- 胡森;何会存;李林曦;高宇冰;高亮;周湛;邱梦凡;周迪圣;刘焕欣;刘小莹;陈苑宜;于光远;郝佳龙;杨蔚;林杨挺;李献华;吴福元;
2004年，我国嫦娥工程月球探测任务立项，至今，完成了“绕”-“落”-“回”三期工程，并在稳步推进“勘”-“探”-“建”四期和后续探测任务。嫦娥工程实现了我国首次地外采样返回，并成功返回了月球背面的样品，为推动我国行星科学发展作出了突出贡献，为月球与行星科学认知贡献了中国智慧。本文主要以月球水为线索，回顾月球水相关的科学问题、发展脉络和研究前沿，结合嫦娥五号和六号返回样品的新进展和新认识，探讨月球水的起源、来源与时空演变特征，及其对月球起源、地月系统起源、极区水冰探测、月表水资源利用等方面的启示，并梳理未来月球水的研究方向，为后续月球探测任务规划提供参考。
2025年06期 v.45 1017-1046页 [查看摘要][在线阅读][下载 2344K] [下载次数：298 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 岳宗玉;芶盛;Gregory Michael;
月球晚期重轰击（Late Heavy Bombardment, LHB）假说认为在约39亿年前月球曾发生过一次短暂但剧烈的撞击高峰，形成了月球表面的主要大型盆地。它曾被认为是月球乃至太阳系类地天体演化的基本理论之一，其主要依据是在Apollo和Luna任务返回的月球样品中很少有早于40亿年的撞击熔岩。然而LHB假说自从提出以来就遭受质疑，近年更是被大多数行星科学家所摒弃，研究人员提出了多种理论解释返回样品中早期撞击熔岩缺失的原因。因为该假说经过了多年的发展，已经在动力学等领域出现了相匹配的理论，从而在一些科学家脑海中形成了根深蒂固的观念。本文首先介绍了该假说的起源与发展以及有关的质疑，然后利用我国嫦娥六号样品的外来苏长岩的定年结果等作为控制点，构建了撞击坑年代函数，在此基础上推导的撞击率函数进一步颠覆了LHB假说，指出月球以及内太阳系在形成之后撞击频率快速下降，在39亿年前左右并不存在撞击高峰。
2025年06期 v.45 1047-1058页 [查看摘要][在线阅读][下载 746K] [下载次数：89 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 郭壮;白杨;
纳米矿物广泛存在于月壤中，记录了月面太空风化、撞击等外动力改造信息。基于扫描电镜、透射电镜及电子能量损失谱等微区分析，本文系统介绍了嫦娥五号、嫦娥六号月壤中纳米铁、铜矿物的结构化学特性及其形成机制。研究表明，嫦娥五号铁橄榄石风化环带中的纳米金属铁源于撞击加热导致的橄榄石分解；钛铁矿环带中纳米金属铁的形成与太阳风辐照和热辐射过程密切相关。月表除铁元素的还原外，具有典型撞击改造特征的月壤铁硫化物内部存在大量纳米磁铁矿，其含量与周围玻璃中的钛元素浓度密切相关，表明月表高钛区域可能广泛存在纳米磁铁矿。铜作为另一重要金属元素，月壤中存在蓝辉铜矿、斑铜矿及金属铜等纳米铜矿物，月表纳米铜矿物的形成与月球撞击诱导的含铜物质发生局部熔融及蒸发沉积过程相关。研究揭示了月表铁、铜等金属元素在撞击与太空风化等外动力改造过程中发生的复杂元素价态转变及迁移富集，形成多种铁、铜纳米矿物赋存于月壤中。因此，纳米矿物是洞察月表物质外动力演化的重要视角，通过厘清月壤中纳米矿物的微观结构化学特性及其形成机制，有望为理解月表复杂物质组成及其外动力演化历史提供新证据。
2025年06期 v.45 1059-1070页 [查看摘要][在线阅读][下载 1660K] [下载次数：152 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 刘毅;杨晶;刘耘;
NWA 16372是一块月球橄长斜长岩陨石，Arguin 002则是月球苏长岩陨石。本文系统研究了这两块来自月球高地月壳的陨石的岩相学、矿物学和地球化学特征。NWA 16372具有冲击角砾结构，主要由斜长石（An_(95.4～97.5)）、橄榄石（Fo_(74.5～80.9)）、辉石（En_(54.7～68.6)Fs_(14.8～20.9)Wo_(11.0～30.0)）组成，其斜长石稀土元素含量整体较低，具有显著Eu正异常（(Eu/Eu*)_N值范围为11.57～20.88）；橄榄石则表现为轻稀土亏损、重稀土相对富集，并具有Eu正异常（(Eu/Eu*)_N=3.3）。全岩化学成分特征表现为高Mg#（约75）、w(Al_2O_3)(31.4%±0.10%)、w(Ca O)(17.5%±0.10%)和低w(K_2O)（约0.01%）特征，与已发现的月球镁质斜长岩样品基本一致。NWA 16372中未熔融和未熔长石化的粗粒斜长石角砾说明其经历的冲击压力不高于20 GPa，但熔融后再结晶的细粒斜长石-橄榄石基质说明其原岩经历了压力至少为45 GPa的撞击事件，说明二者经历了不同的压力-温度-时间（p-T-t）冲击条件。Arguin 002主要由熔长石（An_(92.1～94.0)）、斜方辉石（En_(32.2～34.0)Fs_(62.6～64.5)Wo_(2.2～4.4)）、二氧化硅和单斜辉石（En_(31.6～43.5)Fs_(14.7～61.4)Wo_(7.0～43.2)）组成，副矿物包括磷灰石和铬铁矿等。其镁铁质硅酸盐矿物Mg#（约66）显著低于典型月球苏长岩样品，反映了不同的岩浆分异历史或者母岩浆没有携带KREEP成分。Arguin 002中熔长石的出现限定其原岩遭受的冲击压力约为25～30 GPa。两块陨石的岩石学成因表明相当比例的原始月壳被不含KREEP的幔源熔体交代作用所影响。本文为探讨原始月壳经历的内外动力改造作用和演化过程提供关键性制约。
2025年06期 v.45 1071-1088页 [查看摘要][在线阅读][下载 2919K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 凌宗成;卢学金;
月球光谱学是一门通过光谱学手段研究月球地质与环境演化的学科，以获取月球表面物质组成为主要科学目标。通过获取月表多波段光谱信息，可有效识别月球矿物种类、丰度与分布，揭示月壳和月幔的组成特征、内部热演化状态以及地质演化历史。本文简要介绍了月球紫外-可见-近红外反射光谱、热发射光谱、激光主动光谱和能谱的基本原理与应用概况，对阿波罗时代以来月球矿物学的主要研究进展进行总结归纳，重点介绍中国嫦娥系列探月任务中，利用月球光谱学技术所取得的重要成果。嫦娥一号与二号任务建立了中国月球遥感数据体系，嫦娥三号与四号实现了月球正背面原位巡视探测任务，为识别玄武岩类型、月壳深部物质组成提供了多源光谱数据。嫦娥五号任务返回了迄今最年轻的玄武岩样品，光谱学分析揭示了月球晚期火山岩的组成特征及太空风化机制，嫦娥六号任务返回了人类首份月背样品，为研究月球深部物质组成和月背火山成因提供了全新的研究线索。综合已有探测数据与样品研究成果，1??250万月球全月岩石类型分布图编制完成，该图集成了当前对月球内动力作用和岩石类型分布的系统认识，为月球地质研究提供了统一参考。随着光谱探测技术的发展，月球光谱学技术将更加精细化与系统化，有望在解答月球乃至类地行星早期地质演化与岩浆分异等重大科学问题方面继续发挥关键作用。
2025年06期 v.45 1089-1105页 [查看摘要][在线阅读][下载 2622K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 孙旖繁;甄治钧;陈圣波;曹利赛;曾庆鸿;崔亮;
月球表面矿物丰度是揭示其地质演化过程的关键信息，精准获取该数据对月球科学研究意义重大。然而，地形对高光谱数据的获取和矿物丰度反演结果产生显著影响。本研究以Apollo任务登陆区及周边为目标区域，开展矿物丰度反演方法的系统验证与应用。对月球矿物学测绘仪高光谱数据进行空间配准、辐射定标及地形校正等预处理，有效降低数据误差，获取高保真的月球表面反射光谱，为后续反演奠定可靠数据基础。在此之上，创新性融合辐射传输物理模型与光谱稀疏解混模型，针对研究区内斜长石、橄榄石、辉石等主要矿物，完成高精度矿物丰度反演计算。通过将反演结果与Apollo任务采集的月球高地样品实验室分析数据进行定量比对，系统评估反演方法准确性。结果显示，反演的矿物丰度与样品实测值一致性良好，均方根误差在0.17左右。该成果为基于月球矿物学测绘仪高光谱数据开展大范围、高可信度的月球矿物填图提供了有效方法支撑，也为深入研究月球高地矿物演化过程提供了重要定量依据。
2025年06期 v.45 1106-1114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1023K] [下载次数：23 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 党亚南;张锋;苏子昂;牛胜利;殷浩林;
Marius Hills火山复合区（Marius Hills Volcanic Complex, MHVC）为月球上火山数量最多、火山地貌类型最丰富的地区。为深入理解MHVC地区火山喷发方式及熔岩流侵位过程，本研究利用影像和地形数据在该地区识别出226个火山机构（小型盾状火山或火山穹隆-火山锥复合体）和超过3100多个环形凹陷穹丘（Ring-Moat Dome Structures, RMDSs），开展了RMDSs与火山机构及熔岩流的空间关系分析。结果显示MHVC形成和演化过程中爆裂式和溢流式两种喷发模式普遍存在，而不同的熔岩地貌类型则与岩浆的物理化学特性（如温度、晶体含量、黏度和成分变化等）及动力学特征（喷发速率与规模等）密切相关。RMDSs主要分布在火山机构侧翼与周围坡度较缓的熔岩流表面，揭示了RMDSs是月海玄武岩侵位过程中形成的一种表面形貌特征，与已提出的RMDS泡沫岩浆成因理论模型保持一致。此外，RMDSs的成簇分布特征支持MHVC地区火山穹隆（小型盾状火山）的喷出而非侵入成因。
2025年06期 v.45 1115-1124页 [查看摘要][在线阅读][下载 1672K] [下载次数：42 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 鲍烨明;郭弟均;刘洋;刘建忠;邹永廖;
南极-艾肯（South Pole–Aitken, SPA）盆地是月球上已确认的最大、最古老的撞击构造，对于认识月球的早期演化具有重要价值。本文基于矿物学和地球化学数据，对SPA盆地的岩性分布特征及可能源自下月壳与上月幔的深部物质出露进行了研究。结果表明，SPA盆底斜长苏长/辉长岩和苏长/辉长斜长岩分别呈现南北向与东西向对称分布，表现出显著的双轴对称性。这一格局符合撞击过程倾斜入射所预测的物质分布特性，但没有极低入射角（相对于水平面<30°）时的溅射物分布“禁区”。因此形成SPA盆地的撞击可能具有相对较高角度（>45°）的倾斜入射，且挖掘的深部物质呈现方位不均一分布。SPA盆地在315°～360°方位存在FeO、Ti和Th异常富集，表明SPA盆地内上月幔或下月壳的深部物质在盆地内部非均匀有限出露。然而，该方位Ti、Th的整体含量不高，本文认为SPA撞击可能发生在月幔翻转启动之后，但月幔翻转不彻底，SPA撞击发生时壳幔之间仍存在一定量的钛铁矿层。SPA盆地的岩性和地球化学特征能够为约束SPA撞击条件、探讨月幔翻转等月球早期演化提供关键证据。
2025年06期 v.45 1125-1138页 [查看摘要][在线阅读][下载 2602K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 丁春雨;徐讲湾;支羽萧;Ravi Sharma;梁梓航;邱小航;雷钟涵;陈浩钰;蒋畅之;陈文韬;
月球浅表层结构演化及古环境重建的研究，对于深化人类对月球地质历史与太阳系早期演化过程的认知具有重要意义，同时也为月球资源的开发利用与人类在月面长久驻留提供了关键的科学基础。本文依托嫦娥工程获取的高精度测月雷达（Lunar Penetrating Radar, LPR）数据，主要归纳了研究团队近年来在月球浅表层研究中利用LPR技术取得的科学成果与进展。研究建立频率偏移衰减模型，说明了铁钛含量的差异造成嫦娥三号和四号雷达穿透深度相差约3倍（对比约为11 m与40 m）；实现了对月壤介电特性高精度的反演，识别出了月球最晚期火山活动（距今约22亿年）的雷达证据，深化了对月海区与南极-艾特肯盆地深部结构的认识；研发出多参数融合雷达盲测方法，实现月球地下空洞的精准识别，为月球基地选址工作提供技术支撑；创新“撞击双效-纹层调控”模型，阐明了月壤孔隙度的稳态机理等。上述研究成果不仅延展了月球浅表层结构演化与古环境重建的研究视角，还为未来月球基地建设以及人类跨天体生存探索奠定了坚实基础。
2025年06期 v.45 1139-1160页 [查看摘要][在线阅读][下载 2142K] [下载次数：47 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]