“嫦娥五號”采集的首批月球樣品，能為我們揭示月球的哪些奧秘?這一問題近期有了部分答案。12月13日，中國科學(xué)院紫金山天文臺發(fā)布，該臺徐偉彪研究員及其行星化學(xué)科研團隊聯(lián)合南京地質(zhì)古生物研究所合作完成的一項關(guān)于嫦娥五號首批月球樣品的研究成果，近期在線發(fā)表于我國綜合類學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)通報》(《Science Bulletin》)英文版。

2020年12月17日1時59分，嫦娥五號返回器攜帶1731克月球樣品成功返回地面，首次實現(xiàn)了我國地外天體采樣返回，也是人類時隔44年再次將月球樣品帶回地球，使我國成為世界上第三個從月球取回樣品的國家。

嫦娥五號玄武巖樣品(CE5C0000YJYX065)不同角度、不同深度的高分辨率顯微CT圖像，顯示了典型的次輝綠結(jié)構(gòu)，橄欖石(Ol)以斑晶形式出現(xiàn)，鈦鐵礦(Ilm)以細小針狀顆粒分布在硅酸鹽礦物輝石(Px)和長石(Pl)之間。中科院紫金山天文臺供圖

中國科學(xué)院紫金山天文臺是國內(nèi)首批獲得月球科研樣品的13家科研機構(gòu)之一，徐偉彪研究員作為使用責(zé)任人獲批兩份月球玄武巖樣品。

研究團隊利用高分辨率顯微CT、掃描電子顯微鏡、電子探針等對其中一個編號為CE5C0000YJYX065的樣品開展了詳細的礦物學(xué)和三維斷層成像研究。

嫦娥五號玄武巖樣品(CE5C0000YJYX065)一個顆粒的背散射電子圖像(a)及其元素面掃描圖(b)，主要礦物輝石(Px)呈現(xiàn)明顯的化學(xué)分帶現(xiàn)象，鈦鐵礦(Ilm)以針狀形式出現(xiàn)，長石(Pl)以獨立顆粒存在或者被包裹在輝石中，還有少量橄欖石(Ol)和二氧化硅(Silica)。中科院紫金山天文臺供圖

結(jié)果表明，該樣品屬于月球火山玄武巖，具有細粒-中粒次輝綠結(jié)構(gòu)，少量橄欖石斑晶分布在由輝石、斜長石、鈦鐵礦和其他副礦物組成的基質(zhì)中，主要組成礦物輝石的化學(xué)成分和演化趨勢與美國阿波羅計劃和蘇聯(lián)月球號計劃返回的高鈦玄武巖類型高度一致。

據(jù)悉，該樣品含有極高的(體積百分數(shù)17.8 vol%)鈦鐵礦含量，豐度接近阿波羅月海玄武巖的最高值18 vol%，并富集磷酸鹽礦物(0.5 vol%)。

(a)嫦娥五號玄武巖樣品(CE5C0000YJYX065)中輝石的Ca-Fe-Mg成分變化趨勢以及(b)Fe/(Fe+Mg)-Ti/(Ti+Cr)投圖與阿波羅11號和17號高鈦月海玄武巖(HT)、低鈦月海玄武巖(LT)和超低鈦月海玄武巖(VLT)的對比。中科院紫金山天文臺供圖

研究人員表示，多項證據(jù)表明，不同于日前已報道的嫦娥五號中鈦和低鈦月海玄武巖類型，該樣品是一種相對少見的富集稀土元素的高鈦月海玄武巖，這表明嫦娥五號著陸區(qū)歷史上可能曾經(jīng)發(fā)生過多次火山噴發(fā)活動，將有望解讀月幔源區(qū)不同物質(zhì)成分、火山巖漿形成的能量來源和月球晚期火山活動的精細時空分布規(guī)律，后續(xù)深化研究工作正在進行中。

關(guān)鍵詞： 嫦娥五號月球著陸區(qū) 嫦娥五號 月球著陸區(qū)火山噴發(fā)