中科院研究团队揭示月球南极-艾特肯盆地形成于42.5亿年前

中国科学院地质与地球物理研究所陈意研究员带领团队，从5克月壤中分选出1600余颗>200微米的岩屑，并从中挑选出20颗具有代表性的苏长质岩屑颗粒，开展岩石学、地球化学和年代学研究。研究发现，这些苏长质岩屑与月球正面阿波罗样品中的苏长岩在全岩成分和矿物组成上一致，但在矿物主、微量元素成分上有明显区别。极低的挥发性元素含量、较高的Ni/Co比值和熔融残留矿物表明，这些苏长质岩屑为撞击熔岩，是一类新型的月球苏长岩，团队将其命名为南极-艾特肯苏长岩（SPANs）。

团队通过岩屑中微小（1-5微米）含锆矿物的铅同位素定年分析，识别出42.5亿年和38.7亿年两期撞击事件。其中，42.5亿年苏长岩呈现不同的矿物粒度和结构，矿物的主、微量元素从粗粒到细粒呈现明显演化趋势，表明它们来自同一撞击岩浆池不同层位分离结晶的产物。

为追溯这一古老撞击成因苏长岩的源区，团队基于447GB的遥感数据，开展了SPA盆地内部及周边地区大范围岩性填图和溯源，发现42.5亿年苏长岩来自SPA盆地内环的成分异常区。综合以上证据，团队最终限定SPA盆地形成于42.5亿年前。

这一成果证明，在太阳系形成后约3.2亿年，一次大型撞击事件形成了月球最大的撞击遗迹——SPA盆地，为月球撞击坑统计定年法提供了来自月背的初始锚点。基于月球正面样品校正的撞击曲线计算SPA盆地模式年龄与同位素定年结果基本一致，表明月球早期正面和背面的撞击通量大致相当。此外，研究确认43.5-43.3亿年的全月热事件与SPA大型撞击无关，为重塑月球早期一级演化序列提供了参考基点和科学依据。