9月17日，中國科學院國家天文台李春來、中國探月與航天工程中心胡浩、北京控制工程研究所楊孟飛領導的聯合研究團隊在《國家科學評論》(National Science Review, NSR)上發表嫦娥六號返回樣品的首篇研究論文，闡述了返回樣品的物理、礦物和地球化學特徵。
月壤與岩屑特性
論文中指出了嫦娥六號返回樣品具有較低密度，表明其結構較為鬆散，孔隙率較高。顆粒分析顯示，月壤的粒徑呈現雙峰式分布，暗示樣品可能經歷了不同物源的混合作用。與嫦娥五號樣品相比，此次樣品中斜長石含量明顯增加，而橄欖石含量顯著減少，表明該區域的月壤明顯受到了非玄武質物質的影響。
此外，嫦娥六號採集的岩屑碎片主要由玄武岩、角礫岩、粘結岩、淺色岩石和玻璃質物質組成。其中，玄武岩碎片佔總量的30%~40%，其礦物以輝石、斜長石和鈦鐵礦為主，橄欖石含量極低。角礫岩和粘結岩由玄武岩碎屑、玻璃珠、玻璃碎片以及少量的斜長岩和蘇長岩等淺色岩石碎屑物質構成，進一步揭示了樣品來源的複雜性。
嫦娥六號返回樣品的典型圖像。(a)從嫦娥六號鏟取樣品中挑選出的部分大於1毫米的岩屑顆粒。(b-e)不同結構特徵的玄武岩屑，(f-g)角礫岩和(h)粘結岩的背散射圖像(BSE)。典型玄武岩(i 和 j)、粘接岩(k)、淺色岩屑(l)和玻璃物質(m 和 n)顯微鏡照片。
礦物與地球化學特徵
礦物學分析顯示，嫦娥六號月壤樣品的主要物相組成為斜長石(32.6%)、輝石(33.3%)和玻璃(29.4%)，其中玻璃含量接近阿波羅樣品的下限。此外，樣品中還檢測到少量的斜方輝石，暗示了非玄武質物質的存在。
地球化學分析進一步揭示，嫦娥六號樣品中的鋁氧化物(Al₂O₃)和鈣氧化物(CaO)含量較高，而鐵氧化物(FeO)含量相對較低，這與月海玄武岩和斜長岩混合物的特徵一致。此外，樣品中的釷(Th)、鈾(U)和鉀(K)等微量元素含量顯著低於KREEP玄武岩，與位於月球正面風暴洋克里普地體中的阿波羅任務和嫦娥五號任務的樣品表現出了巨大差異。
月球科學的新篇章
嫦娥六號、嫦娥五號、美國Apollo計劃及蘇聯Luna計劃落點示意圖
據了解，人類在探索月球的浩瀚征途中，曾先後通過6次Apollo任務、3次Luna任務和1次嫦娥五號任務，從月球表面帶回380餘公斤樣品。然而，所有這些樣品均來自月球正面。中國嫦娥六號任務首次完成人類從月球背面採樣的壯舉，帶回1935.3克珍貴樣品。這次採樣任務的着陸點位於月球背面南極-艾特肯(South Pole-Aitken，SPA)盆地。採樣點位於SPA盆地內部阿波羅撞擊坑邊緣，該區域月殼極薄，有望揭露月球背面早期撞擊盆地的原始物質。
嫦娥六號樣品不僅包括了記錄火山活動歷史的玄武岩，還混合了來自其他區域的非玄武質物質。這些樣品，如同月球遠古時期的「信使」，為我們研究月球早期的撞擊歷史、月球背面火山活動以及月球內部物質組成提供了重要的第一手資料。
嫦娥六號帶回的月球背面樣品不僅填補了月球背面研究的歷史空白，更為我們研究月球早期演化、背面火山活動和撞擊歷史提供了直接證據，也為理解月球背面與正面地質差異開闢了新的視角。隨着對這些珍貴樣品的深入研究，有望不斷加深對月球內部結構、物質成分及形成演化過程的理解，推動月球及行星科學的蓬勃發展。
