客户案例 | Tescan TIMA 助力嫦娥六号月壤矿物学和原位光谱学校准月球背面遥感解译取得重要进展

中国地质大学（武汉）研究成果

嫦娥六号月壤矿物学和原位光谱学校准月球背面遥感解译取得重要进展

月球背面的南极-艾特肯盆地（SPA Basin）及嫦娥4号、6号着陆区（据Zeng et al.， 2023）

南极-艾特肯盆地是月球最大、最古老的撞击盆地之一，被认为可能记录月球深部物质组成和早期撞击历史。此前遥感研究认为，嫦娥六号着陆区可能富含低钙辉石或橄榄石等超镁铁质矿物，将其视为理解月球深部结构和正背面差异演化的关键区域。嫦娥六号首次实现月球背面采样返回，为验证这些遥感认识提供了直接样品依据。

研究团队利用TIMA自动矿物分析系统，对月壤中不同类型岩屑开展高精度矿物识别、模式丰度统计和岩相学分析；同时采用电子探针进行关键矿物元素分析，并在同一样品上开展可见光–近红外–中红外反射光谱测试，建立了矿物学与光谱学多技术联合分析路径。

TIMA 矿物自动定量分析系统获得的

嫦娥6号月壤玄武岩颗粒矿物相图

TIMA 测定的嫦娥6号月壤的矿物含量

对6000余个颗粒的分析显示，嫦娥六号月壤样品主要由单斜辉石、斜长石和玻璃组成，其中单斜辉石含量约为26.5-32.9 vol%，斜长石约为29.9-33.2 vol%，玻璃约为32.4-36.2 vol%。

与此前部分遥感结果不同，样品中的斜方辉石和橄榄石含量很低，玄武质岩屑中也几乎不含橄榄石和斜方辉石。

与此同时，电子探针矿物化学分析结果与TIMA矿物模式丰度结果相互印证，表明嫦娥六号样品并不具有显著的橄榄石或斜方辉石富集特征。

质量平衡计算表明，混入的南极-艾特肯盆地壳源溅射物以斜长石为主（约78.3 vol%），着陆区可能比此前遥感结果更贫超镁铁质组分。

值得注意的是，同一样品的实验室光谱反演却给出较高的低钙辉石和橄榄石估算值，与此前遥感结果一致。以TIMA结果为参照，反射光谱方法系统性高估低钙辉石含量约10%–25%。嫦娥六号样品光谱偏红、1 μm和2 μm吸收带较弱，指示较强空间风化；加之玻璃质包覆、冲击变质及模型主要依赖近月面样品校准的局限，共同导致光谱偏差。遥感识别的低钙辉石富集信号未必对应斜方辉石或月幔物质出露，部分可能源于易变辉石的光谱混淆。

该研究以返回样品的矿物学结果为“地面真值”，创新性地整合高通量自动矿物学、矿物化学与实验室光谱测量，将显微尺度矿物组成、矿物化学特征和光谱响应直接关联，建立了从样品实测到遥感解译校准的完整技术链条，不仅提高了嫦娥六号样品矿物组成解释的可靠性，也为月球背面矿物定量模型修正提供了可复制的技术框架。

结果表明，南极-艾特肯盆地表面超镁铁质组分的实际分布可能显著低于此前基于遥感数据的估计，暗示南极-艾特肯盆地撞击事件可能并未挖掘出大量月幔物质，或者月幔物质组成与此前认为的有所不同。这一认识对重新评估月球正背面物质组成差异、月球深部结构，以及未来月球样品返回与原位探测任务的选址和数据解译均具有重要参考意义。

该研究由中国地质大学（武汉）地球与行星科学学院、行星地质与深空探测湖北省重点实验室与地质过程与矿产资源国家重点实验室等单位合作完成。论文题为“Low abundances of ultramafic components in the Chang''e-6 landing site basalt and ejecta material”，于近日发表于国际权威期刊 Geophysical Research Letters，论文共同第一作者为佘振兵、汪在聪和张昊教授，通讯作者为佘振兵和汪在聪教授。

该研究得到青年教师科研创新能力支持项目（ZYGXQNJSKYCXNLZCXM-P6）、国家自然科学基金（No. 42441802、42241156）和中国地质大学（武汉）杰出青年团队项目（G1323523042）资助。研究样品由国家航天局提供。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2026GL122266 

引用格式：She, Z., Wang, Z., Li, T., Zhang, H., He, Q., Li, Y., et al. (2026). Low abundances of ultramafic components in the Chang''e-6 landing site basalt and ejecta material. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL122266. https://doi.org/10.1029/2026GL122266.