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环球资讯广播:上天入地的美丽邂逅 中国发现月球新矿物“铈嫦娥石

记者4月24号从国家航天局、自然资源部中国地质调查局获悉,经国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会评审投票,由中国地质科学院侯增谦院士团队发现并申报的月球新矿物——铈嫦娥石(英文名:Changesite-(Ce))正式获得批准,成为人类在月球上发现的第八种新矿物。

铈嫦娥石理想晶体图

铈嫦娥石是一种富含稀土元素铈的磷酸盐矿物,属于陨磷钙钠石族矿物。与地球、火星及小行星样品中的同族矿物相比,该矿物具有明显的稀土富集特征,是具有指纹意义的行星矿物。此次发现的铈嫦娥石与我国此前发现的嫦娥石两者具有相同的结构模型,但稀土元素占位不同,前者以轻稀土元素铈(Ce)为主,后者以重稀土元素钇(Y)为主。

中国科学院院士、深地探测与矿产勘查全国重点实验室主任侯增谦:以往发现的嫦娥石和这次发现的铈嫦娥石都是在月球的正面,虽然相距不是太远,这意味着原来相对富重稀土的嫦娥石和现在发现的富轻稀土的嫦娥石,记录了月球演化不同阶段的一些产物,所以我们通过这样一个新的发现,就可以更好地了解月球形成演化的历史。

侯增谦院士(图右二)与研究人员在实验室(安然 摄)

值得注意的是,美国阿波罗任务的返回样品中嫦娥石系列矿物更富重稀土,而我国嫦娥五号返回样品中嫦娥石系列矿物具有明显富轻稀土的特征,表明月球岩浆演化过程中轻、重稀土元素存在明显分异行为,这一差异为认识月球内部物质结晶分异机制提供了关键矿物学证据。

据新矿物的第一发现人、来自中国地质科学院的王艳娟博士介绍,铈嫦娥石的发现基于两类来源完全不同的珍贵样品:原型标本来自嫦娥五号任务从月球正面风暴洋地区采集并返回的月壤样品,共型标本来自2024年在我国新疆塔克拉玛干沙漠发现的月球陨石Pakepake 005,后者是首块在中国境内发现并获得国际正式认可的月球陨石。国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会一位代表委员在评论中写道:“这是在月球及坠落至地球的月球陨石中同时取得的一项非凡发现”。

王艳娟博士在实验室

研究团队在对嫦娥五号月壤样品和第一块坠落中国境内月球陨石进行研究过程中,通过纳米压痕、阴极发光、扫描电镜、电子探针、拉曼光谱、X射线单晶衍射以及三维电子衍射等多种先进原位表征技术,系统确定了物理性质、化学组成与晶体结构,最终确认其为一种此前未被记录的自然矿物。

侯增谦:我们从拿到样品到完成新矿物的识别和提交,花了两个月的时间。它是在非常微细的、微小的月壤颗粒里面发现的,相当于头发丝的1/20。我们先从样品里大面积地筛查,采用一些技术手段来发现异常的、我们认为可能潜在的情况,再进行化学的分析、光谱的表征,还有最后的结构确定,有完整的流程,才能把最后的新矿物确定下来。

a: 嫦娥五号月壤,c: Pakepake005月球陨石, b,d: 铈嫦娥石及其共生矿物 (Cgs-Ce:铈嫦娥石,An: 钙长石,Fs: 铁辉石,Pgt: 易变辉石, Tro: 陨硫铁)

铈嫦娥石的发现不仅丰富了自然界、特别是月球的矿物种类,揭示了月壤中陨磷钙钠石族矿物的晶体化学复杂性,表明月球物质组成及其演化过程的多样性,而且作为富含稀土元素的矿物,为评估月球稀土资源潜力及未来原位资源利用提供了基础数据。

该研究由中国地质科学院牵头,联合国内外多家科研机构共同完成,是我国深空探测与基础科学研究深度融合的又一重要成果。

侯增谦:获得样品是一个国家综合国力的体现,没有技术上的突破,就不可能获得地外的样品。这得益于三个重要的因素,第一是我们有长期的技术积累;第二我们有比较成熟的、比较先进的平台支撑,有观测测试的装备以及强大的分析测试能力;第三就是团队之间的密切协作,这样才能快速地实现。