第189次-- 科学与技术前沿论坛

主题报告

月球探测前沿科技论坛的宗旨和目标http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbbcc4e54_r36_1200k.mp4
李献华中国科学院院士中国科学院地质与地球物理研究所

本报告回顾了我国嫦娥工程的发展历史和在月球探测工程技术与返回月壤样品科学研究方面取得的主要成就，展望未来十年嫦娥探月任务的主要科学目标。本次论坛旨在聚焦月球探测前沿科技，总结嫦娥五号样品的研究进展和重大科学问题，为嫦娥六号样品研究及未来月球探测提供参考；论坛的目标是推动月球探测的前沿理论和技术探索，促进月球科学和探测发展战略研究，发现优秀人才，倡导科学民主，鼓励学术争鸣，启迪创新思维，提升月球探测科学和技术在航天强国战略发展的引领和支撑作用。
嫦娥五号月球样品研究与展望http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbc0d92a3_r36_1200k.mp4
吴福元中国科学院院士中国科学院地质与地球物理研究所

2020 年 12 月 17 日，嫦娥五号从月球风暴洋地体北部的 Rümker 山返回 1731 克月壤，这是人类时隔 44 年后从月球再次返回的珍贵样品。2021年 7 月，对嫦娥五号月壤样品的全面研究正式启动。至目前为止，已分 7批向国内 47 个单位的 126 位科学家发放了 86.03 克样品，获得了大量研究成果，内容涉及月壤的粒度、形态、矿物成分、物理及化学性质、含水性等诸多方面。所取得的主要成果包括：1）确认嫦娥五号月壤主要由 20 亿年前形成的低钛玄武岩组成，该玄武岩是目前确认的月球上最年轻的岩浆活动形成的岩石。近来，还发现月球存在 1.2 亿年岩浆活动的痕迹；2）嫦娥五号玄武岩的形成与易熔和挥发组分的加入无关；3）嫦娥五号月壤含少量太阳风注入的水，分布在月壤矿物和玻璃的外层。尽管取得了丰硕的成果，但关于嫦娥五号玄武岩的源区性质及来源深度，仍存在认识上的分歧，而这涉及到月球科学中月球冷却及岩浆产生这一重大理论问题。嫦娥五号月球样品研究极大地提升了中国月球科学研究的水平与步伐，更重要的是集聚了一批从事地外样品研究的队伍，建立了地外样品研究与分析的技术体系，为我国未来地外样品研究积累了丰富的经验与参考。
NASA 月球样品研究经验http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbbd2ba2c_r36_1200k.mp4
刘洋研究员中国科学院国家空间科学中心

从 1969 年到 1972 年，美国 NASA 的阿波罗登月计划一共返回了 382千克的月球样品，其中包括岩石、土壤、碎屑、钻芯样本等，这些样品由NASA 约翰逊航天中心（JSC）月球样本实验室负责管理和分发样品。研究人员需提出详细的研究计划，并向 NASA 申请，样品分发委员会（Lunar Sample Review Board）会审查申请，批准后分发样品。在样品研究上，初期 NASA 分配阿波罗样品给相关的科学家和研究机构，包括美国国内的大学、政府实验室以及一些欧空局和加拿大的研究单位，进行跨学科和跨机构的合作研究。在研究过程中，也不断总结经验，为后续的样品分析和探测任务提供支撑。在近期，NASA 启动了阿波罗下一代样品分析项目（Apollo Next Generation Sample Analysis, ANGSA）。ANGSA 是一个专门的研究计划，旨在利用现代技术重新研究阿波罗时代采集的月球样品。本文主要介绍了 NASA 在组织月球样品研究方面的一些经验。
月球阿波罗盆地嫦娥六号着陆区侵入与喷出式岩浆作用http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbbeab682_r36_1200k.mp4
钱煜奇博士后香港大学

月球岩浆活动，包括侵入和喷出式岩浆作用及其产物蕴藏月球内部关键信息。岩浆活动在月球正、背两面并不对称（93%的月海玄武岩分布在正面），反映了全月二分性。尽管如此，由于缺乏月背样品，对月球二分性的起源目前并没有统一认识，成为尚未解决的最大月球科学问题之一。南极-爱肯盆地位于月背，是月球上最大、最深、最古老的撞击盆地。长期以来，南极-爱肯盆地被认为是月球上最具采样价值的区域，来自该盆地的样品可以均衡对月球不平衡的认识（阿波罗、月球号、嫦娥五号样品皆来自月球正面），揭露月球二分性。阿波罗盆地位于南极-爱肯盆地东北，是世界首次月背采样返回任务——嫦娥六号任务的着陆区。本研究对阿波罗盆地岩浆作用进行了系统分析，并重建了区域热活动历史，以有效帮助样品研究。本研究发现阿波罗盆地火山作用从迄今约 40.5 亿年前持续到 17.9 亿年前。嫦娥六号着陆的阿波罗盆地南部至少发育 2 期雨海纪火山活动。较早的一期为低钛（～3.2 wt.%）玄武岩，喷发于 33.5 亿年前，其产物覆盖了整个阿波罗盆地南部。较晚的一期钛含量稍高（～6.2 wt.%），在距今约 30.7 亿年前喷发于查菲 S 撞击坑附近，随后向东流动，厚度减小，直至被原始皱脊所阻挡。嫦娥六号月壤主要含有原地雨海纪中钛玄武岩，并可能含有外来的东部低钛玄武岩和隐月海物质。相对于月海玄武岩，侵入式岩浆活动更为神秘，但具有相同重要的科学价值。本研究发现侵入式岩浆作用在南极-爱肯盆地广泛分布，主要形式有镁质岩套侵入体、底部断裂型撞击坑、线性/环形岩墙。本研究在阿波罗盆地东北部和西北部首次识别出两个发育不完全的底部断裂型撞击坑及其侵入体，并命名为阿波罗 X 和 Q 撞击坑。嫦娥六号月壤可能含有多种侵入岩物质，主要来自查菲 S 撞击坑抛射的镁质岩套物质。本研究发现阿波罗盆地岩浆活动受月壳厚度控制，并经历了后期改造。嫦娥六号样品中的侵入和喷出岩物质将首次揭露月背岩浆活动，揭示月球二分性起源。
嫦娥工程返回样品揭示月球持久活力http://videozh.cas.cn/masvod/public/2026/01/14/20260114_19bbbd63984_r36_1200k.mp4
李秋立研究员中国科学院地质与地球物理研究所

大撞击产生的月球质量只占地球的 1.2%，较大的比表面积使得人们通常认为月球冷却较快，应较早停止了地质演化的能力。美国阿波罗和苏联月球号返回的样品，以及月球陨石的研究指出月球可能在 30 亿前左右就停止了岩浆活动。 2021 年嫦娥五号在月球风暴洋西北部吕姆克山脉以北地区，返回 1731 克月壤样品，对其中 47 颗玄武岩岩屑精确定年结果指示月球在 20 亿年前仍有大规模的岩浆活动。2024 年，嫦娥六号在月球背面南极-艾特肯盆地东北部的阿波罗盆地南部玄武岩区着陆，返回 1935 克月壤样品，对其中 108 颗玄武岩的定年研究发现，月背在 42 亿年到 28 亿年之间存在火山活动。两次嫦娥任务返回样品均证实月球的活力远较通过阿波罗样品研究的认知要持久，是否还有更年轻的火山活动呢？火山玻璃是可以记录月球岩浆活动的另一重要载体。前期分析表明，绝大多数月壤中的玻璃珠是冲击成因的。我们从 3 克嫦娥五号月壤样品中挑选出约 3000颗玻璃珠，根据是否有矿物残留、电子探针主量元素、离子探针微量元素、离子探针硫同位素分析等，逐步筛选出 3 颗玻璃珠为火山成因。这 3 颗火山玻璃的离子探针 U-Pb 定年结果为 1.2 亿年前。根据其完整形态和富集挥发性元素特征，可以断定该年龄为玻璃珠形成时间，也即月球一次火山喷发时间，该年龄将月球岩浆活动期限再次延长 19 亿年。嫦娥工程返回样品揭示出月球的持久活力，激发出月球探索新热潮。

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