中國(guó)科學(xué)家在嫦娥五號(hào)帶回的1731克月球樣品中發(fā)現(xiàn)了兩種新礦物，分別命名為鎂嫦娥石與鈰嫦娥石。這兩種礦物均獲得國(guó)際礦物學(xué)協(xié)會(huì)新礦物命名及分類(lèi)委員會(huì)批準(zhǔn)，成為中國(guó)科學(xué)家繼2022年發(fā)現(xiàn)嫦娥石之后的第二和第三種月球新礦物，也是全世界在返回月壤中發(fā)現(xiàn)的第七和第八種月球新礦物。

4月24日，在第十一個(gè)“中國(guó)航天日”主場(chǎng)活動(dòng)啟動(dòng)儀式上，國(guó)家航天局對(duì)外發(fā)布了這一研究成果?，F(xiàn)場(chǎng)展示了兩種粒徑為數(shù)微米的晶體的理想晶體圖，這些晶體不僅展現(xiàn)了月球表面下的微觀之美，也證明了月球是一個(gè)充滿驚喜的巨大“富礦”。

鎂嫦娥石和鈰嫦娥石均屬于稀土磷酸鹽礦物，它們隱匿于月壤微塵之中，晶體結(jié)構(gòu)精妙獨(dú)特，在地球上沒(méi)有完全相同的對(duì)應(yīng)礦物。這兩種礦物與此前發(fā)現(xiàn)的嫦娥石同屬于隕磷鈣鈉石族，該類(lèi)礦物是月球、火星及小行星樣品中常見(jiàn)的磷酸鹽礦物，但在不同類(lèi)地天體中表現(xiàn)出成分的多樣性和分布的不均一性。此次發(fā)現(xiàn)為深化月球物質(zhì)組成、地質(zhì)演化、探索月球起源等研究提供了重要科學(xué)依據(jù)，是我國(guó)深空探測(cè)與基礎(chǔ)科學(xué)研究相結(jié)合的重要成果，對(duì)于增進(jìn)人類(lèi)對(duì)月球和宇宙認(rèn)知具有重要意義。

鎂嫦娥石由中核集團(tuán)核工業(yè)北京地質(zhì)研究院首席科學(xué)家李子穎牽頭的月壤團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，呈短柱狀晶體，主要產(chǎn)出于嫦娥五號(hào)鉆取月球樣品中的玄武巖碎屑內(nèi)部，粒徑約2～30微米。鎂嫦娥石的結(jié)構(gòu)獨(dú)特，晶體結(jié)構(gòu)M位以鎂為主，且“個(gè)頭”極小，粒徑約為頭發(fā)絲直徑的1/3至1/30，肉眼看不見(jiàn)。科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)海量篩查，最終只找到一顆可供測(cè)試的理想單晶，顆粒僅有20 微米。測(cè)試過(guò)程中每一步操作都堪稱“微米級(jí)藝術(shù)”，難度堪比外科醫(yī)生做微創(chuàng)手術(shù)。鎂嫦娥石的獨(dú)特成分與結(jié)構(gòu)為研究月球形成演化、巖漿活動(dòng)、化學(xué)分異提供了全新的礦物學(xué)樣本，幫助人類(lèi)更深入讀懂月球的“前世今生”。

鈰嫦娥石由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院侯增謙院士團(tuán)隊(duì)牽頭發(fā)現(xiàn)，同時(shí)存在于嫦娥五號(hào)月球樣品以及一塊墜落于我國(guó)境內(nèi)的月球隕石中，晶體主要呈半自形粒狀或自形柱狀形式，產(chǎn)出于鈣長(zhǎng)石、鐵輝石、氟磷灰石以及鈦鐵礦邊部，粒徑約3～15微米。鈰嫦娥石是一種富含稀土元素鈰的磷酸鹽礦物，屬于隕磷鈣鈉石族礦物。與地球、火星及小行星樣品中的同族礦物相比，該礦物具有明顯的稀土富集特征，是具有“指紋意義”的行星礦物。此次發(fā)現(xiàn)的鈰嫦娥石與我國(guó)此前發(fā)現(xiàn)的嫦娥石兩者具有相同的結(jié)構(gòu)模型，但稀土元素占位不同，前者以輕稀土元素鈰（Ce）為主，后者以重稀土元素釔（Y）為主。美國(guó)阿波羅任務(wù)的返回樣品中嫦娥石系列礦物更富重稀土，而我國(guó)嫦娥五號(hào)返回樣品中嫦娥石系列礦物具有明顯富輕稀土的特征。這表明月球巖漿演化過(guò)程中輕、重稀土元素存在明顯分異行為，為認(rèn)識(shí)月球內(nèi)部物質(zhì)結(jié)晶分異機(jī)制提供了關(guān)鍵礦物學(xué)證據(jù)。

發(fā)現(xiàn)鈰嫦娥石的過(guò)程同樣不易。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)多種先進(jìn)原位表征技術(shù)，系統(tǒng)確定了物理性質(zhì)、化學(xué)組成與晶體結(jié)構(gòu)，最終確認(rèn)其為一種此前未被記錄的自然礦物。值得一提的是，鈰嫦娥石有明顯的發(fā)光效應(yīng)，在WLED的熒光材料合成領(lǐng)域具有非常好的潛在應(yīng)用。國(guó)家航天局將繼續(xù)堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)、協(xié)同高效、和平發(fā)展、合作共享的原則，組織好月球樣品科學(xué)研究?？茖W(xué)家們也將對(duì)發(fā)現(xiàn)的月球新礦物開(kāi)展深入研究，力爭(zhēng)發(fā)現(xiàn)更多未知的奧秘。