德国明斯特大学Martijn Klaver团队揭示了月球上富钛的玄武岩质熔体受到反应流动过程的调节。这一研究成果近日发表于《自然-地球科学》。
研究人员进行了岩石学反应实验，实验结果发现，含钛铁矿堆积体的部分熔体与月幔中的橄榄石和斜方晶辉石发生反应，使熔体组成转变为高钛系列。新的高精度Mg同位素数据证实，高钛玄武岩具有可变且同位素轻的Mg同位素组成，与平衡部分熔融不一致。
研究人员采用扩散模型证明，来自钛铁矿堆积体的部分熔体在反应流动中的动力学同位素分馏，可以解释这些异常轻的Mg同位素组成，以及其他元素如Fe、Ca和Ti的同位素组成。
虽然这个模型不能完全复制月球的熔体-固体相互作用，但该团队认为，在月球表面喷发的富钛岩浆可以通过含钛铁矿堆积体的部分熔融获得，熔体通过月幔中的反应流动对其元素和同位素组成进行了广泛修改。因此，反应性流动可能是降低熔体密度并使高钛熔体在月球表面喷发的关键过程。
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https://doi.org/10.1038/s41561-023-01362-5