月壳连续性演化示意动画。中国地质大学（北京）供图

月球形成于约45亿年前的一次大撞击事件。经典岩浆洋模型认为，早期月壳的形成和演化经历两个阶段，第一阶段是在岩浆洋冷却过程中，斜长石漂浮聚集形成原始月壳，第二阶段是岩浆洋凝固后的月幔翻转并熔融，产生镁质岩套，导致月壳再造。对斜长岩和镁质岩套的年代学研究发现，二者形成时间几乎同时，这表明月壳的形成和再造可能是连续的过程，但具体机制仍是一个谜。

此次研究中，研究团队对该熔体的地球化学和热力学模拟计算研究表明，该镁质岩套母岩浆源于含有斜长石的、富斜方辉石上月幔熔融，而非传统认为的富橄榄石下月幔的减压熔融所致。据此，研究人员提出，月壳的形成是一个连续的过程。在月球岩浆洋冷却过程中，斜长质月壳形成的同时，高密度钛铁矿堆晶层由于重力不稳定，造成上月幔小规模原位翻转，导致上月幔斜方辉石层上升与斜长石混合形成镁质岩套的源区；随着钛铁矿堆晶的持续下沉和聚集，最终形成大规模的月幔翻转，导致富橄榄石下月幔的减压熔融，形成相对年轻的镁质岩套母岩浆。

该研究表明，月球上月幔熔融是衔接月球原始月壳形成和月壳再造的桥梁。

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https://doi.org/10.1038/s43247-024-01574-6

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