Olivin -
Olivine

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Olivin
Olivine-gem7-10a.jpg
Generel
Kategori Nesosilicate
Olivine gruppe
Olivine serie
(gentagende enhed)
IMA symbol Ol
Strunz klassifikation 9.AC.05
Krystal system Ortorhombisk
Space gruppe Pbnm (nr. 62)
Identifikation
Farve Gul til gulgrøn
Krystalvane Massiv til granulær
Spaltning Fattige
Knoglebrud Conchoidal
Vedholdenhed skør
Mohs skala
hårdhed
6,5-7
Glans Glaslegeme
Streak farveløs eller hvid
Diafanitet Gennemsigtig til gennemsigtig
Specifik vægtfylde 3,2-4,5
Optiske egenskaber Biaksial (+)
Brydningsindeks n α = 1.630–1.650
n β = 1.650–1.670
n γ = 1.670–1.690
Dobbeltbrud 5 = 0,040
Referencer
.
Olivin i krydspolariseret lys
(Ni) er almindeligvis de yderligere elementer, der er til stede i højeste koncentrationer.

Olivin giver sit navn til gruppen af ​​mineraler med en beslægtet struktur ( olivingruppen ) – som omfatter tephroit ( Mn 2 SiO 4 ), monticellit ( Ca MgSiO 4 ), larnit (Ca 2 SiO 4 ) og kirschsteinit (CaFeSiO 4 ) ( almindeligvis også stavet kirschteinite).

Olivins krystalstruktur inkorporerer aspekter af det orthorhombiske P Bravais-gitter , som opstår ved at hver silica (SiO 4 ) enhed er forbundet med divalente metalkationer med hver oxygen i SiO 4 bundet til tre metalioner. Den har en spinellignende struktur, der ligner magnetit, men bruger en quadrivalent og to divalente kationer M 2 2+ M 4+ O 4 i stedet for to trivalente og en divalente kationer.

Identifikation og paragenese

Olivin er opkaldt efter sin typisk olivengrønne farve,

der menes at være et resultat af spor af nikkel ,
selvom den kan ændre sig til en rødlig farve fra oxidation af jern.

Gennemskinnelig olivin bruges nogle gange som en ædelsten kaldet peridot ( péridot , det franske ord for olivin). Det kaldes også chrysolite (eller chrysolite , fra de græske ord for guld og sten), selvom dette navn nu sjældent bruges i det engelske sprog. Nogle af de fineste olivine af ædelstenskvalitet er opnået fra en krop af kappeklipperZabargad-øen i Det Røde Hav .

Olivin forekommer i både mafiske og ultramafiske magmatiske bjergarter og som et primært mineral i visse metamorfe bjergarter . Mg-rig olivin krystalliserer fra magma , der er rig på magnesium og lavt indhold af silica . Denne magma krystalliserer til mafiske bjergarter som gabbro og basalt . Ultramafiske klipper indeholder normalt betydelige olivin, og dem med et olivinindhold på over 40% beskrives som peridotitter . Dunite har et olivinindhold på over 90% og er sandsynligvis et kumulat dannet af olivin, der krystalliserer og bundfælder sig fra magma eller et venemineral , der forer magmaledninger . Olivin og højtryks strukturelle varianter udgør over 50 % af Jordens øvre kappe, og olivin er et af Jordens mest almindelige mineraler i volumen. Metamorfosen af ​​uren dolomit eller andre sedimentære bjergarter med højt magnesium og lavt indhold af silica producerer også Mg-rig olivin eller forsterit .

Fe-rig olivin fayalit er relativt meget mindre almindelig, men den forekommer i magmatiske bjergarter i små mængder i sjældne granitter og rhyolitter , og ekstremt Fe-rig olivin kan eksistere stabilt med kvarts og tridymit . I modsætning hertil forekommer Mg-rig olivin ikke stabilt med silicamineraler , da det ville reagere med dem og danne orthopyroxen (

(Mg,Fe) 2 Si 2 O 6
).

Mg-rig olivin er stabil over for tryk svarende til en dybde på omkring 410 km (250 mi) inde i Jorden. Fordi det menes at være det mest udbredte mineral i Jordens kappe på lavere dybder, har olivinens egenskaber en dominerende indflydelse på rheologien i den del af Jorden og dermed på den faste strøm, der driver pladetektonikken . Eksperimenter har dokumenteret, at olivin ved høje tryk ( f.eks . 12 GPa , trykket i dybder på ca. 360 km (220 mi)) kan indeholde mindst så meget som ca. 8900 ppm (vægt) vand, og at et sådant vandindhold reducerer olivins modstand mod fast flow drastisk. Desuden, fordi olivin er så rigeligt, kan mere vand være opløst i olivin i kappen, end der er indeholdt i Jordens oceaner.

Olivin fyrreskov (et plantesamfund ) er unikt for Norge. Den er sjælden og findes på tørre olivinrygge i fjorddistrikterne Sunnmøre og Nordfjord.

Udenjordiske hændelser

Mg-rig olivin er også blevet opdaget i meteoritter , på Månen og Mars , der falder ind i spædbarnsstjerner, såvel som på asteroide 25143 Itokawa . Sådanne meteoritter omfatter kondritter , samlinger af affald fra det tidlige solsystem ; og pallasitter , blandinger af jern-nikkel og olivin. De sjældne A-type asteroider er mistænkt for at have en overflade domineret af olivin.

Den spektrale signatur af olivin er blevet set i støvskiverne omkring unge stjerner. Halerne på kometer (som er dannet af støvskiven omkring den unge sol ) har ofte olivins spektrale signatur, og tilstedeværelsen af ​​olivin blev verificeret i prøver af en komet fra Stardust -rumfartøjet i 2006. Kometlignende (magnesiumrigt) ) olivin er også blevet påvist i planetesimalbæltet omkring stjernen Beta Pictoris .

Krystal struktur

Figur 1: Strukturen i atomær skala af olivin ser langs a - aksen. Ilt er vist i rødt, silicium i pink og magnesium/jern i blåt. En projektion af enhedscellen er vist ved det sorte rektangel.

Mineraler i olivingruppen krystalliserer i det orthorhombiske system ( rumgruppe P bnm ) med isolerede silikat-tetraedre, hvilket betyder, at olivin er et nesosilikat . Strukturen kan beskrives som en sekskantet, tætpakket række af oxygenioner med halvdelen af ​​de oktaedriske steder optaget med magnesium- eller jernioner og en ottendedel af de tetraedriske steder optaget af siliciumioner.

Der er tre forskellige iltsteder (markeret O1, O2 og O3 i figur 1), to forskellige metalsteder (M1 og M2) og kun et særskilt siliciumsted. O1, O2, M2 og Si ligger alle på spejlplaner , mens M1 eksisterer på et inversionscenter. O3 ligger i en generel position.

Højtrykspolymorfer

Ved de høje temperaturer og tryk, der findes i dybden i Jorden, er olivinstrukturen ikke længere stabil. Under dybder på omkring 410 km (250 mi) gennemgår olivin en eksoterm faseovergang til sorosilicatet , wadsleyit , og på omkring 520 km (320 mi) dybde omdannes wadsleyit eksotermt til ringwoodit , som har spinelstrukturen . I en dybde på omkring 660 km (410 mi) nedbrydes ringwoodit til silikatperovskit (

(Mg,Fe) SiO3
) og ferroperiklase (
(Mg,Fe)O
) i en endoterm reaktion. Disse faseovergange fører til en diskontinuerlig stigning i tætheden af ​​Jordens kappe , som kan observeres ved seismiske metoder. De menes også at påvirke dynamikken i kappekonvektion , idet de eksoterme overgange forstærker flowet over fasegrænsen, hvorimod den endoterme reaktion hæmmer den.

spinel ved tryk under 5 GPa (49.000 atm). Forøgelse af temperaturen øger trykket af disse faseovergange.

Forvitring

Olivin ændret til iddingsite inden for en kappe - xenolit .

Olivin er et af de mindre stabile almindelige mineraler på overfladen ifølge Goldich opløsningsserien . Det omdannes til iddingsite (en kombination af lermineraler, jernoxider og ferrihydrit ) i nærværelse af vand. Kunstig forøgelse af forvitringshastigheden af ​​olivin, f.eks. ved at sprede finkornet olivin på strande, er blevet foreslået som en billig måde at binde CO 2 på . Tilstedeværelsen af ​​iddingsite på Mars tyder på, at flydende vand engang eksisterede der, og kunne gøre det muligt for videnskabsmænd at bestemme, hvornår der sidst var flydende vand på planeten.

På grund af dets hurtige forvitring findes olivin sjældent i sedimentær bjergart .

Minedrift

Norge

Åbne minedrift ved Sunnylvsfjorden , Hurtigruteskibet passerer.

Norge er den vigtigste kilde til olivin i Europa, især i et område, der strækker sig fra Åheim til Tafjord og fra Hornindal til Flemsøy i Sunnmøre -distriktet. Der er også olivin i Eid kommune. Omkring 50 % af verdens olivin til industriel brug produceres i Norge. Ved Svarthammaren i Norddal blev der udvundet olivin fra omkring 1920 til 1979 med en daglig produktion på op til 600 tons. Olivin blev også hentet fra byggepladsen for vandkraftværkerne i Tafjord. Ved Robbervika i Norddal kommune har der været i drift siden 1984. Den karakteristiske røde farve afspejles i flere lokale navne med "rød" som Raudbergvik (Rød klippebugt) eller Raudnakken (Rød Ryg).

Hans Strøm beskrev i 1766 olivinens typiske røde farve på overfladen og den blå farve indeni. Strøm skrev, at der i Norddals distrikt blev brækket store mængder olivin fra grundfjeldet og brugt som slibesten .

Kallskaret ved Tafjord er et naturreservat med olivin.

Bruger

En verdensomspændende søgning er i gang efter billige processer til at binde CO 2 ved mineralreaktioner, kaldet forbedret forvitring . Fjernelse ved reaktioner med olivin er en attraktiv mulighed, fordi den er bredt tilgængelig og reagerer let med (syre) CO 2 fra atmosfæren. Når olivin knuses , forvitrer den fuldstændig inden for få år, afhængig af kornstørrelsen. Al den CO 2 , der produceres ved afbrænding af en liter olie, kan sekvestreres af mindre end en liter olivin. Reaktionen er eksoterm, men langsom. For at genvinde den varme, der produceres ved reaktionen for at producere elektricitet, skal en stor mængde olivin være termisk godt isoleret. Slutprodukterne af reaktionen er siliciumdioxid , magnesiumcarbonat og små mængder jernoxid. En nonprofitorganisation, Project Vesta , undersøger denne tilgang på strande, som øger omrøringen og overfladearealet af knust olivin gennem bølgepåvirkning.

Olivin bruges som erstatning for dolomit i stålværker.

Aluminiumstøberiindustrien bruger olivinsand til at støbe genstande i aluminium. Olivinsand kræver mindre vand end silicasand, mens det stadig holder formen sammen under håndtering og hældning af metallet. Mindre vand betyder mindre gas (damp) at udlufte fra formen, da metal hældes i formen.

I Finland markedsføres olivin som en ideel sten til saunaovne på grund af dens forholdsvis høje tæthed og modstandsdygtighed over for vejrlig under gentagen opvarmning og afkøling.

Olivin af ædelstenskvalitet bruges som en ædelsten kaldet peridot .

Se også

Referencer