科学家在嫦娥五号月壤中发现铁橄榄石分解成因单质金属铁

近日，中国科学院地球化学研究所研究团队首次在嫦娥五号铲取月壤中找到了铁橄榄石分解成因纳米金属铁的确切证据。研究结果表明，月壤形成过程中的冲击破碎作用以及月壤演化过程中微陨石撞击的局部热作用是嫦娥五号月壤中铁橄榄石分解形成纳米金属铁的主要原因，同时也可能是全月表月壤形成与演化初期阶段纳米金属铁的重要形成机制之一。

纳米级单质金属铁是太空风化作用的特征产物，广泛存在于月壤矿物颗粒中。纳米金属铁能够显著改变月壤的反射光谱特征，通过研究纳米金属铁可以获取大量月壤形成演化与月表空间环境演变历史的信息。

2020年12月，我国嫦娥五号探测器采集到位于风暴洋北部的月球样品并返回地球。同位素年代学的分析结果已证明了嫦娥五号样品具有当前已知最年轻的玄武岩年龄（~20亿年），且结合前期研究结果可知，嫦娥五号采样区表面月壤的形成年龄和空间暴露历史远小于Apollo月壤。因此，嫦娥五号样品可能保留了月壤形成与演化初期阶段单质金属铁形成机制的相关信息。

结合前期陨石学研究成果，中国科学院地球化学研究所研究团队开展了嫦娥五号铲取月壤粉末样品中富铁橄榄石原位微区电子学分析工作。实验结果表明，嫦娥五号月壤样品中铁橄榄石颗粒的边缘普遍具有含气孔纳米金属铁、无定形富硅组分及富镁层共存的特征，研究确定了月壤中铁橄榄石分解形成纳米金属铁的形成机制与相关产物，该反应发生的热源可能来自矿物破碎过程中的摩擦作用或低速的微陨石轰击产生的局部热效应。

该研究证实了月壤中单质金属铁新的成因机制，为嫦娥五号着陆区月壤形成与演化过程研究提供了参考依据，并为后续月球、小行星等返回样品分析提出了新思路。