嫦娥五号月球样品中发现”令人费解的矿物组合”

Procellarum 月海上的新鲜环形山 资料来源：NASA/GSFC/亚利桑那州立大学

CE-5风化层样品01GP中含硅铁长石和硅辉石硅块的背散射电子(BSE)图像在铁长石、铁长石和类α-方石长石相周围光滑区域的相为无定形二氧化硅。Sft, seifertite;Sti,超石英;α,α-Crs-like -cristobalite-like。

月球上布满了小行星撞击造成的陨石坑，由于月球上缺乏大气层和地质活动，这些陨石坑保持原样。小行星撞击产生的强烈压力和温度改变了月球岩石和尘埃顶层的成分，称为风化层，科学家们通过研究风化层来拼凑月球的演化历史。

根据计算机模型的估计，Changesite-(Y) 一定是在一次这样的小行星撞击之后形成的，根据计算机模型的估计，撞击可能会在任何地方留下一个 1.9 英里到 20 英里（3 到 32 公里）宽的陨石坑，具体取决于撞击角度。此前的分析将嫦娥五号带回的月球岩石的年龄确定为19.7亿岁。

Y+REE与其他阳离子在changessite -(Y)中的对比，表示为每56个O原子中的阳离子。数据列于表1。(a) Y+REE vs Ca;回归方程为所示直线，拟合CE-5样品01GP的changessite -(Y)晶粒。(b) Y+REE与Na、Si和Mg、fe位原子在changesite-(Y)中的变化。镁、铁位原子包括镁、铁和锰。

返回的嫦娥五号样本还含有以前已知的二氧化硅矿物的混合物，其中最著名的是镁铁矿和辉铁矿。科学家认为，这两种矿物很可能是在形成阿里斯塔克斯陨石坑的碰撞中沉积下来的，阿里斯塔克斯陨石坑是四个陨石坑中最年轻的一个，喷射物从该陨石坑中倾泻而下，落到嫦娥五号采样的地区。

CE-5风化层样品01GP中玄武岩碎屑变址-(Y)的BSE图像。足总,铁橄榄石;Px,辉石;Pl,斜长石;Crs,方石英;Bdy斜锆石;有望,陨硫铁。

众所周知，Seifertite 在小行星撞击的高压余震中会变成 Stishovite，但对于月球上的这些矿物，还有很多东西需要了解。

研究报告的合著者、中国科学院的杜伟在一份声明中表示：“尽管月球表面覆盖着数以万计的撞击坑，但高压矿物在月球样本中并不常见。” “对此的可能解释之一是大多数高压矿物在高温下不稳定。”

科学家表示，从理论上讲，镁铁矿和辉铁矿只有在比样品所见证的压力高得多的压力下才能共存，因此它们在嫦娥五号返回的样品中的存在是一个“令人费解的组合”。

今年五月，中国预计将发射下一次探月任务——嫦娥六号，它将尝试从月球背面的南极-艾特肯（SPA）盆地收集样本。

周三（2 月 6 日）《物质与辐射》杂志上发表的一篇论文介绍了这项新研究成果。