中国科学家发现月球新矿物“铈镁嫦娥石”
2026-04-23 09:05
来源:中国地质科学院深地探测与矿产勘查全国重点实验室
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在浩瀚无垠的宇宙中,月球的起源与演化始终是人类探索的终极命题。2026年4月22日,一个令人振奋的消息从北京传来:经国际矿物学会新矿物命名与分类专业委员会评审投票,由中国地质科学院深地探测与矿产勘查全国重点实验室侯增谦院士团队发现并申报的月球新矿物——铈镁嫦娥石(Magnesiochangesite-(Ce))正式获得批准。这是人类发现的第十一种月球新矿物,我国成为与美国并列发现月球新矿物最多的国家。

这一发现不仅拓展了人类对物质世界的认知边界,更为理解月球乃至地球早期岩浆活动和稀土元素分异机制提供了前所未有的矿物学证据。

从44克陨石到十亿分之一的世界

故事要从2024年1月22日说起。那一天,一颗仅有44克的球状陨石坠落在新疆塔克拉玛干沙漠。这颗表面覆盖着深色熔壳的小石块,很快引起了科学家的注意。

经国际陨石学会命名委员会批准,这颗陨石被命名为Pakepake005,正式确认其为月球碎屑角砾岩。这是第一块坠落在我国境内并被正式批准的月球陨石,填补了我国本土月球陨石发现的空白。

Pakepake005陨石虽然仅有44克,却记录了月球两个关键的地质事件:39.2亿年前重塑月貌的雨海盆地撞击事件,以及34.9亿年前证明月球内部仍然火热的极低钛玄武岩浆活动。

在这颗陨石中,研究团队发现了更令人震惊的秘密。通过对样品的系统研究,他们发现了一种自然界此前完全未知的矿物。经过物理性质测定、谱学振动研究、化学成分分析以及晶体结构精修等一系列严密的科学测试,研究团队最终确认:这是一种富镁富轻稀土的陨磷钙钠石族新矿物。

铈镁嫦娥石——一个承载着中国探月文化传承的名字,由此诞生。

月球矿物学的里程碑

填补月球矿物学空白

铈镁嫦娥石是一种全新的含稀土磷酸盐矿物,属于三方晶系,是硅铈石超族陨磷钙钠石族的新成员。此前,人类在月球上仅发现了十种矿物,而铈镁嫦娥石是继美国和德国科研团队之后,在月球陨石中发现的第三种月球新矿物。

至此,我国发现的月球新矿物总数已达到4个,与美国并列全球第一。这一成就标志着我国月球矿物学研究已跻身世界前列。

极微颗粒的精准鉴定

铈镁嫦娥石的鉴定难度极高。该矿物主要以半自形粒状或自形柱状形式产出于钙长石、镁橄榄石以及氟磷灰石边缘,颗粒大小约3至25微米,一般小于10微米——相当于头发丝直径的1/25左右。

在这样的极限尺度下,研究团队通过国产高分辨率二次离子探针质谱仪等尖端设备,完成了对矿物的物理性质测定、谱学振动研究、化学成分分析以及晶体结构精修等一系列精密测试。这一过程打破了过去依赖国外技术垄断的局面,展示了我国在深空探测前沿技术领域的自主创新能力。

揭示复杂元素替代机制

作为铈镁嫦娥石的第一发现人,中国地质科学院王艳娟博士还将研究视野拓展到月球与火星陨石以及地球超深金刚石包体中的陨磷钙钠石,开展了系统的对比研究。

研究发现,月壤中陨磷钙钠石的化学成分远比前人认知的更为复杂,多个结晶学位点存在同价与异价元素替代,可能衍生出不同组合的潜在电价平衡机制。这一发现对月球矿物学研究具有深远影响。

铈镁嫦娥石呈现出独特的物理化学特征:

光学与物理特性: 呈无色透明状,具有玻璃光泽,性脆,具贝壳状断口,并表现出明显的荧光效应。

化学组成: 富含稀土元素铈(Ce)和镁(Mg)。“铈、镁”分别代表矿物富含这两种元素,“嫦娥石”则体现了中国探月工程的文化传承。

晶体结构: 属于三方晶系,是硅铈石超族陨磷钙钠石族的新成员,其晶体结构模型为研究稀土元素在月球岩浆演化中的分异机制提供了关键矿物学证据。

共生关系: 主要以半自形粒状或自形柱状形式产出于钙长石、镁橄榄石以及氟磷灰石边缘,揭示了月球岩浆结晶分异过程中稀土元素的富集规律。

为月球岩浆演化提供新视角

铈镁嫦娥石的发现为研究月球岩浆演化过程提供了关键矿物学证据。其独特的化学成分和晶体结构,揭示了月球早期岩浆活动中的稀土元素分异机制,为理解月球内部的热演化历史提供了新的线索。

研究指出,Pakepake005陨石记录的两个关键月球地质事件——39.2亿年前的雨海盆地撞击和34.9亿年前的极低钛玄武岩浆活动——都与月球岩浆活动密切相关。铈镁嫦娥石的存在,进一步证明了月球内部曾经发生过复杂的岩浆分异过程。

拓展稀土元素分异机制认知

稀土元素是高科技产业的关键战略资源。铈镁嫦娥石中丰富的轻稀土元素富集特征,为研究稀土元素在行星岩浆演化中的分异机制提供了天然实验室。这一发现不仅对月球研究具有重要意义,也为地球稀土资源的成矿规律研究提供了借鉴。

新型发光材料的启示

铈镁嫦娥石表现出明显的荧光效应,其独特的发光特性可为新型发光材料研究提供重要参考。这一特性在光电子器件、荧光探针、生物成像等领域具有潜在应用前景。

深化陨磷钙钠石族矿物学认知

研究团队对月球与火星陨石以及地球超深金刚石包体中的陨磷钙钠石开展了系统的对比研究,发现该族矿物的化学成分远比前人认识的更复杂。这一发现将推动陨磷钙钠石族矿物学理论的深化,为行星物质组成研究提供相互印证的重要样本。

铈镁嫦娥石的发现,使我国发现的月球新矿物数量达到4个,与美国并列全球第一。这一成就不仅展现了我国在深空探测领域的综合实力,也为国际月球科学研究贡献了宝贵的中国智慧。

目前,铈镁嫦娥石的原型标本和等型标本已分别馆藏于中国地质博物馆和中国地质科学院,面向全球科学家开放研究。

中国地质科学院侯增谦院士团队表示,将继续深耕月球与行星矿物学领域,推动我国深空探测事业向更高水平发展。随着更多月球样本的研究深入,人类对月球起源与演化的认识将不断深化。

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