嫦娥五號發(fā)現(xiàn)撞擊成因磁鐵礦：月球磁記錄再添關(guān)鍵載體揭示月球磁場新線索(2)

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2025-11-15 15:03:22 微生物演化

盡管取得了這些進(jìn)展，月球磁鐵礦的物理、化學(xué)和磁學(xué)特性仍缺乏約束。其形成機(jī)制，包括金屬鐵的氧化、揮發(fā)物存在下鈦鐵礦的脫硫，或富FeO金屬的共晶結(jié)晶，仍存在爭議。本文記錄了在CE5月壤角礫巖樣品CE5-023_P13中存在于鎳黃鐵礦-鈦鐵礦組合內(nèi)的納米至微米級磁鐵礦晶體。通過相關(guān)原子尺度結(jié)構(gòu)、化學(xué)和磁學(xué)分析，闡明了這些顆粒的納米結(jié)構(gòu)、成分和磁疇狀態(tài)。這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了已知的月球磁性載體清單，為撞擊熔融過程、月球氧化還原條件和剩磁保存提供了額外見解，為月球磁歷史和近表面環(huán)境演化提供了新視角。

自阿波羅時代以來，月球表面的磁鐵礦一直存在爭議。早期研究提出磁鐵礦通過富含揮發(fā)物的月球蒸汽誘導(dǎo)的鈦鐵礦脫硫反應(yīng)形成。隨后對CE5月球樣品的TEM研究表明，亞微米級磁鐵礦與金屬鐵顆粒共存于含氧的Fe-S液滴中，將其形成歸因于撞擊熔融期間的共晶分解反應(yīng)。然而，CE5-023_P13月壤角礫巖中識別出的磁鐵礦-鎳黃鐵礦-鈦鐵礦組合表現(xiàn)出獨(dú)特的礦物學(xué)和結(jié)構(gòu)關(guān)系。這些磁鐵礦在廣泛的納米至微米級粒徑/形態(tài)光譜、顯著的Fe2?富集和豐富的鎳黃鐵礦納米內(nèi)含物方面，從根本上不同于典型的地球磁鐵礦。

基于對阿波羅16號月壤角礫巖60016的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)論證，Joy等人提出，在<570 ce5="">

SEM和TEM分析表明，月球磁鐵礦晶體呈橢球形或不規(guī)則形狀，尺寸從納米到微米不等。小于約30 nm的顆?？赡鼙憩F(xiàn)出SP行為，貢獻(xiàn)磁化率但不貢獻(xiàn)穩(wěn)定剩磁。相反，較大的晶體（>30 nm）具有攜帶穩(wěn)健熱剩磁(TRM)或熱化學(xué)剩磁(TCRM)的潛力?；赥EM的微磁分析證實(shí)了這些磁鐵礦晶體的穩(wěn)定SD和SV狀態(tài)，強(qiáng)化了其作為能夠以十億年尺度保存磁化的穩(wěn)定磁性載體的潛力。因此，月球磁鐵礦可能是地殼磁異常的重要貢獻(xiàn)者。月球磁場的起源、強(qiáng)度和持久性仍存在爭議，全球地殼異常和古地磁數(shù)據(jù)表明，一個活躍的月球發(fā)電機(jī)從>42億年前持續(xù)到約36億年前，其強(qiáng)度與地球現(xiàn)代磁場相當(dāng)。然而，單晶古強(qiáng)度研究反對39億年后持續(xù)的內(nèi)核發(fā)電機(jī)，提出撞擊驅(qū)動的磁場是年輕月球樣本的主要磁化機(jī)制。月球磁鐵礦的清單不斷增長，包括本研究中報告的鎳黃鐵礦宿主磁鐵礦晶體，指向撞擊過程是月球表面磁鐵礦形成的主要驅(qū)動力。

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