月球的起源与早期演化一直是行星科学领域的重要课题。尽管学术界普遍认为，月球的形成源于太阳系早期的一次巨大撞击事件，但具体形成时间仍存在诸多争议。针对这一难题，中国科学院地质与地球物理研究所的科研团队开展了深入研究，为解开月球形成之谜提供了新的线索。
研究团队以月海玄武岩为研究对象，结合U-Pb同位素体系和月球岩浆洋演化模型展开分析。由于月球早期岩浆洋处于高温、充分熔融且混合均匀的状态，可视为同位素达到平衡的储库。当月幔源区快速结晶时，对于长半衰期体系而言，其同位素体系可视为达到平衡，这一观点在Sm-Nd体系研究中已得到验证。
基于上述认识，科研人员提出假设：不同月海玄武岩源区均由岩浆洋阶段演化而来，且具有相同的初始Pb同位素组成。这种初始组成不仅记录了从月球形成到月海玄武岩源区形成阶段放射成因Pb的累积信息，还成为后续玄武岩源区演化的起点。通过计算玄武岩源区形成时的Pb比值，研究团队成功建立了月海玄武岩样品与月球早期演化之间的联系，进而利用这些样品的Pb同位素数据反演月球的形成时间。
在具体研究过程中，科研人员对已报道的约40个月球玄武岩样品进行了严格筛选，最终选取4个符合条件的样品，并结合蒙特卡洛模拟开展误差传递分析。分析结果显示，月球最可能的形成时间为4516+21/-18百万年前；月海玄武岩源区达到铅同位素均一化的时间为4377+57/-27百万年前，岩浆洋µ1值为405+59/-66。这一数据表明，月球形成与月幔源区重新达到铅同位素均一化之间相隔约1.4亿年，暗示月球早期内部可能经历了复杂的热演化过程。
该研究不仅为约束月球形成时间提供了重要依据，还提出了新的研究方法。科研人员指出，对于缺少传统定年矿物的月海玄武岩碎屑，可以利用其初始铅同位素组成计算年龄，这一发现拓展了月球样品年代学的研究手段，为未来相关研究提供了新的思路。
