近日，山東大學(xué)“太陽爆發(fā)及其對行星空間環(huán)境的影響”攀登團(tuán)隊行星科學(xué)課題組聯(lián)合中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所北京離子探針中心和中科院地球化學(xué)研究所的相關(guān)研究人員，利用激光顯微拉曼光譜技術(shù)分析了嫦娥五號月壤（CE5C0400、CE5C0600，圖1）的礦物模式和化學(xué)特征，首次從礦物學(xué)角度定量約束了月壤非月海物質(zhì)占比和著陸區(qū)礦物所經(jīng)受的平均沖擊壓強(qiáng)。研究以“拉曼光譜和顯微視角下的嫦娥五號月壤新認(rèn)識”為題，發(fā)表于國際權(quán)威期刊Geophysical Research Letters（Cao et al., 2022, JCR和中科院地學(xué)1區(qū)），論文第一作者為行星科學(xué)課題組博士生曹海軍，通訊作者為行星科學(xué)課題組PI凌宗成教授，共同作者包括北京離子探針中心劉敦一研究員和中科院地化所劉建忠研究員等人。

圖1：嫦娥五號樣品角礫巖CE5-0400-B006和月壤CE5C0600

2020年12月17日，嫦娥五號從月球風(fēng)暴洋北部成功返回了1731克月壤樣品，這些樣品為理解月球年輕玄武巖的成因和演化提供了重要的研究樣本。前期嫦娥五號樣品的科學(xué)研究主要聚焦在著陸區(qū)玄武巖年代學(xué)、巖石學(xué)和全巖成分分析等方面，精確測定了玄武巖的年齡（約20億年）并獲得了對于月球晚期巖漿活動規(guī)律的一系列新認(rèn)識（Che et al., 2021; Li et al., 2021等）。在本項研究中，研究團(tuán)隊利用激光拉曼光譜技術(shù)開展嫦娥五號月壤樣品和角礫巖樣品的微區(qū)無損分析，共發(fā)現(xiàn)了多達(dá)18種月球礦物，首次利用拉曼光譜學(xué)方法區(qū)分了嫦娥五號樣品中的玻璃相和長石類礦物（圖2）。樣品的礦物化學(xué)和成分分析表明嫦娥五號著陸區(qū)可能包含5-7%的外來鎂質(zhì)濺射物，其可能源自遠(yuǎn)離著陸區(qū)的大型撞擊坑所挖掘出的月殼物質(zhì)。根據(jù)樣品中礦物沖擊特征約束嫦娥五號著陸區(qū)平均沖擊壓強(qiáng)約為17-25.8 GPa。綜合礦物學(xué)和全巖成分研究表明，嫦娥五號玄武巖可能與嫦娥三號在月球“廣寒宮”所發(fā)現(xiàn)的玄武巖（Ling et al., 2015）屬于同期（模式年齡約為20億年）巖漿活動的產(chǎn)物，代表了一種區(qū)別于已有的Apollo和Luna取樣樣品的全新月球玄武巖類型。

圖2：嫦娥五號樣品識別的礦物拉曼光譜圖和長石分類圖

2021年11月，空間科學(xué)攀登團(tuán)隊行星科學(xué)課題組代表山東大學(xué)獲批嫦娥五號月壤樣品1200毫克，該研究是山大利用嫦娥五號月壤研究所發(fā)表的首篇論文。此外，行星科學(xué)課題組聚焦嫦娥工程、天問一號等深空探測國家戰(zhàn)略需求，在月球地質(zhì)學(xué)、隕石學(xué)及天體化學(xué)、行星遙感與光譜學(xué)等方面取得了一系列研究成果，已在Nature Communications、ApJL、EPSL、GRL、JGR、M&PS、Science China、Science Bulletin等期刊發(fā)表SCI論文100余篇。本研究獲得國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項、民用航天技術(shù)預(yù)先研究等項目資助。

（來源：山東大學(xué)）