寻石记--发现嫦娥石

两年前，嫦娥五号带回了1731克月球“土特产”。日前，人们又得到了来自月球的礼物--嫦娥石，一种全新的矿物。

“我们能做什么?”这是2020年11月24日嫦娥五号成功发射后，一群地质科研人员的思考。

最终，他们在聚焦离子束电子显微镜的帮助下，在14万个颗粒中成功分离出一颗粒径约10微米、不到普通人头发平均直径十分之一大小的单晶颗粒。整个过程用了8个小时，但他们的兴奋持续了更久。“我们俩晚上回实验室的时候，还一直在路上聊这个，非常开心。”钟军回忆道。

“对我们来说，发现月球新矿物是偶然，也是必然。”李婷说，近十年来，核地研院主导和参与发现17种新矿物，储备了扎实的矿物学知识和先进的研究技术。

这个发现让大家激动不已。他们预感到，这很可能是一种新矿物。

“但是我们没有放弃。”李婷说。

“头发的直径大概是70到100微米，这个颗粒最长的边是10微米，短的边大概只有4微米，也就是头发丝的1/20，所以要把它完完整整地切出来非常困难，而且只有这一次机会。”李婷说。

“月球样品研究，是典型的前沿基础科学研究，它能推动和带动一系列相关科学技术进步。”核地研院月球研究团队牵头人李子颖说。

(本报北京9月10日电 本报记者 陈海波)

2021年7月12日，这是核地研院科研人员不会忘记的日子。这一天，第一批50毫克的月壤样品抵达核地研院，他们兴奋而又忐忑。“我们签订的协议中规定，这50毫克中只能损耗20毫克。”核地研院第一批月球样品负责人黄志新说。

“这是一个重要的开端。”在核地研院副院长陈亮看来，“深地、深海、深空”是国家资源领域的重大战略方向，“深地”是核地研院传统技术的自然延伸，而月球样品研究意味着他们从地球走向月球，向“深空”探索。

每种矿物都有其特殊的化学成分(即由哪些元素构成)和晶体结构(即元素是如何排列的)，这是它们身份的标志。因此，发现一个新矿物，必须搞清楚它的化学成分和晶体结构。

这个过程极其考验耐心。李婷需要长时间坐在桌前，紧盯显微镜，用纤细的纳米取样针反复尝试剥取不到0.000001毫克的颗粒。常常遇到的情况是，针尖推着颗粒在玻璃片上来回跑，就是取不起来。只能深呼吸，稳住崩溃的情绪和僵硬的肩膀继续一遍遍尝试。

他们申请获得了第二批月球样品--月球光片样品，继续开展研究。这个样品大约有14万个颗粒，他们从中再次找到了新矿物的踪迹。但是，有希望测到单晶结构的颗粒只有一颗，而这一颗还裂成了三小块。要想验证新矿物的存在，必须把它分离出来，进行晶体结构的精确解译。

中核集团核工业北京地质研究院科研人员正在研究月壤。中核集团核工业北京地质研究院供图

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带着一种迫不及待的心情，他们随后对这个单晶颗粒开展解译工作，获得了它的晶体结构，成功确定这是一种从未被人类发现过的矿物--嫦娥石，这是他们取的名字。“纪念我们国家的嫦娥工程，也表达我们对航天事业的敬意。”李子颖说。

李婷发现的疑似新矿物，是一颗不足10微米的月壤颗粒。他们马上开展了针对性的系统研究，并测定了该矿物的化学组成。如果再进一步获取它的理想晶体结构参数，那就可以证实这是一个全新的矿物。

【来源:光明日报】

为了尽量不因挑样而改变月壤矿物组成以及减少样品损失，这个步骤需要在显微镜下操作完成。科研人员使用针头小于0.5微米的纳米取样针，将月壤一颗一颗地转移到对应的铜坩埚中，这个动作至少得重复上万次。

就这样，李婷与这些月壤“死磕”了两个多月。在“死磕”中，她对月壤有了更深的了解。当分析因此获得的大量数据时，她发现月壤中有一种含钙的磷酸盐矿物。它含有的稀土元素，远远高于人们以往认识的此类矿物结构中可以达到的数量。

2022年8月，嫦娥石获得国际矿物协会新矿物命名及分类委员会通过，确证为一种新矿物。这是我国发现的第一个月球新矿物，也是人类发现的第六个月球新矿物，这使我国成为世界第三个发现月球新矿物的国家。

“针尖上的舞者”

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