嫦娥五号样品揭示月球20亿年前火山活动及源区性质

嫦娥五号任务实现使人类时隔44年再次采回新的月球样品,也是中国首次地外天体采样.近期,中国地质科学院地质研究所、中国科学院国家天文台和中国科学院地质与地球物理研究所的研究团队先后报道了嫦娥五号样品的首批研究成果.嫦娥五号月壤的基础物性参数均与Apollo和Luna月壤样品的变化范围一致,但嫦娥五号月壤的粒度更细,分选更好,真密度略微低于月海玄武岩.对嫦娥五号月壤中玄武岩岩屑的富U矿物定年结果显示,其形成于20亿年前,较此前获得的最年轻月球样品(28亿年)还要年轻8亿年,确证了月球火山活动至少可以持续至20亿年前.原位Sr-Nd同位素分析表明,嫦娥五号玄武岩源自亏损的月幔,克里普组分的贡献不超过5％,从而排除了源区富含放射性生热元素提供额外热源使得月幔熔融的假说.同时,嫦娥五号玄武岩磷灰石和熔体包裹体的水含量和氢同位素分析表明,其源区也不富含水,因而不能降低熔点导致月幔熔融.因此,月球火山活动持续如此之久的原因仍然不清楚,这也为未来月球探测和研究提供了新的方向.