图1 汪在聪教授展示嫦娥六号月壤
地大新闻网讯（记者 焦思勤 摄影 高雅）我校汪在聪教授团队通过对嫦娥六号月球背面样品的系统研究，在国际期刊《地质学》（Geology）取得突破性发现：证实月球最大最古老撞击盆地——南极-艾特肯盆地（SPA）广泛覆盖苏长质月壳，同时揭示该区域亏损放射性生热元素。
图2 嫦娥六号角砾显示了其经历了复杂的碰撞和胶结，不同组分的物质混杂在一起。
图3 嫦娥六号玄武岩和月壤中的主要矿物组成。(a) 通过TIMA分析的嫦娥六号玄武岩岩屑的矿物比例。值得注意的是，CE-6玄武岩中斜方辉石和橄榄石极为稀少。(b) 玄武岩与月壤矿物比例的对比显示斜方辉石含量显著增加，橄榄石略有增加，这些矿物主要来自于月壳溅射物的贡献。
2024年6月，嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯盆地返回1935.3克月壤。研究团队对同一批次、不同质量的嫦娥六号月壤及其中的各类岩屑的48种主微量元素进行测定。结果显示，月壤主量和微量元素的化学组成整体比较均匀，但与嫦娥六号着陆区玄武岩存在显著差异：月壤铝含量（15.0%）比玄武岩（10.6%）高出近五成，镁元素比例更高，而钛和稀土元素含量明显偏低。
图4 嫦娥六号月壤不同组分的元素组成及其与Apollo样品和月背来源陨石的对比。嫦娥六号月壤与玄武岩间的差异反映了约40±5 wt%的苏长质月壳加入。值得注意的是，加入的月壳主量和微量元素成分与NWA2995族陨石类似，并与遥感揭示的主量成分大体一致，表明月背Apollo盆地及其附近存在大量苏长质月壳。
结合岩石学分析和矿物测试结果，团队计算出月壤中约40%成分为周边溅射的苏长质岩石碎屑——这类由斜长石和斜方辉石为主构成的基性岩，广泛分布于南极-艾特肯盆地，与月球正面常见的斜长岩高地形成鲜明对比。
“与月球正面普遍存在斜长岩月壳不同，月背南极-艾特肯盆地广泛分布苏长质基性月壳。这种差异可能与南极-艾特肯盆地遭遇撞击导致月壳甚至月幔物质熔化再分异结晶有关。”汪在聪受访时指出，这项研究成果为理解月球早期形成和演化，探索月球正反面存在显著二分性原因奠定重要基础。这些苏长质的矿物组成和独特的微量元素成分（比如Cr/Sc和Th/Sm比值）与可能来自月球背面的月球陨石（NWA 2995族）类似，为通过陨石研究月球早期复杂过程，特别是月球背面的演化提供了重要新线索。
图5 嫦娥六号月壤不同组分稀土元素和Th含量及其于Apollo样品和陨石的对比。
与此同时，团队系统测定样品全岩和不同组分的钍（Th）含量，发现其普遍低于1-2 ppm（百万分之一），整体小于月球正面风暴洋克里普地体，而且这些样品也亏损钾、稀土、磷等其他放射性生热元素。着陆区玄武岩以及溅射的苏长质月壳样品都亏损这些元素，表明在Apollo盆地区域的月幔和不同深度月壳，甚至更大范围内缺少产热元素的分布。
这些新结果揭示了南极-艾特肯盆地撞击事件的深远影响：它不仅塑造了月球背面的特殊岩石，还可能改变了月球的能量格局，为未来月球早期演化研究奠定了重要基础。（审稿 陈华文）
