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罗翠华,Aug. 3, 2025
月球正面与背面在地质、化学和物理性质上存在显著差异，CE-6样品的研究为这一现象的成因提供了新线索。样品采自南极-艾特肯盆地（SPA）的Apollo撞击坑，该区域是月球上最大、最古老的撞击盆地之一，可能记录了早期撞击事件对月幔的深度改造。研究发现，CE-6玄武岩的主量元素特征与Apollo 12的12051样品相似，表明两者可能源自类似的月幔源区，并提出了石榴子石残留体模型和复合地幔源模型两种演化机制。
图1 南极-艾特肯盆地（SPA）的Apollo撞击坑
月幔水含量的分布是理解月球热化学演化的关键。CE-6样品的研究揭示了“背干正湿”的新现象，估算其月幔水含量仅为1.1±0.5 μg/g，显著低于月球正面样品的1–200 μg/g。氢同位素分析显示，磷灰石的δD值较高，而熔体包裹体的δD值较低，可能与脱气过程有关。这一发现支持了月球水分布具有异质性，且与Th元素浓度的二分性一致，验证了“水含量二分性”假说。
图2 CE-6月幔水含量
CE-6样品还记录了月球背面两期火山活动：早期活动（42亿年前）源区富含KREEP物质，而晚期活动（28亿年前）源区贫KREEP物质，表明KREEP元素并非维持晚期火山活动的必要条件，壳体厚度可能是主要控制因素。此外，CE-6玄武岩记录了约28亿年前的古磁场强度（5–21 μT），证明当时月核仍具有活跃的发电机制，反驳了“3 Ga后磁场持续衰减”的模型，并提出了核心结晶或底部岩浆洋驱动两种可能的机制。
图3 月球地幔“水含量二分性”假说示意图
这些研究成果为月球二分性、水分布、火山活动和磁场演化提供了全新视角，揭示了月球背面地质历史的复杂性。未来研究可以结合更多样品和遥感数据，进一步验证这些假说，深化对月球内部演化的理解。
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