近日，我校开云官方网页版官网佘振兵、汪在聪、张昊教授团队围绕嫦娥六号月壤矿物组成与月球背面遥感解译问题，在国际学术期刊《Geophysical Research Letters》发表研究成果。该研究以嫦娥六号从月球背面南极–艾特肯盆地返回的月壤样品为对象，结合TIMA自动矿物分析、电子探针矿物化学和实验室反射光谱测量，揭示了着陆区玄武岩与溅射物的真实矿物组成，并对月球背面遥感矿物定量结果进行了样品尺度校准，为认识月球深部物质暴露程度和月球正背面差异演化提供了新的返回样品证据。
月球背面的南极-艾特肯盆地（SPA Basin）及嫦娥4号、6号着陆区(据Zeng et al.， 2023)
南极–艾特肯盆地是月球最大、最古老的撞击盆地之一，长期被认为可能记录了月球早期撞击历史和深部物质组成。由于嫦娥六号任务之前缺乏月球背面返回样品，关于该区域是否广泛出露月幔物质，主要依赖轨道遥感光谱数据进行推断。此前多项研究认为，嫦娥六号着陆区及其周边可能富含低钙辉石或橄榄石等超镁铁质矿物，因此该区域也被视为检验月球深部结构模型的重要窗口。嫦娥六号首次实现月球背面采样返回，为这些遥感认识提供了直接的样品约束。
研究团队利用TIMA自动矿物分析系统，对嫦娥六号月壤中不同粒级颗粒和玄武质岩屑开展高通量矿物识别、模式丰度统计和岩相学分析；同时采用电子探针分析辉石、橄榄石等关键矿物的化学组成，并在同一样品上获取可见光–近红外–中红外反射光谱。通过将显微尺度矿物组成与实验室光谱响应直接对应，研究建立了从返回样品实测结果到遥感解译校准的多技术联合分析路径。
TIMA矿物自动定量分析系统获得的嫦娥6号月壤玄武岩颗粒矿物相图
对6000余颗月壤颗粒的分析显示，嫦娥六号样品主要由单斜辉石、斜长石和玻璃组成，其中单斜辉石含量约为26.5–32.9 vol%，斜长石约为29.9–33.2 vol%，玻璃约为32.4–36.2 vol%。与此前部分遥感解译结果不同，样品中的斜方辉石和橄榄石含量很低，玄武质岩屑中也几乎不含橄榄石和斜方辉石。电子探针结果进一步表明，样品中的辉石以普通辉石为主，橄榄石多见于月壤角砾岩颗粒中，并不支持着陆区存在显著橄榄石或斜方辉石富集的解释。
研究团队进一步通过质量平衡计算估算混入嫦娥六号月壤的南极–艾特肯盆地壳源溅射物组成。结果显示，该部分物质以斜长石为主，斜长石含量可达约78.3 vol%，仅含少量单斜辉石、斜方辉石和橄榄石。这说明嫦娥六号着陆区物质中深部月幔来源组分贡献有限，表层物质组成可能比此前基于遥感数据得到的认识更贫超镁铁质组分。
TIMA测定的嫦娥6号月壤的矿物含量
值得注意的是，针对同一样品的实验室反射光谱反演结果却给出了较高的低钙辉石和橄榄石估算值，与此前轨道遥感结果较为接近。以TIMA矿物学结果作为“地面真值”进行比较后，研究团队认为，现有反射光谱方法可能系统性高估了嫦娥六号样品中的低钙辉石含量，高估幅度约为10%–25%。这种偏差可能与月球背面特殊空间风化环境、颗粒表面的玻璃质包覆、冲击变质对特征吸收带的削弱，以及现有光谱模型主要依据月球正面样品或人工混合样品校准有关。
CE-6 样品的反射光谱特征：(a) 0.5 至 25 μm 的可见光-近红外-中红外反射光谱; (b)可见光-近红外反射光谱; (c) 去除连续谱后的可见光-近红外光谱; (d) CE-6 样品与天然和合成辉石的谱带中心比较
该研究表明，月球背面遥感识别出的低钙辉石富集信号，并不必然对应大量斜方辉石或月幔物质出露，部分信号可能受到玻璃、冲击改造、空间风化和辉石成分混淆的共同影响。这一认识提示，南极–艾特肯盆地表面超镁铁质物质的实际分布范围可能低于此前估计，月球背面矿物定量遥感模型亟需结合返回样品重新校准。
相关成果为嫦娥六号返回样品研究提供了重要矿物学基础，也对理解月球深部物质组成和月球正背面差异演化具有重要意义。研究认为，南极–艾特肯盆地撞击事件可能并未在嫦娥六号着陆区广泛暴露月幔物质，或者月幔物质在撞击、分异和后期混合过程中并未以传统遥感模型预期的形式保留于表层。该成果也为未来月球背面样品返回、原位探测任务选址和轨道遥感数据解译提供了新的参考。
论文第一完成单位为中国地质大学（武汉）。研究由我校开云官方网页版官网、行星地质与深空探测湖北省重点实验室、地质过程与矿产资源国家重点实验室等单位合作完成。论文题为“Low abundances of ultramafic components in the Chang’e-6 landing site basalt and ejecta material”，共同第一作者为佘振兵、汪在聪和张昊，通讯作者为佘振兵和汪在聪。
该研究得到青年教师科研创新能力支持项目（ZYGXQNJSKYCXNLZCXM-P6）、国家自然科学基金（No. 42441802、42241156）和中国地质大学（武汉）杰出青年团队项目（G1323523042）资助。研究样品由国家航天局提供。
论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2026GL122266
引用格式：She, Z., Wang, Z., Li, T., Zhang, H., He, Q., Li, Y., et al. (2026). Low abundances of ultramafic components in the Chang'e-6 landing site basalt and ejecta material. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL122266.
https://doi.org/10.1029/2026GL122266
