月球是地球的唯一衛(wèi)星，自1610年伽利略首次用望遠鏡觀測月球以來，逐步揭示了月球正面的地貌特征，并編制了各種月面圖，建立了月球各地質(zhì)單元的相對年齡，通過反照率與反射光譜測量對月表物質(zhì)成分有了粗略認識。1957～1968年，由于大氣外觀測技術(shù)的發(fā)展和一系列空間探測器對月球的觀測，對月球的整體加深了認識，編制了月球地形圖、地質(zhì)圖和構(gòu)造圖。1969年以來阿波羅相繼六次登月和Нуда三次登月，取回380多公斤樣品進行地面精細研究，對月球表土與巖石的化學(xué)組成與礦物成分、火山與巖漿活動、撞擊成坑與斷裂體系、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與演化取得了整體性的深入認識，奠定了月球地質(zhì)學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。20世紀未，月球地質(zhì)學(xué)作為一門重要學(xué)科已經(jīng)形成。
月球地質(zhì)學(xué)的主要研究領(lǐng)域及成果是：
（1）月球地貌分區(qū)：根據(jù)月面的地貌特征，可分為高地（月陸）、月海和火山地貌。月海和月陸覆蓋月面80％的面積。月面22個月海絕大多數(shù)分布在月球正面，如風(fēng)暴洋、雨海、靜海、澄海、豐富海等，是39億年前大量小天體撞擊月面而形成的，月海周邊的山脈為撞擊濺射物堆積形成。月陸的年齡老于月海。月球是一個無大氣、無水體、無生命活動、冷熱劇變的死寂世界，僅有太陽輻射引起月巖的物理崩解和各類小天體撞擊產(chǎn)生的濺射物的撒播。月表覆蓋著一層粒徑1mm的松散的巖石碎屑、玻璃碎塊及少量隕石物質(zhì)與粉塵組成的厚度為數(shù)厘米至數(shù)十厘米的月壤。月壤形成年齡為200～500Ma。
（2）月球地質(zhì)史分期與構(gòu)造特征：根據(jù)地層覆蓋、侵入穿插和撞擊坑的密度，將月球的地質(zhì)史分期從老到新劃分為：前雨海紀（保留最古老的月陸及古撞擊坑殘跡）、雨海紀（大型撞擊形成大量月海）、風(fēng)暴洋紀或月海紀（大面積玄武巖噴發(fā)形成月海玄武巖）、愛拉托遜紀或后月海紀（輻射紋消失的撞擊坑）及哥白尼紀（最近形成的具有輻射紋的撞擊坑）。月面構(gòu)造主要由月陸與月海組成。月陸包括廣闊的大陸區(qū)、由山鏈構(gòu)成的邊緣隆起帶、內(nèi)陸邊緣盆地（類月海）和大環(huán)形構(gòu)造（亞類月海）；月海包括巨型月海盆地、月海盆地邊緣帶和小月海盆地。月陸內(nèi)有多條近南北向的隆起帶；巨大的環(huán)形盆地有明顯的放射狀斷裂體系。月球上的褶皺變形主要是月海盆地內(nèi)的堤形隆起所形成。
（3）月壤與月巖：月表覆蓋著一層月壤，是由長期隕石及微隕石撞擊及其濺射物堆積所形成的巖石碎屑、粉未、角礫、沖擊熔融玻璃及火山玻璃組成的土壤層。月球的巖石主要有三種類型：①高地斜長巖；②月海玄武巖；③富含KREEP的巖石，常為蘇長巖，可能由富斜長石的巖石部分熔融所形成。
（4）月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)：根據(jù)天然月震和大型隕石撞擊月表產(chǎn)生月震的記錄，證明月球內(nèi)部具有殼層狀結(jié)構(gòu)。正面月殼的厚度約50km，背面厚約72km；月球巖石圈的厚度至少可延伸到1000km的深度。根據(jù)月球內(nèi)部電導(dǎo)剖面的研究表明，月球金屬核的半徑約360km；根據(jù)月球磁場的測定，月核半徑約400～500km；月球內(nèi)部最高溫度不超過1300℃，沒有達到物質(zhì)熔融的溫度。
（5）月球的地質(zhì)演化：月球曾產(chǎn)生過多次局部熔融，月球形成初期，月球的大部分曾加熱到1000℃。距今41億年前，月球產(chǎn)生過第一次規(guī)模較大的巖漿活動，通過巖漿分離作用，形成了斜長巖月殼。距今40億年前，月殼局部重熔，形成非月海玄武巖。根據(jù)月球捕獲成因說，地－月距離的變化使月球旋轉(zhuǎn)扁率變化，產(chǎn)生南北向壓力，形成月球上的X型斷裂。距今39億年，小天體的大規(guī)模撞擊月球，形成月海盆地，即雨海事件。距今39～31億年，月球產(chǎn)生過第二次大規(guī)模巖漿活動，月海玄武巖噴發(fā)，月海被玄武巖充填的次序為雨海西、雨海東、濕海、危海、靜海、豐富海、澄海、風(fēng)暴洋。31億年以來，月球的地質(zhì)演化處于停滯狀態(tài)，距今20億年前，月球曾受過一次重大的加熱事件。相繼形成愛拉托遜式輻射撞擊坑及哥白尼式輻射撞擊坑。在各類小天體不斷撞擊和太陽輻射作用下，形成覆蓋月面的月壤。
盡管對月球的觀測與研究作過大量工作，21世紀的研究領(lǐng)域可歸納為：
（1）月球成因，不論分裂說、雙星說或捕獲說，都難以圓滿解釋月球的基本特征與演化規(guī)律。
（2）月球早期演化史，特別是距今41億年前，月球的物質(zhì)分布與分異、能量來源與分配、地質(zhì)過程與特征。
（3）月球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，各圈層的物質(zhì)組成、溫度分布、月巖剩磁成因、質(zhì)量瘤成因等。
（4）月球三類主要巖石類型的成因聯(lián)系。
（5）月表海、陸分布的起因。
（6）地－月形成和演化的共性與特性，月球演化對地球早期演化的對比研究等。
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