为啥这个沙滩是绿色？上面铺满了小“宝石”！

在夏威夷大岛，有一处绿沙滩——Papakolea沙滩，是由含有橄榄石的火山岩风化形成的。

绿沙滩附近的海域和橄榄石沙砾特写

图源：mybestplace

橄榄石是什么石呢？它是怎么形成的？为啥是绿色？捡了能发财么？

橄榄石在地球：火山与大海

橄榄石因颜色如橄榄而得名，是一种非常古老的宝石，最早的橄榄石产地是公元前1500年的红海，据说古埃及人相信，橄榄石能够驱散夜晚的邪灵、让人们不再恐惧黑暗。

古罗马的橄榄石艺术品

图源：大都会艺术博物馆

人们很早就发现了橄榄石，不仅仅是因为它的美丽，也是因为它真的很常见。橄榄石是地球上最重要的造岩矿物之一，天然的橄榄石主要成分为镁铁硅酸盐。还含有少量的镍、锰等元素，正是镍元素，让橄榄石呈现鲜嫩的草绿色。

十分清新的颜色

图源：Wikipedia

橄榄石的硬度不算高，只有6.5-7，质地也比较脆，所以它们非常容易被风化形成沙砾，这也是开头为啥会有一沙滩的橄榄石的原因。有些小伙伴儿肯定会想问，能捡么？能卖钱么？

别想了，没人捡，捡了对当地的环境破坏很大，关键是橄榄石因为风化，小颗粒多，所以这些“小沙砾”不值钱，大克拉的才珍贵，10克拉以上比较有收藏价值。

橄榄石怎么形成的？

橄榄石是上地幔的主要成分之一，在地幔岩浆池高温高压的环境下结晶，并随着地幔的流动而运动，在地幔活动剧烈的时候，岩浆上涌，带着悬浮在其中的橄榄石喷涌出地表，等到岩浆冷却后，就形成了火山岩（常见的火山岩是玄武岩），橄榄石颗粒则会“镶嵌”在火山岩中。

多孔火山岩中的橄榄石

橄榄石的产地遍布世界各地，除了埃及之外，缅甸、巴基斯坦、美国等都出产优质的橄榄石，我国的宝石级橄榄石产地则是吉林的敦化、蛟河以及河北张家口万全县的大、小麻坪村。我国是现代高质量大克拉橄榄石的重要产地。

巴基斯坦产的晶形标准的橄榄石

图源：Oleg Lopatkin

宇宙中的橄榄石：橄榄陨铁

然而，橄榄石并非只来自于大地深处，另一些橄榄石的故乡，是遥远的宇宙。在一些铁陨石中也有橄榄石的颗粒，直径可以达到厘米级别。这样的铁陨石就被人称为“橄榄陨铁”。

“太空牛轧糖”

图源：wikipedia

橄榄陨铁的金属部分是铁镍合金，还含有少量的磷酸盐。它们经过切片和抛光之后，再用硝酸处理，会出现看起来十分科幻的“魏德曼花纹”。在许多铁陨石中它们都存在，被用作鉴定铁陨石的依据。

未来感拉满

图源：wikipedia

这种花纹是怎么形成的呢？橄榄陨铁的铁镍合金部分包括两种镍含量不同的稳定合金——锥纹石和镍纹石。在缓慢降温的条件下，锥纹石会沿着某一个晶轴平面的方向形成长结晶，魏德曼花纹就是这种结晶形成的晶纹。这个降温过程非常缓慢，甚至有可能在百万年间只降低1-100度。

身世之谜

目前被广泛接受的一种假说认为橄榄陨铁是类地小行星遭受撞击后碎裂，重新熔融混合形成的。它们母体的大小接近行星，构造也和地球相似，有着富含铁、镍的内核和硅酸盐成分的地幔。橄榄石结晶的位置位于小行星的“地幔”，而金属部分则来自核心。目前所发现的橄榄陨铁都形成于太阳系诞生的初期，曾经分布在太阳系的各个角落。

来自小星球，变成小星球

图源：© Michael Farmer

橄榄陨铁的历史

历史上第一块橄榄陨铁于1749年发现于俄罗斯的西伯利亚地区，重约700千克，是人类发现的第一块铁陨石。此后，在美国、智利、澳大利亚、阿根廷等地也都发现过橄榄陨铁。

橄榄陨铁“克拉斯诺亚尔斯克”（好长一名字）

图源：wikipedia

最近一次发现大型橄榄陨铁是2000年在新疆昌吉的阜康市。这块被称为“阜康陨石”的橄榄陨铁重达1003千克，里面的橄榄石呈现明亮的黄绿色。

阜康陨石切片

图源：Wikipedia

由于铁含量高，这些橄榄石偏黄褐色，没有地球上的土产橄榄石那么清新，但金黄色的橄榄石遇上阳光，也别有一番风味。橄榄陨铁被发现的次数不多，但考虑到它们的吨位，总量并不算小，也可以合法拥有，碎片价格在几十至上万元不等（放心，没有广告）。

魔法，一定是魔法

图源：Southwest Meteorite Laboratory

总之，无论是在地底还是在太空，橄榄石形成的条件和过程相似，动力却截然相反——地球上的橄榄石来自内部的地质活动，而太空中的橄榄陨铁，则形成于惨烈的外部撞击，甚至以母星的粉身碎骨为代价。

参考文献：

[1] Giibelin, E. (1981). Zabargad: The ancient peridot island in the Red Sea. Gems eS Gemology, 17(1), 2-8.

[2] Li, J., Zhao, Y., & Xu, B. (2024). Gemological and Chemical Characterization of Gem-Grade Peridot from Yiqisong, Jilin Province. Crystals, 14(8), 689.

[3] Jiameng, G., Qinghua, Z. H. A. O., Juntao, L. A. I., Chao, W. A. N. G., & Zuowei, Y. I. N. (2015). Gemmological Characteristic of Peridot from Jiaohe, Jilin Province. Journal of Gems & Gemmology, 17(5), 24-31.

[4] Mittlefehldt, D. W. (2024). Geochemistry of pallasite olivine and the origin of pallasites. Geochimica et Cosmochimica Acta.

[5] Walte, N. P., & Golabek, G. J. (2022). Olivine aggregates reveal a complex collisional history of the main group pallasite parent body. Meteoritics & Planetary Science, 57(5), 1098-1115.

[6] Stixrude, Lars; Cohen, R.E. (January 15, 1995). "Constraints on the crystalline structure of the inner core: Mechanical instability of BCC iron at high pressure". Geophysical Research Letters. 22 (2): 125–28.

[7] 张琦. (2021). 橄榄石的研究现状及其地质学意义. Advances in Geosciences, 11, 459.

撰文 | 吴可

部分图片 | 图虫创意

微信编辑 | 未末