Оливин

Оливин — это породообразующий минерал, силикат магния и железа из группы ортосиликатов. Химическая формула оливина — (Mg,Fe)₂[SiO₄]. Он является одним из самых распространённых минералов в верхней мантии Земли и главным компонентом многих магматических пород, таких как перидотиты, дуниты и базальты. Название происходит от латинского слова oliva (олива) из-за характерного оливково-зелёного цвета, который наиболее часто встречается у этого минерала. Прозрачные ювелирные разновидности оливина известны как хризолит (золотисто-зелёный) и перидот.

Химический состав и кристаллическая структура

Оливин представляет собой твёрдый раствор (изоморфный ряд) между двумя крайними членами: форстеритом (Mg₂SiO₄) и фаялитом (Fe₂SiO₄). Соотношение магния и железа в минерале может варьироваться, что существенно влияет на его физические свойства. Промежуточные составы обозначаются по содержанию форстеритового компонента (Fo). Например, оливин с составом Fo₉₀Fa₁₀ содержит 90% форстерита и 10% фаялита.

Кристаллическая структура оливина относится к ромбической сингонии. Она построена из изолированных кремнекислородных тетраэдров [SiO₄]⁴⁻, которые связаны между собой катионами магния или железа. Такая структура является плотной и устойчивой к высоким давлениям, что объясняет стабильность оливина в мантийных условиях.

Физические свойства

Оливин обладает рядом характерных физических свойств:

• Цвет: Обычно оливково-зелёный, жёлто-зелёный, буровато-зелёный. С увеличением содержания железа цвет становится более тёмным, вплоть до чёрного. Прозрачные разновидности имеют яркий золотисто-зелёный оттенок.
• Блеск: Стеклянный, жирный на изломе.
• Твёрдость: 6,5–7 по шкале Мооса.
• Плотность: 3,2–4,4 г/см³. Плотность увеличивается с ростом содержания железа.
• Спайность: Несовершенная, излом раковистый.
• Прозрачность: От прозрачного до просвечивающего.
• Хрупкость: Хрупок, легко растрескивается.

Разновидности

В ювелирном деле и минералогии выделяют несколько разновидностей оливина:

• Хризолит — прозрачная ювелирная разновидность оливина золотисто-зелёного или жёлто-зелёного цвета. Термин часто используется как синоним перидота, но в российской геммологической традиции хризолитом называют именно оливин ювелирного качества.
• Перидот — международный геммологический термин для прозрачного оливина ювелирного качества.
• Гаривальдит — разновидность, богатая магнием, встречающаяся в метеоритах.
• Гортонолит — разновидность с высоким содержанием железа (более 50% фаялитового компонента).
• Кишонит — разновидность, обогащённая марганцем.

Происхождение и месторождения

Оливин является типичным минералом ультраосновных и основных магматических пород. Он кристаллизуется из магмы на ранних стадиях её остывания при высоких температурах (свыше 1200 °C). Главные типы месторождений:

• Магматические: Крупные скопления оливина образуются в интрузивных породах — дунитах, перидотитах, пироксенитах. Эти породы слагают большие массивы (например, Кольский полуостров, Урал, Норвегия).
• Метаморфические: Оливин встречается в метаморфических породах, таких как мраморы и скарны, образовавшихся при контактовом метаморфизме доломитов.
• Метеоритные: Оливин является одним из основных минералов каменных и железокаменных метеоритов (хондритов, палласитов). В палласитах он образует кристаллы, заключённые в железо-никелевую матрицу.

Крупные месторождения ювелирного оливина (хризолита) известны в Египте (остров Зебергед в Красном море), Мьянме, Пакистане, Китае, США (Аризона), а также в России (Красноярский край, Якутия, Мурманская область). Промышленные месторождения оливина для огнеупорной и металлургической промышленности разрабатываются в Норвегии, Швеции, Австрии, России (Урал, Карелия).

Применение

Оливин находит широкое применение в различных отраслях промышленности:

• Ювелирное дело: Прозрачные разновидности оливина (хризолит, перидот) используются как драгоценные камни. Они огранены и вставлены в украшения. Хризолит является одним из немногих драгоценных камней, которые встречаются только в одном цвете — зелёном.
• Металлургия: Оливин используется в качестве флюса при выплавке стали и цветных металлов. Он связывает вредные примеси (серу, фосфор) и способствует образованию шлака.
• Огнеупорная промышленность: Из оливина изготавливают огнеупорные кирпичи и футеровки для печей, так как он обладает высокой температурой плавления (около 1800 °C) и устойчивостью к химическому воздействию.
• Строительство: Оливиновый песок и щебень используются в качестве наполнителей для бетона, асфальта и строительных смесей.
• Стекольная промышленность: Оливин добавляют в шихту для производства стекла, придавая ему зелёный оттенок и улучшая его свойства.
• Сельское хозяйство: Магнийсодержащий оливин применяется в качестве удобрения для почв, бедных магнием.

Интересные факты

• Оливин является одним из самых распространённых минералов на Земле, но на поверхности он встречается редко, так как быстро разрушается под воздействием воды и углекислого газа.
• В 2005 году зонд NASA «Стардаст» обнаружил оливин в хвосте кометы Вильда-2, что подтвердило теорию о том, что кометы содержат материал ранней Солнечной системы.
• Оливин обнаружен на Луне, Марсе и некоторых астероидах. На Марсе он был найден в кратерах и дюнах, что указывает на вулканическую активность в прошлом.
• Крупнейший в мире огранённый хризолит («Хризолит Троице-Сергиевой лавры») весит 192,6 карата и хранится в Алмазном фонде России.
• В древности хризолит часто путали с изумрудом, и некоторые исторические изумруды на самом деле оказались хризолитами.

Источники

• Минералогия: учебник для вузов / А. Г. Булах, В. Г. Кривовичев, А. А. Золотарёв. — М.: Издательство Московского университета, 2018.
• Драгоценные и поделочные камни России / под ред. В. Б. Семёнова. — М.: Недра, 1999.
• Геологический словарь: в 3 т. / под ред. А. Н. Криштофовича. — М.: Недра, 1978.
• Промышленные типы месторождений неметаллических полезных ископаемых / В. И. Смирнов. — М.: Недра, 1985.
• Данные Международной минералогической ассоциации (IMA).