【环球时报 报道 记者 樊巍】在嫦娥五号探测器带回的1731克月球样品中，中国科学家不断发现新的惊喜。在4月24日举行的第十一个“中国航天日”主场活动启动仪式上，国家航天局对外发布嫦娥五号月球样品最新研究成果。这一次，中国科学家在嫦娥五号月球样品中，发现两种月球新矿物，均获国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会批准，分别命名为镁嫦娥石与铈（shì）嫦娥石。这是继2022年嫦娥石之后，中国科学家发现的第二和第三种月球新矿物，也是全世界在返回月壤中发现的第七和第八种月球新矿物。
4月24日，月球新矿物镁嫦娥石与铈嫦娥石正式发布。樊巍/摄
随着两种嫦娥石的理想晶体图正式发布，现场一片沸腾。两种粒径为数微米的晶体的发现，不仅展现了荒凉月球表面下的微观之美，也再次证明月球是一个充满惊喜的巨大“富矿”。
据《环球时报》记者了解，镁嫦娥石、铈嫦娥石均属于稀土磷酸盐矿物，它们隐匿于月壤微尘之中，晶体结构精妙独特，在地球上没有完全相同的对应矿物，是名副其实的“月球土特产”。它们与此前发现的嫦娥石同属于陨磷钙钠石族，该类矿物是月球、火星及小行星样品中常见的磷酸盐矿物，但在不同类地天体中表现出成分的多样性和分布的不均一性。此次发现为深化月球物质组成、地质演化、探索月球起源等研究提供重要科学依据，是我国深空探测与基础科学研究相结合的又一重要成果，对于增进人类对月球和宇宙认知具有重要意义。
镁嫦娥石助人类读懂月球“前世今生”
镁嫦娥石由中核集团核工业北京地质研究院（以下简称“核工业北京地质研究院”）首席科学家李子颖牵头的月壤团队发现，呈短柱状晶体，主要产出于嫦娥五号钻取月球样品中的玄武岩碎屑内部，粒径约2～30微米。
镁嫦娥石理想晶体图(图片来源：核工业北京地质研究院)
“镁嫦娥石与‘美嫦娥石’谐音，寓意这是更加美丽、更加特别的‘嫦娥石’，饱含中国航天和文化的浪漫情怀。”核工业北京地质研究院研究员葛祥坤在接受《环球时报》记者采访时介绍称，镁嫦娥石的结构独特，晶体结构M位以镁为主，且“个头”极小，粒径约为头发丝直径的1/3至1/30，肉眼看不见。
在珍贵稀缺的嫦娥五号月壤样品中，想要从无数月壤颗粒中筛查新矿物极为不易。葛祥坤介绍称，科研团队凭借扎实的研究功底和敏锐的矿物鉴别素养，逐粒分析、反复比对，终于在数以万计的海量数据中捕捉到不同于已知矿物的异常成分，锁定了新矿物的关键线索。
“镁嫦娥石不仅月壤样品本身极其稀缺，科研团队历经海量筛查，最终也只找到一颗可供测试的理想单晶，颗粒仅有20 微米。”葛祥坤进一步介绍称，测试时样品需在多台精密仪器间转移测试，科研人员操作时需全程屏住呼吸、小心翼翼，生怕一口气就将这颗“月球珍宝”吹得无影无踪，每一步操作都堪称“微米级艺术”。“尤其在使用聚焦离子束扫描电镜提取单晶颗粒时，难度堪比外科医生做微创手术，因为离子束切割必须精准到微米级别，力度稍大就可能把微小晶体直接‘切飞’。”葛祥坤称。
作为陨磷钠钙石族的全新成员，镁嫦娥石的发现无疑刷新了人类对于月球的认知。葛祥坤认为，它独特的成分与结构，为研究月球形成演化、岩浆活动、化学分异提供了全新的矿物学样本，帮助人类更深入读懂月球的“前世今生”。
此外，在他看来，发现镁嫦娥石的过程也进一步提高了我国的科研创新能力。“我国现已构建月壤新矿物研究的成熟技术体系，微米级单晶样品制备技术达到国际先进水平。中国的科研团队勇于突破传统认知、敢于挑战权威范式，原始创新能力显著提升。”葛祥坤称。
铈嫦娥石具有发光效应
而铈嫦娥石则是由中国地质科学院侯增谦院士团队牵头发现，它同时发现于嫦娥五号月球样品以及一块坠落于我国境内的月球陨石中，晶体主要呈半自形粒状或自形柱状形式，产出于钙长石、铁辉石、氟磷灰石以及钛铁矿边部，粒径约3～15微米。
铈嫦娥石理想晶体图（图片来源：中国地质科学院）
“铈嫦娥石是一种富含稀土元素铈的磷酸盐矿物，属于陨磷钙钠石族矿物。与地球、火星及小行星样品中的同族矿物相比，该矿物具有明显的稀土富集特征，是具有‘指纹意义’的行星矿物。”侯增谦院士在接受《环球时报》记者采访时介绍称，此次发现的铈嫦娥石与我国此前发现的嫦娥石两者具有相同的结构模型，但稀土元素占位不同，前者以轻稀土元素铈（Ce）为主，后者以重稀土元素钇（Y）为主。
“值得注意的是，美国阿波罗任务的返回样品中嫦娥石系列矿物更富重稀土，而我国嫦娥五号返回样品中嫦娥石系列矿物具有明显富轻稀土的特征。”侯增谦院士认为，这表明月球岩浆演化过程中轻、重稀土元素存在明显分异行为，这一差异为认识月球内部物质结晶分异机制提供了关键矿物学证据。
据了解，铈嫦娥石的发现基于两类来源完全不同的珍贵样品。其原型标本来自嫦娥五号任务从月球正面风暴洋地区采集并返回的月壤样品，其共型标本则来自2024年在我国新疆塔克拉玛干沙漠发现的月球陨石Pakepake 005，这是一颗单颗球状陨石，重量44克，表面覆盖深色熔壳，这也是首块在中国境内发现并获得国际正式批准的月球陨石。“国际矿物学协会新矿物命名及分类委员会一位代表委员在评论中写到：这是在月球及坠落至地球的月球陨石中同时取得的一项非凡发现！”侯增谦院士称。
发现铈嫦娥石的过程也极为不易。铈嫦娥石的第一发现人、中国地质科学院的王艳娟博士在接受《环球时报》记者采访时介绍称，我们研究团队在对嫦娥五号月壤样品和第一块坠落中国境内月球陨石进行研究过程中，通过纳米压痕、阴极发光、扫描电镜、电子探针、拉曼光谱、X射线单晶衍射以及三维电子衍射等多种先进原位表征技术，系统确定了物理性质、化学组成与晶体结构，最终确认其为一种此前未被记录的自然矿物。
值得一提的是，铈嫦娥石的发现不仅能拓宽对世界的认识，还能为人工合成材料领域提供新的配方。中国岩石地球化学学会新矿物命名及分类专业委员会委员曲凯介绍称，在研究中发现，铈嫦娥石有明显的发光效应，在WLED的荧光材料合成领域具有非常好的潜在应用。
侯增谦院士进一步解释到，铈嫦娥石和我们团队前不久铈镁嫦娥石的发现可以说是“上天入地”的美丽邂逅，好“铈”成双的非凡发现。嫦娥石系列矿物的发现不仅丰富了自然界、特别是月球的矿物种类，揭示了月壤中陨磷钙钠石族矿物的晶体化学复杂性，表明月球物质组成及其演化过程的多样性。而且作为富含稀土元素的矿物，为评估月球稀土资源潜力及未来原位资源利用提供了基础数据。
据了解，国家航天局将继续坚持“创新引领、协同高效、和平发展、合作共享”的原则，组织好月球样品科学研究。科学家们也将对发现的月球新矿物开展深入研究，力争发现更多未知的奥秘。