橄榄石

文/王卓成

插图/葛若雯

杜昕珅/收藏 王为希/拍摄

图1 河北某地一座夯土古城堡经过多年的岁月沧桑，依然巍然屹立在高大的玄武岩台地上，玄武岩里可以清晰地见到橄榄石包体（图片来源/ 刘新国）

我们日常所见的海滩都是白色的、黄色的，但是你见过绿色的海滩吗？在美国夏威夷有这样一处名为“帕帕科莱亚（Papakōlea）”的神奇海滩。它之所以呈现绿色，是因为其组成矿物并不是海滩中最常见的石英矿物，而是由一种绿色矿物——橄榄石组成。帕帕科莱亚之所以遍布橄榄石是因为夏威夷岛曾经出现过大量火山活动。火山喷发将地球深部的橄榄石携带至地表，熔岩冷却后接受海水不断地侵蚀风化，周围低密度的疏松基质被海水带走，便留下了由橄榄石砂铺就的绿色沙滩。

橄榄石化学分子式（Mg，Fe）（SiO），是黄绿色—草绿色的单晶宝石。在矿物分类中属于橄榄石族。其名称“Olivine”来源于拉丁语中的“Oliva”，意为“橄榄”，指它具有橄榄一般的绿色。此外，橄榄石另有一个英文名称“Peridot”，则是源自法语，而法语又脱胎于阿拉伯语中的词汇“Faridat”，意为“宝石”。橄榄石和玛瑙并列为八月生辰石。

橄榄石是黄绿色—草绿色的矿物

橄榄石作为宝石而得到关注和推崇的历史能够追溯到公元前两千年前，彼时橄榄石的主要来源是埃及红海的托帕佐岛（Topazo Island，今扎巴贾德岛或圣约翰岛）。有考古证据证明那时的古埃及人便开始将其作为饰品佩戴，并将其称为“evening emerald”，翻译过来就是“黄昏祖母绿”。橄榄石还被称为“太阳的宝石（gem of the sun）”，埃及祭司相信它有驾驭自然的力量，并用镶嵌了橄榄石的酒杯开展祭祀活动。此外，橄榄石还被用来制作护身符，去除人们对黑夜恐惧。

图2 岩石的新鲜断面上，橄榄石颜色较为鲜艳（图片来源/ 刘新国）

图3 带围岩的橄榄石标本，尺寸80x120x150 毫米，重2280 克（图片来源/ 刘新国）

图4 蛟河的橄榄石标本（图片来源/ 刘新国）

图5 橄榄石（图片来源/ 刘新国）

图6 透明度较差的巴基斯坦橄榄石晶体（图片来源/ 刘新国）

图7 橄榄石戒面（图片来源/ 刘新国）

从成分上看来，橄榄石属于镁—铁硅酸盐，以及钙镁—钙铁硅酸盐之间分别形成的完全类质同象系列产物。但是当Ca 进入后形成了复盐，矿物结构也发生了改变，因此按照习惯，橄榄石指的是Mg（SiO）—Fe（SiO）之间的完全类质同象系列，并有少量的Fe、Mn、Ca、Al、Ti、Ni 等元素。若其中铁元素含量升高，则宝石颜色变深；而如果发生轻度水化或含有少量Mn 元素，则会引致褐色调。

橄榄石作为宝石，具有温柔舒缓、令人愉悦的色调，能够给人一种宁静平衡的感觉。其最显著的特点是多色性微弱和较强的双折射。多色性（pleochroism）指的是在透射光的照射下，不同方向能够看到宝石呈现出不同颜色的现象。在中—深颜色的非均质矿物晶体中，多色性微弱的矿物非常少见，因此是橄榄石重要的鉴别特征。至于说橄榄石双折射（birefringence）较高，是指一条光线进入橄榄石后，会产生两条折射光线并容易被区分开。因此如果在放大镜下观察橄榄石，很容易就能观察到对面棱线重影。

图8 橄榄石的晶体形态，柱状或厚板状（潘兆橹等，1993 年）

橄榄石属斜方晶系，为单岛状硅酸盐，自然产出的晶体常呈短柱状，不规则柱状或粒状。并以其特有的橄榄绿色、粒状、解理性差、具贝壳状断口、高折射率、蓝绿区三条等距离铁吸收带为特征（453 纳米，473 纳米，493 纳米）。摩氏硬度6.5～7。大部分透明，可因含固、液、气态包体或密集的裂隙而呈半透明。包裹体呈现独特的睡莲叶状。橄榄石具有玻璃光泽，折射率为1.654～1.690（±0.020），密度3.3～3.5 克/立方厘米。根据这些特性，可以将橄榄石与其相似的绿色碧玺（多色性强，密度低）、绿色锆石（折射率和密度更高）、绿色透辉石（双折射率小、密度低）、硼铝镁石（多色性明显，密度大）、金绿宝石（折射率高，密度高）以及钙铝榴石（折射率和密度高）等矿物进行快速区分。

图9 河北省张家口市万全区的大麻坪村，曾经是中国最著名的橄榄石产地，这张照片拍摄于矿山对面一河之隔的公路边，在这里可以清晰的看到整个矿山和山脚下的大麻坪村。（图片来源/ 刘新国）

按照宝石的标准看橄榄石，对其颜色、净度和重量等都有很高的要求，因此优质的橄榄石主要发现于玄武岩包体、火山口以及中—基性岩体内的热液脉体宝石矿床中。我国的河北大麻坪、吉林蛟河以及美国亚利桑那州圣长路斯的宝石级橄榄石主要来自地球深部的地幔包体之中。而自古以来就是橄榄石的重要产地的红海扎巴贾德岛，则是产生于热液型脉体中。缅甸抹谷地区是如今世界上最重要的橄榄石宝石产地，此外该地区还出产高质量的红宝石、蓝宝石、尖晶石。

在工业上，镁橄榄石常被用作耐火材料。此外，橄榄石作为地球上地幔最主要的矿物，还是研究地球内部流变学和板块构造运动驱动力等学术问题的重要对象。但是橄榄石很容易遭受风化作用或变质作用后变成蛇纹石而仅保留残晶。蛇纹石是研究板块构造作用和俯冲带的关键样品。值得一提的是，蛇纹石质玉石的工艺名便是“岫玉”。随着橄榄石在地球内部深度不断增大，其结构会发生改变。在进入地幔转换带（深度大约为410～660 千米）后，橄榄石结构由α—橄榄石变为β—橄榄石（瓦兹利石），并在520 千米分界线处，由β—橄榄石（瓦兹利石）再次转换为γ—橄榄石（林伍德石）。因此，橄榄石相变过程是研究地球内部的矿物组成、探索和认识地幔不连续面的重要方法。而这对包括地幔对流、深源地震等地球动力学问题也有很强的指示意义。此外，橄榄石也是陨石中的重要组成矿物，对于探秘地球成因和解码宇宙起源有着非常重要的意义。

图10 橄榄石颗粒（图片来源/ 刘新国）