研究表明，嫦娥五号月球铁橄榄玻璃冲击的原因

近日，中国科学院广州地球化学研究所研究员朱建喜、中国科学院教授何宏平团队在嫦娥五号月球样品研究中取得重大突破。他们首次发现了原点熔化形成的铁橄榄石玻璃，并在嫦娥五号月球铁橄榄石晶体的裂缝中深入揭示了其影响的原因。相关成果在伊卡洛斯发表(Icarus)。

月球是地球上唯一的天然卫星。在月球的形成和演变中，碰撞是月球手表的重要地质过程之一。当碰撞发生时，碰撞引起的干扰以冲击波的形式向前传播，产生极端的压力和温度。这个过程的极端压力可以超过100。 GPa，气温可以在5000~10000以上 K。在这些极端条件下，月球矿物可以经历各种变化，产生高压变化、熔化、气化或电离等一系列冲击变质效应。因此，月球冲击变质产品的成分、形状和微观结构是反映月球表面碰撞环境的重要依据。

研究表明，在冲击的影响下，矿物会经历非晶化过程，主要有两种类型:一种是压力诱导的非晶化，即在高压的影响下，矿物在没有熔化过程的情况下直接以固体转化为非晶化，即冲击玻璃;另一种是高温诱导的非晶化，即矿物在冲击热效应引起的高温熔化，形成碰撞溶体玻璃，往往被认为是冲击效果的最高阶段。

橄榄是月球上最主要的岩石矿物之一。由于橄榄玻璃的形成条件极其严格，很难通过常规淬冷试验获得。一九七七年，Jeanloz R和其他人首次在Sciences期刊上发现并报道了橄榄石组分的玻璃质可以通过模拟对纯橄岩的冲击来形成，峰值压力约为56GPa。因此，橄榄石玻璃是判断冲击阶段的重要指标。

在月球表的强烈冲击下，橄榄石肯定会受到冲击和熔化。然而，目前人类返回的月球样本中没有明确的数据表明橄榄石玻璃发现了冲击原因。在研究中国嫦娥五号月球样本的过程中，在国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金的支持下，朱建喜和何宏平团队的研究生杨红梅、副研究员鲜海洋在铁橄榄石晶体的缝隙中发现了熔化原点形成的铁橄榄石玻璃。

采用先进的微区分析技术，对铁橄榄石玻璃的形状、成分和结构进行了分析;铁橄榄石玻璃的原子结构与电子分布函数、反蒙特卡洛拟合和ReaxFF分子动力学模拟相结合。结果表明，玻璃铁橄榄石致密溶体固化的温度约为3200~3400。 K，残留压力约1 GPa。

结合铁橄榄石的形状和温度压力的形成，研究小组提出，铁橄榄石玻璃是在冲击粉碎过程中形成的，而冲击熔化是非常常见的。具体来说，铁橄榄石在冲击的影响下被粉碎，产生剪切面，剪切面摩擦产生大量热量，导致铁橄榄石局部熔化，迅速淬火形成玻璃。

这项研究不仅从原子尺度分析了月球铁橄榄石玻璃的形成过程，而且在冲击粉碎作用下发现了切割熔化的新机制。