嫦娥六号月球样品最新研究成果发布，揭示月球背面月幔超还原状态

IT之家 8 月 8 日消息，据央视新闻报道，国家航天局探月与航天工程中心公布了嫦娥六号月球样品最新研究成果。

据介绍，中国科学家通过对嫦娥六号从月球背面采集的玄武岩样品研究，揭示了嫦娥六号着陆区深处月幔的“超还原”状态，表明这些月幔更加原始或曾遭受过大型撞击的影响。

▲ 月球背面嫦娥六号玄武岩氧逸度与正面玄武岩氧逸度的对比

IT之家查询发现，相关成果已于 7 月 30 日发表在国际学术期刊 NC 上（DOI: 10.1038/s41467-025-62341-5）。

行星的氧逸度对于理解其起源和演化至关重要。月球正背面呈现明显的二分性，包括玄武岩分布、地貌特征、化学成分和地壳厚度等。然而，正面和背面月幔的氧化还原状态是否存在差异，尚不清楚。

嫦娥六号任务首次从南极-艾特肯盆地（41.625°S，153.978°W）采回了月球背面样品（1935.3 g），为研究月幔的二分性提供了特有机会。

中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室博士后张慧娟与其导师杨蔚研究员、吴福元院士及其合作者们，利用尖晶石 V 氧逸度计和辉石 Eu 氧逸度计，对 23 个嫦娥六号玄武岩岩屑进行了研究。结果表明，嫦娥六号玄武岩的平均氧逸度为 ΔIW–1.93 ± 0.58，明显低于月球正面的阿波罗玄武岩和嫦娥五号玄武岩（ΔIW–0.80 ± 0.64），指示嫦娥六号玄武岩的月幔源区比正面月幔更加还原（图 1），说明南极-艾特肯盆地的下伏月幔不仅具有超干 (He et al., 2025, Nature)、超亏损 (Zhou et al., 2025, Nature) 的特征，而且处于超还原的状态。

▲ 月球正背面氧逸度二分性的形成机制示意图

科学家认为，这种月幔氧逸度的二分性可能与月球形成和演化的重大事件相关，可能的机制包括：

• （1）岩浆洋的不对称结晶导致正面月幔的 Fe 金属下沉到核部，使其幔部的 Fe3+/∑Fe 升高，导致正面月幔比背面月幔氧化（图 2①）；
• （2）南极-艾特肯盆地形成的大撞击引发大量的 S2 和 CO 发生脱气，导致背面月幔的 Fe2+→Fe0，从而使该地区的月幔氧逸度降低（图 2②）。

尽管上述两种机制的验证仍然具有挑战性，但是可以从图 2 看出，月球岩浆洋的不对称结晶应导致月球正背面氧逸度的整体差异（图 2①）；然而，大撞击只能导致南极-艾特肯盆地和风暴洋克里普地体的氧逸度差异（图 2②）。

因此，未来对月球背面北半球和月球正面南半球的氧逸度进行对比研究，可以识别这两种机制。同时，通过分析嫦娥六号玄武岩的挥发性同位素，如 K、Cl、Zn，也有助于阐明南极-艾特肯大撞击导致的脱气对氧逸度的影响。无论如何，南极-艾特肯盆地的超还原月幔为月球二分性成因提供了又一个新的制约。