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磁鐵礦是行星科學(xué)中重要的氧化礦物之一，涉及古磁場和生命指標(biāo)等科學(xué)問題。通常，磁鐵礦在還原性月球表面被認(rèn)為是罕見的。穆斯堡爾譜和電子自旋共振研究結(jié)果提出阿波羅月球土壤中普遍存在亞微觀的“類磁鐵礦”相的假說，但至今沒有相關(guān)礦物學(xué)證據(jù)證明它們在月球的起源和潛在分布。月球遙感探測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，月球高緯度地區(qū)廣泛存在被地球風(fēng)氧化的三價(jià)鐵及其載體礦物；嫦娥五號(hào)的研究成果揭示了月壤中撞擊誘導(dǎo)形成的局部微尺度氧化環(huán)境。然而，上述發(fā)現(xiàn)均是偶發(fā)而獨(dú)立存在的，無法將其形成機(jī)制拓展到全月表范圍。因此，月球表面經(jīng)歷的過程是否是完全的還原過程、以磁鐵礦為代表的氧化環(huán)境是否普遍存在以及磁鐵礦是否與月球表面磁異常相關(guān)等問題是研究焦點(diǎn)。

中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所李陽團(tuán)隊(duì)對(duì)嫦娥五號(hào)月壤中硫化鐵顆粒的微觀特征展開了系統(tǒng)的分析工作，發(fā)現(xiàn)了賦存于硫化鐵顆粒內(nèi)部大量的亞微米級(jí)磁鐵礦。原位微區(qū)工作發(fā)現(xiàn)，該類磁鐵礦顆粒的撞擊誘導(dǎo)成因，以及與硫化鐵顆粒所嵌入的玻璃含鈦量之間的正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，研究在約200個(gè)撞擊玻璃的表面發(fā)現(xiàn)了7個(gè)富集磁鐵礦的液滴狀硫化鐵顆粒。這一現(xiàn)象是普遍的但存在一定的概率，且其形成環(huán)境符合撞擊過程及鈦含量富集的規(guī)律。這種賦存于硫化鐵顆粒中的磁鐵礦提供了在阿波羅時(shí)期發(fā)現(xiàn)的亞微米級(jí)“類磁鐵礦”相的原位礦物學(xué)證據(jù)，表明撞擊誘發(fā)的亞微米級(jí)磁鐵礦可能在月球的高鈦區(qū)域普遍存在。

該研究證實(shí)了亞微米級(jí)磁鐵礦顆粒在全月表范圍內(nèi)普遍存在，更新了科學(xué)家對(duì)月球微尺度氧化環(huán)境的認(rèn)知。同時(shí)，這些撞擊誘導(dǎo)的磁鐵礦顆粒對(duì)于剖析月球磁異常和月球深部的礦物成分具有重要意義。

近日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science?Advances）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的支持。

嵌入嫦娥五號(hào)不同鈦含量玻璃中的液滴狀圓形硫化鐵顆粒