4月24日，第11个中国航天日，成都。

镁嫦娥石理想晶体图

当镁嫦娥石（Magnesiochangesite-(Y)）的名字正式面向全球发布时，千里之外的中核集团核工业北京地质研究院，中核铀业科技带头人葛祥坤和月壤研究团队成员相视一笑，千言万语都融进了这无声的默契里，两年多的焦灼与坚守，尽在不言中。

自2021年7月，核地研院作为全国首批13家获得嫦娥五号月壤样品的科研单位之一，已先后3次申请到了月壤样品，并放在手套箱中由专人保管，主攻月壤样品中裂变聚变核能元素以及矿物学相关研究。经过团队成员夜以继日、精细地研究，2022年9月，核地研院月壤研究团队向世界宣告中国首个月球新矿物“嫦娥石”的诞生。今天，这个由中核集团首席科学家李子颖研究员带领的老中青三代人组成的团队，又为“嫦娥”家族添上了第二位成员。

这是我国科学家发现的第二个月球新矿物，也是人类迄今发现的第7个月球新矿物。从2020年12月嫦娥五号带回1731克月壤，到如今5年多时间里斩获二个月球新矿物，中国核地质人用针尖上的功夫，在微米级的月壤颗粒里，凿开了人类认识月球的新窗口。

月壤里的“异常信号”

2022年中秋节前夕，嫦娥石的发布轰动全国、响遍世界。当公众还在为这一重大发现欢呼时，核地研院的实验室里，一场新的探索已经悄然启动。

2023年底，中国科学院月球与深空探测总体部副总设计师、嫦娥六号任务副总设计师，中国科学院国家天文台李春来研究员率队来到核工业北京研究院商讨共同研究月壤样品的相关事宜，转机就出现在两家共同研究的一批钻取月壤样品中。

在探月工程四期嫦娥六号任务地面应用系统副总设计师、国家天文台周琴副研究员和嫦娥六号/嫦娥七号任务科学应用与研究分系统副主任设计师、国家天文台杨赛红高级工程师精细的矿物学研究基础上，核地研院年轻的科研人员邓刘敏在对海量矿物成分进行逐一甄别时，站在一旁的范光研究员注意到一个异常：有几颗与嫦娥石化学成分极其相似的颗粒，镁含量显著偏高，铁含量却远低于嫦娥石。

范光对异常成分的判断，源于他三十余年新矿物研究的直觉。这位中国矿物岩石地球化学学会新矿物及矿物命名专业委员会副主任委员，与团队成员一道先后发现了冕宁铀矿、海塔铀矿等20余种地球上的新矿物。“当时就心头一振”，范光回忆道，“扫描电镜下它们长得几乎一模一样，化学成分也高度接近，稍不留意就可能当成嫦娥石一带而过。但我们搞新矿物的，往往都是从细微之处入手，再加上我们太熟悉嫦娥石了，一直关注着嫦娥石的成分变化，凭借着发现新矿物的专业敏感度，感觉这个矿物有戏。” 当范光把这个异常现象告诉葛祥坤时，葛祥坤很是兴奋。

这一丝细微的差别，被团队死死抓住。葛祥坤立刻组织团队进行精准的化学成分测试，确认该矿物为嫦娥石的富镁端元矿物，至少是一种成分新的新矿物。同时，核地研院月壤科研团队与国家天文台科研人员成立联合攻关组，并邀请江西应用科技学院国际著名的矿物学专家谷湘平教授加入。月球样品的稀缺性注定了这场研究从一开始就是与时间的赛跑，每一份月壤颗粒都弥足珍贵，每一步研究都容不得半点耽搁，唯有以最快速度拿出完整的矿物学证据链，才能让这颗藏在月壤里的新星被世界认可。

“这是一场和时间的赛跑。”月壤样品研究科研人员李婷说，“月球样品就这么多，谁先拿出完整的证据链，谁就能获得国际认可。”

科研人员正在讨论制备镁嫦娥石单晶颗粒的切割方案

针尖上的生死战

这场赛跑的难度，远超所有人的想象。

镁嫦娥石的粒径只有2~30微米，最细的还不到头发丝直径的1/30。一毫克月壤里，就藏着上万个这样的颗粒。要在其中找到一颗成分纯净、结晶完好的单晶，无异于大海捞针。

更难的是切割。团队需要用聚焦离子束扫描电镜，将目标颗粒从玄武岩碎屑中精准剥离，再用纳米针焊接提取。整个过程都需要小心翼翼，切割精度必须控制在微米甚至是亚微米级别，力度稍大就可能把微小晶体直接“切飞”。

“切割一个合格的单晶颗粒，需要整整一天。”负责样品制备的年轻科研人员王涛说，“那天我们切第二颗颗粒时，范老师和葛老师一直在我身边帮我减压。这是我们能找到的最后一颗合适的颗粒了，要是再失败，整个项目就黄了。”

第一颗颗粒的失败，至今让团队记忆犹新。那是他们花了半个月才筛选出的最大颗粒，小心翼翼切割完成后，需要转移到单晶衍射仪上，这个过程更是步步惊心，“必须在高倍显微镜下进行，而且手必须稳，一个手抖，颗粒就会瞬间消失，几个月的心血便付诸东流”，具体操刀的范光回忆说。好不容易颗粒转移成功后，用单晶衍射仪测试晶体结构数据时，却得到了一个令人绝望的结果：这是一颗非晶质颗粒，根本采集不到晶体结构数据。

一个多月的努力，一夜归零。

更大的打击还在后面。第二颗颗粒成功切割后，团队用最先进的单晶衍射仪反复测试，总感觉得到的数据不理想。信号弱、分辨率低，结构解析卡在了最关键的一步。他们跑遍了北京所有能找到的高端仪器，却依然无法突破瓶颈。

“那段时间几乎所有人都绝望了。”李婷说，“我们一度怀疑是自己的仪器不行，甚至怀疑我们的判断错了，根本没有什么新矿物。”

就在山穷水尽之际，谷湘平教授带来了转机。他重新收集并处理了晶体结构数据，感觉这个矿物的晶体结构与已有的陨磷钙钠石族矿物的晶体结构有差异，通过反复验证，最终确定这个矿物的空间群为R3m，与陨磷钙钠石族成员R3c的空间群有显著差异。

真正的考验来自国际评审。国际矿物学协会新矿物、矿物命名及分类委员会（IMA CNMNC）的专家们提出了一个尖锐的问题：陨磷钙钠石族所有已知矿物的晶胞c轴长度都是37.2埃，为什么你们的镁嫦娥石只有18.6埃，正好短了一半？

这是对传统认知的挑战。团队整理了详细的证据材料，全面论证了镁嫦娥石空间群为R3m（c轴长18.6埃）、而非传统陨磷钙钠石族矿物R3c（c轴长37.2埃）的理由，最终用令人信服的数据说服了所有评委。2026年2月10日，时值中国北方小年、农历新年前夕，镁嫦娥石的新矿物申请获得IMA CNMNC的批准。

月壤研究团队部分成员合影

“嫦娥”家族的未来

“镁嫦娥石的发现，标志着嫦娥石正式从一个单一矿物，变成了一个矿物家族。”中核集团首席科学家、核工业北京地质研究院月壤团队负责人李子颖研究员说，在他看来，嫦娥石富含稀土元素和镁、铁、钙等元素。稀土元素有15种，它们性质相近又不同，相互之间常发生类质同象；镁、铁、钙在还原条件下，也会产生类质同象，即相互替代置换，必然会催生一系列不同的新矿物，由此预见“嫦娥石不会是孤例，我们给它起了个名字叫‘嫦娥石姐妹矿物族’，未来还会有第三个、第四个成员加入……”

作为陨磷钙钠石族第一个空间群为R3m的新矿物，镁嫦娥石不仅丰富了月球矿物数据库，更为研究月球岩浆演化、稀土元素富集机制提供了全新的视角。它的稀土含量接近10%，比嫦娥石高出近3个百分点，为未来月球关键元素的分布规律研究提供了重要的矿物学标志。

更令人惊叹的是中国速度。中国用了不到4年，发现了2个月球新矿物。这背后，是核工业北京地质研究院六十余年深耕铀矿地质的深厚积淀——这里是我国新矿物发现的重镇，先后发现了全国三分之二以上的新铀矿物。

“很多人问，为什么是搞核工业的发现了月球新矿物？”李子颖说，“我们团队有很强的创新能力，有懂矿物的专家，有丰富的新矿物发现经验，有先进的分析测试技术，还有能坐冷板凳的定力。”

如今，镁嫦娥石的故事已经画上了圆满的句号，但核地质人的探索永无止境。实验室里，团队已经开始了新一轮的月壤研究。那些藏在微米颗粒里的秘密，正等待着他们用耐心和智慧，一一揭开。

“能亲手触摸来自38万公里外的月球岩石，能为人类认识宇宙贡献中国力量，这是我们这一代科研人员的幸运。”葛祥坤说，“只要还有月壤样品，我们就会一直找下去，让‘嫦娥’家族的名单越来越长。”

来源：中核集团