驗證月球岩漿洋模型，嫦娥六號樣品研究成果“上新”

2月28日，由國家航天局組織，中國地質科學院地質研究所離子探針中心牽頭組成的聯合研究團隊，發佈嫦娥六號月球背面樣品最新研究成果。研究顯示，月球背面和正面樣品中玄武岩的成分相似，本次研究樣品中玄武岩的主體形成年齡為28.23億年，源區特徵驗證了月球岩漿洋模型，且表明形成南極-艾特肯盆地的撞擊作用可能對月球早期月幔進行了改造。

圖1 A. 嫦娥六號着陸區，B. 嫦娥六號中的玄武岩岩屑，C. 嫦娥六號着陸器

相關論文在國際學術期刊《科學》上發表。該成果為人類研究月球起源與演化等重大科學問題提供了關鍵科學依據。

圖2 嫦娥六號玄武岩的礦物化學. (A)輝石四邊形圖。(B) 輝石Fe/(Fe+Mg) VS Ti/(Ti+Cr)圖。(C)源區稀土元素丰度配分模式圖。

關於月球起源與演化，前期科學家基於對月球正面樣品研究，建立了月球岩漿洋模型。該模型提出，月球形成初期發生了全球性熔融，形成了大範圍的岩漿洋。隨着岩漿洋冷卻結晶，密度較低的礦物上浮形成月殼，密度較高的礦物下沉形成月幔，殘餘熔體富集不相容元素，形成月殼和月幔間的克里普物質層。

圖3 嫦娥六號玄武岩的形成年代 (A)磷酸鹽U-Pb諧和圖。(B) 鋯礦物和磷酸鹽的Pb-Pb等時線圖

本次研究中，聯合團隊通過分析嫦娥六號月球背面樣品，發現月球背面也存在克里普物質層，且月球背面和正面樣品中玄武岩的成分相似，表明月球形成初期應存在全月尺度的岩漿洋。此外，研究還發現月球背面和正面樣品玄武岩中鉛同位素的演化路徑不同，表明月球的不同區域在岩漿洋結晶後演化過程存在差異。月球表面盆地尺度的撞擊事件，尤其是南極-艾特肯盆地的撞擊，可能改造了月幔的物理化學性質。

圖4 (A) 嫦娥六號斜長石REE配分模式。(B) 磷灰石F-Cl-OH三角圖。

該研究成果是嫦娥六號月球樣品先期研究系列重大成果之一，是國家航天局開展有組織月球樣品科學研究的首次實踐。後續，國家航天局將繼續組織好月球樣品科學研究，與國際社會共享中國探月科學成果。

圖5 低鈦玄武岩的形成年齡與μ值的關係