2020年12月17日，嫦娥五号样品舱成功着陆内蒙古四子王旗，带回了1731g月球样品，这是我国*次完成地外天体样品采集，也是人类44年来再次取回新的月球样品。2021年7月12日，国家航天局在中科院国家天文台举行嫦娥五号任务**批月球科研样品发放仪式起，大量国内单位参与到了月球相关的科学研究中，并取得了大量成果。为宣传嫦娥五号的科研成果，在国内外期刊上发表过相关研究文章的作者将研究成果以中文介绍的形式呈现给读者。《嫦娥五号月球样品研究前沿与进展.2022》共集结了截至2023年1月的已发表文章53篇，均由一线研究人员撰写，力求准确详实、通俗易懂，向愿意了解月球研究的读者展示我国*新科研进展，提供**手资料。

玄武岩年代学和成因
　　嫦娥五号玄武岩岩屑与玻璃球粒年代学研究
　　摘要
　　嫦娥五号采样着陆区位于月球风暴洋吕姆克山以东，处于月表*年轻的玄武岩单元。返回月壤样品的岩石、矿物、地球化学研究表明，嫦娥五号月壤主要来源为本地EM4玄武岩单元，也包含少量的外来物质。玻璃球粒的铀-铅年代学证据表明嫦娥五号月壤中至少记录了时间跨度从数个百万年至约20亿年的17组*立的撞击事件。月壤中玄武岩岩屑的铀-铅年龄约为20亿年，比美国“阿波罗(Apollo)”任务和苏联“月球(Luna)”任务返回样品以及已报道的月球陨石中记录的*年轻的岩浆事件年轻了约8亿～10亿年。
　　亮点介绍
　　Chang’e-5 Lunar soil appears to be mainly derived from a single underlying basaltic unit， but a few rarer exotic components observed in those samples may be linked to other types of mare basalts and non-mare lithologies.
　　Chang’e-5 Glass beads have 17 statistically significant groups， ranging from 6 ± 3 Ma to 2139 ± 140 Ma.
　　Chang’e-5 basalt was formed at about 2 billion years.
　　车晓超1，龙涛1，Alexander Nemchin1，2，石玉若1，谢士稳1，刘敦一1
　　1.中国地质科学院地质研究所，北京离子探针中心，北京102206
　　2. School of Earth and Planetary Sciences， Curtin University， Perth， WA 6845
　　*通讯作者：
　　cxc@bjshrimp.cn
　　嫦娥五号月壤样品粒径较细，绝大多数小于5 μm(Li et al.，2021)，本次研究对象为CE5C0400和CE5C0000月壤中大于1 mm的玄武岩岩屑、角砾岩岩屑、胶结玻璃(熔结碎屑)以及大于25 μm的玻璃球粒(图1)。
　　图1 嫦娥五号样品CE5C0400中的玄武岩岩屑、角砾岩岩屑、胶结玻璃与玻璃球粒
　　电子探针结果表明，角砾岩、胶结玻璃与玄武岩岩屑中绝大多数矿物具有相似的地球化学组成，但角砾岩与胶结玻璃中少量岩石、矿物碎屑的组成与本地玄武岩(EM4)具有明显不同(Li et al.，2021；Che et al.，2021；Tian et al.，2021)，与阿波罗高钛/低钛玄武岩、克里普玄武岩以及高地岩石相一致，表明嫦娥五号月壤中存在一定量的非本地月海玄武岩与非月海物质。215颗玻璃球粒中大约有80%与本地玄武岩在化学成分上相似，20%可能为外来(表现为高镁、高铝或低铝)(图2，Long et al.，2022)，高于角砾岩与胶结玻璃中外来物质的比例，表明玻璃球粒的飞行距离要大于矿物和岩屑。
　　图2 嫦娥五号月壤中：(a)玄武岩岩屑辉石四边形图；(b)角砾岩岩屑辉石四边形图；(c)胶结玻璃辉石四边形图；(d)玻璃球粒元素协变图/三角图
　　通过CE5C0400月壤中撞击成因玻璃球粒的地球化学成分与同位素年龄、撞击溅射物数值建模、登陆区周围超过10万个潜在源撞击坑筛选等多种方法研究，识别出嫦娥五号玻璃球粒中17组从几百万年到20亿年的撞击年龄，且撞击频率会随着时间发生变化，其中多组撞击年龄与小行星带内撞击/裂解事件年龄对应(图3)。
　　通过CE5C0000YJYX03501GP中玄武岩岩屑的岩石、矿物、地球化学和年代学研究，证明嫦娥五号玄武岩形成于约20亿年前，将月球“已知”地质寿命延长约8亿～10亿年(图4)。此年代同时修正了广泛用于内太阳系天体表面定年的月球年代学函数。嫦娥五号玄武岩具有极高的全岩Fe/Mg值，其源区低238U/204Pb值(μ)表明其仅混入了小于2%的克里普组分。
　　图3 CE5C0400月壤中玻璃球粒的铀铅年龄分布
　　图4 月球岩浆活动历史示意图(修改自Hiesinger and Head，2006；Tartèse et al.，2019；Che et al.，2021；Li et al.，2021)
　　致谢
　　月球样品(CE5C0400、CE5C0000YJYX03501GP)由国家航天局提供，本研究由国家重点研发计划(2020YFE0202100)、国家国防科技工业局民用航天技术预先研究项目(D020204、D020206、D020203、D020205)和国家自然科学基金(40234045、41842045)资助。

目录
玄武岩年代学和成因
嫦娥五号玄武岩岩屑与玻璃球粒年代学研究／3
嫦娥五号样品揭示月球二十亿年前仍存在岩浆活动／8
嫦娥五号玄武岩月幔源区极“干”／12
嫦娥五号年轻玄武岩的非克里普成因／16
嫦娥五号玄武岩揭开月球年轻火山成因之谜／20
橄榄石微量钛确定嫦娥五号玄武岩低钛属性／23
一个高钛玄武岩岩屑的矿物化学成分和三维断层成像研究／26
嫦娥五号月壤玄武岩岩屑的精细岩石学成因研究／29
嫦娥五号玄武岩的硫同位素组成及其对月幔源区的制约／33
嫦娥五号玄武岩磷灰石揭示岩浆氯同位素分馏／37
辉石冷却速率揭示嫦娥五号玄武质熔岩流规模／41
风暴洋克里普地体年轻月海玄武岩的矿物学和年代学特征／46
嫦娥五号玄武岩的Fe-Mg同位素研究／50
斜长石微量元素揭示嫦娥五号玄武岩成因／54
月壤物理化学性质
中子活化分析揭秘嫦娥五号月壤成分／59
嫦娥五号月球样品的尺寸、形貌与组成分析／62
嫦娥五号月壤的矿物组成和化学成分特征及其地质意义／66
嫦娥五号月壤样品的显微红外光谱研究／70
嫦娥五号月壤演化的拉曼光谱学新认识／74
嫦娥五号月壤化学成分揭示月球年轻玄武岩的起源和表生改造／77
嫦娥五号年轻月壤的成熟组分／81
基于嫦娥五号月球样品的月壤残余内摩擦角预测／85
太空风化作用
嫦娥五号样品的太空风化特征及形成机制／93
嫦娥五号月壤中铁橄榄石分解成因的纳米金属铁／96
嫦娥五号月壤中撞击诱导的共析反应成因磁铁矿／99
嫦娥五号月壤中蒸发沉积成因的蓝辉铜矿／103
嫦娥五号样品揭示月表中纬地区高含量的太阳风成因水／106
嫦娥五号样品揭示月壤矿物中高含量的OH/H2O／109
撞击玻璃珠：月表太阳风成因水储库／112
嫦娥五号月壤的表面特征研究／115
嫦娥五号月壤微观形貌特征及其对太空风化的指示意义／121
月壤玻璃：捕获并保留月球上氦资源的关键物质／125
遥感和撞击坑定年
基于嫦娥五号样品的月球撞击坑年代函数优化／133
去偏的撞击坑密度揭示月球撞击体的通量和来源／137
嫦娥五号样品—月球遥感定量反演的新地面真值／142
新方法新技术
嫦娥五号月壤样品单颗粒分析工作流程图／149
嫦娥五号月壤单颗粒中铁价态的原位微区分析—FIB，AES和TEM-EELS联用技术／156
μXRF与3D XRM联合无损技术鉴别和定量分析嫦娥五号月壤单颗粒中的钛铁矿／159
月壤热改造过程的透射电镜原位加热模拟实验研究方法／164
一种以极低的样品消耗同时测定嫦娥五号月壤粒度和矿物组成的新方法／168
嫦娥五号玄武岩存在显微尺度K同位素不均一性／172
着陆区外来物质
结合TIMA-SEM-EPMA技术*次在嫦娥五号角砾岩样品中定位并识别月球高地岩屑／179
硅酸盐液相不混溶作用对嫦娥五号月壤中年轻的高度演化岩屑成因的意义／183
嫦娥五号月壤中外来岩屑指示月球上仍存在未被认识的地质单元／187
撞击玻璃和撞击过程
嫦娥五号着陆区的成壤过程：来自撞击玻璃颗粒微观构造的启示／193
嫦娥五号月壤样品中赛石英和斯石英的发现／197
嫦娥五号撞击玻璃成分揭示撞击熔融和玄武岩成因／201
微陨石撞击对月壤的改造：嫦娥五号月壤中歧化反应成因的纳米相铁／204
月球表面普遍存在撞击成因的三价铁／208
月壤应用
嫦娥五号月球土壤的地外光合作用／215
月壤原位资源利用用于高效地外燃料和氧气资源供给／221