[量子晶選] 蛇紋岩 (Serpentinite)

        蛇紋岩 (Serpentinite)是一種變質岩，並非單一礦物，而是由蛇紋石族礦物為主要成分的一類岩石。它的名字非常形象，源於其表面常有的斑點或鱗片狀紋理，看起來就像蛇的皮膚。

來自奧地利圖克斯山的緊密摺疊蛇紋岩。

        蛇紋岩（Serpentinite）是一種主要由蛇紋石礦物組成的變質岩。 它通常由橄欖石和輝石等超基性岩在熱水作用或變質作用下，與水反應形成。 蛇紋岩質地柔軟，具有滑感，顏色多為灰綠色、黑綠色或黃綠色，且顏色不均勻。 這種岩石在地球科學和工藝品製造方面都有重要作用。

蛇紋岩的形成與特性

• 形成過程： 蛇紋岩是由富含鎂和鐵的火成岩（如橄欖岩或輝石岩）在低溫變質作用下與水發生反應而形成的。這個過程被稱為蛇紋石化作用 (Serpentinization)。

• 主要成分： 它主要由蛇紋石族的礦物組成，包括纖蛇紋石（Chrysotile，一種石棉）、利蛇紋石（Lizardite）和葉蛇紋石（Antigorite）。

• 外觀與質地： 蛇紋岩的顏色多樣，常見的為深淺不一的綠色、黃綠色或黑綠色。其表面通常帶有獨特的油膩或蠟狀光澤，觸感光滑且類似肥皂。

• 硬度： 莫氏硬度約在 2.5 至 4 之間，質地相對較軟，易於切割和雕刻。

        蛇紋岩為一普通常見之岩石，分布極廣，唯成大塊岩體者實不多見，一般在變質岩區域中多成層狀、或扁豆狀，世界各地如加拿大東部、美國紐約、賓州馬利蘭(Pennsylvania Maryland)、英國東部、德國及阿爾卑斯山等地皆產之。臺灣之蛇紋岩均係基性或超基性火成岩如橄欖岩或輝長岩水化作用而成，因花蓮、臺東兩縣最為發達，尤以花蓮縣壽豐鄉豐田村產蛇紋岩、軟玉及石棉最員盛名。

蛇紋岩的種類

        蛇紋岩的種類主要根據其礦物組成和形成過程來區分，最常見的種類是葉蛇紋石（Antigorite）、纖蛇紋石（Chrysotile）和蜥蛇紋石（Lizardite）這三種礦物構成的蛇紋石家族。根據成因，蛇紋岩可由海洋地殼岩漿的換質作用、基性或超基性岩石的變質作用，或含鈣鎂質沉積岩的變質作用而形成。

主要礦物種類

    蛇紋岩的主要礦物家族稱為「蛇紋石」，其中包含以下幾種主要的礦物：

• 葉蛇紋石(Antigorite)：外觀常呈塊狀或葉片狀，是蛇紋石中較為常見的一種，其標本可能呈墨綠色。反蛇紋石（Antigorite）是一種礦物，化學式為(Mg,Fe2⁺)₃Si₂O₅(OH)₄，屬於蛇紋石亞群的層狀頁矽酸鹽礦物。 它是在高壓條件下形成的蛇紋石高壓同質異形體，常見於變質蛇紋岩中，並在俯衝帶動力學中發揮重要作用。 反蛇紋石以其相對脆弱和高含水量（高達13%）而聞名。

• 化學成分：其理想化學式為(Mg,Fe2⁺)₃Si₂O₅(OH)₄。

• 晶系：屬於單斜晶系。

• 顏色：通常為綠色，但也可能呈現綠藍色、白色、棕色或黑色。

• 硬度：莫氏硬度約3.5-4，質地較軟。

• 比重：: 約2.52 g/cm³。

      形成與產狀： 

• 反蛇紋石是一種在高壓環境下形成的蛇紋石同質異形體。
• 它常出現在變質蛇紋岩中，這些蛇紋岩是由鎂鐵質深成岩（如橄欖岩）經過蝕變作用形成的。

       科學意義與應用

• 地質學：反蛇紋石在俯衝帶動力學研究中具有重要作用，因為它富含水分（最高可達13%的水分），在俯衝帶的變質作用中扮演關鍵角色。
• 寶石與雕刻：因其可以形成高拋光度，並且具有一定的觀賞性，它也常被用作珠寶、雕刻等裝飾品和寶石材料。

       命名：

• 反蛇紋石的學名源自於其模式產地，位於義大利/瑞士邊境地區的Geisspfad蛇紋岩（Valle Antigorio）。

• 纖蛇紋石(Chrysotile)：與葉蛇紋石和蜥蛇紋石同屬蛇紋石家族。纖蛇紋石又稱溫石棉，是一種重要的含水矽酸鹽礦物，是構成蛇紋岩的礦物之一，也是最常見的石棉形式。 它具有纖維狀的晶體結構，並因其獨特的物理特性，曾在製造業中廣泛應用於建築、汽車零件及絕緣材料等。 然而，由於吸入纖維石棉粉末會對健康造成嚴重威脅，是一種致癌物質，因此目前其使用受到嚴格限制。

主要特性與應用：

• 纖維狀結構：

纖蛇紋石的英文名稱Chrysotile 源自希臘語「金黃色纖維」，其晶體結構為微細管狀，這使其成為一種纖維狀礦物。

• 石棉礦物：

纖蛇紋石是石棉礦物的一種，也被稱為溫石棉。 它約占美國石棉總量的95%，是使用最廣泛的石棉形式。

• 應用：

過去，纖蛇紋石因其耐熱性和絕緣性，被廣泛用於生產汽車制動襯片、管道及電器絕緣材料等。

 

健康風險：

當纖維狀的纖蛇紋石粉末被分散到空氣中並被人吸入時，會對健康造成嚴重威脅，被列為一種致癌物質。

地質與成因：

• 蛇紋石礦物家族的一員：纖蛇紋石是蛇紋石亞屬中的一種，也是構成蛇紋岩的主要礦物之一。
• 生成過程：蛇紋岩是由富含鎂的矽酸鹽岩石（如橄欖岩、輝石岩）經水化作用而形成。
• 產狀：纖蛇紋石常以脈狀形式產在蛇紋岩中。

• 蜥蛇紋石(Lizardite)：也是構成蛇紋岩的主要礦物之一。蜥蛇紋石是一種由蛇紋石族礦物（包括葉蛇紋石、纖蛇紋石和蜥蛇紋石）組成的礦物，其中蜥蛇紋石是其中一個主要成員。 蛇紋石礦物通常由高鎂鐵的矽酸鹽礦物，如橄欖石，經過水合和變質作用形成。 蜥蛇紋石呈現細小的鱗片狀晶癖，是常見的蛇紋石礦物，也是構成蛇紋岩的基礎礦物，常被用於製作工藝品、玉石和工業原料。

成分與結構

• 化學成分：

蜥蛇紋石的化學成分為Mg₃Si₂O₅(OH)₄，這也是蛇紋石族礦物的標準化學式。

• 晶系：

蜥蛇紋石屬於三斜和六方晶系，這與其他蛇紋石族礦物（如葉蛇紋石和纖蛇紋石）的晶系不同，這三者為同質異構物。

• 物理性質

外觀與質地：蜥蛇紋石通常以細小的鱗片狀晶癖出現。

顏色與光澤：: 其顏色為綠色調，如黑綠色，具有絹絲到油脂的光澤，有時呈不透明的塊狀形態。

硬度：: 硬度約為3-5。

成因與分佈

• 形成原因：

蛇紋石族礦物（包括蜥蛇紋石）是通過超鎂鐵質岩石中的橄欖石與水作用，發生水合和變質作用（蛇紋岩化作用）而形成的。

• 地質環境：

這種變質作用在板塊構造邊界的海床處尤其重要，因為它富含水。

 用途

• 工藝品與玉石：

蜥蛇紋石是構成蛇紋石質玉石（如岫岩玉）的重要礦物成分，因此可作為製作工藝品、玉石飾品和雕刻品的原料。

• 工業原料：

在工業上，它可作為煉鋼的催化劑、耐火材料、肥料原料或土壤改良劑。

根據成因分類

        蛇紋岩根據其形成的地質過程，可分為以下幾大類：

• 變質作用產物：

由原來的超基性火成岩，如橄欖岩、輝石岩等，經過熱水換質或區域變質作用所形成。這是臺灣蛇紋岩的主要成因類型。

• 構造搬運後的變質：

基性或超基性岩石經構造作用移動到其他環境，再經變質作用形成蛇紋岩。

• 沉積岩變質：

含鈣、鎂質的沉積岩經過強烈的變質作用後，也可形成蛇紋岩。

外觀與特性

• 蛇紋岩的主要礦物是蛇紋石，因此通常呈綠色，並因次生氧化鐵填塞而可能更硬。
• 根據其礦物組成和組織，外觀會有不同的變化，例如葉蛇紋石可能呈現緻密的綠色塊狀或片狀構造。

蛇紋岩與「玉石」的關係

        蛇紋岩是許多在商業上被稱為「玉」的玉石代用品的礦物學本質。雖然它們在礦物學上不屬於「真玉」（硬玉或軟玉），但在文化和商業上，因其溫潤、半透明的外觀和適合雕刻的特性，而被廣泛使用。

• 岫玉 (Xiu Jade)： 這是最著名的一種蛇紋岩質玉石，產於中國遼寧岫巖，質地溫潤細膩，顏色多樣。

        岫玉為中國歷史上的四大名玉之一（其三為陜西藍田玉、新疆和田玉和河南獨山玉），因產於遼寧岫岩而得名，最早的玉名見自西漢《爾雅》：「東方之美者，有醫無閭之殉圩琪焉」。

        蛇紋石岫玉硬度不高，摩氏硬度在2.5至5.5之間，普通玻璃的硬度一般為5至6，所以蛇紋石岫玉不能用來劃玻璃。天青凍也是屬於蛇紋石岫玉。

• 成分與硬度：岫玉屬於蛇紋石玉，摩氏硬度在2.5至5.5之間，不及普通玻璃硬度，不能用來劃玻璃。
• 顏色：顏色豐富，以綠色為主，另有白、黃、黑、灰、花色等。
• 光澤：岫玉具有油脂光澤或蠟狀光澤，與玻璃光澤的翡翠不同。
• 產地：主要產自中國遼寧岫岩縣的瓦溝地區，但其他省份也有蛇紋石玉產出，如甘肅的酒泉玉、廣東的信宜玉等。

• 獨龍玉 (Dulong Jade)： 產於中國雲南，也是一種蛇紋石質玉石。

        獨龍玉是一種產自中國雲南怒江貢山縣的石英質玉石，屬於石英岩玉的一種。 其主要成分是二氧化矽，硬度高，具備與翡翠相似的綠色外觀，因此常被稱為「翡翠姐妹玉」，但實際上其密度、結構和成分與翡翠不同。 獨龍玉的翠綠色來自於含有鉻的礦物，可見粒狀結構，並可能含有黃鐵礦、雲母等礦物。

獨龍玉的特性

• 成分與結構：成分為石英質，主要由顯晶質石英集合而成，而非翡翠的輝石結構，且密度較低。
• 硬度：硬度約為7，與翡翠的硬度相當。
• 顏色：主要呈現綠色或白底飄綠的顏色，綠色來自於綠色絹雲母等致色元素，如鉻、鐵。
• 結構與外觀：: 放大檢查可見粒狀結構，具玻璃光澤。

與翡翠的區別

• 成分差異：獨龍玉是石英岩質玉，而翡翠是硬玉（輝石類礦物）。
• 結構差異：獨龍玉為粒狀結構，翡翠為纖維狀結構。
• 密度與光澤差異：密度較低，光澤上與翡翠也有所不同。

產地與命名

• 產地：產於雲南怒江貢山縣獨龍族的聚居地。
• 命名：因與獨龍族文化緊密結合而得名「獨龍玉」，當地人也稱之為「貢翠」。

市場定位

    由於其外觀與翡翠相似，尤其「冰飄花」品種美麗，在市場上有時會被用作「翡翠姐妹玉」或「高貴不貴」的噱頭進行推廣，在市場上也將其稱為“翡翠平替”，又稱非洲翠。

市場上也有對其進行區分的品級，如貢玉、藍天白雲、滿綠和冰飄花等。

• 其他蛇紋岩質玉： 在世界各地，蛇紋石玉較著名的有：紐西蘭鮑文玉（bowenite）、美國賓州的威廉玉(Williamsite)、墨西哥雷科玉（ricolite）、朝鮮高麗玉及加利福尼亞蛇紋石等也常常是蛇紋岩或類似的礦物。

紐西蘭玉，直譯普納姆（Pounamu，字意為綠色的石頭）

紐西蘭的鮑文玉（bowenite）

美國賓州的威廉玉(Williamsite)

墨西哥的雷科玉（ricolite）

朝鮮高麗玉

加利福尼亞蛇紋石

        由於其美麗的外觀和相對較軟的質地，蛇紋岩被廣泛應用於：

• 雕刻與飾品： 用於製作各種工藝品、雕塑和珠寶飾品。

• 建築與裝飾： 作為室內外裝飾材料或建築石材。

        總結來說，蛇紋岩是一種具有獨特紋理和溫潤質感的美麗岩石，它不僅在岩石學上有重要意義，更因其與多種常見玉石的關係而受到玉石收藏者的關注。