嫦娥五號(hào)月壤中外來(lái)巖屑能為認(rèn)識(shí)月表物質(zhì)翻耕遷移過(guò)程、中科中外展新月殼巖石組成多樣性、院地樣品巖屑研究月殼地質(zhì)演化等提供制約信息。對(duì)嫦中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究嫦娥五號(hào)月壤樣品，娥號(hào)獲得了月球2.0 Ga年輕玄武巖地質(zhì)單元上的新進(jìn)學(xué)網(wǎng)外來(lái)火成巖碎屑組成，發(fā)現(xiàn)了月殼特殊巖石碎屑，聞科指示月球上仍存在未被認(rèn)識(shí)的中科中外展新地質(zhì)單元。該研究工作近期發(fā)表于Nature Astronomy（《自然-天文》）行星科學(xué)期刊上。院地樣品巖屑研究

嫦娥五號(hào)著陸區(qū)為20億年前形成的對(duì)嫦中鈦玄武巖單元，比Apollo和Luna任務(wù)采樣區(qū)地質(zhì)單元（>30億年）更年輕，娥號(hào)嫦娥五號(hào)月壤為研究月球年輕地質(zhì)單元上物質(zhì)改造和物質(zhì)組成提供了新的新進(jìn)學(xué)網(wǎng)時(shí)間窗口。由于月球表面長(zhǎng)期遭受小天體的聞科撞擊改造作用，月表物質(zhì)不斷被破碎、中科中外展新翻耕、院地樣品巖屑研究遷移、對(duì)嫦混合，使得嫦娥五號(hào)采樣區(qū)的月壤中含有一定量其它區(qū)域的濺射物（圖1）。理論計(jì)算和遙感分析結(jié)果估計(jì)嫦娥五號(hào)著陸區(qū)含有>10-20%的其他區(qū)域物質(zhì)，但是，嫦娥五號(hào)月壤中外來(lái)巖屑（月球其他區(qū)域?yàn)R射到嫦娥五號(hào)采樣區(qū)的物質(zhì)）的貢獻(xiàn)是多少？是否含有特殊的月殼巖石碎屑？這些外來(lái)巖屑對(duì)月殼演化有什么指示？仍不清楚，這些問(wèn)題的答案，能為認(rèn)識(shí)月殼年輕地質(zhì)單元的月壤翻耕遷移過(guò)程、月殼巖石組成多樣性、月殼地質(zhì)演化等提供制約信息。

圖1 嫦娥五號(hào)采樣區(qū)含有月球其它地質(zhì)單元外來(lái)巖屑的示意圖

中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所曾小家博士、李雄耀研究員和劉建忠研究員通過(guò)分析了超過(guò)3000顆嫦娥五號(hào)月壤顆粒，識(shí)別出了7顆不同于嫦娥五號(hào)中鈦玄武巖的火成巖碎屑，包括：高鈦玻基斑狀巖石碎屑、低鈦玄武巖碎屑，橄欖輝石巖碎屑、鎂質(zhì)斜長(zhǎng)巖碎屑、高度演化巖石碎屑、富鎂橄欖石碎屑和火山玻璃碎屑。基于這些巖屑的巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)，分析并討論了其成因、與Apollo巖石的異同、來(lái)源、地質(zhì)意義等（圖2）。研究發(fā)現(xiàn)其中的高鈦玻基斑狀巖石碎屑可能為月球橄欖玄武巖碎屑，與已報(bào)道的Apollo橄欖玄武巖具有不同的礦物組成和成分特征；發(fā)現(xiàn)了Apollo樣品中未觀察到的鎂質(zhì)斜長(zhǎng)巖碎屑，該類巖石主要在斜長(zhǎng)質(zhì)高地角礫巖隕石中被報(bào)道，這說(shuō)明月球正面也存在鎂質(zhì)斜長(zhǎng)巖的分布 ；另外，研究的火山玻璃碎屑比Apollo火山玻璃具有更高的FeO含量和更低的Mg#值，指示了月球上存在目前尚未了解的（更演化的）火山噴發(fā)活動(dòng)。

該研究工作的價(jià)值主要包括：（1）首次獲得月球2.0 Ga年輕玄武巖單元上的外來(lái)火成巖碎屑組成信息；（2）發(fā)現(xiàn)了月殼特殊巖石碎屑，為揭示月殼組成多樣性及巖漿活動(dòng)多樣性提供了證據(jù)；（3）研究指示了月球上仍存在未被認(rèn)識(shí)的地質(zhì)單元，這能為規(guī)劃未來(lái)的月球采樣或遙感探測(cè)任務(wù)提供科學(xué)支撐。除了外來(lái)火成巖碎屑，研究團(tuán)隊(duì)近期也相繼在嫦娥五號(hào)月壤中發(fā)現(xiàn)了月球新礦物、月球特殊撞擊濺射物、疑似小行星殘余碎塊等物質(zhì)，對(duì)這些物質(zhì)開展分析研究，將有助于革新我們對(duì)月球地質(zhì)演化的理解，也有助于豐富嫦娥五號(hào)月壤在人類認(rèn)識(shí)月球中的貢獻(xiàn)。

圖2 嫦娥五號(hào)采樣區(qū)地質(zhì)背景及外來(lái)巖屑成因的示意圖

嫦娥五號(hào)月壤中外來(lái)火成巖碎屑的相關(guān)工作近期發(fā)表于Nature Astronomy（《自然-天文》）行星科學(xué)期刊上，論文作者包括：曾小家博士（第一作者）、李雄耀研究員（通訊作者）和劉建忠研究員（通訊作者）。該研究工作得到了中國(guó)科學(xué)院先導(dǎo)專項(xiàng)（XDB41000000）、國(guó)家國(guó)防科工局民用航天預(yù)研項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

論文信息：Xiaojia Zeng, Xiongyao Li*, Jianzhong Liu*, (2022) Exotic clasts in Change-5 regolith indicative of unexplored terrane on the Moon. Nature Astronomy.

論文連接：https://doi.org/10.1038/s41550-022-01840-7