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中国科学院国家天文台
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嫦娥六号返回样品的典型图像。
2024年9月17日，中国科学院国家天文台传来振奋人心的消息，由该机构李春来研究员、中国探月与航天工程中心胡浩主任以及北京控制工程研究所杨孟飞所长领导的联合研究团队，在权威学术期刊《国家科学评论》（National Science Review, NSR）上发表了嫦娥六号返回样品的首篇研究论文。该论文详细阐述了嫦娥六号从月球背面南极-艾特肯（South Pole-Aitken, SPA）盆地采集并返回的月壤样品的物理、矿物和地球化学特征，为月球科学研究揭开了新的篇章。
嫦娥六号月表取样返回任务自成功实施以来，便备受全球科学界的关注。此次任务共取回了1935.3克珍贵的月壤样品，这些样品不仅数量可观，而且具有极高的科学价值。研究团队通过对这些样品的深入分析，发现了一系列令人瞩目的科学发现。
论文指出，嫦娥六号返回的月壤样品具有较低的密度，这表明其结构较为松散，孔隙率较高。颗粒分析结果显示，月壤的粒径呈现双峰式分布，这一特征暗示了样品可能经历了不同物源的混合作用。与之前的嫦娥五号样品相比，嫦娥六号样品中的斜长石含量明显增加，而橄榄石含量则显著减少，这表明该区域的月壤明显受到了非玄武质物质的影响。
在矿物学分析方面，嫦娥六号月壤样品的主要物相组成为斜长石（32.6%）、辉石（33.3%）和玻璃（29.4%）。其中，斜长石的含量占比远高于嫦娥五号样品，而玻璃的含量则接近阿波罗样品的下限。此外，样品中还检测到了少量的斜方辉石，这一发现进一步证实了非玄武质物质的存在。这些矿物组成不仅揭示了月球背面月壤的复杂性，也为研究月球内部的物质成分提供了新的线索。
从岩石种类来看，嫦娥六号采集的岩屑碎片主要由玄武岩、角砾岩、粘结岩、浅色岩石和玻璃质物质组成。其中，玄武岩碎片占总量的30%~40%，其矿物以辉石、斜长石和钛铁矿为主，但橄榄石含量极低。角砾岩和粘结岩则由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜长岩和苏长岩等浅色岩石碎屑物质构成，进一步揭示了样品来源的复杂性。这些岩石碎片的多样性和混合性，为研究月球背面的地质历史和物质来源提供了宝贵的实物资料。
地球化学分析则进一步揭示了嫦娥六号样品的独特之处。样品中的铝氧化物（Al₂O₃）和钙氧化物（CaO）含量较高，而铁氧化物（FeO）含量相对较低，这一特征与月海玄武岩和斜长岩混合物的特征一致。此外，样品中的钍（Th）、铀（U）和钾（K）等微量元素含量显著低于KREEP玄武岩，与位于月球正面风暴洋克里普地体中的阿波罗任务和嫦娥五号任务的样品表现出了巨大差异。这些差异不仅有助于我们理解月球不同区域的地质差异，也为研究月球的形成和演化提供了新的视角。
此次嫦娥六号返回样品的研究成果，不仅填补了月球背面研究的历史空白，更为我们研究月球早期演化、背面火山活动和撞击历史提供了直接证据。这些珍贵的样品如同月球远古时期的“信使”，为我们揭开了月球背面神秘的面纱。随着对这些样品的深入研究，我们有望不断加深对月球内部结构、物质成分及形成演化过程的理解，推动月球及行星科学的蓬勃发展。
