我國(guó)月球科學(xué)研究近日取得一項(xiàng)里程碑式進(jìn)展——科研團(tuán)隊(duì)在嫦娥六號(hào)帶回的月背樣品中，首次檢測(cè)到由大型撞擊事件形成的微米級(jí)赤鐵礦與磁赤鐵礦晶體。這一發(fā)現(xiàn)不僅改寫了月球氧化反應(yīng)機(jī)制的傳統(tǒng)認(rèn)知，更為南極-艾特肯盆地邊緣磁異常現(xiàn)象提供了關(guān)鍵礦物學(xué)證據(jù)。

研究團(tuán)隊(duì)通過透射電子顯微鏡、拉曼光譜等先進(jìn)技術(shù)，在編號(hào)CE6C0300YJFM00301的月球樣品中，確認(rèn)了原生赤鐵礦顆粒的獨(dú)特晶格結(jié)構(gòu)。這些微米級(jí)晶體與隕硫鐵顆粒呈現(xiàn)清晰的接觸關(guān)系，其中氧元素（品紅色標(biāo)記）與硫元素（青色標(biāo)記）的分布差異，直觀展現(xiàn)了氧化反應(yīng)的微觀過程。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，在700-1000℃高溫條件下，隕硫鐵（FeS）經(jīng)歷脫硫反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為赤鐵礦（α-Fe?O?）、磁赤鐵礦（γ-Fe?O?）及磁鐵礦（Fe?O?）。

該成果發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》期刊，揭示了月球表面在極端還原環(huán)境下仍存在強(qiáng)氧化過程的矛盾現(xiàn)象。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，月球因缺乏大氣層保護(hù)，整體處于還原狀態(tài)，難以形成高價(jià)態(tài)鐵氧化物。但新研究指出，大型撞擊事件能瞬間產(chǎn)生高氧逸度氣相環(huán)境，使鐵元素在氣化過程中被氧化。這種氧化機(jī)制不僅解釋了赤鐵礦的形成，其產(chǎn)生的磁性礦物（磁鐵礦、磁赤鐵礦）更可能是南極-艾特肯盆地磁異常的載體。

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的成因模型顯示，當(dāng)直徑數(shù)百公里的撞擊體撞擊月球時(shí)，表面物質(zhì)氣化形成局部高氧逸度區(qū)域。隕硫鐵在高溫下分解出的硫元素?fù)]發(fā)，剩余鐵元素則被氧化成不同價(jià)態(tài)的鐵氧化物。這一過程與月球早期頻繁的撞擊事件密切相關(guān)，為理解月球地質(zhì)演化提供了新視角。特別是南極-艾特肯盆地作為太陽系已知最大的撞擊結(jié)構(gòu)，其形成時(shí)的能量釋放遠(yuǎn)超其他區(qū)域，為此類氧化反應(yīng)提供了理想場(chǎng)所。

2024年嫦娥六號(hào)任務(wù)從該盆地東北部的阿波羅盆地采集樣品，為研究提供了關(guān)鍵材料。該區(qū)域緊鄰盆地西北部的磁異常區(qū)，樣品中發(fā)現(xiàn)的磁性礦物分布特征，與磁異常的空間位置高度吻合。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅證實(shí)了月球表面存在氧化反應(yīng)的猜想，更通過實(shí)物證據(jù)建立了撞擊事件-氧化過程-磁異常的因果鏈條，為后續(xù)月球磁場(chǎng)演化研究奠定了基礎(chǔ)。