月球新礦物“鈰嫦娥石”是怎么被找到的？過程揭秘→

來源：央視新聞客戶端

近日，我國宣布發現三種月球新礦物：鈰嫦娥石、鎂嫦娥石、鈰鎂嫦娥石。其中，“鈰嫦娥石”和“鈰鎂嫦娥石”由中國地質科學院團隊牽頭發現。發現新礦物，究竟難在哪里？100多毫克的月壤粉末，科研團隊如何從中“揪”出從未見過的礦物晶體？揭秘“鈰嫦娥石”的發現過程。

2025年9月，中國地質科學院的科研團隊將申領到的嫦娥五號月球樣品放入掃描電鏡。他們原本的目的是要研究一種在小行星、火星、月球上都發現過的礦物——“隕磷鈣鈉石”礦物族為什么在地球表面消失了，然而掃描樣品后，團隊很快就發現，情況不太對。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：第一天掃完片子之后，就發現隕磷鈣鈉石還挺多，而且種類還不太一樣。在電鏡下面可以看到它，其實有成千上萬個微小的顆粒。

在對無數顆粒進行系統篩查時，科研人員注意到：有一些顆粒的成分特征跟2022年發現的嫦娥石不一樣——嫦娥石富含重稀土，而這些顆粒更富輕稀土。這是一個強烈的信號，說明它們可能是一種從未在自然界中被發現的新礦物。雖然在課題申請階段，團隊已經預判到樣品中或許存在潛在新礦物的可能性，但這么快就有可能發現了新的月球礦物，還是覺得幸福來得有點太突然。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：王艷娟博士很快意識到這可能是一個新的礦物。新礦物研究叫“礦物學的奧林匹克”，誰先把新礦物的提案提交到國際礦物學會，誰就有命名的優先權，所以我們就馬上把研究的重點，放到完全證明它是一個新礦物的工作當中。

一個原本關于“礦物消失之謎”的研究，就這樣由于“幸福來得太突然”而暫時“跑了題”。經過系統礦物學研究，團隊最終發現了“鈰嫦娥石”，它是一種富含輕稀土元素“鈰”的磷酸鹽礦物，與近日發現的“鈰鎂嫦娥石”和“鎂嫦娥石”一樣，都和2022年發現的嫦娥石屬于同一個礦物族。

證明一個新礦物有多難？

找到了“可疑”目標，不等于就能宣布發現了新礦物。想讓它被國際科學界正式承認，還得過五關斬六將——在一粒灰塵那么大的顆粒上，給潛在新礦物做一套完整的“體檢”。

“鈰嫦娥石”的粒徑只有3到15微米，是頭發絲的十分之一到五十分之一，肉眼無法看見。如何定義一個礦物是新礦物，國際礦物學協會有嚴格的審核標準：要證明該礦物的化學成分或晶體結構完全不同于自然界目前已知的任何一種礦物。除此之外，還需要對它的物理性質、光學性質、譜學特征等進行系統礦物學表征。每一項都必須拿出精確數據，數據之間還需要可以相互交叉驗證。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：首先，我們用電子探針對它進行定量的準確的分析，然后我們要進行拉曼和紅外光譜的譜學特征的研究，對它進行物理性質的測試。最后一步，我們把這個小顆粒切出來。你能看到這個坑的直徑可能不到20個微米，深度大概在10個微米左右，所以我們只能用這么小的一個空間，把它提出來。

整個過程中，稍有不慎就會前功盡棄。科研團隊在提取出3微米大小的礦物晶體后，很順利地獲得了高質量的晶體結構數據，最終證明它就是一種自然界尚未發現的新礦物。從拿到樣品到正式提交第一份申報，團隊只用了兩個月。提交后，國際礦物學協會新礦物命名及分類委員會的主席幾乎沒有提出任何問題，直接送上了祝賀。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：他直接祝賀“在這么非凡的樣品里面，有這樣的非凡發現，提供這么好的數據。”他可能對這礦物就非常有信心，所以非常順利直接通過了。

“上天入地”的鈰嫦娥石

“鈰嫦娥石”的特殊之處，不只是因為它是一種新礦物。當時，研究團隊開玩笑地用“真是仙女下凡了”來形容這次奇妙的發現。這是為什么？

在樣品中鎖定目標后，團隊成員車曉超提出：我國境內剛有第一塊被國際隕石學會正式認證的月球隕石——“帕克帕克005”，這個隕石里，會不會也有“鈰嫦娥石”。這一想法得到了其他成員的一致認可，于是團隊立刻同步制樣、繼續篩查，很快就得出了結果。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：很快就在“帕克帕克005”這個隕石里面也找到了，而且還很大顆的、非常好的顆粒。當時我們就決定，把這個嫦娥五號月球樣品作為全型標本，“帕克帕克005”月球隕石作為它的共型標本，共同提交給國際礦物學會。

新礦物申報，通常只需要一份標本、一個產地就夠了。同時提交兩個來源的樣品，意味著要做兩倍的數據量、接受更嚴格的交叉驗證。但“鈰嫦娥石”的“雙重身份”，也讓它的證據鏈更加牢不可破。當時，為了盡快完成新礦物的申請和命名，團隊在兩個多月的時間里連軸轉。

中國礦物巖石地球化學學會新礦物命名及分類專業委員會委員 曲凱：那個時候，有歐洲的同事在訪學，他們說叫“中歐接力賽”，就是咱們這邊休息了，他們那邊干，他們休息了，咱們這邊接著干，就連軸在干。

提交給國際礦物學協會后，各國代表委員均給出了高度評價，其中一位委員在投票文件中寫道：這是在月球上和墜落到地球的月球隕石里，同時的、一個非凡的發現。

中國科學院院士 中國地質科學院深地探測與礦產勘查全國重點實驗室主任 侯增謙：是“上天入地的美麗邂逅，是好‘鈰’成雙的非凡發現。”我們既研究了來自月球的樣品，同時又研究了著陸的樣品，“上天入地”。

為什么要研究地外礦物？

自然界已知的礦物有6000多種，而目前發現的月球新礦物只有11種。中國從2022年在嫦娥五號月球樣品中發現嫦娥石，到今年一口氣發現“鈰嫦娥石”、“鎂嫦娥石”、“鈰鎂嫦娥石”三種礦物，僅僅用了不到四年。費這么大勁去月球上找幾種礦物，到底有什么用呢？

中國地質科學院地質研究所高級工程師 尹淑蘋：月球新礦物的樣品來源大概有兩類，一個是登月的航天器從月球直接取回來的返回地球的樣品，我們把它叫做月球返回的樣品。另一類，是月球被撞擊以后噴濺出來的這些物質墜落到地球上的月球隕石。

據介紹，科學家有一個共識：月球，是地球的“一部分”。大約45億年前，一顆火星大小的天體撞上了原始地球，甩出去的殘骸凝聚成了月球。此后，地球經歷了板塊運動、火山噴發、風吹雨打，幾乎所有古老的記錄都被“抹”掉了。而月球——沒有大氣、沒有水、沒有生物活動——就像一個被密封了45億年的“檔案柜”。

中國地質科學院地質研究所行星科學研究中心副研究員 車曉超：甚至可以說是從它形成那一刻，也就是太陽系初期，一直到現在，所有記錄都是可以記錄在它表面上的，甚至說可以記錄在月壤里面。

此前，車曉超所在團隊在嫦娥五號月球樣品中發現了一次約6800萬年前的撞擊記錄，而地球上白堊紀恐龍滅絕事件，發生在6600萬年前。兩個時間如此接近，它們之間有沒有關聯？月球樣品正在幫科學家尋找答案。

中國地質科學院礦產資源所礦物微區物質組分與結構實驗室主任 陳振宇：在月球上發現新礦物，對拓展我們的認知邊界，可能比地球上的意義更深遠。盡管可能這個礦物很小，但是結合其他的研究的話，應該會有一些新的認識。

面向未來，中國科學家的目光已經投向了更遠的火星，天問三號計劃于2031年將火星樣品帶回地球，這有望是世界上首次火星采樣返回任務。

中國科學院院士 中國地質科學院深地探測與礦產勘查全國重點實驗室主任 侯增謙：火星取樣返回，全球還沒有實現過，難度很大。美國也沒實現，我們現在也正在做這件事情，這是工程專家、技術專家正在努力的方向。