月球表面几乎完全被月壤覆盖，月壤形成于空间风化和撞击侵扰（impact gardening）（McKay et al.，1991）。月壤的主要组分之一是由不同大小的撞击事件形成的熔融物和气化物冷却形成的撞击玻璃。撞击玻璃携带了其原岩组成、月表地质过程、月球物质与空间环境的相互作用和月球撞击通量等信息（Heiken，1975；Zellner，2019；Nemchin et al.，2022）。显微观测在阿波罗和月球号返回的月壤撞击玻璃表面发现大量微观结构，例如富铁丘状体、撞击微坑等（如Carter & MacGregor，1970；Rode et al.，1979）。我国嫦娥5号任务从更年轻（~2.0 Ga）的月海单元返回的月壤撞击玻璃微珠表面也发现了大量类似的显微结构（如Yan et al.， 2022；李琛等，2022）。研究发现，撞击玻璃表面的显微结构记录了关于月壤形成和改造的关键信息(Yan et al., 2022)。月壤撞击玻璃表面存在2种形貌特殊的、富Fe的显微结构：呈串状或簇状分布的富铁丘状体，以及表面呈颗粒状、由Fe–S化合物组成的圆形填充凹陷。它们可能是链接空间风化形成的纳米相npFe⁰和撞击熔融物中金属不相溶的产物的关键桥梁。一些其他富Fe的显微结构的形态特征位于二者之间，且其空间分布特征表明它们存在同源的可能。
早期研究从形貌上将这两种显微结构视为相同成因物质，即富铁丘状体是硅酸盐熔体发生还原或液相铁–硅酸盐熔体不混溶形成的金属铁颗粒（Housley et al.，1973；Carter & MacGregor，1970），Fe–S圆形填充凹陷同颗粒的截然边缘被认为是冷却收缩的结果（Carter，1973）。实验模拟表明微陨石撞击引起的瞬时加热也可导致经历了空间风化的月壤颗粒发生局部还原，并形成纳米相铁颗粒（npFe⁰；Thompson et al.，2017）。另外，激光辐照辉石和玄武质火山玻璃后其表面可形成串状和簇状分布的npFe⁰，被认为是撞击熔体发生原位还原的产物，串状分布则被认为是激光加热不均匀或矿物/玻璃中的成分不均一造成的（Sorokin et al.，2021，2022）。嫦娥5号样品研究认为富铁丘状体为撞击过程中含铁矿物发生还原或亚铁发生歧化反应形成的npFe⁰（Guo et al.，2022GRL；Mo et al.，2022；Xian et al.，2023），硅酸盐玻璃表面的球状Fe-S化合物形成于撞击熔融过程（Guo et al.，2022）。
我们对嫦娥5号撞击玻璃表面数个Fe–S圆形填充凹陷开展了结构-成分分析，发现其内部为金属铁核，边缘完全或部分被Fe–S化合物包裹，金属铁内偶尔可见Fe–S球粒。此特征与含S硅酸盐熔体在H还原作用下的产物一致，不含S的硅酸盐熔体在H还原下则形成金属铁（Carter，1972）。在嫦娥五号月壤玻璃内还可见大量粒径微小的的球粒，其空间分布、成分和结构与表面Fe–S圆形填充凹陷相似；而后者由于暴露在颗粒表面受改造常形成较表面平坦。在球粒陨石中的硅酸盐玻璃条带中也可见类似的Fe-S微球粒，可分为熔融金属-硅酸盐熔体不混溶形成的Fe-Ni金属球粒和硅酸盐熔体冷却过程中发生出溶形成的纯铁硫化物（Leroux et al.，2000）。另外，我们发现，表面富铁丘状体边缘可见少量Fe-S化合物。
我们认为表面Fe–S圆形填充凹陷和内部Fe–S微球粒应该形成于撞击产生的硅酸盐熔体出溶/不混溶，随着界面自由能减小，微球粒逐渐增大。Fe–S化合物包裹的金属铁核可能形成于Fe–S化合物脱硫/还原。表面富铁丘状体（金属铁）可能形成于撞击过程中熔融金属-硅酸盐熔体不混溶、FeS脱硫或硅酸盐熔还原过程。该工作构建了月壤颗粒内部不同大小和成分的富Fe球粒的形成和演化的完整链条。
 

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