2月28日，由国家航天局组织，中国地质科学院地质研究所离子探针中心牵头组成的联合研究团队，发布嫦娥六号月球背面样品最新研究成果。研究显示，月球背面和正面样品中玄武岩的成分相似，本次研究样品中玄武岩的主体形成年龄为28.23亿年，源区特征验证了月球岩浆洋模型，且表明形成南极-艾特肯盆地的撞击作用可能对月球早期月幔进行了改造。
图1 A. 嫦娥六号着陆区，B. 嫦娥六号中的玄武岩岩屑，C. 嫦娥六号着陆器
相关论文在国际学术期刊《科学》上发表。该成果为人类研究月球起源与演化等重大科学问题提供了关键科学依据。
图2 嫦娥六号玄武岩的矿物化学. (A)辉石四边形图。(B) 辉石Fe/(Fe+Mg) VS Ti/(Ti+Cr)图。(C)源区稀土元素丰度配分模式图。
关于月球起源与演化，前期科学家基于对月球正面样品研究，建立了月球岩浆洋模型。该模型提出，月球形成初期发生了全球性熔融，形成了大范围的岩浆洋。随着岩浆洋冷却结晶，密度较低的矿物上浮形成月壳，密度较高的矿物下沉形成月幔，残余熔体富集不相容元素，形成月壳和月幔间的克里普物质层。
图3 嫦娥六号玄武岩的形成年代 (A)磷酸盐U-Pb谐和图。(B) 锆矿物和磷酸盐的Pb-Pb等时线图
本次研究中，联合团队通过分析嫦娥六号月球背面样品，发现月球背面也存在克里普物质层，且月球背面和正面样品中玄武岩的成分相似，表明月球形成初期应存在全月尺度的岩浆洋。此外，研究还发现月球背面和正面样品玄武岩中铅同位素的演化路径不同，表明月球的不同区域在岩浆洋结晶后演化过程存在差异。月球表面盆地尺度的撞击事件，尤其是南极-艾特肯盆地的撞击，可能改造了月幔的物理化学性质。
图4 (A) 嫦娥六号斜长石REE配分模式。(B) 磷灰石F-Cl-OH三角图。
该研究成果是嫦娥六号月球样品先期研究系列重大成果之一，是国家航天局开展有组织月球样品科学研究的首次实践。后续，国家航天局将继续组织好月球样品科学研究，与国际社会共享中国探月科学成果。
图5 低钛玄武岩的形成年龄与μ值的关系
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