化石都有什么颜色的(化石都是什么颜色的)


现在,再读起老普林尼在他的《博物志》里对欧珀作出的经典描述时,很难不想起斑彩石——像石榴石一样的火红、像祖母绿一样的海绿,再加上紫水晶的紫色光辉。甚至有的时候我觉得,要说颜色的强烈与丰富,斑彩石还要更胜一筹。

出自加拿大阿尔伯塔省的斑彩石。图片:James St. John / Wikimedia


千万年前的遗存

如果你见过完整开采出来的斑彩石,你很快会意识到它是化石遗存——这些直径可以达到90厘米的大“圆盘”有着清晰的螺旋结构,一看就是来自古代的软体动物。

如果你把整块斑彩石翻过来,你会发现它是两侧对称的,没有向哪一侧突起,这说明它不是腹足类的海螺,而是像鹦鹉螺一样的头足类。

菊石化石上隐约可见的彩虹光泽。图片:Mike Peel / Wikimedia


这样,你看到它的英文名字的时候,也就不会意外了:斑彩石Ammolite和菊石Ammonite只有一个字母之差,稍微不细心一点的人估计一眼都看不出区别来。实际上,古生物学家早就给这些化石菊石定了名,它们来自糕菊石属(Placenticeras)下的两个物种:米克糕菊石(P. meeki)和交替糕菊石(P. intercalare)。

糕菊石复原模型。图片:Zach Tirrell / Wikimedia

说到化石,我忍不住又要把欧珀拿出来说说。实际上,欧珀也经常会形成化石。如果条件合适的话,欧珀会填充古生物埋藏时留下的空隙,取代原有的生物而形成化石。但欧珀只是一个“哪里需要哪里搬”的角色——箭石、菊石、海螺、螃蟹,哪怕是脊椎动物的骨架,都有欧珀版本的。

从上到下依次为欧珀化的双壳类、腹足类和箭石类化石。图片:James St. John / Wikimedia、flickr


菊石出现于泥盆纪早期,和恐龙一起灭绝于白垩纪末,跨越古生代和中生代,在海洋中生活了3.43亿年,是非常成功的一个类群——要知道,地球上出现最早的动物至今也不过只有6.65亿年的历史。

当然菊石在史前大海里的生活也不是一帆风顺,因为有无数后起的动物们与他们激烈地竞争着海底霸主的地位。菊石的演化速度非常快,用流行的互联网词汇来说,是一个“不断试错、不断更新迭代的产品”。

《自然界的艺术形态》(Kunstformen der Natur )一书中,呈现的各种菊石。图片:Wikimedia


菊石分布十分广泛,能够很容易地留下外壳的化石,而且随着地质年代不同,留下的菊石化石特征各不相同。在地质学家眼里,它们是一种非常有用的“标准化石”——他们可以轻易地通过在某个底层里发现的特定菊石,来确定这个地层的年龄。

英格兰约克郡出土的侏罗纪早期菊石化石。图片:Mike Beauregard / Wikimedia


家族最后的荣光

斑彩石出现的白垩纪末期,已经是菊石最后的日子。虽然和恐龙一样,菊石们应该也是随着一次大爆炸而突然在地球上消失,但是它们的灭绝似乎在此之前已经可以见到端倪——白垩纪末期的菊石面临着鱼类和蛸类(章鱼、乌贼)的双重竞争,多样性已经受到了极大的打击。

晚期的菊石不再像之前那样,拥有各式各样的厚重、多棘的外壳,而是逐渐趋向于拥有扁平、光滑、相对较薄的外壳——就像是我们现在见到的斑彩石那样。

这样的外壳,可以让菊石们具有更高的游泳速度——糕菊石可能是整个3.43亿年历史中,菊石游泳竞速的冠军。

米克糕菊石化石。图片:Daderot / Wikimedia


当然,和擅长游泳的鱼类、蛸类相比,最快的菊石在速度上也毫无竞争优势。但是因为菊石具有储存空气以平衡浮力的外壳,这让糕菊石在垂直方向有着非常大的机动性,远超鱼类。遇到敌人的话,它们可以快速潜到极端缺氧的深海,避避风头。

然而多样性的缺失,也就意味着把所有的鸡蛋放在了一个篮子里。菊石熬过了第二、第三、第四次大灭绝,但是最终还是倒在了第五次大灭绝上。

而斑彩石,或许是菊石家族最后留下的,最绚丽的一枚纪念勋章。

交替糕菊石化石。图片:Mike Peel / Wikimedia


机缘巧合的造化

绝大部分宝石级的斑彩石原料出产自加拿大阿尔伯塔省、萨斯喀彻温省和美国蒙大拿州的同一个地层内,距今7500万到7300万年之间。

阿尔伯塔省南部的落基山东麓是出产最高质量的斑彩石的地方。白垩纪晚期的海平面比现在要高,当时的北美其实并非像现在这样是一块完整的大陆,而是被内陆海分隔成了三块,如今出产斑彩石的地方,正是这片内陆海的西岸。

晚白垩纪时期的北美大陆。内陆海将北美分隔成了三块。图片:Scott D. Sampson et.al. / Wikimedia


在化石和宝石之间做跨界的并不太多,大抵是由于环境因素所限,化石里好看的角色并没有那么多见,但是凭借着流动的色彩,斑彩石成了跨界者中的翘楚。

拿起一块斑彩石,对着光线轻轻地晃动,石头里的绿色、红色、金黄色和蓝色像是活了一样,闪烁着各自的光彩。

流光溢彩的斑彩石。图片:Vassil / Wikimedia


斑彩石的颜色来自它独特的结构,和孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀、珍珠贝的珍珠母一样,是一种结构色。提供这种结构的,是斑彩石里的矿物质。

组成斑彩石最主要的成分是文石,其次是方解石,这两种矿物的化学成分都是碳酸钙,算是一对同分异构体——就像钻石和石墨那样。实际上,现生的软体动物的壳的主要组成成分也是它们俩。

这些文石的细微晶体呈平行排列,光线照到它们表面之后会逐层发生反射,这些反射光之间再发生干涉,就会呈现出斑彩石的七色变彩。

上:文石,下:方解石。图片:Rob Lavinsk / Wikimedia


其实除了北美有分布之外,糕菊石属的成员在东非、南欧、中亚等地都有分布。有些其它产地的糕菊石上部分也有斑彩石类似的变彩,譬如说马达加斯加的糕菊石,但是其上具有变彩的部分面积小而不完整,很难用作宝石用途。

马达加斯加出产的斑彩石。图片:DanielCD / Wikimedia


薄而脆弱的瑰丽

其实,让斑彩石真正展现出颜色的那层文石非常薄,一般只有0.5~0.8毫米厚,所以我们看到的斑彩石,背面实际上几乎都是附着在灰色或者棕黑色的底岩之上的。

如此薄的一层文石,在化石的沉积、变质过程中显然非常容易碎裂。这也是为什么经常能在斑彩石上看见被叫做“龙鳞状”的碎裂结构——虽然化石的完整性被破坏了,但其实也增加了一些独特的观赏性。

斑彩石上的龙鳞状碎裂结构。图片:James St. John / flickr


不要以为文石层越厚越好,因为斑彩石的颜色与文石层的厚度息息相关。一般来说,文石层越厚,斑彩石的颜色越接近光谱的红色一端;而文石层越薄,斑彩石越容易呈现出蓝紫色。因此,在所有的斑彩石里,相对厚实的红色、绿色的更加多见,而脆弱的蓝色就版本就要稀有多了。

但是不论是珠宝商还是消费者,显然都希望斑彩石能有更多的颜色——这样那些脆弱的标本反而受到了跟多的追捧。这又遇到了另外一个矛盾:文石的硬度低得很,作为首饰日常戴戴很快就磨损了,这可不是正经宝石身上应该发生的事情。

斑彩石虽美,但要想成为可以日常佩戴的宝石,它本身的硬度还差点意思。图片:flickr


为此,珠宝界很快就想出了有效的解决方法。

最简单的,其实就是在切割抛光好斑彩石之后,覆盖上一层硬质环氧树脂,这样可以很好地防止文石层的磨损与剥落,而且处理起来非常方便简捷。但是因为环氧树脂的硬度也非常有限,加上了涂层之后,虽然不会弄坏斑彩石本身,但是刮花了涂层表面也还挺闹心的。

为此,珠宝界祭出了“夹层石”这样的大杀器。以一层岩石做底、一层斑彩石的文石层当作核心,然后再用一层水晶或者更硬的合成尖晶石作为保护层,整个胶合起来,就成了一块漂亮又耐久的“三层石”。

这样的夹层石虽然好看又结实,但是无疑制作成本要高出很多,光是把斑彩石的表面抛光到和透明顶层的底面完美契合,就是很考验技术和经验的一件事情了。


“涉世未深”的宝石

别看搞夹层石那么熟练,但斑彩石其实是非常年轻的一种宝石。

虽然交替糕菊石和米克菊石的命名时间是分别是1860年和1898年,但直到二十纪六七十年代,人们才逐渐注意到了斑彩石宝石方面的用途。它们极少量地进入了欧美首饰市场——当然仅限于爱好者之间。

直到1981年,在不少爱好者的共同努力下,斑彩石才被世界珠宝首饰联合会(World Jewelry Confederation, CIBJO)接纳,成为一个正式的宝石品种。也就在那年,人们开始了对斑彩石的商业开采,至今尚不足40年。

而且即便如此,很长一段时间斑彩石的市场也不温不火,直到上个世纪末才突然“出圈”。凭借着一套“红色代表成长、绿色代表智慧、黄色代表财富”这样的风水学理论,乃至是“斑彩”就是“搬财”这样毫不讲理的推广,它终于在全球范围内火了一阵。

关于斑彩石的玄学宣传。


大家信不信那套鬼话没所谓,好消息是,至少更多人认识了这种美丽的石头。


本文是物种日历特约稿件,来自物种日历作者@老猫。


本文来自果壳,欢迎转发

如需转载请联系GuokrPac@guokr.com