近日，中國科學(xué)院紫金山天文臺天體化學(xué)團(tuán)隊(duì)牽頭對兩塊月球隕石開展了詳細(xì)研究，首次揭示了月球在30億年前的巖漿補(bǔ)給事件，為理解月球晚期的熱演化歷史提供了關(guān)鍵證據(jù)。該研究以“A new pair of lunar gabbroic meteorites record magma recharge at ~ 3.0 Ga”為題于2026年2月28日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《地球化學(xué)與宇宙化學(xué)學(xué)報(bào)》（GCA）。
年輕的月海玄武巖是研究月球晚期火山活動的關(guān)鍵對象，然而，反映巖漿房內(nèi)部動態(tài)過程的巖相特征在月球樣本中鮮有報(bào)道。一般認(rèn)為，自月球形成以來，其內(nèi)部的玄武巖巖漿活動以簡單結(jié)晶為主，缺乏類似地球巖漿房常見的動態(tài)過程。研究團(tuán)隊(duì)利用掃描電鏡、電子探針、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜和高分辨二次離子質(zhì)譜（SHRIMP）等分析技術(shù)，對兩塊發(fā)現(xiàn)于2021年的月球隕石NWA 14526和NWA 14992開展了詳細(xì)的巖相學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)研究。研究結(jié)果表明，NWA 14526和NWA 14992在巖相結(jié)構(gòu)、礦物成分、地球化學(xué)特征和結(jié)晶年齡上高度一致，具有成對關(guān)系，而且兩者均呈現(xiàn)出獨(dú)特的巖性二分性：富鎂區(qū)的礦物成分較原始，富鐵區(qū)的礦物成分較演化且富集晚期結(jié)晶類型（圖 1）。綜合輝石中的熔蝕結(jié)構(gòu)、鉻元素階梯式分布等開放系統(tǒng)證據(jù)（圖2），研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種罕見的巖性二分性是由巖漿補(bǔ)給作用驅(qū)動產(chǎn)生的，并據(jù)此提出了同源巖漿補(bǔ)給模型（圖 3）：約30億年前，由月球內(nèi)部早期侵入的富鎂巖漿在巖漿房部分結(jié)晶后，又有一股演化的相對富鐵巖漿“接力”注入，兩者混合、反應(yīng)，最終形成了兩類巖性共存的結(jié)構(gòu)。這是國際首次在月球樣品中明確識別出巖漿補(bǔ)給過程。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，NWA 14526和NWA 14992與同時(shí)期結(jié)晶的NNL群低鈦玄武巖隕石在多項(xiàng)特征上表現(xiàn)出相似性，很可能來自同一火山雜巖區(qū)，具有源坑配對關(guān)系，但其對應(yīng)不同的月幔源區(qū)、經(jīng)歷更深的結(jié)晶深度以及更復(fù)雜的演化歷史，反映了30億年前月球內(nèi)部巖漿活動的多樣性與不均一性。這些研究結(jié)果表明，月球雖然經(jīng)歷了長期的緩慢冷卻過程，逐漸失去“生命力”，但在演化晚期（約30億年前），其內(nèi)部仍可能維持著動態(tài)的巖漿系統(tǒng)，存在巖漿補(bǔ)給、混合等復(fù)雜活動過程。
該論文第一作者為紫金山天文臺博士研究生李沛毅，通訊作者為蔣云副研究員，合作者包括趙凱和廖世勇副研究員、博士研究生張欣茹與北京離子探針中心車曉超副研究員。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和紫金山天文臺小行星基金會資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.02.040
圖1：NWA 14526和NWA 14992的背散射電子圖像及X射線元素面掃描圖像。
圖2：輝石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征。（a、b）虛線表示易變輝石與普通輝石邊界，普通輝石幔具有港灣狀熔蝕結(jié)構(gòu)；紅色箭頭為電子探針的線分析點(diǎn)位與方向，Cr2O3在普通輝石幔邊部呈現(xiàn)階梯狀環(huán)帶;（c-e）X 射線元素面掃圖，色標(biāo)由暖至冷代表元素濃度由高到低。
圖3：三種巖石成因模型示意圖（a）兩種不同巖漿混合；（b）巖漿房分離結(jié)晶；（c、d）同源巖漿補(bǔ)給。階段1:富鎂巖漿上侵并結(jié)晶形成晶粥；階段2:演化程度更高的富鐵巖漿發(fā)生補(bǔ)給并與晶粥混合。
| 紫金山天文臺揭示月球晚期巖漿補(bǔ)給新證據(jù) |
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近日，中國科學(xué)院紫金山天文臺天體化學(xué)團(tuán)隊(duì)牽頭對兩塊月球隕石開展了詳細(xì)研究，首次揭示了月球在30億年前的巖漿補(bǔ)給事件，為理解月球晚期的熱演化歷史提供了關(guān)鍵證據(jù)。該研究以“A new pair of lunar gabbroic meteorites record magma recharge at ~ 3.0 Ga”為題于2026年2月28日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《地球化學(xué)與宇宙化學(xué)學(xué)報(bào)》（GCA）。
年輕的月海玄武巖是研究月球晚期火山活動的關(guān)鍵對象，然而，反映巖漿房內(nèi)部動態(tài)過程的巖相特征在月球樣本中鮮有報(bào)道。一般認(rèn)為，自月球形成以來，其內(nèi)部的玄武巖巖漿活動以簡單結(jié)晶為主，缺乏類似地球巖漿房常見的動態(tài)過程。研究團(tuán)隊(duì)利用掃描電鏡、電子探針、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜和高分辨二次離子質(zhì)譜（SHRIMP）等分析技術(shù)，對兩塊發(fā)現(xiàn)于2021年的月球隕石NWA 14526和NWA 14992開展了詳細(xì)的巖相學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)研究。研究結(jié)果表明，NWA 14526和NWA 14992在巖相結(jié)構(gòu)、礦物成分、地球化學(xué)特征和結(jié)晶年齡上高度一致，具有成對關(guān)系，而且兩者均呈現(xiàn)出獨(dú)特的巖性二分性：富鎂區(qū)的礦物成分較原始，富鐵區(qū)的礦物成分較演化且富集晚期結(jié)晶類型（圖 1）。綜合輝石中的熔蝕結(jié)構(gòu)、鉻元素階梯式分布等開放系統(tǒng)證據(jù)（圖2），研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這種罕見的巖性二分性是由巖漿補(bǔ)給作用驅(qū)動產(chǎn)生的，并據(jù)此提出了同源巖漿補(bǔ)給模型（圖 3）：約30億年前，由月球內(nèi)部早期侵入的富鎂巖漿在巖漿房部分結(jié)晶后，又有一股演化的相對富鐵巖漿“接力”注入，兩者混合、反應(yīng)，最終形成了兩類巖性共存的結(jié)構(gòu)。這是國際首次在月球樣品中明確識別出巖漿補(bǔ)給過程。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，NWA 14526和NWA 14992與同時(shí)期結(jié)晶的NNL群低鈦玄武巖隕石在多項(xiàng)特征上表現(xiàn)出相似性，很可能來自同一火山雜巖區(qū)，具有源坑配對關(guān)系，但其對應(yīng)不同的月幔源區(qū)、經(jīng)歷更深的結(jié)晶深度以及更復(fù)雜的演化歷史，反映了30億年前月球內(nèi)部巖漿活動的多樣性與不均一性。這些研究結(jié)果表明，月球雖然經(jīng)歷了長期的緩慢冷卻過程，逐漸失去“生命力”，但在演化晚期（約30億年前），其內(nèi)部仍可能維持著動態(tài)的巖漿系統(tǒng)，存在巖漿補(bǔ)給、混合等復(fù)雜活動過程。
該論文第一作者為紫金山天文臺博士研究生李沛毅，通訊作者為蔣云副研究員，合作者包括趙凱和廖世勇副研究員、博士研究生張欣茹與北京離子探針中心車曉超副研究員。該項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和紫金山天文臺小行星基金會資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.02.040
圖1：NWA 14526和NWA 14992的背散射電子圖像及X射線元素面掃描圖像。
圖2：輝石的環(huán)帶結(jié)構(gòu)特征。（a、b）虛線表示易變輝石與普通輝石邊界，普通輝石幔具有港灣狀熔蝕結(jié)構(gòu)；紅色箭頭為電子探針的線分析點(diǎn)位與方向，Cr2O3在普通輝石幔邊部呈現(xiàn)階梯狀環(huán)帶;（c-e）X 射線元素面掃圖，色標(biāo)由暖至冷代表元素濃度由高到低。
圖3：三種巖石成因模型示意圖（a）兩種不同巖漿混合；（b）巖漿房分離結(jié)晶；（c、d）同源巖漿補(bǔ)給。階段1:富鎂巖漿上侵并結(jié)晶形成晶粥；階段2:演化程度更高的富鐵巖漿發(fā)生補(bǔ)給并與晶粥混合。