直径1200 km的雨海是月球重要的地区，其形成年龄是月球定年的时标，其地质特征对于认识月球的演化具有重要意义。我国嫦娥三号月球探测器着陆于雨海西北部并开展巡视探测。为更好地科学解译嫦娥三号巡视探测数据，非常有必要从宏观上认识着陆区地质特征。中国科学院行星科学重点实验室、中科院紫金山天文台研究员吴昀昭团队与美国布朗大学、俄罗斯科学院维尔纳茨基地球化学与分析化学研究所组成的国际团队联合对雨海西北部开展了系统性研究，获得了多项成果及新认识，以长文形式发表在Icarus (2018, 303：67-90)，并被选为封面文章。

　　紫金山天文台领衔的国际团队基于我国嫦娥一号干涉成像光谱数据及元素分布图、印度月船一号高光谱数据（M3）、美国LRO卫星激光测高仪(LOLA)、广角相机（WAC）、高分辨率窄角相机（NAC）、地基雷达数据、LP伽马射线谱仪等大量先进数据，对月球西北雨海地区地质构造与成分进行了深入分析，取得了如下科学成果：

　　1.厘定了地质年龄。确定了虹湾盆地的形成年龄为3.8 Ga，从而支持了雨海盆地形成年龄为3.85 Ga的观点。

　　2.绘制了详细地质图。该地质图内容丰富，包含了详细的玄武岩地层单元、月溪、火山口、月脊、断裂、玄武岩流锋面等（图1）。与过去基于光谱色调划分的地质图相比，该地质图结合了地形数据和热辐射数据，划分更为准确。不同期次的晚期玄武岩色调一样，基于光谱色调的传统地层划分方法将他们划分为同一地层，利用高分辨率地形数据和热辐射数据清晰显示不同地层的玄武岩流动锋面。地质图也标记出共计38条月溪，比过去的月溪数据库多出22条。根据玄武岩流动锋面是否清晰可见，将持续时间最长的爱拉托迅纪玄武岩细分为上爱拉托迅纪（UEm）和下爱拉托迅纪（LEm），并确定了划分时间为2.3 Ga。

　　3.定义了新类型的高地——铁镁质高地。过去通常认为月球高地的成分较为简单，其矿物成分主要为斜长石。新研究发现环雨海高地与月球背面典型的斜长岩高地截然不同，具有升高的铁、钛及放射性元素，识别出广泛分布的橄榄石、斜方辉石等铁镁质矿物，还首次明确发现了橄长岩（图2）。提出了铁镁质高地（MH）的概念并推测其成因。

　　4.绘制了玄武岩厚度分布图。针对各期次晚期玄武岩暴露情况的差异，分别利用地形剖面分析法和月坑挖掘深度法对其厚度和体积进行了详细研究，获得了高分辨率厚度分布变化图（图3）。上爱拉托逊纪地层（UEm）厚度为13–33 m，它们由多期喷发叠置而成。其中，单层熔岩流的厚度为11±4 m。下爱拉托逊纪地层（LEm）厚度为14.49–43.61 m。嫦娥三号着陆区是下爱拉托逊纪地层，其厚度为40 m。估算出研究区晚期玄武岩体积为~3448 km3，远低于前人的估计值。其中，UEm玄武岩出露体积占LEm玄武岩出露体积的比例