北京
论文信息： 李林曦，于光远，胡森 * ，惠鹤九，陈意，李秋立，杨蔚，贾丽辉，张迪，吴石头，唐国强，王浩，谷立新，王紫宇，何会存，高宇冰，邱梦凡，高亮，周湛，林杨挺，吴福元 * .Impact origin of pink spinel in the Chang’e-6 lunar soils[J]. GCA, 2026, 429. DOI ： 10.1016/j.gca.2026.07.044.
月球表面的粉色尖晶石（pink spinel）作为一种特殊的矿物相，通过遥感观测已被证实广泛分布于月球表面。然而，关于其形成机制科学界长期以来还存在争议。随着嫦娥六号（CE6）月球探测任务的成功实施，科研工作者在返回的月壤样品中发现了含粉色尖晶石的岩屑。这些岩屑具有怎样的岩石学成因？这些岩屑是否与此前陨石或阿波罗样品中的粉色尖晶石类似？代表了月球什么样的地质背景？带着这些疑问中国科学院地质与地球物理研究所和南京大学的多位科研人员开展了研究。
研究团队以三块嫦娥六号月壤样品中的含粉色尖晶石岩屑（WGP10,G37、WGP11,G05和WGP11,G50）为研究对象（图1），利用高分辨率矿物学表征和微区地球化学分析技术，揭示了这些岩屑的精细结构与成分特征。分析表明，岩屑主要由斜长石、橄榄石和尖晶石组成，并含有少量陨硫铁和玻璃质充填物。在岩相特征上，岩屑呈现细粒结构，斜长石的阴极发光（CL）图像显示出明显的明暗差异（图2）。进一步分析证实，这种亮度差异并非由铁或钛含量变化引起，而是由冲击造成的晶格缺陷所致，表明斜长石核部经历了后期的冲击改造。并且CL更明亮的核部具有较低的镁含量，与月球亚铁斜长岩（FAN）一致，而边部则具有显著更高的镁含量，可能指示了后期富镁物质的加入。
图1 嫦娥六号样品中含粉色尖晶石的岩屑。Spl：尖晶石；Ol：橄榄石；Pl：斜长石；Tro：陨硫铁
图2 岩屑WGP11G50的背散射图像（a）和阴极发光图像（b-d）对比。彩色虚线为矿物边界的划分；黄色实线箭头为电子探针成分分析的剖面
样品的尖晶石和橄榄石都具有相对较高的镍含量，指示了月外物质的加入。然而，样品中橄榄石的氧同位素组成与月球内生岩浆成因的矿物并无显著区分。岩屑全岩的微量元素含量被进一步测试用于示踪样品和月球岩石的亲缘性。更多的不相容元素指示样品岩屑和FAN具有相似性，而样品的稀土元素配分模式则高于FAN和月球的镁质岩套（Mg-suite）更为近似。
基于上述矿物学和地球化学证据，研究团队认为岩屑由月球斜长岩受撞击后与镁质岩套和少量月外物质熔融混合形成（图3）。该模型认为，在撞击事件的温压条件下，熔体成分先进入尖晶石的稳定区，结晶出粉色尖晶石，接着斜长石和橄榄石依次结晶，最终残余熔体淬火形成充填玻璃（图4）。
图3 岩屑成因模式图。撞击导致的亚铁斜长岩原岩发生熔融并与镁质岩套和月外物质发生混合，产生了样品岩屑。其中CL明亮的斜长石核部来自于残余的FAN
图4 岩石成分相图。（a）橄榄石-斜长石-二氧化硅三元相图；（b）橄榄石-斜长石二元相图。红色箭头示意样品岩屑在形成过程中的演化方向。阶段1（S1）：FAN原岩与富镁物质混合；阶段2（S2）：粉色尖晶石结晶；阶段3（S3）：斜长石结晶；阶段4（S4）：斜长石和橄榄石共同结晶，并在最终停止结晶淬火。三个彩色圆点为三个样品岩屑评估获得的全岩成分
这一模型不仅能为嫦娥六号样品中粉色尖晶石的撞击成因提供可靠解释，还有望能推广到月表的其他地区。该模型与前人的其他模型互相补充，共同解释了粉色尖晶石在全月多处出露的原因。同时，这项研究也强调了撞击作用在月球物质演化和表面改造过程中发挥的作用，深化了我们对月球地质历史的认知。
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