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45億年前，月球表面仍然是液體巖漿海洋?？茖W家認為組成月球的礦物克里普礦物(KREEP) 展現(xiàn)了巖漿海洋留下的化學線索。KREEP實際上是科學家稱為“不兼容元素”的合成物－－那些無法進入晶體結構的物質被留下，并浮到巖漿的表面。對研究人員來說，KREEP是個方便的線索，說明了月殼的火山運動歷史，并可推測彗星或其他天體撞擊的頻率和時間。
月殼由多種主要元素組成，包括：鈾、釷、鉀、氧、硅、鎂、鐵、鈦、鈣、鋁 及氫。當受到宇宙射線轟擊時，每種元素會發(fā)射特定的伽瑪輻射。有些元素，例如：鈾、釷和鉀，本身已具放射性，因此能自行發(fā)射伽瑪射線。但無論成因為何，每種元素發(fā)出的伽瑪射線均不相同，每種均有獨特的譜線特征，而且可用光譜儀測量。直至現(xiàn)在，人類仍未對月球元素的豐度作出面性的測量?，F(xiàn)時太空船的測量只限于月面一部分。
月球有豐富的礦藏，據(jù)介紹，月球上稀有金屬的儲藏量比地球還多。月球上的巖石主要有三種類型，第一種是富含鐵、鈦的月海玄武巖；第二種是斜長巖，富含鉀、稀土和磷等，主要分布在月球高地；第三種主要是由0.1～1毫米的巖屑顆粒組成的角礫巖。月球巖石中含有地球中全部元素和60種左右的礦物，其中6種礦物是地球沒有的。
月球的礦產(chǎn)資源極為豐富，地球上最常見的17種元素，在月球上比比皆是。以鐵為例，僅月面表層5厘米厚的沙土就含有上億噸鐵，而整個月球表面平均有10米厚的沙土。月球表層的鐵不僅異常豐富，而且便于開采和冶煉。據(jù)悉，月球上的鐵主要是氧化鐵，只要把氧和鐵分開就行；此外，科學家已研究出利用月球土壤和巖石制造水泥和玻璃的辦法。在月球表層，鋁的含量也十分豐富。
月球土壤中還含有豐富的氦3，利用氘和氦3進行的氦聚變可作為核電站的能源，這種聚變不產(chǎn)生中子，安全無污染，是容易控制的核聚變，不僅可用于地面核電站，而且特別適合宇宙航行。據(jù)悉，月球土壤中氦3的含量估計為715000噸。從月球土壤中每提取一噸氦3，可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。從目前的分析看，由于月球的氦3蘊藏量大，對于未來能源比較緊缺的地球來說，無疑是雪中送炭。許多航天大國已將獲取氦3作為開發(fā)月球的重要目標之一。
月球表面分布著22個主要的月海，除東海、莫斯科海和智海位于月球的背面（背向地球的一面）外，其他19個月海都分布在月球的正面（面向地球的一面）。在這些月海中存在著大量的月海玄武巖，22個海中所填充的玄武巖體積約1010千米，而月海玄武巖中蘊藏著豐富的鈦、鐵等資源。若假設月海玄武巖中鈦鐵礦含量為8%，或者說二氧化鈦含量為4.2%，則月海玄武巖中鈦鐵礦的總資源量約為1.3×1015～1.9×1015，盡管這種估算帶著很大的推測性與不確定性，但可以肯定的是月海玄武巖中豐富的鈦鐵礦是未來月球可供開發(fā)利用的最重要的礦產(chǎn)資源之一。
克里普巖是月球高地三大巖石類型之一，因富含鉀、稀土元素和磷而得名。克里普巖在月球上分布很廣泛。富含釷和鈾元素的風爆洋區(qū)的克里普巖被后期月海玄武巖所覆蓋，克里普巖混合并形成高灶和鈾物質，其厚度估計有10～20千米。風暴洋區(qū)克里普巖中的稀土元素總資源量約為225億至450億噸。克里普巖中所蘊藏的豐富的釷、軸也是未來人類開發(fā)利用月球資源的重要礦產(chǎn)資源之一。
此外，月球還蘊藏有豐富的鉻、鎳、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產(chǎn)資源。
