月海玄武岩代表月幔部分熔融并喷发到月球表面的玄武质岩浆,尽管在月壳中所占的比例极小(<1%),其成岩过程与时空分布间接记录了月幔储库的地球化学特征及其相关的玄武质岩浆演化过程。目前对于月球玄武质岩浆演化历史的约束主要来自月海玄武岩样品的岩石学研究成果,但由于返回样品来自月球正面的小范围区域,其中所收集的玄武岩难以代表全月表面的玄武质岩浆作用类型,喷出式的月海火山活动与侵入式的玄武质深成岩浆活动之间的内在联系也缺乏样品的支持。玄武质月球陨石作为月海玄武岩样品的重要补充,其矿物学、地球化学与年代学等特性不仅可以完善我们从返回样品中获得的对月球玄武质岩浆演化的认知,其对月球表面的随机取样也有助于我们将月球玄武质样品中的信息与全月遥感联系起来。玄武质月岩样品与陨石作为月面真值能让遥感数据得到适当的校正,并拓展到尚未获得样品的月表区域,使我们能够通过轨道遥感数据解译全月表面的玄武质岩浆作用。遥感研究中揭示的月海玄武岩岩浆演化规律存在多样性与复杂性,有待系统的遥感分析与样品/陨石岩石学机制的解译。因此,对月球玄武质岩浆演化的最佳认识,应是来自样品/陨石和遥感数据的综合研究。玄武质样品/陨石的实验室精细研究成果与轨道遥感的大尺度月海单元观测结果之间仍存在分歧,这种分歧可能与现有月球样品采集范围的局限性以及玄武质月球陨石的缺乏有关,而近年来越来越多新发现的玄武质月球陨石与新发布的月球轨道遥感数据产品为通过陨石分析与遥感探测联合研究月球玄武质岩浆演化提供了契机。本文对4块玄武质月球陨石(NWA4734、NWA10597、NWA10985与Swayyah 001)开展了矿物学、地球化学与岩石学分析,通过结构、矿物模式、矿物成分、主量与微量元素成分的对比研究了它们之间以及与其他玄武质月球陨石之间可能的成对关系。NWA4734、NWA 10597与LAP月海玄武岩陨石具有相似的结晶年龄,可能起源于同一期次的火山喷发事件,但冷却结晶的速率有所差异,进而形成不同的矿物粒径分布特征与多种石英相。NWA4734与NWA10597具有相似的冲击变质程度,它们对应的熔岩流可能来源于月表同一个区域并且在固化之后经历了相同的撞击事件。NWA10985中大部分岩屑的类型(橄榄辉长岩、斜长辉长岩、辉长岩等)、矿物模式以及矿物成分与NWA 773族陨石极为相似,其中主体岩屑(辉长岩岩屑)的矿物成分也与NWA 773族陨石的矿物成分演化趋势相符,但其全岩成分与NWA 773族陨石的全岩成分演化趋势不符,代表着特殊的岩浆演化过程。这些陨石代表了月球玄武质岩浆演化的不同阶段。NWA 10985与NWA773族中的不同岩屑展现了月壳岩浆房的演化:早期富Mg橄榄石与辉石的下沉在岩浆房底部形成橄榄二辉岩/橄榄辉长岩堆晶,部分早期熔体喷发至月表形成橄榄石斑晶玄武岩,后期斜长石的上浮在岩浆房顶部形成斜长辉长岩堆晶,晚期残余熔体形成高度演化的辉长岩/亚铁辉长岩,部分晚期熔体喷发至月表形成镁铁质(黑色)火山玻璃。辉长岩与亚铁辉长石的成分不一致性可能指示着开放的岩浆体系:岩浆房演化过程中补充了成分更原始的岩浆,发育振荡环带的辉石支持来自原始成分岩浆的贡献。Swayyah 001的结构展现了某个月壳岩浆房固化的图景:早期的近似平衡结晶形成粒径相仿的富Mg辉石与斜长石,即辉长岩堆晶,晚期的残余熔体收缩为富Mg辉长岩堆晶间隙的富Fe熔体囊,冷却速率加快的熔体囊中形成具有成分环带的镁铁质矿物与晚期填隙物。NWA4734、NWA 10597与LAP月海玄武岩陨石则代表着月球玄武质岩浆演化的最终(上涌、喷发)阶段。这些月海玄武岩的结晶条件(如液相线温度)与高度演化的成分特征指示着铬铁矿、橄榄石等早期矿物的分离结晶作用,很可能也对应着某种形式的岩浆房中早期的密度分离作用。离开岩浆房后上涌、喷发的熔岩流中快速冷凝结晶使得橄榄石、辉石等主要矿物成分高度演化,EPMA定量元素成像获得的海量数据呈现了镁铁质矿物的三个演化阶段:富Mg橄榄石与辉石的成分演化、橄榄石被熔体再吸收形成辉石导致辉石生长速率的上升、辉石稳定场收缩导致生长速率陡降而富Fe橄榄石重新出现于结晶序列中。这些月海玄武岩中晚期填隙物的结构展现了硅酸盐液相不混溶机制在高度分异的月球玄武质岩浆演化中的作用。玄武质深成岩浆活动与月海火山喷发活动之间的成因联系表明,月球样品中揭示的岩浆作用类型的时间规律(深成岩普遍古老,火山岩普遍年轻)属于撞击通量变化造成的偏差,古老的火山岩由于早期高通量的撞击作用而无法保存,年轻的深成岩由于缺乏大型撞击事件的挖掘而难以出露。在月海玄武岩样品与陨石的矿物学、地球化学特征与成岩过程的文献调研与归纳总结基础上,本文提出基于月海熔岩流单元的玄武岩遥感分类策略,结合研究过程中汇编的月海熔岩流单元模式年龄研究成果,本文编制了月海玄武岩时空结构分布图,并根据成对玄武质月球陨石的全岩成分与年代学信息,追溯了这些月球样品可能的月表熔岩流单元源区。NWA4734、NWA 10597与LAP月海玄武岩陨石可能来自风暴洋、雨海、澄海或岛海中的年轻熔岩流单元,这些年轻月海玄武岩可能在撞击翻耕作用下与风暴洋KREEP地体的非月海物质发生了混合,进而发育出表面富Th的玄武质月壤层。NWA10985与NWA773族的月表源区由其中喷发相(玄武岩岩屑)进行约束,很可能来自风暴洋与雨海中毗邻非月海溅射物的年轻熔岩流与爆发式火山活动区域。虽然结晶年龄未知,但根据化学成分的匹配结果,Swayyah001可能来自与风暴洋内年轻(32亿年～21.7亿年)熔岩流单元相关的深成岩体。作为深成岩样品,Swayyah001具有不同于KREEP的ITE成分特征,但对应的熔岩流在上涌或在月表流动时可能吸收同化了 KREEP质的非月海成分。通过玄武质月球陨石与月海玄武岩单元遥感的联合研究,本文将月球样品/陨石中观测到的岩石学特征迁移至遥感研究中以解释轨道观测中发现的月表矿物学与地球化学演化规律。月海玄武岩单元成分演化趋势中,年轻单元趋向于SiO2不饱和与FeO富集的特征可能与玄武质岩浆演化晚期的硅酸盐液相不混溶机制有关,年轻的高Fe月海玄武岩单元通常也产出于富Si的非月海火山附近,进一步支持了这一观点。具有较高TiO2含量的年轻玄武岩单元无法通过低钛母岩浆的高度分离结晶演化产生,因此风暴洋/雨海中年轻中高钛玄武岩单元的母岩浆起源需要来自岩浆洋晚期富集钛铁矿堆晶的贡献,这些晚期堆晶的熔融可能也在一定程度上造成了年轻玄武岩单元中不相容元素的富集。尽管月表年轻玄武岩单元均位于风暴洋KREEP地体内,但KREEP并不是触发月球年轻玄武质火山作用和造成不相容元素富集的必要条件。年轻熔岩流单元中Th等不相容元素含量也与非月海物质的混染(熔岩流同化、撞击翻耕等)作用有关。根据不同成分橄榄石在月海玄武岩中富集的机制差异,年轻月海玄武岩单元中富集铁橄榄石的光谱与矿物学特征对应着玄武质岩浆演化晚期辉石稳定场的收缩或三斜铁辉石的分解产物。岩石化学指数在遥感数据中的应用也支持年轻月海玄武岩单元具有更高的岩浆分异程度。本文开展的玄武质月球陨石与月海玄武岩单元遥感的联合研究,建立了玄武质深成岩浆活动与月球溢流式/爆发式火山喷发活动之间的联系,为理解月海玄武岩成岩过程、玄武质岩浆作用与演化规律贡献了新的认识,也为我国未来月球探测(例如嫦娥五号～嫦娥八号)任务中返回样品、着陆区就位、巡视探测以及遥感观测数据的集成性研究积累了经验。