橄欖石

文/王卓成

插圖/葛若雯

杜昕珅/收藏 王為希/拍攝

圖1 河北某地一座夯土古城堡經(jīng)過(guò)多年的歲月滄桑，依然巍然屹立在高大的玄武巖臺(tái)地上，玄武巖里可以清晰地見(jiàn)到橄欖石包體（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的海灘都是白色的、黃色的，但是你見(jiàn)過(guò)綠色的海灘嗎？在美國(guó)夏威夷有這樣一處名為“帕帕科萊亞（Papakōlea）”的神奇海灘。它之所以呈現(xiàn)綠色，是因?yàn)槠浣M成礦物并不是海灘中最常見(jiàn)的石英礦物，而是由一種綠色礦物——橄欖石組成。帕帕科萊亞之所以遍布橄欖石是因?yàn)橄耐膷u曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)大量火山活動(dòng)。火山噴發(fā)將地球深部的橄欖石攜帶至地表，熔巖冷卻后接受海水不斷地侵蝕風(fēng)化，周圍低密度的疏松基質(zhì)被海水帶走，便留下了由橄欖石砂鋪就的綠色沙灘。

橄欖石化學(xué)分子式（Mg，F(xiàn)e）（SiO），是黃綠色—草綠色的單晶寶石。在礦物分類中屬于橄欖石族。其名稱“Olivine”來(lái)源于拉丁語(yǔ)中的“Oliva”，意為“橄欖”，指它具有橄欖一般的綠色。此外，橄欖石另有一個(gè)英文名稱“Peridot”，則是源自法語(yǔ)，而法語(yǔ)又脫胎于阿拉伯語(yǔ)中的詞匯“Faridat”，意為“寶石”。橄欖石和瑪瑙并列為八月生辰石。

橄欖石是黃綠色—草綠色的礦物

橄欖石作為寶石而得到關(guān)注和推崇的歷史能夠追溯到公元前兩千年前，彼時(shí)橄欖石的主要來(lái)源是埃及紅海的托帕佐島（Topazo Island，今扎巴賈德島或圣約翰島）。有考古證據(jù)證明那時(shí)的古埃及人便開(kāi)始將其作為飾品佩戴，并將其稱為“evening emerald”，翻譯過(guò)來(lái)就是“黃昏祖母綠”。橄欖石還被稱為“太陽(yáng)的寶石（gem of the sun）”，埃及祭司相信它有駕馭自然的力量，并用鑲嵌了橄欖石的酒杯開(kāi)展祭祀活動(dòng)。此外，橄欖石還被用來(lái)制作護(hù)身符，去除人們對(duì)黑夜恐懼。

圖2 巖石的新鮮斷面上，橄欖石顏色較為鮮艷（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

圖3 帶圍巖的橄欖石標(biāo)本，尺寸80x120x150 毫米，重2280 克（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

圖4 蛟河的橄欖石標(biāo)本（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

圖5 橄欖石（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

圖6 透明度較差的巴基斯坦橄欖石晶體（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

圖7 橄欖石戒面（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

從成分上看來(lái)，橄欖石屬于鎂—鐵硅酸鹽，以及鈣鎂—鈣鐵硅酸鹽之間分別形成的完全類質(zhì)同象系列產(chǎn)物。但是當(dāng)Ca 進(jìn)入后形成了復(fù)鹽，礦物結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變，因此按照習(xí)慣，橄欖石指的是Mg（SiO）—Fe（SiO）之間的完全類質(zhì)同象系列，并有少量的Fe、Mn、Ca、Al、Ti、Ni 等元素。若其中鐵元素含量升高，則寶石顏色變深；而如果發(fā)生輕度水化或含有少量Mn 元素，則會(huì)引致褐色調(diào)。

橄欖石作為寶石，具有溫柔舒緩、令人愉悅的色調(diào)，能夠給人一種寧?kù)o平衡的感覺(jué)。其最顯著的特點(diǎn)是多色性微弱和較強(qiáng)的雙折射。多色性（pleochroism）指的是在透射光的照射下，不同方向能夠看到寶石呈現(xiàn)出不同顏色的現(xiàn)象。在中—深顏色的非均質(zhì)礦物晶體中，多色性微弱的礦物非常少見(jiàn)，因此是橄欖石重要的鑒別特征。至于說(shuō)橄欖石雙折射（birefringence）較高，是指一條光線進(jìn)入橄欖石后，會(huì)產(chǎn)生兩條折射光線并容易被區(qū)分開(kāi)。因此如果在放大鏡下觀察橄欖石，很容易就能觀察到對(duì)面棱線重影。

圖8 橄欖石的晶體形態(tài)，柱狀或厚板狀（潘兆櫓等，1993 年）

橄欖石屬斜方晶系，為單島狀硅酸鹽，自然產(chǎn)出的晶體常呈短柱狀，不規(guī)則柱狀或粒狀。并以其特有的橄欖綠色、粒狀、解理性差、具貝殼狀斷口、高折射率、藍(lán)綠區(qū)三條等距離鐵吸收帶為特征（453 納米，473 納米，493 納米）。摩氏硬度6.5～7。大部分透明，可因含固、液、氣態(tài)包體或密集的裂隙而呈半透明。包裹體呈現(xiàn)獨(dú)特的睡蓮葉狀。橄欖石具有玻璃光澤，折射率為1.654～1.690（±0.020），密度3.3～3.5 克/立方厘米。根據(jù)這些特性，可以將橄欖石與其相似的綠色碧璽（多色性強(qiáng)，密度低）、綠色鋯石（折射率和密度更高）、綠色透輝石（雙折射率小、密度低）、硼鋁鎂石（多色性明顯，密度大）、金綠寶石（折射率高，密度高）以及鈣鋁榴石（折射率和密度高）等礦物進(jìn)行快速區(qū)分。

圖9 河北省張家口市萬(wàn)全區(qū)的大麻坪村，曾經(jīng)是中國(guó)最著名的橄欖石產(chǎn)地，這張照片拍攝于礦山對(duì)面一河之隔的公路邊，在這里可以清晰的看到整個(gè)礦山和山腳下的大麻坪村。（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）

按照寶石的標(biāo)準(zhǔn)看橄欖石，對(duì)其顏色、凈度和重量等都有很高的要求，因此優(yōu)質(zhì)的橄欖石主要發(fā)現(xiàn)于玄武巖包體、火山口以及中—基性巖體內(nèi)的熱液脈體寶石礦床中。我國(guó)的河北大麻坪、吉林蛟河以及美國(guó)亞利桑那州圣長(zhǎng)路斯的寶石級(jí)橄欖石主要來(lái)自地球深部的地幔包體之中。而自古以來(lái)就是橄欖石的重要產(chǎn)地的紅海扎巴賈德島，則是產(chǎn)生于熱液型脈體中。緬甸抹谷地區(qū)是如今世界上最重要的橄欖石寶石產(chǎn)地，此外該地區(qū)還出產(chǎn)高質(zhì)量的紅寶石、藍(lán)寶石、尖晶石。

在工業(yè)上，鎂橄欖石常被用作耐火材料。此外，橄欖石作為地球上地幔最主要的礦物，還是研究地球內(nèi)部流變學(xué)和板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力等學(xué)術(shù)問(wèn)題的重要對(duì)象。但是橄欖石很容易遭受風(fēng)化作用或變質(zhì)作用后變成蛇紋石而僅保留殘晶。蛇紋石是研究板塊構(gòu)造作用和俯沖帶的關(guān)鍵樣品。值得一提的是，蛇紋石質(zhì)玉石的工藝名便是“岫玉”。隨著橄欖石在地球內(nèi)部深度不斷增大，其結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。在進(jìn)入地幔轉(zhuǎn)換帶（深度大約為410～660 千米）后，橄欖石結(jié)構(gòu)由α—橄欖石變?yōu)棣隆蠙焓ㄍ咂澙⒃?20 千米分界線處，由β—橄欖石（瓦茲利石）再次轉(zhuǎn)換為γ—橄欖石（林伍德石）。因此，橄欖石相變過(guò)程是研究地球內(nèi)部的礦物組成、探索和認(rèn)識(shí)地幔不連續(xù)面的重要方法。而這對(duì)包括地幔對(duì)流、深源地震等地球動(dòng)力學(xué)問(wèn)題也有很強(qiáng)的指示意義。此外，橄欖石也是隕石中的重要組成礦物，對(duì)于探秘地球成因和解碼宇宙起源有著非常重要的意義。

圖10 橄欖石顆粒（圖片來(lái)源/ 劉新國(guó)）