄欖石的存在。為明了空間風化作用對光譜的影響,對比研究了撞擊坑對光譜參數(shù)。認為空間風化作用明顯削弱了1μm和2μm波段吸收特征。撞擊坑逐漸成熟過程中,1μm和2μm波段處的斜率增大,波段面積變小,吸收深度則降低。這可能與空間風化過程中月壤納米鐵粒子的產生有關。 (4)分析雨海地區(qū)1μm和2μm波段中心散點圖及1μm波段中心和波段面積比散點圖,認為雨海地區(qū)輝石類型為低鈣至中鈣輝石。依據輝石中鈣輝石(Wo)、鐵輝石(Fs)的含量與吸收特征波段中心的關系,計算了雨海各單元中鈣輝石、鐵輝石的含量,結果表明S1、S2、S3、S10光譜單元鈣輝石、鐵輝石含量十分相近,鈣輝石含量在34%-35%左右,鐵輝石含量則在17.5%-17.6%左右,表明S1、S2、S3、S10單元礦物成分相似。與年輕的玄武巖單元不同,較老單元的鈣輝石含量則相比年輕單元的偏低,而鐵輝石含量則明顯偏高,數(shù)值范圍在45.51%-51.50%之間。 本研究利用現(xiàn)有的探月數(shù)據研究了雨海玄武巖鐵鈦元素含量特征及礦物組成,希望能為后續(xù)研究提供參考。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：P184

【參考文獻】

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本文編號：1317850