我国月球科学研究近日取得一项里程碑式进展——科研团队在嫦娥六号带回的月背样品中，首次检测到由大型撞击事件形成的微米级赤铁矿与磁赤铁矿晶体。这一发现不仅改写了月球氧化反应机制的传统认知，更为南极-艾特肯盆地边缘磁异常现象提供了关键矿物学证据。
研究团队通过透射电子显微镜、拉曼光谱等先进技术，在编号CE6C0300YJFM00301的月球样品中，确认了原生赤铁矿颗粒的独特晶格结构。这些微米级晶体与陨硫铁颗粒呈现清晰的接触关系，其中氧元素（品红色标记）与硫元素（青色标记）的分布差异，直观展现了氧化反应的微观过程。实验数据显示，在700-1000℃高温条件下，陨硫铁（FeS）经历脱硫反应，最终转化为赤铁矿（α-Fe₂O₃）、磁赤铁矿（γ-Fe₂O₃）及磁铁矿（Fe₃O₄）。
该成果发表于《科学进展》期刊，揭示了月球表面在极端还原环境下仍存在强氧化过程的矛盾现象。传统观点认为，月球因缺乏大气层保护，整体处于还原状态，难以形成高价态铁氧化物。但新研究指出，大型撞击事件能瞬间产生高氧逸度气相环境，使铁元素在气化过程中被氧化。这种氧化机制不仅解释了赤铁矿的形成，其产生的磁性矿物（磁铁矿、磁赤铁矿）更可能是南极-艾特肯盆地磁异常的载体。
研究团队构建的成因模型显示，当直径数百公里的撞击体撞击月球时，表面物质气化形成局部高氧逸度区域。陨硫铁在高温下分解出的硫元素挥发，剩余铁元素则被氧化成不同价态的铁氧化物。这一过程与月球早期频繁的撞击事件密切相关，为理解月球地质演化提供了新视角。特别是南极-艾特肯盆地作为太阳系已知最大的撞击结构，其形成时的能量释放远超其他区域，为此类氧化反应提供了理想场所。
2024年嫦娥六号任务从该盆地东北部的阿波罗盆地采集样品，为研究提供了关键材料。该区域紧邻盆地西北部的磁异常区，样品中发现的磁性矿物分布特征，与磁异常的空间位置高度吻合。这项发现不仅证实了月球表面存在氧化反应的猜想，更通过实物证据建立了撞击事件-氧化过程-磁异常的因果链条，为后续月球磁场演化研究奠定了基础。
