年輕的月海玄武巖是研究月球晚期火山活動的關鍵對象。然而，反映巖漿房內(nèi)部動態(tài)過程的巖相特征，在月球樣本中鮮有報道。一般認為，自月球形成以來，其內(nèi)部的玄武巖巖漿活動以簡單結(jié)晶為主，缺乏類似地球巖漿房常見的動態(tài)過程。

近日，中國科學院紫金山天文臺牽頭對兩塊月球隕石開展研究，首次揭示了月球在30億年前的巖漿補給事件，為理解月球晚期的熱演化歷史提供了關鍵證據(jù)。

研究團隊利用掃描電鏡、電子探針、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜和高分辨二次離子質(zhì)譜等分析技術，對兩塊發(fā)現(xiàn)于2021年的月球隕石NWA 14526和NWA 14992，開展了詳細的巖相學、礦物學、地球化學和同位素年代學研究。研究結(jié)果表明，NWA 14526和NWA 14992在巖相結(jié)構(gòu)、礦物成分、地球化學特征和結(jié)晶年齡上高度一致，具有成對關系，且兩者均呈現(xiàn)出獨特的巖性二分性：富鎂區(qū)的礦物成分較原始；富鐵區(qū)的礦物成分更偏演化，且富集晚期結(jié)晶類型。

綜合輝石中熔蝕結(jié)構(gòu)、鉻元素階梯式分布等開放系統(tǒng)證據(jù)，研究團隊認為，這種罕見的巖性二分性是由巖漿補給作用驅(qū)動產(chǎn)生的，并據(jù)此提出了同源巖漿補給模型：約30億年前，由月球內(nèi)部早期侵入的富鎂巖漿在巖漿房部分結(jié)晶后，又有一股演化的相對富鐵巖漿“接力”注入，兩者混合、反應，最終形成了兩類巖性共存的結(jié)構(gòu)。

研究進一步發(fā)現(xiàn)，NWA 14526和NWA 14992與同時期結(jié)晶的NNL群低鈦玄武巖隕石，在多項特征上表現(xiàn)出相似性，它們可能來自同一火山雜巖區(qū)，并具有源坑配對關系。NWA 14526和NWA 14992對應不同的月幔源區(qū)，且經(jīng)歷更深的結(jié)晶深度，以及更復雜的演化歷史，反映出30億年前月球內(nèi)部巖漿活動的多樣性與不均一性。這些研究結(jié)果表明，月球雖然經(jīng)歷了長期的緩慢冷卻過程，逐漸失去“生命力”，但在演化晚期（約30億年前），其內(nèi)部仍可能維持著動態(tài)的巖漿系統(tǒng)，存在巖漿補給、混合等復雜活動過程。

相關研究成果發(fā)表在《地球化學與宇宙化學學報》上。研究工作得到國家自然科學基金委員會等的支持。