月球中挥发组分含量及其同位素组成特征：对月球起源和演化的启示

This project aims to study the formation and evolution of the moon, focusing on the volatile components and their isotopic compositions. We will select various types of lunar meteorites (Th-poor feldspathic breccias, Th-rich mafic breccias, mingled breccias，and mare basalts) as the research targets. On the basis of their petrographical and mineralogical studies, we will apply the ion microprobe to measure the U-Pb ages, REE and volatile components, and H and Cl isotopic compositions of lunar apatite. The goals of this project are to determine the concentrations of volatile components in the moon, to trace the origin of lunar water, and to characterize the lunar Cl isotopic system and its fractionation mechanism.

本项目围绕月球起源和演化的科学问题，从月球挥发组分含量及其同位素组成特征展开工作。以各种岩石类型的月球陨石（斜长质、铁镁质、混合型角砾岩、月海玄武岩）为研究对象，在矿物岩石学工作的基础上，利用高分辨率高精度的离子探针测定其中磷灰石的U-Pb年龄、稀土元素和挥发组分（H，F，和Cl）含量、以及H和Cl同位素组成，揭示月球内部的挥发组分含量和同位素组成特征。本项目试图解决的科学问题是：月球内部水和其他挥发组分的含量是多少？月球水的来源问题？月球Cl同位素的组成特征和分馏机制？

利用高空间分辨率的纳米离子探针分析了三块月球陨石中磷灰石的H, Cl元素含量和同位素组成，发现了迄今为止太阳系中最大的氯同位素分馏（37Cl> 80‰）, 证明月球内部存在极端富集37Cl的端元组分，对于研究月球挥发组分的来源和同位素分馏机制具有重要意义。.以月球陨石NWA 10579为对象，对月海玄武岩样品进行详细的岩石学及矿物学分析，具体内容包括观察样品的岩相结构特征，微区原位分析硅酸盐与磷酸盐的主微量元素含量、磷灰石等矿物的同位素组成特征等。结果表明，该样品形成于30亿年，是较为年轻的月海玄武岩浆活动产物，且结晶于封闭的岩浆系统，其较高的稀土元素含量应当继承于月幔源区。该工作不仅揭示了月幔成分高度不均一的特性，还准确标定了该月海玄武岩样品的结晶时间，有助于对月球演化历史的进一步讨论。.圆满完成了嫦娥5号月球样品（CE5C0000YJYX065）的矿物化学和高分辨三维岩石结构分析工作，发现了一块罕见的高钛月海玄武岩，确认了嫦娥5号着陆区曾经发生过多次火山喷发活动。