嫦娥六号着陆区毫米-分米级地质特征揭示月球背面演化历史

为解决月球背面地质演化及样品来源问题，中国科学院研究人员通过嫦娥六号高精度地形数据，首次揭示了着陆区毫米-分米尺度地质特征。研究确定着陆点精确坐标(153.9776°W,41.6251°S)，发现当地月海物质占比30%-35%，并识别出Chaffee S陨石坑等外来溅射物来源，为解释2.8 Ga玄武岩样品组成提供关键地质背景，成果发表于《Nature Communications》。

　　

月球背面始终是探索月球演化的关键区域，但受限于观测技术，其精细地质特征长期模糊不清。嫦娥六号(CE-6)任务首次实现月球背面采样返回，为解开月球不对称演化之谜带来曙光。然而，如何将1935.3克样品分析与着陆区地质背景精准关联，成为亟待解决的难题。传统千米级遥感数据难以解释毫米级样品特性，而着陆区微尺度地形、溅射物来源等关键信息缺失，严重制约着样品科学价值的挖掘。

中国科学院研究团队在《Nature Communications》发表突破性成果，通过CE-6着陆相机(LCAM)和全景相机(PCAM)获取的毫米级分辨率数据，首次构建着陆区高精度地形数据集，空间分辨率跨越毫米至亚千米尺度。研究不仅精确定位着陆点坐标(153.9776°W,41.6251°S,-5273m)，更揭示出月表暴露年龄介于嫦娥四号(CE-4)与嫦娥五号(CE-5)之间的关键特征，为解释样品年龄(2.8 Ga)提供全新地质框架。

研究采用三大核心技术：1) 基于142帧LCAM序列影像和120组PCAM立体像对，通过混合匹配算法生成毫米级数字高程模型(DEM)；2) 利用同心陨石坑形态学模型计算风化层厚度(3.4-8.5m)；3) 结合CE2TMap2015和LRO数据交叉验证，实现米级绝对定位精度。

高精度CE-6着陆点定位
通过LCAM与CE2TMap2015基准图配准，确定着陆点水平定位误差仅1像素(约5m)。与LRO窄角相机结果对比显示，三维位置偏差441.7m主要源于不同月面坐标框架差异，验证了数据可靠性。

着陆区微尺度地质分析
• 表面粗糙度：双向坡度中位数6°(最大73°)，均方根高度(RMS)中位数3mm，接近CE-5但低于CE-4，反映中等暴露年龄特征
• 陨石坑形态：直径2-30m新鲜陨石坑深度直径比0.214，显著低于CE-4(0.352)，显示较年轻表面
• 风化层厚度：通过26个同心陨石坑反演为3.4-8.5m，介于CE-5(4-6m)与CE-4(12m)之间
• 岩石丰度：100m×100m范围内1142块岩石，丰度0.14%，符合2.8Ga地质年龄预期

着陆区溅射物来源
通过撞击溅射模型计算，发现直径51m的C1陨石坑贡献了30%-35%的当地月海物质。地质年代学显示，Chaffee S陨石坑(2.39 Ga)的镁质溅射物可能混入样品，与实验室发现的非玄武岩组分吻合。

这项研究建立了月球样品分析与地质背景的毫米级关联范式，揭示嫦娥六号着陆区是经历多期溅射改造的复杂地质单元。特别值得注意的是，微尺度地质特征显示该区域表面年轻化程度高于其2.8Ga基底年龄，这为理解月球背面后期改造过程提供了新视角。研究成果不仅支撑了嫦娥六号样品的科学解读，更为未来月球采样选址提供了精细地质评估标准。