陈意 王则灵 原江燕 贾丽辉 张迪 李晓光 杨蔚 李秋立 李献华

1. 中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化国家重点实验室，北京 100029 2. 中国科学院大学地球与行星科学学院，北京 100049 3. 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室，北京 100029

月壤是覆盖在月球基岩之上的细小(大多数<1cm)月表物质，主要通过陨石撞击和太空风化共同作用于月表而形成。月壤物质主要来源于近原地下伏基岩及其邻近地区，远距离搬运的外来物质所占比例极低(Jolliff and Haskin, 1995; Jolliffetal., 1996)，意味着月壤相当于区域内大面积采样。此外，月壤还是连接固体月球与太阳系空间物质和能量的过渡层，不仅包含了不同圈层的大量重要信息，还含有丰富的氮、氢、氦等重要资源(Becker, 2000; Fagentsetal., 2010)。因此，月壤具有很高的研究价值和经济价值，美国阿波罗11至17任务中均采集了月壤样品。

随着中国嫦娥五号月壤样品的返回，国内迅速掀起了月球研究的热潮，新的研究成果(Cheetal., 2021; Huetal., 2021; Lietal., 2021; Tianetal., 2021)引起了国内外学术界和公众的极大兴趣。我国除嫦娥五号返回月壤样品之外，中国科学院地质与地球物理研究所博物馆还珍藏了一份月壤样品，标注为“Lunar dust”(月尘)，产地为阿波罗，但究竟是哪次任务采回的样品仍不清楚。按照阿波罗计划负责月球样品地面接收的部门对月球样品的分类定义，月尘(某些文献中又称Lunar fines)是指月壤中粒径<1mm的颗粒。对如此细小的颗粒进行溯源，是对原位微束分析技术的一次挑战。本文旨在从岩石学和矿物学的角度，对该月壤样品进行详细解译。

1 岩相学特征

研究所珍藏的阿波罗月壤样品编号为E21，重166mg。本次研究从中挑选了728个颗粒制靶，大多数粒径在30～200μm之间，大于500μm的颗粒仅有6颗。电子背散射(BSE)图像观察结果显示，该月壤样品主要由玄武岩岩屑(～40%)、角砾岩屑(～50%)和玻璃珠/玻璃碎片(～10%)组成(图1)。冲击熔融角砾主要由玄武岩碎片、冲击熔脉和胶结物组成，表明大多数角砾的物源来自于玄武岩。因此，本次溯源研究将聚焦于玄武岩岩屑。玄武岩岩屑主要由单斜辉石、斜长石和钛铁矿组成，含少量橄榄石、陨硫铁、方石英/石英、磷灰石/白磷钙矿、静海石、斜锆石和钙钛锆石(图1a-d、图2)。通过矿物含量统计，发现钛铁矿含量在10.2vol%～18.1vol%之间(表1)，且橄榄石含量极低，因此可命名为钛铁矿玄武岩。……