科普时报讯(记者代小佩 付毅飞)近日,国家航天局、国家原子能机构联合发布嫦娥五号最新科学成果:中核集团核工业北京地质研究院(以下简称核地研院)在月球样品研究中发现新矿物,被命名为“嫦娥石”。这是我国第一次发现的月球新矿物,也是国际上发现的第六个月球新矿物。
核地研院去年7月成为首批开展嫦娥五号月壤科研样品研究单位之一,获得50毫克珍贵的月壤科研样品。研究团队在对这些含有数十万个颗粒的月壤粉末样品开展矿物学研究期间,发现了新矿物的蛛丝马迹。
“疑似新矿物的颗粒大小不足10微米,甚至不到一根头发丝直径的1/10。”核地研院月球研究团队研究骨干李婷研究员说,分析发现其化学成分是全新的,人类已知的矿物没有一种与它的化学成分组成一致,可能是一种新的矿物。
一种矿物要被确定为新矿物,除了拥有全新的化学组成,还需要提供晶体结构信息。为了解开这道必答题,研究团队首先得把与疑似新矿物共生的已知矿物辉石剔除干净,但无论使用实验手段还是后期的数据处理方法,团队都没能清除这颗微小颗粒上的辉石。
直到2021年7月29日,国家航天局公布第二批月球科研样品计划,核地研院团队钟军博士申请获得一件仅15毫克左右的光片样品。在第一个样品的基础上,研究团队统计了第二个样品靶上14万多个颗粒,终于找到了疑似新矿物的一些踪迹。不过,样品颗粒中有希望测到单晶结构的只有一颗,且而还裂成了三小块。
研究团队在对样品进行有如“针尖上的舞蹈”的矿物分选和挑选工作后,使用聚焦离子束电镜切出了一颗10×7×4微米纯的单晶颗粒,然后将颗粒转移到单晶衍射仪上收集衍射数据,最后解译出疑似新矿物颗粒的晶体结构,并对其进行了拉曼光谱分析、晶体光性描述、物理性质计算等。2021年底,通过系统详尽的矿物学研究,研究团队确认这是一种从未被发现过的磷酸盐新矿物,其晶体结构属三方晶系,空间群R3c,呈微小柱状。
为了致敬我国航天嫦娥工程探月事业,弘扬中华民族传统月球文化,将我国的传统文化和新时代中国科技发展成就推向全世界,核地研院将月球新矿物命名为“嫦娥石”,英文名为Changesite-(Y)。
“嫦娥石”的发现改变了我国月球矿物发现历史,使我国成为世界第三个发现月球新矿物的国家。