“月壤新知•星途未来”专辑——2026年第45卷第4期
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        自嫦娥五号于2020年成功实现月球正面风暴洋采样返回,到嫦娥六号于2024年历史性地取回人类首批月球背面样品,中国深空探测以前所未有的广度与深度拓展着人类对月球乃至太阳系的认知边界。每一克来自38万公里之外的地外物质,既是太阳系形成与演化的沉默见证者,也是行星科学前沿探索的核心载体。从Apollo时代的“还原论”范式,到嫦娥样品揭示的月表局部氧化新图景,月球科学正经历一场由新样品、新技术与新理论共同驱动的深刻变革。

在此背景下,《岩石矿物学杂志》组织出版本期“月壤新知·星途未来”专辑,旨在集中呈现我国在地外样品矿物学、岩石学及相关行星科学领域的最新研究成果。专辑共收录论文11篇,内容涵盖月球成因与演化、嫦娥五号和嫦娥六号返回样品的精细矿物学分析、月球新矿物与高压矿物、模拟行星壤表征以及南极陨石研究等多个方向,较为全面地反映了当前国内行星岩石矿物学研究的前沿态势。

月球形成与演化是行星科学的基石问题。石玉若等系统综述了月球大碰撞成因假说的地球化学证据、同位素约束及面临的挑战,梳理了月球岩浆洋结晶与晚期火山活动的时间序列,特别强调了嫦娥五号(约2.0 Ga)与嫦娥六号(约2.8 Ga)样品在延长月球已知火山活动年限和完善撞击坑年代标尺方面的关键贡献。李林曦等系统调查了嫦娥五号和嫦娥六号样品中尖晶石族矿物的岩相特征与主微量元素组成,发现两类玄武岩具有不同的结晶序列,并基于热力学模拟限定了母岩浆成分,同时指出利用不同矿物反演岩浆成分时需充分考虑矿物平衡熔体所对应的岩浆演化阶段,为月球玄武质岩浆的结晶分异过程提供了精细的矿物学约束。黄莉莹等综述了月球斜锆石的矿物学特征、相变行为及其U-Pb年代学应用,梳理了斜锆石在约束月壳形成、月海火山活动及重大撞击事件年代方面的研究进展,并讨论了微区元素迁移机制及U-Pb体系复杂性等现存挑战。

嫦娥五号和嫦娥六号月壤样品的精细矿物学表征构成本专辑的核心板块。在月表氧化还原状态研究方面,胡振豪等对嫦娥五号月壤中球形磁铁矿开展了系统的显微特征分析,发现其具有撞击诱导氧化成因特征(晶粒间富Si-O非晶质胶结,不含F、Cl等火山挥发分),并在磁铁矿表层约40 nm深度内观察到太阳风H+/He+注入导致的Fe3+/ΣFe降低(至约0.563),为月表撞击氧化与太阳风还原的耦合作用提供了直接矿物学证据。刘冠洲等利用电子探针峰肩法(flank method)原位测定了嫦娥五号月壤中15颗撞击玻璃珠的铁价态,发现撞击过程中Fe2+歧化反应(3Fe2+ → 2Fe3+ + Fe0)与挥发性元素蒸发再吸收同步发生,为限定月表撞击过程的氧化还原机制提供了定量约束。

在月表矿物对冲击作用的响应方面,陈生东等利用多种电子显微分析方法及三维电子衍射(3DED)等技术,系统对比了嫦娥六号月壤中玄武岩屑与角砾岩屑产出的钛铁矿的矿物学特征,发现钛铁矿的晶体结构对冲击作用表现出较强的抗扰动能力,但角砾岩屑中的钛铁矿相对富集微量元素并含有更多氧空位,深化了对钛铁矿在月表环境赋存状态的认识。高可等采用原子探针层析(APT)技术,对嫦娥六号月壤玻璃珠表面附着微区进行了近原子尺度三维分析,识别出与局部热事件改造相关的微观物理缺陷,并发现痕量硫在结构不连续面核心区的局部亏损,为理解月表瞬态热事件条件下挥发分的微观迁移行为提供了全新观测视角。

月球新矿物与高压矿物作为记录月球极端物理化学条件下物质形成、转变与保存过程的直接载体,是连接样品分析与行星演化研究的基础纽带。尹淑苹等系统梳理了经IMA-CNMNC正式批准的10种月球新矿物的分类、成因机制与矿物学意义,涵盖Apollo和嫦娥任务返回样品中的三斜铁辉石、镁铁钛矿、宁静石、吉冈石、嫦娥石系列稀土磷酸盐等,以及月球陨石中的硅二铁矿和当硅铝钙石,指出近年来嫦娥石系列新矿物的连续发现为认识月球晚期岩浆演化与稀土元素分异行为提供了全新矿物学约束。毛锡锐等聚焦月球高压矿物相这一特殊“温压计”,系统总结了目前在月球样品中已识别的15种高压矿物(包括斯石英、赛石英、林伍德石、镁铁榴石等)的矿物学特征与形成机制,详细阐述了冲击导致矿物相变的物理机制,并探讨了高压矿物在月表环境中保存稀缺的可能原因,为反演月球撞击历史与地月系统演化提供了矿物学约束。

比较行星学与陨石学研究拓展了本专辑的研究视野。戴展硕等对两种商业模拟火星壤(MMS-1和MMS-2)进行了系统的化学成分、矿物组成与光谱特性表征,评价了其在不同科研与工程应用场景下的适用性,为基于模拟火星壤的实验研究提供了基础数据支持。吴桐等对南极格罗夫山发现的顽火辉石-镁橄榄石原始无球粒陨石GRV 022905开展了岩石矿物学分析,识别出其经历的多期热变质与部分熔融改造特征,并提出了三阶段热演化成因模型。

综观本专辑所收录的论文,我们欣喜地看到,中国行星科学界正以嫦娥工程返回样品为核心驱动力,以多尺度、多手段的精细矿物学分析为技术支撑,在月表氧化还原状态、矿物冲击响应、挥发分迁移行为、岩浆演化过程以及新矿物与高压矿物发现等多个前沿领域取得了令人瞩目的进展。这些成果不仅深化了对月球形成与演化历史的科学认知,也为未来深空探测任务的目标规划与科学回报奠定了坚实基础。

本专辑的顺利出版离不开各位作者的鼎力支持、审稿专家的严谨把关以及《岩石矿物学杂志》编辑部的专业工作,谨此致以诚挚谢意。期待本专辑能够激发更多学者关注行星矿物学这一蓬勃发展的交叉学科领域,共同书写中国深空探测与行星科学研究的崭新篇章。

值此中国地质科学院地质研究所建所70周年之际,本专辑谨向主办单位致以诚挚祝贺!

特邀主编:朱建喜  杜蔚  胡森  鲜海洋

2026年7月

发布日期:2026-07-12浏览次数:

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