Lames minces et analyses d'échantillons lunaires
 
     
http://www.apolloexplorer.co.uk/photo/html/as11/10075337.htm

Un des premiers échantillons étudiés au microscope
(échantillon 10022 - mission Apollo 11)
Lumière polarisée analysée - Taille de la photographie : 1 cm
Le phénocristal est constitué par un pyroxène partiellement altéré.

minéraux bleu clair et blancs plagioclases
minéraux noirs illménite (oxyde de fer et de titane)
minéraux bleus et verts ou orange et rouge pyroxène

La roche de structure microcristalline a une composition pauvre en silice mais riche en fer. Il s'agirait donc d'une roche ressemblant à un basalte ou un microgabbro.

(échantillon 12057.27 - mission Apollo 12)
Lumière polarisée analysée

minéraux bruns et bleu violacé pyroxène
minéraux noirs illménite (oxyde de fer et de titane)
minéraux blancs et grisâtres feldspath
minéraux multicolores olivine
http://www.apolloexplorer.co.uk/photo/html/AS12/10075446.htm
http://www.cas.usf.edu/~jryan/moonrocks.html

La grande richesse en feldspath de l'échantillon voisin et la présence de pyroxène en font une anothosite, roche composant plus de la moitié des Hautes Terres.

Brèche de la formation Fra Mauro Mission Apollo 14 Mise en évidence de fragments rocheux pris dans une matrice

http://www.cas.usf.edu/~jryan/moonrocks.html

Lumière naturelle

http://www.cas.usf.edu/~jryan/moonrocks.html

Lumière polarisée analysée

Basalte de mer lunaire
(lumière polarisée analysée)

Le verre est relativement peu abondant, les cristaux sont bien développés.Cette structure indique un refroidissement relativement lent.

Les laves qui ont donné naissance à ce type de roches se sont formées sous l'effet de l'énergie thermique due au choc de météorites de très grande taille il y a plus de 3 Ga. Les laves ont été émises à l'intérieur de ces cratères qu'ils ont remplis.

http://www.apolloexplorer.co.uk/photo/html/as15/10075779.htm

Une observation en microscopie électronique
(échantillon de la mission Apollo 15 site : Hadley-Apennino) .

Cristal de fer (4 µm) se développant à la surface d'un pyroxène. L'aspect très géométrique de ce cristal prouve qu'il a dû se former dans cette roche à partir de vapeurs très chaudes durant le refroidissement de la roche.

 

  La croûte lunaire est formée essentiellement par 4 minéraux : feldspath plagioclase, pyroxène, olivine et illménite représentent 98% des matériaux cristallisés des roches. Une grande partie des roches est formée par du verre, mais son analyse révèle les mêmes composants chimiques que l'ensemble des minéraux. Les 2% restants sont composés par des feldspaths potassiques et des oxydes, en particulier de fer.
Composition moyenne du sous-sol
silicium
20 %
magnésium 19 %
fer 10,2 %
aluminium 3,2 %
calcium 3,2 %
 

d'après : http://epsc.wustl.edu/admin/resources/moon/howdoweknow.html

La droite correspond aux météorites d'origine lunaire.

Ce diagramme souligne la dualité de la croûte lunaire entre "Mers" et Hautes Terres.

Pratiquement tout l'aluminum des roches est contenu dans les plagioclases, le fer et le magnesium dans les pyroxènes, l'olivine et l'ilmenite. Il est frappant que toutes les roches d'origine lunaire sont alignées sur ce diagramme. On peut donc prévoir que toute météorite dont la position dans le diagramme ne correspond pas à cet axe ne peut en aucun cas provenir de la Lune.

Les roches d'origine terrestre ne peuvent qu'exceptionnellement faire partie de cet ensemble, ainsi que le montre sur le diagramme la position de la moyenne des roches magmatiques terrestres.

 
Nomenclature des roches lunaires
Composition minéralogique
Roches caractéristiques des Hautes Terres
anorthosite >90% plagioclase
anorthosite noritique et norite anorthositique 60-90% plagioclase, pour le reste surtout de l'orthopyroxène
anorthosite gabbroïque et gabbro anorthositique 60-90% plagioclase, pour le reste surtout du clinopyroxène
anorthosite troctolitique et troctolite anorthositique 60-90% plagioclase, pour le reste surtout de l'olivine
norite 10-60% plagioclase, pour le reste surtout de l'orthopyroxene
gabbro 10-60% plagioclase, pour le reste surtout du clinopyroxene
troctolite 10-60% plagioclase, pour le reste surtout de l'olivine
Basaltes caractéristiques des mers lunaires
Composition variable feldspath, pyroxène, olivine et illménite
Brèches
Composition très variable : dans une même brèche on peut trouver des éléments provenant des mers et des Hautes Terres, en fonction de la localisation des impacts météoritiques de grande taille.
source : http://epsc.wustl.edu/admin/resources/moon/howdoweknow.html