Abstract Since the discovery of water (a term collectively used for the total H, OH and H2O) in samples derived from the lunar interior, heterogeneity in both water concentration and its hydrogen isotopic ratio has been documented for various lunar phases. However, most previous studies have focused on measurements of hydrogen in apatite, which typically forms during the final stages of melt crystallisation. To better constrain the abundance and isotopic composition of water in the lunar interior, we have targeted melt inclusions (MIs), in mare basalts, that are trapped during the earliest stages of melt crystallisation. Melt inclusions are expected to have suffered minimal syn- or post-eruption modification processes, and, therefore, should provide more accurate information about the history of H in the lunar interior. Here, we report H-/18O- measurements as calibrated water concentrations, and hydrogen isotope ratios obtained by secondary ion mass spectrometry (SIMS) in a large set of basaltic MIs from Apollo mare basalts 10020, 10058, 12002, 12004, 12008, 12020, 12040, 14072 and 15016. Our results demonstrate that partially crystallised MIs from lunar basalts and their parental melts were influenced by a variety of processes such as hydrogen diffusion, degassing and assimilation of material affected by solar-wind implantation. Deconvolution of these processes show that lunar basaltic parental magmas were heterogeneous and had a broadly chondritic hydrogen isotopic composition with δD values varying between -200 and +200 ‰.

中文翻译：

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月球熔体包裹体的氢同位素组成：复杂岩浆和次生过程的相互作用

摘要 自从在来自月球内部的样本中发现水（总H、OH 和H2O 的总称）以来，已经记录了月球各个阶段的水浓度及其氢同位素比的异质性。然而，以前的大多数研究都集中在磷灰石中氢的测量上，磷灰石通常在熔体结晶的最后阶段形成。为了更好地限制月球内部水的丰度和同位素组成，我们有针对性地研究了玄武岩中的熔融包裹体 (MI)，这些包裹体在熔融结晶的最早阶段被捕获。熔体包裹体预计经历了最小的同期或喷发后的修改过程，因此，应该提供关于月球内部 H 历史的更准确信息。这里，我们报告了 H-/18O- 测量值作为校准的水浓度，以及通过二次离子质谱法 (SIMS) 在来自阿波罗玄武岩 10020、10058、12002、12004、12008、120400 的大量玄武岩 MI 中获得的氢同位素比值, 14072 和 15016。我们的结果表明，来自月球玄武岩及其母体熔体的部分结晶 MIs 受到各种过程的影响，例如氢扩散、脱气和受太阳风植入影响的材料同化。这些过程的解卷积表明，月球玄武质母岩浆是异质的，具有广泛的球粒状氢同位素组成，δD 值在 -200 到 +200 ‰之间变化。在来自阿波罗玄武岩 10020、10058、12002、12004、12008、12020、12040、145072 的大量玄武岩 MI 中，通过二次离子质谱法 (SIMS) 获得的氢同位素比率和氢同位素比证明了我们的 MI 晶体的部分结果。月球玄武岩及其母体熔体受到多种过程的影响，例如受太阳风植入影响的材料的氢扩散、脱气和同化。这些过程的解卷积表明，月球玄武质母岩浆是异质的，具有广泛的球粒状氢同位素组成，δD 值在 -200 到 +200 ‰之间变化。在来自阿波罗玄武岩 10020、10058、12002、12004、12008、12020、12040、145072 的大量玄武岩 MI 中，通过二次离子质谱法 (SIMS) 获得的氢同位素比率和氢同位素比证明了我们的 MI 晶体的部分结果。月球玄武岩及其母体熔体受到多种过程的影响，例如受太阳风植入影响的材料的氢扩散、脱气和同化。这些过程的解卷积表明，月球玄武质母岩浆是异质的，具有广泛的球粒状氢同位素组成，δD 值在 -200 到 +200 ‰之间变化。我们的研究结果表明，来自月球玄武岩及其母体熔体的部分结晶 MI 受到多种过程的影响，例如受太阳风植入影响的材料的氢扩散、脱气和同化。这些过程的解卷积表明，月球玄武质母岩浆是异质的，具有广泛的球粒状氢同位素组成，δD 值在 -200 到 +200 ‰之间变化。我们的研究结果表明，来自月球玄武岩及其母体熔体的部分结晶 MI 受到多种过程的影响，例如受太阳风植入影响的材料的氢扩散、脱气和同化。这些过程的解卷积表明，月球玄武质母岩浆是异质的，具有广泛的球粒状氢同位素组成，δD 值在 -200 到 +200 ‰之间变化。