月球表面竟存在类似“铁锈”的物质？这一惊人发现源于我国科研团队对嫦娥六号月背样品的深度分析。研究团队首次在月球背面南极-艾特肯盆地的样品中，检测到由大型撞击事件形成的微米级赤铁矿和磁赤铁矿晶体，证实月球表面在特定条件下可发生氧化反应，形成类似地球铁锈的矿物。
与地球富含水和氧气的环境不同，月球表面长期处于“还原环境”，缺乏氧化作用的关键条件。传统认知认为，月球难以形成高价态铁氧化物。然而，山东大学行星科学团队联合多机构研究发现，月球赤铁矿的形成机制与地球截然不同——其成因与月球历史上的大型撞击事件密切相关。当陨石以极高速度撞击月球时，瞬时产生的高氧逸度气相环境，使铁元素被氧化，陨硫铁等矿物发生脱硫反应，最终通过气相沉积形成微米级赤铁矿颗粒。
研究还发现，这一氧化过程的中间产物包括具有磁性的磁铁矿和磁赤铁矿，它们可能是南极-艾特肯盆地边缘磁异常的矿物载体。这一成果首次通过样品实证，在超还原背景下月球表面仍可存在赤铁矿等强氧化性物质，为理解月球的氧化还原状态和磁异常成因提供了关键证据。
嫦娥六号任务于2024年成功从南极-艾特肯盆地采集样品，为研究提供了珍贵素材。该盆地是太阳系已知最大、最古老的撞击盆地，其形成时的撞击规模远超月球其他区域，为探索特殊地质过程提供了独特场景。研究团队通过透射电子显微镜等技术手段，清晰观测到赤铁矿晶粒的高角度环形暗场像，以及铁氧化物与陨硫铁的接触关系，进一步验证了理论模型。
