嫦娥五號月壤樣品中首次發現賽石英和斯石英

近日，中國科學院比較行星學卓越創新中心成員、中國科學院地球化學研究所杜蔚團隊在嫦娥五號月壤樣品中發現了共生的二氧化硅的高壓相——賽石英和斯石英。

據了解，撞擊作用是月球表面物質混合的重要地質過程，是控制月壤形成和演化的重要因素。高壓礦物作為撞擊事件的重要記錄者，對限定巖石受沖擊的溫壓條件及反演撞擊坑的大小有重要意義。但是，無論月球返回樣品還是月球隕石，都極少發現高壓礦物相，限制了通過月球樣品反演月表的撞擊過程的研究。

△. (a) 嫦娥五號著陸點、Mairan G、Aristarchus、Harpalus和Copernicus撞擊坑位置；(b) 撞擊坑形成示意圖 來源：中科院地化所

中國科研團隊通過詳細研究賽石英、斯石英、似α-方石英的二氧化硅相及二氧化硅玻璃的形態特征及分布規律，推斷賽石英和斯石英形成機制為固固相轉變；受撞擊過程的動力學控制，賽石英作為亞穩相在較低壓條件下出現，隨溫度的升高部分賽石英轉變為斯石英，因此，該二氧化硅碎屑記錄了一次月表撞擊事件的升壓和緊隨其后的升溫和降壓過程。通過其形成的溫壓條件結合撞擊條件模擬計算，推測該二氧化硅碎屑很有可能來自嫦娥五號采樣區南面的Aristarchus撞擊坑。

△嫦娥五號月壤樣品中含賽石英（Sft）和斯石英（Sti）的二氧化硅碎屑（背散射電子圖像）；α-Crs-like phase：似α-方石英的二氧化硅相Pl：長石；Px：輝石 來源：中科院地化所

本研究是首次在月球返回樣品中確認發現賽石英，為前人通過遙感數據分析提出的嫦娥五號采樣區存在遠處撞擊坑濺射物的觀點提供了重要證據。

△賽石英的透射電子顯微鏡的明場像（a、c和e）和選區電子衍射花樣（b、d和f） 來源：中科院地化所