Oliwiny (olivines)  

Grupa krzemianów. (Fe,Mg)[SiO₄]; ciągły szereg izomorficzny: fajalit (Fa)–forsteryt (Fo). Minerały anizotropowe, dwuosiowe.

  Występują głównie w meteorytach kamiennych i żelazno-kamiennych. W chondrytach są składnikiem matriks i chondr tworząc w nich często ekscentryczno-promieniste skupienia płytek scementowanych maskelynitem (takie formy – chondry – zawierające promieniste skupienia oliwinu w paragenezie z maskelynitem nie są znane w skałach ziemskich). Podstawowy składnik chondrytów typu H (25–40 vol.%), typu L (35–60 vol.%), LL (głównie fajalit 70 vol.%), chassignitów (95 vol.%), brachinitów (74–98 vol.%), ureilitów i rumurutitów oraz ziarnistych skupień krzemianów w lodranitach. Istotny składnik naklitów oraz chondr i matriks chondrytów węglistych. W niewielkich ilościach występują w EUC, HOW, DIO i angrytach. Ślady wykryto w mezosyderytach. Pospolity składnik skał księżycowych. W praktyce terminem oliwin określa się kryształy chryzolitu (Fo_90–70) zwanego również oliwinem właściwym. Często zamiast określeń fajalit/forsteryt używa się nazwy oliwin.

Zobacz również: Metoda 4M (4M method)

Szereg izomorficzny oliwinów

Istotnym i ciekawym faktem jest to, że oliwiny wchodzące w skład meteorytów mają fajalitu tylko w zakresie 15-30%!

Przykład oznaczenia składu oliwinów w chondrycie zwyczajnym

Przykład oznaczenia składu oliwinów w chondrycie zwyczajnym Goronyo, wykonanych na mikrosondzie, na potrzeby (re)klasyfikacji tego meteorytu (Karwowski 2017). Wykonano 6 pomiarów (#) dla różnych kryształów (fragmentów) oliwinów.

      ...obliczenia...

Znaczenie symboli: monticellite (Mo), forsteryt (Fo), fajalit (Fa), liebenbergite (Li), tephroite (Te); patrz → Minerały w meteorytach.

Pirokseny (pyroxenes), klinopirokseny (clinopyroxenes)

Grupa minerałów (krzemianów łańcuchowych) stanowiąca bardzo popularny składnik meteorytów. Minerały anizotropowe, dwuosiowe.

Minerały o ogólnym wzorze: AB[Si₂O₆], gdzie pozycje AB mogą zajmować: Mg₂, (MgFe)₂, Fe₂ – szereg (klino)enstatyt–(klino)ferrosilit; (Mg,Fe,Ca)₂ – pigeonit; CaMg – diposyd; CaFe – hedenbergit; (Ca,Na)(Mg,Fe,Al,Ti) – augit i wiele innych kombinacji.

Ze względu na budowę kryształów dzieli się pirokseny na dwie grupy:

• ortopirokseny (orthopyroxenes) – struktura rombowa (tworzą ciągły szereg izomorficzny: enstatyt (En)-ferrosilit (Fs) – enstatyt, bronzyt, hipersten, ferrohipersten, eulit, ferrosilit) i

• klinopirokseny (clinopyroxenes) – struktura jednoskośna (klinoenstatyt, diopsyd, augit i pigeonit).

W meteorytach kamiennych pirokseny to bardzo popularny składnik, w chondrytach przeważają pirokseny rombowe, w achondrytach jednoskośne (w meteorycie Zakłodzie występują obie odmiany, rombowa i jednoskośna – [Karwowski]). Z piroksenów zbudowane są chondry (patrz: typy chondr). W skałach księżycowych powszechne są augity tytanowe. Pirokseny występują również w SNC. W typowych chondrytach tworzą ekscentryczno-promieniste skupienia pręcików piroksenu w maskelynicie wyrastające z brzegów chondr.

Klinopirokseny o wzorze (Ca,Mg,Fe)₂Si₂O₆ nazywane są pigeonitami; te które zawierają 50/50% cząsteczki klinoenstatytu (Mg₂Si₂O₆) i wollastonitu (Ca₂Si₂O₆) nazywa się diopsydami ((Ca,Mg)₂Si₂O₆).

  Pirokseny są jedną z najważniejszych grup minerałów skałotwórczych. Są składnikami skał magmowych i metamorficznych powstałych w wysokiej temperaturze i niskim ciśnieniu wody. Minerały z grupy piroksenów są charakterystyczne dla różnych typów skał, ich identyfikacja ma podstawowe znaczenie dla określenia skały i jej pochodzenia.

  Barwa piroksenów jednoskośnych (klinopiroksenów) zależy od zawartości żelaza i tytanu. Odmiany zawierające mało tych jonów są białawe, żółtawe lub nieco zielonkawe, gdy zawierają ich dużo stają się oliwkowe, brunatne, ciemnozielone lub niemal czarne. Odmiany silnie zabarwione w płytkach cienkich wykazują słaby pleochroizm (wielobarwność). Pirokseny rombowe (ortopirokseny) mają połysk szklisty lub swoiście metaliczny (bronzyt). Ich barwy zmieniają się następująco: enstatyt jest szary lub zielonkawy, bronzyt brązowy lub oliwkowy, hipersten ciemniejszy, a ferrohipersten i eulit są niemal czarne lub czarne. Odmiany bogatsze w FeO wykazują w płytce cienkiej pleochroizm (wielobarwność). Czysty enstatyt jest odporny na działanie kwasów, odporność ta maleje wraz ze wzrostem zawartości FeO.

Zobacz również: Metoda 4M (4M method)

Szereg izomorficzny piroksenów

Dla skał ziemskich do 50% cząsteczki (klino)ferrosilitowej to (klino)enstatyt dalej to już (klino)ferrosilit, nie stosuje się określeń bronzyt i (klino)hipersten.

  Szereg izomorficzny ortopiroksenów enstatyt-ferrosilit jest inaczej definiowany dla skał ziemskich, a inaczej dla meteorytów. Nie jest on ciągłym szeregiem. Dla meteorytów stosuje się następującą skalę i nazwy (% cząstki ferrosilitu):

  (0–5%) - enstatyt, klinoenstatyt,

  (5–10%) - pirokseny z tego zakresu nie występują w meteorytach (!),

  (10–20%) - bronzyt,

  (20–30%) - hipersten, klinohipersten,

  (>30%) - pirokseny o tej zawartości ferrosilitu nie występują w meteorytach (!).

Klinopirokseny (augit, diopsyd) bogate w wapń są bardziej rozpowszechnione w achondrytach.

Przykład oznaczenia składu piroksenów w chondrycie zwyczajnym

Przykład oznaczenia składu piroksenów w chondrycie zwyczajnym Goronyo, wykonanych na mikrosondzie, na potrzeby (re)klasyfikacji tego meteorytu (Karwowski 2017). Wykonano 7 pomiarów (#) dla różnych kryształów (fragmentów) piroksenów.

     ...obliczenia...

Symbole minerałów: wollastonit (Wo), enstatyt (En), ferrosilit (Fs); patrz → Minerały w meteorytach.

Plagioklaz(y) (plagioclase)

Grupa skaleni sodowo-wapniowych o ogólnym wzorze (Na,Ca)[(Si,Al)₃O₈]. Minerały anizotropowe, dwuosiowe. Grupa plagioklazu tworzy serię (% udziału anortytu):

albit (0–10) – NaAlSi₃O₈ – skaleń sodowy

oligoklaz (10–30) – (Na,Ca)(Al,Si)AlSi₂O₈

andezyn (30–50) – NaAlSi₂O₈-CaAl₂Si₂O₈

labrador (50–70) – (Ca,Na)Al(Al,Si)Si₂O₈

bytownit (70–90) – (NaSi,CaAl)AlSi₂O₈

anortyt (90–100) – CaAl₂Si₂O₈ – skaleń wapniowy.

(Szereg albit (Ab)–anortyt (An) czyli podział skaleni Na-Ca, powstał w czasie gdy uważano, że plagioklazy stanowią szereg izomorficzny, nie jest to zgodne z wynikami badań ich struktury)

W płytkach cienkich plagioklazy są bezbarwne i wykazują niskie barwy interferencyjne. Nazwa pochodzi od greckich słów: plagios (πλαγιωσ) – ukośny i klao (κλαω) – łamię, opisujących charakterystyczną łupliwość kryształów plagioklazów (kąty płaszczyzn łupliwości kryształów są <90^o). Ze względu na skład chemiczny skalenie dzielą się na: skalenie sodowo-wapniowe (Ab-An); skalenie potasowe (Or); skalenie barowe (Cn).

  Plagioklazy są pospolite w anortozytach i bazaltach księżycowych (zwłaszcza skalenie bogate w wapń). Ważny składnik meteorytów kamiennych: skaleń sodowy głównie w chondrytach, skaleń wapniowy głównie w achondrytach. W chondrytach często występują w postaci amorficznej jako stop plagioklazowy (maskelynit) wypełniający w chondrach przestrzenie między oliwinami i piroksenami. Stwierdzony w SNC.

(Szereg albit (Ab)-anortyt (An) nie stanowi szeregu izomorficznego!)

Przykład oznaczenia składu plagioklazów (skaleni) w chondrycie zwyczajnym

Przykład oznaczenia składu plagioklazów (skaleni) w chondrycie zwyczajnym Goronyo, wykonanych na mikrosondzie, na potrzeby (re)klasyfikacji tego meteorytu (Karwowski 2017). Wykonano 5 pomiarów (#) dla różnych kryształów (fragmentów) plagioklazów (skaleni).

      ...obliczenia...

Symbole minerałów: albit (Ab), ortoklaz (Or), anortyt (An), celsian (Cs); patrz → Minerały w meteorytach.

Krzemiany w obrazach

Wszędobylski oliwin

Ziarna oliwinu wykryto w cząstkach pyłu międzyplanetarnego. Skąd się tam wziął? Kiedy eksploduje gwiazda, powstają ciężkie pierwiastki. Gaz i pył oddalając się od gwiazdy, stygną, pierwiastki łączą się, tworząc większe ziarna, m.in. krzemiany żelaza i magnezu, czyli oliwiny. Jest to minerał wysokotemperaturowy i tworzy się jako jeden z pierwszych, dlatego wszędzie go pełno.

  Oliwin jest obecny niemal w każdym meteorycie kamiennym. Niektóre achondryty są całe z oliwinu, np. meteoryty z Marsa. Duże kryształy oliwinu tkwią w żelazie w meteorytach zwanych pallasytami.

  Oliwin znajdziemy w wielu ziemskich kamieniach, np. w bazaltach oliwinowych. Oliwinowy piasek jest na plażach Hawajów. Na stokach młodych wulkanów wyspy Lanzarote z archipelagu Wysp Kanaryjskich można znaleźć bomby oliwinowe, kryjące w swym wnętrzu piękne zielone kryształy. Ziemski oliwin w postaci dużych kryształów jest kamieniem szlachetnym – chryzolitem.

  Oliwin pochodzący najczęściej z płaszcza, zdradza nam tajemnice budowy Ziemi, tak samo oliwiny spadające z nieba zbliżają nas do poznania tajemnic Wszechświata.

Ilustracje: Wygląd kryształów oliwinu w mikroskopie polaryzacyjnym

Źródła: NASA, Internet

Źródła (sources)

[Bolewski], [Książkiewicz]

Karwowski 2017 – praca w przygotowaniu

Linki zewnętrzne

Tomasz Bartuś, AGH – Geologia ogólna - program przedmiotu  •  Minerały główne skał magmowych: krzemiany wyspowe  •  Minerały główne skał magmowych – PIROKSENY