转自：中国科学报

2030年前实现中国人登陆月球的目标日渐迫近。为保障可持续深空探测和国际月球科研站长期自主建设、运行与维护，月球资源的原位利用必不可少。但中国科学院院士欧阳自远带领的科研团队近日提出，关于月球资源的勘查任务，仍面临四大关键科学问题。相关论文近日发表于《中国矿业》杂志。

四大科学问题包括关键矿产资源的厘定原则、月球成矿物质富集及演化规律、月面资源工艺矿物学、月面资源勘查规范等。科学家们期待，这些问题的解决，有望为月球资源的高效勘查和利用提供重要支撑，推动我国月球探测工程进一步发展。

丰富矿产有待详细勘查

作为地球唯一的天然卫星，月球蕴藏着丰富的矿产资源。目前，除了少量的就位探测数据和珍贵的样品，科学家主要基于遥感探测的数据“反演”，获得月球表面不同元素和矿物的含量。

论文指出：“虽然这些遥感探测数据反演得到的全球元素分布图精度不如原位探测和取样分析得到的精度高，但已经足够用于初步圈定成矿潜力较大或蕴藏较丰富矿产的区域，

科研团队根据不同资源的赋存状态，结合目前最高精度的月球地质填图成果，初步确定了月球资源的类型和分布：可以用作火箭推进剂的氢以及可以作为清洁能源的氦-3，主要分布在两极永久阴影区；有望用作基地建设的铁和钛分布在月球正面高铁玄武岩区；钾和核能燃料铀、钍主要分布在月球正面风暴洋克里普地体内部；用于太阳能电池板和半导体元件的硅，则分布在高地斜长岩分布区。

与此同时，他们还估算了这些物质的平均含量。例如，每1克月壤中平均含有4微克氦-3，而铁在矿石中的相对丰度为15wt.%，等等。

科研团队认为，这种勘查程度仅相当于地球上矿产勘查的预查阶段，如果要实现资源利用，仍然有较多的勘查工作需要补充完善。“在较详细的勘查工作基础上，可以圈定月球最优质的矿产资源富集区，计算资源储量，评估经济价值，为资源利用提供物质和数据基础。”论文写道。

4大关键科学问题亟待解决

论文明确指出，在月球资源勘查中，面临着四个关键科学与技术问题，包括关键矿产资源的厘定原则、月球成矿物质形成及演化规律、月面资源工艺矿物学以及月面资源勘查规范。

厘定关键矿产资源是月球资源勘查的首要任务。对此，论文提出了四项厘定原则：需求、技术成熟度、经济可行性和环境安全性。

基于上述原则，科研团队提出，月球表面含钛量高的月壤以及水和氧气等生保物质可以被视为关键矿产资源；利用月壤建造庇护所外层的难度相对较低，可以优先考虑；综合性资源的开采可以同时获取多种资源，也是优先级较高的勘查和开发对象。此外，资源开采过程中，也要尽量避免扬尘、采矿活动可能诱发的区域断裂活动、生活垃圾以及废液、废气、废渣的处理问题。

月球矿产资源的分布、成矿和富集机理是指导找矿的理论基础。然而，科研团队发现，目前关于月球成矿规律的研究相对稀缺，大多数成果仅集中于岩石成因的附带研究。对此，论文指出：“深入理解月球矿产资源的形成和演化规律，对于未来的资源勘查和开发至关重要。”

同时，工艺矿物学参数是决定矿石开采、精选和冶炼流程的关键因素，对于确定合适的开采、精选和冶炼方法以及制定相关方案至关重要。这一领域的研究仍然处于初步阶段，缺乏系统性数据。

科研团队看到，现有的一些参数计算方式可能更多地服务于科学研究和工程实施，并不一定适用于资源开发利用。例如，为了开采月壤中的钛，科学家首先要准确了解其实际含量，而目前科学上采用的两种计算方法都不够准确，需要进行进一步调整和换算。

此外，制定标准化的勘查流程和评价指标，是实现月球资源勘查规范化和科学化的关键。论文建议，可以借鉴地球上的资源勘查经验，结合月球的独特环境，建立一套完整的月球资源勘查规范。

论文第一作者为中国科学院地球化学研究所研究员刘建忠，通讯作者为中国科学院院士欧阳自远。

相关论文信息：http://doi.org/10.12075/j.issn.1004-4051.20250126