Vai al contenuto

Geology is the Way

Olivina

Ortorombica

(Mg, Fe)2[SiO4]

L’olivina è un nesosilicato mafico fondamentale che si ritrova nelle rocce basaltiche e gabbroiche della crosta terrestre. E’ inoltre il minerale più abbondante del mantello terrestre, che costituisce più del 50% del mantello superiore. Il nome ‘olivina’ deriva dal suo distintivo colore dal verde oliva/bottiglia fino a giallastro.

Struttura e chimismo
I membri del gruppo dell’olivina sono nesosilicati con tetraedri SiO4 isolati circondati da siti ottaedrici M che contengono i cationi (Mg,Fe)2+, circondati da sei ossigeni. I tetraedri SiO4 si alternano all’interno della struttura, puntando alternativamente verso l’alto e verso il basso perpendicolarmente all’asse c. I siti M includono una serie di siti ottaedrici regolari (M1) e una di siti ottaedrici distorti (M2). Ciascun ossigeno nella struttura è legato a un atomo di silicio e a tre atomi in coordinazione ottaedrica.
Parlando in senso stretto, le olivine rappresentano una soluzione solida tra la forsterite (Fo: Mg2SiO4; nome in onore di Adolarius Jacob Forster) e la fayalite (Fa: Fe2SiO4; il nome deriva dall’isola di Fayal, nelle Azzorre). La forsterite e la fayalite formano una soluzione solida continua con il Fe e il Mg che si sostituiscono intercambiabilmente nei siti M. Il Fe2+ mostra una piccola predilezione per il sito M1. Questa soluzione solida viene comunemente indicata usando le % degli estremi della soluzione. Per esempio, un’olivina con 30% di forsterite e 70% di fayalite si può indicare come Fo30, Fa70 o Fo30Fa70. Similmente alla serie dei plagioclasi, esistono diversi nomi per diversi intervalli composizionali dell’olivina (crisolite, hyalosiderite, ortonolite e ferrortonolite), che non hanno mai preso piede e non sono usati comunemente.
Le olivine naturali mostrano una limitata miscibilità tra (Fe. Mg) e Ca. Il Ca è un catione molto grande che non entra facilmente nella struttura della forsterite e della fayalite. Le olivine calciche, monticellite (CaMgSiO4), kirschsteinite (FeMgSiO4) e larnite (Ca2SiO4), hanno parametri di cella più grandi rispetto alle olivine ferromagnesiache, che permettono loro di accomodare il catione Ca nella loro struttura. Le olivine calciche sono molto rare e, in natura, si ritrovano come accessori in rocce sottosature in silice ricche in calcio (es: carbonatiti) e in rocce metasomatiche e skarn derivanti da calcari impuri. Altri cationi presenti nella forsterite-fayalite sono Mn, Cr, Ni e Fe3+. Il Cr è presente più che altro come lamelle di cromite all’interno dell’olivina.

 

Diagramma ternario che mostra i membri principali del gruppo dell’olivina. Ci sono due soluzioni solide principali: forsterite-fayalite e monticellite-kirschsteinite. Le olivine calciche sono molto rare in natura.


La varietà gemma dell’olivina: peridoto. Notare l’abito prismatico tozzo. Dimensioni: 3.4 x 2.5 x 1.9 cm. Località: Naran-Kagan Valley. Kohistan, Pakistan. Foto di Robert M. Lavinsky.

Proprietà
Abito: prismatico fino a tabulare, tozzo, a ‘barilotto’
Durezza: 6.5 – 7
Sfaldatura: {010}, {100} imperfette (2 sfaldature perpendicolari tra loro)
Geminazione: {011}, {012}, {031}
Colore: verde oliva, verde, verde giallastro, giallo ambra
Lucentezza: vitrea
Struscio: incolore
Alterazione: serpentino, iddingsite, bowlingite, clorofaeite
In sezione sottile…
α(//b): 1.635 (forsterite) – 1.827 (fayalite)
β(//c): 1.651 (forsterite) – 1.869 (fayalite)
γ(//a): 1.670 (forsterite) – 1.879 (fayalite)
2Vγ: 82° (forsterite) – 134° (fayalite)
Colore: incolore (forsterite) fino a giallo pallido (fayalite)
Pleocroismo: nessuno (forsterite); α = γ giallo pallido a β giallo arancio, rosso bruno (fayalite)
Birifrangenza (δ): 0.035-0.052 (alti colori di interferenza, più alti nella fayalite)
Rilievo: alto
Segno ottico: + o –
[Mindat]

Alterazione
L’olivina si altera in cinquanta sfumature di prodotti d’alterazione, essendo molto suscettibile all’alterazione idrotermale e alla degradazione. Durante il metamorfismo di fondo oceanico, l’olivina è comunemente sostituita da serpentino e brucite, così come da talco e vari carbonati. Altre forme comune di alterazione sono l’iddingsite, la bowlingite e la clorofaeite.

Iddingsite: sostituzione bruna-rossastra dell’olivina costituita da smectite, clorite, goethite ed ematite.
Bowlingite: alterazione verdastra dell’olivina costituita da smectite, clorite, serpentino, talco, mica bianca e quarzo.
Clorofaeite: simile all’iddingsite ma più variabile in colore e contenente meno Fe3+.

Caratteristiche di terreno
L’olivina sul terreno si può identificare grazie a (1) il suo caratteristico abito tozzo con sezioni a barilotto, a sei od otto lati, (2) il distintivo colore verde bottiglia fino a giallastro, trasparente, e (3) la lucentezza vitrea, simile a quella del quarzo. L’olivina appare molto diversa dal pirosseno e dell’anfibolo, entrambi mostranti sfaldature molto ben sviluppate (le sfaldature dell’olivina sono imperfette) e lucentezza metallica. L’alterazione maschera i bei colori verdi dell’olivina, ma rende la sua identificazione ancora più semplice: nelle rocce mafiche e ultramafiche, il plagioclasio e il pirosseno appaiono spesso meno alterati dell’olivina, mentre l’olivina può essere presente solo come pseudomorfi, parzialmente o totalmente sostituita dai suoi prodotti di alterazione, dai colori variabili dal nero al verde al rossastro.

Basalto con fenocristalli di olivina parzialmente alterata in una matrice a grana fine. La maggior parte dei cristalli sono tozzi e mostrano sezioni da 6 a 8 lati. Notare i colori sul verde e la lucentezza vitrea. Oahu, Hawaii, Stati Uniti. Larghezza: 6 cm. Foto di Siim Sepp (sandatlas.org).

L’olivina alterata è tutto fuorché verde oliva. Qui, i cristalli di olivina (riconoscibili per le forme caratteristiche) mostrano colori sbiaditi, terrosi, dal momento che sono sostituiti da prodotti d’alterazione a grana fine. I cristalli neri sono fenocristalli di pirosseno. Basanite da La Palma, Isole Canarie, Spagna. Foto di Siim Sepp (sandatlas.org).

L’olivina in sezione sottile
Le olivine magnesiache (forsteritiche), le più comuni in natura, mostrano rilievo alto e sono incolori a N//. Cristalli euedrali hanno forme tozze, con sezioni a sei o otto lati a forma di barilotto. L’olivina può però mostrare anche altri abiti, che variano da forme tabulari, aciculari e prismatiche fino a forme scheletriche (es: olivina spinifex). Le tracce delle sfaldature sono imperfette e poco sviluppate in confronto a quelle del pirosseno e dell’anfibolo: quando presenti, sono orientate parallelamente all’asse lungo e si intersecano a 90° sulle facce basali, equidimensionali. A NX, l’olivina mostra colori di interferenza del terzo ordine. Lungo la serie forsterite-fayalite, gli indici di rifrazione, la birifrangenza e il rilievo aumentano con il contenuto di Fe. L’olivina fayalitica assume una colorazione sul giallo pallido ed è pleocroica (giallo fino ad arancio).
L’alterazione è comune nell’olivina, che spesso appare in sezione sottile come relitti circondati da serpentino o altre forme di alterazione dai colori rossastri (iddingsite, clorofaeite) o verdastri (bowlingite).
Negli skarn e nei calcari metamorfosati esistono diversi minerali che somigliano all’olivina, come l’epidoto e l’humite.

NX
NX
NX
N//
N//

Sopra: cristalli tondeggianti di olivina (alto rilievo a N//, alti colori di interferenza a NX) e cromite (opachi) circondati da una pasta di fondo a calcite (alti colori di interferenza sul grigio a NX). Kimberlite da Bloemfontein, Sudafrica. Campo: 7mm. Foto di Alessandro Da Mommio (alexstrekeisen.it).

Cristallo euedrale di olivina in un basalto. Sono ben visibili l’abito pseudo-esagonale a sei lati e gli alti colori di interferenza. Notare la sfaldatura prismatica imperfetta, orientata parallelamente all’asse lungo. Le superfici spesse, nette e irregolari sono sistemi di fratturazione. La pasta di fondo circostante contiene abbondanti cristalli di plagioclasio (con geminazione polisintetica, sul grigio del prim’ordine). Etna, Sicilia, Italia. Immagine a NX. Campo: 7mm. Foto di Alessandro Da Mommio (alexstrekeisen.it).

Olivina (alti colori di interferenza) e plagioclasio (colori di interferenza sul grigio, geminazione polisintetica). L’olivina mostra la tipica forma a barilotto. Basalto dal Monte Etna, Sicilia, Italia. Immagine a NX. Campo: 7mm. Foto di Alessandro Da Mommio (alexstrekeisen.it).

NX
NX
NX
N//
N//

Sopra
: tessitura mesh: relitti di olivina (alto rilievo a N//, alti colori di interferenza a NX) in continuità ottica circondati da serpentino fibroso (trasparente a N//, grigio a NX). Campo: 2 mm. Foto di Alessandro Da Mommio (alexstrekeisen.it).

NX
NX
NX
N//
N//

Sopra: alterazione in iddingsite (arancio/rossastra) su bordo di olivina. Campo: 2 mm. Foto di Alessandro da Mommio (alexstrekeisen.it).

NX
NX
NX
N//
N//

Sopra: cristallo di olivina completamente sostituito da bowlingite (pseudomorfosato) in un basalto dall’India. La bowlingite appare verdastra a N// e mostra alti colori di interferenza a NX. Campo: 2 mm. Foto di Alessandro da Mommio (alexstrekeisen.it).

Ritrovamento
L’olivina è uno dei costituenti principali delle peridotiti, dove mostra comunemente delle composizioni ricche in forsterite. Le duniti sono un sottogruppo delle peridotiti costituite essenzialmente solo da olivina (> 90%). L’olivina si ritrova anche in una vasta gamma di rocce mafiche e ultramafiche, come cumuliti, kimberliti, gabbri, basalti e komatiiti. L’olivina ricca in Mg è incompatibile con il quarzo e, in presenza di silice a sufficienza, i magmi tendono a produrre dei pirosseni. Al contrario, l’olivina ricca in Fe (fayalite) è stabile in presenza di quarzo e si può ritrovare in granititi e sieniti alcalini ricchi in Fe, così come nelle loro controparti vulcaniche.
Nelle rocce metamorfiche, l’olivina si può formare (1) per metamorfismo di contatto o metasomatismo di calcari impuri e sedimenti ricchi in Fe e (2) per metamorfismo di alta temperatura di rocce ultramafiche. Nelle serpentiniti, ad alta temperatura, il serpentino reagisce con il diopside o la brucite producendo olivina. Nei marmi impuri, l’olivina si forma dalla reazione fra quarzo o anfibolo con la dolomite. La fayalite si può formare, similmente, dalla reazione tra quarzo e carbonati ricchi in Fe (siderite, ankerite).

Riferimenti bibliografici
Buening, D. K., & Buseck, P. R. (1973). Fe‐Mg lattice diffusion in olivine. Journal of Geophysical Research78(29), 6852-6862.
Donaldson, C. H. (1976). An experimental investigation of olivine morphology. Contributions to mineralogy and Petrology57(2), 187-213.
Goetze, C. (1978). The mechanisms of creep in olivine. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences288(1350), 99-119.
Raleigh, C. B. (1968). Mechanisms of plastic deformation of olivine. Journal of Geophysical Research73(16), 5391-5406.
Roeder, P. L., & Emslie, R. (1970). Olivine-liquid equilibrium. Contributions to mineralogy and petrology29(4), 275-289.
Siever, R., & Woodford, N. (1979). Dissolution kinetics and the weathering of mafic minerals. Geochimica et Cosmochimica Acta43(5), 717-724.
Simkin, T., & Smith, J. V. (1970). Minor-element distribution in olivine. The Journal of Geology78(3), 304-325.

        

Vedi anche
Sandatlas.org – Olivine

Risorse in Italiano
Alexstrekeisen.it – Olivina
Glauco Gottardi – I minerali
Klein – Mineralogia
Klein & Philpotts – Mineralogia & Petrografia
Peccerillo & Perugini – Introduzione alla petrografia ottica

en_US English
Proprietà dei Minerali
Minerali

 

Ti piace questa pagina?