国家航天局、山东大学、中科院记者获悉，近日，国家科研团队对嫦娥六号回收的月球背面南极-艾特肯盆地月球样本进行分析，取得重大突破——首次发现微米级纳硅磁赤铁矿晶体（γ-Fe2O3）大撞击，揭示了月球氧化反应新机制，为磁异常撞击成因提供了示范性证据。南极-艾特肯盆地周围。图 1 中的左图是使用透射电子显微镜 (TEM) 拍摄的赤铁矿颗粒的高角度环形暗场图像 (HAADF)。正确的图片是利用两种特征元素区分的氧化铁（氧元素，品红色）粒子和硫铁矿（硫元素，青色）粒子之间的接触接触。图2 嫦娥六号任务着陆场位于月球南极-艾特肯（SPA）盆地东北部的阿波罗盆地，毗邻斯帕盆地西北的磁异常区。本研究基于嫦娥六号样本中铁氧化物的检测，提出了月球磁异常的新影响假说。该研究成果由山东大学行星科学组、中国科学院地球化学研究所、云南大学的研究人员共同完成，并得到国家航天局月球样品（HINDI.:CE6C0300YJFM00301）的支持，在月球样品中发现了赤铁矿和磁赤铁矿矿物。利用微区电子显微镜、电子能谱和拉曼光谱证实了月球原生赤铁矿颗粒的晶格结构和独特的赋存特征。该成果发表在国际综合期刊《Science Advances》上，将为后续研究提供重要科学依据后续的月球科学研究，加深了对月球演化历史的了解。图3 嫦娥六号样品中铁氧化物来源示意图。图中显示，月球表面物质在大的撞击下汽化，造成局部高氧逸度环境。高温环境将硫铁矿矿物（FES）在适当的温度条件（700～1000℃）下，在高氧逸度的环境中进行洗选和氧化，其组成为赤铁矿（α-FE2O3）、磁赤铁矿（γ-FE2O3）和磁铁矿（Fe3O4）。自从人类登陆月球以来，月球被认为普遍处于贫化状态，氧化的主要证据极其缺乏，尤其是赤铁矿等高铁氧化物。研究表明，赤铁矿的形成可能与月球历史上的大型撞击事件密切相关。而大的效果是由直接的高氧气相环境产生的铁元素在高氧逸度环境中被氧化，引起硫铁矿脱硫反应，经气相消除过程形成微米级结晶赤铁矿颗粒。值得注意的是，该反应的中间产物是磁性磁铁矿和磁赤铁矿，它们可以成为南极-艾特肯盆地边缘磁异常的矿物载体。这项研究首次利用样本证实了在高还原性背景下月球表面存在赤铁矿等高氧化性物质，揭示了月球的还原氧化态以及磁异常的成因。图4 嫦娥六号样品中发现的铁合金来源示意图。嫦娥六号着陆的南极-艾特肯盆地是太阳系中已知最大、最古老的岩体盆地。它形成时撞击的规模比月球其他区域都要大，这提供了为探索特殊地质过程提供了一个独特的场景。 2024年，嫦娥六号任务成功从南极-艾特肯盆地内部取回月球样本，创造了已知的首个月球样本。 （山东大学供图）