摘要：月壳的成岩模型是建立在Apollo和Luna任务从月球正面有限的化学异常区域(KREEP，即富含K、稀土元素和P的物质)采集的样品上，但这些样品不能代表整个月壳的岩石类型。前人对Apollo样品的分析研究表明月壳的原岩主要包含四类：亚铁斜长岩（FAN），镁质岩套（Mg-suite），碱性岩套和KREEP玄武岩，其中镁质岩套岩石大多表现出高镁和富KREEP特征，揭示了KREEP组分参与了其岩浆活动，它们似乎与PKT地体的形成息息相关。然而，目前的镁质岩套成岩模型对于KREEP组分是否是其岩浆活动的必要组分尚不清楚，而镁质岩套岩浆是否是全球性活动也存在疑问。因此，PKT地体外可能存在镁质岩套岩石，但缺乏显著的KREEP特征。两块来自月球背面富镁的月球角砾岩陨石NWA 11460/11111主要包含镁质斜长岩（MAN）、亚铁斜长岩（FAN）碎屑和高镁的出溶辉石碎屑，以及罕见的玄武岩和演化的岩屑，为月球背面岩石类型的多样性和镁质岩套岩浆的全球性活动提供了新证据。
月球陨石来自月表随机区域，可以为月壳岩石类型的多样性、月表地质过程和年代学提供全球性的约束。虽然大多数月球陨石是角砾岩，但包含了来自月表不同区域的月壤和基岩形成的矿物碎屑和岩屑。最近研究发现月球陨石可能包含来自远离Apollo采样区的岩屑，如镁质斜长岩（MAN）和镁质尖晶橄长岩等。镁质斜长岩是一种新的月壳岩石类型，具有高镁特征（Mg#>75）且不相容元素丰度较低，可能是月球背面主要的岩石类型。这些在月球陨石中发现的新的岩石类型挑战了月球岩浆洋模型，引发了一系列问题，如月球岩浆洋模型的单次上浮事件是否可以产生不同类型的月壳岩石，即月球正面高地以亚铁斜长岩为主，而月球背面主要是富镁的岩石。然而，这些富镁且不相容元素较低的岩石（即MAN）也带来了一些新的问题，它是否代表了一种新的月球岩石类型，还是已知的两种月壳岩石的混合？此外，镁质斜长岩是否与Apollo镁质岩套岩石存在成岩机制上的联系，这种岩石高镁的本质也引起了月球科学家极大的兴趣。大多数学者通过实验岩石学、月球样品分析、月球遥感研究和数值模拟来谨慎的评估这些富镁的深成岩之间的化学成分相似性。此外，对于KREEP组分如何促进镁质岩套熔体的形成及改造原始月壳斜长石化学成分也存在疑惑。
月球角砾岩陨石包含了来自不同月表区域的岩屑、矿物碎屑和火山物质，是Apollo和Luna及CE-5等返回样品的重要补充。近期，山东大学行星科学团队研究人员对两块富镁的月球角砾岩NWA 11460和NWA 11111进行了详细的岩石学、矿物学和地球化学分析，发现了一系列高地岩屑和极少的玄武岩碎屑和演化的岩屑。依据主量元素成分，这些高地的岩屑表现出亚铁斜长岩和镁质斜长岩的化学相似性。痕量元素成分指出高镁的非月海岩屑呈现出低不相容元素的稀土配分类型，可能来源于月球背面。基质中主要的矿物碎屑是富镁的辉石，表现出明显的出溶结构（数微米到50微米），类似于深沉岩的辉石碎屑，有可能来源于上月壳不同深度（~10 km）富镁侵入熔体的岩浆活动。富含二氧化硅和钾长石的高度演化岩屑可能来源于月幔低程度部分熔融的晚期残余熔体。此外，全岩成分表现出KREEP成分亏损的特征，但富镁的特征揭示它们源区的独特性。
结合角砾岩陨石的全岩地球成分和月球遥感化学数据（LP GRS的FeO和Th）分析，表明这两块陨石来源于月球背面区域，而岩屑和矿物碎屑的多样性能为月球背面的岩石类型提供约束。少量玄武岩碎屑和具有环带结构的辉石揭示在月球背面存在零星的火山活动，可能来源于极低钛到低钛的玄武岩。富镁岩屑的矿物学和地球化学成分数据表明它们可能来源于在原始的月球岩浆洋结晶期间月幔反转产生的次生岩浆活动形成了具有高An#的斜长石及亏损KREEP特征的熔体，也有可能来源于在原始的月球岩浆洋中斜长石结晶期间直接形成的无KREEP的镁质岩套熔体。因此，高镁低不相容的非月海岩屑和矿物碎屑表明镁质岩套岩浆活动可能是全球性的，而KREEP组分促进了这种熔体的产生。
该研究成果近期被Meteoritics & Planetary Science接受，两篇论文第一作者分别是山东大学行星科学团队博士生曹海军和副研究员付晓辉，通讯作者分别为山东大学行星科学团队的凌宗成教授和中国科学院紫金山天文徐伟彪研究员。该成果得到了中科院类地行星先导专项（XDB 41000000）、民用航天项目（D020201、D020202、D020302）、国家自然科学基金项目（41773059、41973060、41972322、11941001、U1931211）等项目的资助。
论文信息：Cao, H., Ling, Z., Chen, J., Fu, X., Zou, Y., (2021) Petrography, Mineralogy, and Geochemistry of a new Lunar Magnesian Feldspathic Meteorite Northwest Africa 11460. Meteoritics & Planetary Science (Accepted).
Fu, X., Cao, H., Chen, J., Hou, X., Ling, Z., Xu, L., Zou, Y., Tang, C., Hsu, W., (2021), Petrology and geochemistry of lunar feldspathic meteorite Northwest Africa 11111: Insights into the lithology of the lunar farside highlands. Meteoritics & Planetary Science (Accepted).
