2021年4月13日嫦娥五号任务第一批月球样品信息和科学数据上线发布以来，探月中心分别于2021年7月，2021年11月和2022年1月组织完成了三批115份共计44857.7mg的月球科研样品发放。62个科研团队获得了这些样品，研究方向集中在地球化学、地质学、月壤物性、太空风化、磁场、生物等领域。

目前，已经取得了令人鼓舞的研究成果，形成了多篇高水平论文，并陆续发表在国内外著名学术期刊上。《嫦娥五号样品重要研究成果先后出炉》成为“2021年中国十大科技进展新闻”之一。

现将截至目前统计的发表论文汇总如下：

发表刊物：《Science》

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       《Two billion-year-old volcanism on the Moon from Chang’E-5 basalts》（《嫦娥五号月球样品记录的20亿年前月球岩浆活动》）

发表单位：中国科学院地质与地球物理研究所

论文摘要：

月球的岩浆和热演化历史显著不同于类地行星。根据月岩同位素定年结果，月球岩浆活动在28亿-29亿年前应该已经停止，但是根据撞击坑统计定年法来看，可能存在30亿-10亿年前的年轻玄武岩，但因缺少返回月球样品的校正，此方法误差非常大。

本工作精确测定了嫦娥五号月球样品玄武岩年龄为20.30 ± 0.04 亿年前，通过两阶段分异演化模型限定源区μ值为约680。这是目前通过同位素定年方法确定的最年轻月球玄武岩，将之前认识的月球岩浆活动时限延长了800到900百万年。

嫦娥五号玄武岩源区μ值介于阿波罗采集的低钛和高钛玄武岩源区μ值范围内（300-1000），而与克里普岩及高铝岩石源区μ值（2600-3700）显著不同，指示嫦娥五号玄武岩来自克里普组分亏损的源区。嫦娥五号玄武岩年龄数据对月球撞击坑统计定年曲线提供了关键锚点，为月球岩浆和热演化历史给出新认识。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04100-2

发表刊物：《Nature》

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        《A dry lunar mantle reservoir for young mare basalts of Chang'E-5》（《嫦娥五号玄武岩揭示了一个很“干”的月幔》）

发表单位：中国科学院地质与地球物理研究所

论文摘要：

月球内部的水含量及其分布对揭示月球起源、岩浆洋结晶分异和月球火山活动的持续时间等重大月质事件的最有重要约束。嫦娥五号任务从月球风暴洋地体西北侧采集了目前为止最年轻的月海玄武岩，其年龄只有20亿年，为研究月球内部水的时空演化提供了重要机遇。

本文为了揭示嫦娥五号玄武岩源区的水含量，对嫦娥五号玄武岩中的磷灰石和钛铁矿包裹的熔体包裹体开展了水含量和氢同位素分析。根据分析结果，我们计算得到嫦娥五号玄武岩母岩浆的最高水含量为283±22微克/克，氢同位素组成为1.06±0.25×10-4。结合嫦娥五号玄武岩的岩石成因约束，我们估算嫦娥五号玄武岩月幔源区的最高水含量小于5微克/克，说明月球最年轻玄武岩的成因不是其月幔源区富水所致。

同时，与年龄为28亿年到40亿年的月球样品的研究结果对比我们可以发现，风暴洋地体下腹月幔源区的水含量随时间呈现降低的趋势，可能是该区域持续不断的火山活动一直在抽取月幔源区的水所致。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04107-9

发表刊物：《National Science Review》

6

   《Size, morphology, and composition oflunar samples returned by Chang'E-5 Mission》（《嫦娥五号月球样品的尺寸、形貌与组成分析》）

发表单位：中国空间技术研究院

论文摘要：

7

    《Mineral chemistry and 3D tomography of achang’E 5 high-Ti basalt: implication for the lunar thermal evolutionhistory》（《报道一种相对少见的高钛月海玄武岩》）

发表单位：中国科学院紫金山天文台

论文摘要：

月海玄武岩主要分布在月球的盆地中，且以月球正面居多。月海玄武岩可能是100至400公里深处的月幔部分熔融形成的。和地球上的同类岩石相比，它具有较高且变化较大的TiO₂含量，从 0.2到 16.5 wt.%，相差达到约80倍。如此大的成分变化范围不仅反映了月幔深处堆晶岩分布的不均一性，也反映了月球内部岩浆过程的高度复杂性。因此通过不同类型的月海玄武岩，可以研究月球深部物质成分、岩浆过程随时间和空间的演化规律。

2021年7月12日，中国科学院紫金山天文台首批申请获得了两块嫦娥五号月海玄武岩样品。利用高分辨率显微CT、扫描电镜、电子探针等技术对其中一个样品（编号CE5C0000YJYX065）开展了详细的矿物化学和无损的三维断层成像研究。结果显示，样品含有极高丰度的钛铁矿（17.8 vol.%），并富含磷酸盐矿物（0.5vol.%）；主要组成矿物如高钙辉石和长石的化学成分和演化趋势与Apollo 和Luna任务返回的高钛玄武岩一致。

多项证据表明，不同于目前已报道的嫦娥五号中钛和低钛月海玄武岩类型，CE5C0000YJYX065是一种高钛月海玄武岩，是在月表（埋藏深度约0.8米）快速冷却结晶形成的。嫦娥五号着陆区历史上可能曾经发生过多次火山喷发活动，将有望解读月幔源区不同物质成分和月球晚期火山活动的精细时空分布规律。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.12.006

发表刊物：《Geoscience Frontiers》

9

       《Titanium in olivine reveals low-Ti originof the Chang'E-5 lunar basalts》（《橄榄石微量Ti确定嫦娥五号玄武岩低钛属性》）

发表单位：中国科学院地质与地球物理研究所

论文摘要：

对嫦娥五号月壤样品中玄武岩研究揭示月球在20亿年前仍存在岩浆活动，比以往认知推迟了8亿-9亿年，刷新了科学界对月球演化历史的认知。然而，目前对嫦娥五号玄武岩属于低钛还是高钛月海玄武岩还存在争议。本研究从橄榄石钛含量这一新视角，揭示嫦娥五号玄武岩属于低钛月海玄武岩，比大多数阿波罗低钛月海玄武岩具有更高的钛含量，该发现可为研究月球最年轻火山成因机制奠定基础。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2022.106639

发表刊物：《Atomic Spectroscopy》

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        《In situ Investigation of the ValenceStates of Iron-bearing Phases in Chang’E-5 Lunar Soil using FIB, AES, andTEM-EELS Techniques》（《FIB-AES-TEM-EELS联用技术在嫦娥五号月壤研究中的应用》）

发表单位：中国科学院地球化学研究所

论文摘要：

利用聚焦离子束（FIB）、扫描俄歇纳米探针（AES）和透射电子显微镜-电子能量损失谱（TEM-EELS）等先进原位微区测试技术，分析并排除了地球环境对嫦娥五号月壤（CE5C0400YJFM00505）中含铁相的污染和氧化，同时对np-Fe0及相关铁镁硅酸盐矿物与玻璃基质中Fe2+与Fe3+的纳米级尺度分布与赋存特征开展了深入分析，获取了np-Fe0歧化反应成因机制的初步证据。

论文链接：https://doi.org/10.46770/AS.2022.014

发表刊物：《Geophysical Research Letters》

论文摘要：

该研究结果表明，月壤形成过程中的冲击破碎作用以及月壤演化过程中微陨石撞击的局部热作用是嫦娥五号月壤中铁橄榄石分解形成纳米金属铁的主要原因，同时也可能是全月表月壤形成与演化初期阶段纳米金属铁的重要形成机制之一。

论文链接：https://doi. org/10.1029/2021GL097323

发表刊物：《同位素》、《Journal of the American Chemical Society》

           https://doi.org/10.1021/jacs.1c13604

发表刊物：《核技术（Nuclear Techniques）》

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     《Space Weathering of the Chang'e‐5 LunarSample From a Mid‐High Latitude Region on the Moon》（《电镜技术解析嫦娥五号样品的太空风化作用机制》）

发表单位：中国科学院地质与地球物理研究所

论文摘要：

月球表面遭受了强烈的太空风化作用，包括微陨石撞击、太阳风及宇宙射线的辐射等。这些过程极大地改造了月球表面物质的微观结构及光谱特征。但是，太空风化作用机制还不够清晰。另外，嫦娥五号采样点位于中纬度(43.06°N)，为月球不同纬度的空间风化研究提供了独特的视角。

利用单颗粒样品操纵-扫描电镜形貌观察-聚焦离子束精细加工-透射电镜结构解析等系列分析方法，获得了嫦娥五号样品单颗粒表面多相物质（硅酸盐、氧化物、磷酸盐和硫化物）受到相同太空环境下的不同微观结构响应。并通过与阿波罗样品的分析结果进行对比，建立了嫦娥五号样品太空风化作用的初步模型。这为认识月球表面物质演化及不同维度遥感光谱校正提供了支持。

论文链接：https://doi.org/10.5281/zenodo.6349937