本實(shí)驗(yàn)室固定人員參加名單：
田恒次、楊蔚、胡森、林楊挺、張馳
所屬研究方向：
比較行星學(xué)
簡(jiǎn)要介紹：
月球玄武巖是月幔部分熔融形成的巖漿經(jīng)火山噴發(fā)至地表冷卻結(jié)晶形成的巖石。月球的火山活動(dòng)是其具有內(nèi)動(dòng)力的直觀表現(xiàn)，因此月海玄武巖的持續(xù)時(shí)間能直接反映月球何時(shí)停止內(nèi)動(dòng)力活動(dòng)。同時(shí)，月海玄武巖也是揭示月球物質(zhì)成分、源區(qū)地化性質(zhì)和熱演化歷史的重要研究對(duì)象。根據(jù)對(duì)阿波羅和月球號(hào)樣品，以及月球隕石的研究，月球的火山活動(dòng)最晚只持續(xù)到28-29億年前，該觀測(cè)事實(shí)與月球演化模型的模擬計(jì)算結(jié)果相符。嫦娥五號(hào)于2020年12月從月球風(fēng)暴洋地體西北側(cè)年輕的玄武巖地質(zhì)單元返回了1.73公斤月壤。精細(xì)的U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果表明嫦娥五號(hào)玄武巖的年齡為20.3億年，是迄今為止最年輕的月海玄武巖。為何月球在20億年前還能維持火山活動(dòng)？一種解釋是該地區(qū)富含U、Th、K等放射性元素，為月幔部分熔融提供了足夠的能量；另一個(gè)解釋是該地區(qū)的月幔源區(qū)富水，降低月幔物質(zhì)的熔點(diǎn)，導(dǎo)致月幔更容易發(fā)生熔融。
為了回答嫦娥五號(hào)年輕玄武巖的成因，我們對(duì)嫦娥五號(hào)開展了巖石成因和月幔水含量的研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）嫦娥五號(hào)玄武巖是一種新的巖石類型，具有低鈦、低鉀和高鋁含量特征。（2）利用玄武巖礦物模式含量，及其主量成分，輝石的微量元素組成等重建了嫦娥五號(hào)玄武巖的源區(qū)演化軌跡，模擬計(jì)算表明月幔源區(qū)需經(jīng)過2-3%部分熔融和43%-78%分離結(jié)晶才能形成嫦娥五號(hào)玄武巖全巖成分具有富集不相容元素的特征。（3）斜長(zhǎng)石的Sr同位素和白磷鈣礦的Nd同位素分析結(jié)果證實(shí)嫦娥五號(hào)玄武巖來自虧算月幔，并不富集不相容元素和U、Th、K等生熱元素。（4）通過測(cè)定嫦娥五號(hào)玄武巖中的熔體包裹體和磷灰石的水含量和氫同位素組成，反演了源區(qū)的水含量只有1-5ppm，該水含量不足已導(dǎo)致月幔物質(zhì)的熔點(diǎn)降低。這些研究結(jié)果表明，嫦娥五號(hào)玄武巖的成因并不是源區(qū)富生熱元素和富水所致，對(duì)月球熱演化模型提出了新的挑戰(zhàn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature上（2篇）。