火星南部高原古老熔岩平原区岩石的成分和表面热物理性质

摘要

火星的火山作用历史的时间跨度大而且非常复杂.在过去的几十年间,前人利用各种不同的遥感数据,发现了火星表面广泛发育的平原式火山作用和各种不同的火山建造,其中萨西斯隆起是最明显的火山省.利用不同空间分辨率的图像和地形数据,萨西斯隆起中的火山建造的形貌学研究十分深入.然而对于建造该火成岩省的岩浆性质(包括成分)通常是用不同的地形模型反演获得的.由于严重的灰尘覆盖,目前只有为数不多的学者利用测谱学的方法研究了萨西斯隆起内局部的火山岩成分.对于岩浆成分是否随着萨西斯的隆升发生了变化尚不清楚,而这点对于了解火星早期的岩浆成分和喷发机制具有重要的意义.叙利亚-萨梅斯亚地块是一个和萨西斯隆起紧密联系的复杂的构造-火山区域。叙利亚一萨梅斯亚地块中的熔岩平原具有不同的表面模式年龄，组成这些熔岩平原的岩浆的成分提供了检查萨西斯隆起前后岩浆成分是否变化的机会。在本研究中，利用TES(Thermal Emission Spectrometer)数据报告了叙利亚-萨梅斯亚地块中的熔岩平原的表面热物理性质和成分;利用THEMIS(Thermal Emission Imaging System)红外图像，CTX(Context Camera)图像和HiRISE(High Resolution Imaging Science Experiment)图像展示了新发现的长距离熔岩渠道和熔岩管道。这些火山构造为广泛分布的岩浆的长距离运输提供了通道。皱脊的分布指示了诺亚纪一西方纪皱脊平原物质单元(HNr)和西方纪皱脊平原物质单元(Hr)的岩浆喷发时间早于萨西斯隆起，而西方纪下部熔岩流物质单元(Hsl)和西方纪上部熔岩流物质单元(Hsu)的岩浆喷发晚于该隆起。通过光谱数据分析发现四个熔岩平原的成分有一定的变化，并且表面热物理性质指示这些变化是来自于就位的成分差异，受风成堆积物的影响很小。认为萨西斯隆起后，构成熔岩平原的岩浆成分发生了变化。这个结果表明了萨西斯地慢柱对于广泛发育的熔岩平原的岩浆成分和演化机制产生的复杂影响，对于了解早期火山作用具有重要的意义。