我国学者在月球南极-艾肯盆地“镁环”的岩石类型及成因研究方面取得进展

图 嫦娥六号月壤的地质背景与演化示意图

　　在国家自然科学基金专项项目（批准号：42441804）和青年科学基金项目（C类）（批准号：42402231）等资助下，山东大学行星科学团队在月球南极-艾肯盆地（SPA）底部“镁环”的岩石类型及成因研究方面取得进展。研究成果以“月球南极-艾肯盆地层状月壤的撞击混合成因（Impact-induced mixing generated the stratified soils of the Lunar South Pole Aitken Basin）”为题，于2025年7月6日发表于自然杂志旗下期刊《通讯-地球与环境》（Communications Earth & Environment）。论文链接：https://doi.org/10.1038/s43247-025-02441-8。

　　如果把月球比作一本厚重而神秘的“天体档案”，那么它的背面——始终面朝太空、从未对地球人类敞开——便是那最难翻阅的一页。位于月球背面的SPA盆地是月球上最大、最古老、最深的撞击盆地，占整个月球表面的近八分之一。形成SPA盆地的撞击事件被认为可能击穿了月壳并剥露出月幔物质。根据盆地内部辉石的成分分布，SPA盆地可分为SPA成分异常区（SPACA）、镁质辉石环带（即“镁环”）、不均一环带和SPA外部带。其中，SPA盆地底部的“镁环”区域富含镁质低钙辉石，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，主要有：（1）下月壳和/或上月幔物质暴露；（2）SPA撞击熔岩池分异；（3）远端大型撞击盆地溅射物堆积等假说。

　　针对以上问题，研究团队综合应用“显微成像+拉曼光谱+模型构建”等方法，利用嫦娥六号月壤获得了SPA盆地内部的“镁环”矿物学真值，刻画了着陆区月壤的五阶段演化历史。结果发现嫦娥六号月壤中约31~40%的物质主要源自位于SPA盆地“镁环”上的Chaffee S撞击坑溅射物，其物质富含斜长石（63~67%）和低钙辉石（25~27%），属于亚铁苏长岩类型，与典型的月球岩浆洋成因的基性和超基性岩浆分异结晶产物显著不同。这表明SPA“镁环”形成于撞击熔岩池分异的苏长岩与月壳物质（61~63%）（如坑壁塌陷或其他盆地撞击物质回填）的混合与演化过程。

　　该研究以月壤实物样品检验了SPA盆地“镁环”的撞击熔融成因模型，并认为嫦娥六号着陆区月壤的形成经历了原始古月壤形成、外来非月海物质混合、溅射物破碎与玻璃积累、冲击变质与细粒化改造以及长期太空风化等五个阶段，为重建月球最古老撞击事件的动力过程提供了关键线索。