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)過多年的歲月滄桑，依然巍然屹立在高大的玄武巖臺地上，玄武巖里可以清晰地見到橄欖石包體（圖片來源/ 劉新國）

我們?nèi)粘Ｋ姷暮┒际前咨摹ⅫS色的，但是你見過綠色的海灘嗎？在美國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)過大量火山活動。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”來源于拉丁語中的“Oliva”，意為“橄欖”，指它具有橄欖一般的綠色。此外，橄欖石另有一個英文名稱“Peridot”，則是源自法語，而法語又脫胎于阿拉伯語中的詞匯“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，彼時橄欖石的主要來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)證明那時的古埃及人便開始將其作為飾品佩戴，并將其稱為“evening emerald”，翻譯過來就是“黃昏祖母綠”。橄欖石還被稱為“太陽的寶石（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展祭祀活動。此外，橄欖石還被用來制作護(hù)身符，去除人們對黑夜恐懼。

圖2 巖石的新鮮斷面上，橄欖石顏色較為鮮艷（圖片來源/ 劉新國）

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

圖4 蛟河的橄欖石標(biāo)本（圖片來源/ 劉新國）

圖5 橄欖石（圖片來源/ 劉新國）

圖6 透明度較差的巴基斯坦橄欖石晶體（圖片來源/ 劉新國）

圖7 橄欖石戒面（圖片來源/ 劉新國）

從成分上看來，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)，能夠給人一種寧靜平衡的感覺。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，因此是橄欖石重要的鑒別特征。至于說橄欖石雙折射（birefringence）較高，是指一條光線進(jìn)入橄欖石后，會產(chǎn)生兩條折射光線并容易被區(qū)分開。因此如果在放大鏡下觀察橄欖石，很容易就能觀察到對面棱線重影。

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 河北省張家口市萬全區(qū)的大麻坪村，曾經(jīng)是中國最著名的橄欖石產(chǎn)地，這張照片拍攝于礦山對面一河之隔的公路邊，在這里可以清晰的看到整個礦山和山腳下的大麻坪村。（圖片來源/ 劉新國）

按照寶石的標(biāo)準(zhǔn)看橄欖石，對其顏色、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。我國的河北大麻坪、吉林蛟河以及美國亞利桑那州圣長路斯的寶石級橄欖石主要來自地球深部的地幔包體之中。而自古以來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)動驅(qū)動力等學(xué)術(shù)問題的重要對象。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，橄欖石相變過程是研究地球內(nèi)部的礦物組成、探索和認(rèn)識地幔不連續(xù)面的重要方法。而這對包括地幔對流、深源地震等地球動力學(xué)問題也有很強(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（圖片來源/ 劉新國）