研究證實(shí)亞微米級磁鐵礦顆粒在全月表范圍內或普遍存在

磁鐵礦是行星科學(xué)中重要的氧化礦物之一，涉及古磁場(chǎng)和生命指標等科學(xué)問(wèn)題。通常，磁鐵礦在還原性月球表面被認為是罕見(jiàn)的。穆斯堡爾譜和電子自旋共振研究結果提出阿波羅月球土壤中普遍存在亞微觀(guān)的“類(lèi)磁鐵礦”相的假說(shuō)，但至今沒(méi)有相關(guān)礦物學(xué)證據證明它們在月球的起源和潛在分布。月球遙感探測結果發(fā)現，月球高緯度地區廣泛存在被地球風(fēng)氧化的三價(jià)鐵及其載體礦物；嫦娥五號的研究成果揭示了月壤中撞擊誘導形成的局部微尺度氧化環(huán)境。然而，上述發(fā)現均是偶發(fā)而獨立存在的，無(wú)法將其形成機制拓展到全月表范圍。因此，月球表面經(jīng)歷的過(guò)程是否是完全的還原過(guò)程、以磁鐵礦為代表的氧化環(huán)境是否普遍存在以及磁鐵礦是否與月球表面磁異常相關(guān)等問(wèn)題是研究焦點(diǎn)。中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所李陽(yáng)團隊對嫦娥五號月壤中硫化鐵顆粒的微觀(guān)特征展開(kāi)了系統的分析工作，發(fā)現了賦存于硫化鐵顆粒內部大量的亞微米級磁鐵礦。原位微區工作發(fā)現，該類(lèi)磁鐵礦顆粒的撞擊誘導成因，以及與硫化鐵顆粒所嵌入的玻璃含鈦量之間的正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，研究在約200個(gè)撞擊玻璃的表面發(fā)現了7個(gè)富集磁鐵礦的液滴狀硫化鐵顆粒。這一現象是普遍的但存在一定的概率，且其形成環(huán)境符合撞擊過(guò)程及鈦含量富集的規律。這種賦存于硫化鐵顆粒中的磁鐵礦提供了在阿波羅時(shí)期發(fā)現的亞微米級“類(lèi)磁鐵礦”相的原位礦物學(xué)證據，表明撞擊誘發(fā)的亞微米級磁鐵礦可能在月球的高鈦區域普遍存在。該研究證實(shí)了亞微米級磁鐵礦顆粒在全月表范圍內普遍存在，更新了科學(xué)家對月球微尺度氧化環(huán)境的認知。同時(shí)，這些撞擊誘導的磁鐵礦顆粒對于剖析月球磁異常和月球深部的礦物成分具有重要意義。

近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項等的支持。Magnetite is one of the important oxidized minerals in planetary science, involving scientific issues such as ancient magnetic field and life indicators. Generally, magnetite is considered rare on the reducing lunar surface. The results of M?ssbauer spectroscopy and electron spin resonance studies have proposed the hypothesis that submicroscopic "magnetite-like" phases are prevalent in the Apollo lunar soil, but so far there is no relevant mineralogical evidence to prove their origin and potential distribution on the moon. Lunar remote sensing detection results have found that ferric iron and its carrier minerals oxidized by the earth's wind are widely present in high latitudes of the moon; Chang'e-5 research results revealed the local micro-scale oxidation environment induced by impact in the lunar soil. However, the above-mentioned discoveries are accidental and independent, and their formation mechanism cannot be extended to the entire lunar surface. Therefore, questions such as whether