南极-艾特肯盆地深部岩石类型及成因被揭示

日前，山东大学空间科学与技术学院、空间科学研究院行星科学团队利用拉曼光谱技术分析了我国嫦娥六号返回的月球样品，获得了月球背面南极-艾特肯盆地富镁辉石环的首份矿物学“月面真值”，填补了该区域岩性组成长期依赖遥感推测的研究空白，并为揭示月球背面壳幔的演化过程提供了直接的样品证据。相关成果在国际学术期刊《通讯-地球与环境》发表。

南极-艾特肯盆地被认为是月球乃至太阳系类地行星上最大、最深、最古老的撞击盆地，如此巨大的撞击事件可能“挖穿”月壳并暴露出月幔等深部物质，因此该盆地在研究月球早期热演化、撞击过程和壳幔组成方面具有重大科学价值。

根据月球轨道遥感探测研究，南极-艾特肯盆地被划分为四个成分区，其中内部的“镁环”区域富含低钙辉石，表现出与周围区域显著不同的富镁特征，但其矿物组成、岩石类型及成因长期存在争议。2024年嫦娥六号任务首次从南极-艾特肯盆地内部采回月球样品，为揭示该区域物质成因提供了直接证据。

山东大学研究团队采用激光显微拉曼光谱技术对嫦娥六号月球样品进行了矿物学统计分析，识别出以斜长石、辉石为主的16种矿物，富含外来物质，但橄榄石和钛铁矿含量显著低于来自月球正面的嫦娥五号样品。综合元素和矿物组成分析，南极-艾特肯盆地镁环物质主要为斜长石和低钙辉石(25%~27%)组成的亚铁苏长岩。相比南极-艾特肯盆地撞击熔融席形成的原始深成岩，镁环物质中斜长石含量明显更高，这揭示南极-艾特肯盆地撞击事件后期的重塑过程(如坑壁塌陷或其他盆地撞击物质回填)将61%~63%的月壳物质混入原始苏长岩中，进而形成富含镁元素、斜长石矿物的富镁辉石环。

基于月壤光谱学和矿物学特征，团队提出了嫦娥六号着陆区的月壤撞击混合演化模型，该模型将月球背面年轻月海月壤的形成演化历程分为五个阶段:28亿年左右的嫦娥六号玄武岩单元形成后发育出早期古月壤层，远端撞击将富镁苏长岩溅射至着陆区，着陆区附近的多次次生撞击将溅射物粉碎导致无定形玻璃堆积，小型撞击事件持续补充粗粒物质并诱发低温冲击变质促使月壤细粒化，长期太空风化累积形成细粒物质、胶结玻璃和金属铁。

《光明日报》