olivino -Olivine

Para otros usos, consulte Olivino (desambiguación) .
olivino
Olivino-gem7-10a.jpg
General
Categoría Nesosilicato
Grupo
Olivino Serie Olivino
Fórmula
(unidad repetitiva) 		(Mg, Fe) 2 SiO 4
símbolo de AMI Ol
Clasificación de Strunz 9.AC.05
sistema de cristal ortorrómbico
grupo espacial Pbnm (nº 62)
Identificación
Color Amarillo a amarillo verdoso
hábito de cristal Masivo a granular
Escote Pobre
Fractura concoide
Tenacidad frágil
Dureza de la escala de Mohs 6.5–7
Lustre Vítreo
Racha incoloro o blanco
diafanidad Transparente a translúcido
Gravedad específica 3.2–4.5
Propiedades ópticas Biaxiales (+)
Índice de refracción nα = 1,630–1,650
nβ = 1,650–1,670 nγ = 1,670–1,690
Birrefringencia d = 0,040
Referencias

El mineral olivino ( / ˈ ɒ l . ɪ ˌ v iː n / ) es un silicato de magnesio y hierro con la fórmula química ( Mg 2+ , Fe 2+ ) 2 Si O 4 . Es un tipo de nesosilicato u ortosilicato . El componente principal del manto superior de la Tierra , es un mineral común en el subsuelo de la Tierra, pero se desgasta rápidamente en la superficie. Por esta razón, el olivino se ha propuesto como un buen candidato para la meteorización acelerada para secuestrar el dióxido de carbono de los océanos y la atmósfera de la Tierra, como parte de la mitigación del cambio climático . El olivino también tiene muchos otros usos históricos, como el peridoto de piedra preciosa (o crisólito), así como aplicaciones industriales como los procesos de metalurgia .

Olivino en luz polarizada cruzada

La proporción de magnesio a hierro varía entre los dos extremos de la serie de solución sólida : forsterita (miembro final de Mg: Mg
2Si O
4) y fayalita (Fe-endmember: Fe
2Si O
4). Las composiciones de olivino se expresan comúnmente como porcentajes molares de forsterita (Fo) y fayalita (Fa) ( p. ej ., Fo 70 Fa 30 ). La temperatura de fusión de la forsterita es inusualmente alta a presión atmosférica, casi 1900 °C (3450 °F), mientras que la de la fayalita es mucho más baja: alrededor de 1200 °C (2190 °F). La temperatura de fusión varía suavemente entre los dos extremos, al igual que otras propiedades. El olivino incorpora solo cantidades menores de elementos distintos del oxígeno (O), silicio (Si), magnesio (Mg) y hierro (Fe). El manganeso (Mn) y el níquel (Ni) son comúnmente los elementos adicionales presentes en concentraciones más altas.

Olivino da su nombre al grupo de minerales con una estructura relacionada (el grupo olivino ) – que incluye tefroita ( Mn 2 SiO 4 ), monticellita ( Ca MgSiO 4 ), larnita (Ca 2 SiO 4 ) y kirschsteinita (CaFeSiO 4 ) ( comúnmente también deletreado kirschteinita).

La estructura cristalina de Olivine incorpora aspectos de la red ortorrómbica P Bravais , que surgen de cada unidad de sílice (SiO 4 ) unida por cationes metálicos divalentes con cada oxígeno en SiO 4 unido a tres iones metálicos. Tiene una estructura similar a la espinela similar a la magnetita, pero utiliza un catión tetravalente y dos divalentes M 2 2+ M 4+ O 4 en lugar de dos cationes trivalentes y uno divalente.

Identificación y paragénesis

El olivino recibe su nombre por su color típicamente verde oliva, que se cree que es el resultado de trazas de níquel , aunque puede cambiar a un color rojizo por la oxidación del hierro.

El olivino translúcido a veces se usa como una piedra preciosa llamada peridoto ( péridot , la palabra francesa para olivino). También se le llama crisólito (o chrysolithe , de las palabras griegas para oro y piedra), aunque este nombre ahora rara vez se usa en el idioma inglés. Algunos de los mejores olivinos con calidad de gema se han obtenido de un cuerpo de rocas del manto en la isla de Zabargad en el Mar Rojo .

El olivino se encuentra tanto en rocas ígneas máficas como ultramáficas y como mineral primario en ciertas rocas metamórficas . El olivino rico en magnesio cristaliza a partir del magma que es rico en magnesio y bajo en sílice . Ese magma se cristaliza en rocas máficas como el gabro y el basalto . Las rocas ultramáficas suelen contener una cantidad sustancial de olivino, y aquellas con un contenido de olivino superior al 40 % se describen como peridotitas . La dunita tiene un contenido de olivino de más del 90% y es probable que sea un acumulado formado por la cristalización y sedimentación del olivino del magma o de un mineral de vena que recubre los conductos del magma. El olivino y las variantes estructurales de alta presión constituyen más del 50% del manto superior de la Tierra, y el olivino es uno de los minerales más comunes de la Tierra por volumen. El metamorfismo de dolomita impura u otras rocas sedimentarias con alto contenido de magnesio y bajo contenido de sílice también produce olivino rico en Mg o forsterita .

La fayalita de olivino rica en Fe es relativamente mucho menos común, pero se encuentra en rocas ígneas en pequeñas cantidades en granitos y riolitas raros , y la olivina extremadamente rica en Fe puede existir de manera estable con cuarzo y tridimita . Por el contrario, el olivino rico en Mg no se presenta de forma estable con los minerales de sílice , ya que reaccionaría con ellos para formar ortopiroxeno ( (Mg,Fe) 2 Si 2 O 6 ).

El olivino rico en Mg es estable a presiones equivalentes a una profundidad de unos 410 km (250 millas) dentro de la Tierra. Debido a que se cree que es el mineral más abundante en el manto de la Tierra a menor profundidad, las propiedades del olivino tienen una influencia dominante sobre la reología de esa parte de la Tierra y, por lo tanto, sobre el flujo sólido que impulsa la tectónica de placas . Los experimentos han documentado que el olivino a altas presiones ( p. ej ., 12 GPa , la presión a profundidades de unos 360 km (220 mi)) puede contener al menos unas 8900 partes por millón (peso) de agua, y que dicho contenido de agua reduce drásticamente la resistencia del olivino al flujo sólido. Además, debido a que el olivino es tan abundante, se puede disolver más agua en el olivino del manto que la que contienen los océanos de la Tierra.

El bosque de pino olivino (una comunidad vegetal ) es exclusivo de Noruega. Es raro y se encuentra en las crestas de olivino seco en los distritos de fiordos de Sunnmøre y Nordfjord.

  • Granos de olivino que se erosionaron de la lava en Papakolea Beach , Hawaii

  • Cristales de olivino verde claro en xenolitos de peridotita en basalto de Arizona

  • Basalto de olivino de la Luna, recolectado en 1971 por la tripulación del Apolo 15

  • Olivino verde brillante de Pakistán, que muestra terminación de cincel y brillo sedoso

  • Olivino en lava de las Azores

Ocurrencias extraterrestres

Cristales de olivino incrustados en hierro, en un trozo de Esquel , un meteorito de pallasita

También se ha descubierto olivino rico en magnesio en meteoritos , en la Luna y Marte , cayendo en estrellas jóvenes, así como en el asteroide 25143 Itokawa . Tales meteoritos incluyen condritas , colecciones de escombros del Sistema Solar primitivo ; y palasitas , mezclas de hierro-níquel y olivino. Se sospecha que los raros asteroides de tipo A tienen una superficie dominada por olivino.

La firma espectral del olivino se ha visto en los discos de polvo alrededor de las estrellas jóvenes. Las colas de los cometas (que se formaron a partir del disco de polvo alrededor del Sol joven ) a menudo tienen la firma espectral de olivino, y la presencia de olivino se verificó en muestras de un cometa de la nave espacial Stardust en 2006. ) también se ha detectado olivino en el cinturón planetesimal alrededor de la estrella Beta Pictoris .

Estructura cristalina

Figura 1: La estructura a escala atómica del olivino mirando a lo largo del eje a . El oxígeno se muestra en rojo, el silicio en rosa y el magnesio/hierro en azul. El rectángulo negro muestra una proyección de la celda unitaria.

Los minerales del grupo olivino cristalizan en el sistema ortorrómbico ( grupo espacial P bnm ) con tetraedros de silicato aislados, lo que significa que el olivino es un nesosilicato . La estructura se puede describir como una matriz hexagonal compacta de iones de oxígeno con la mitad de los sitios octaédricos ocupados por iones de magnesio o hierro y una octava parte de los sitios tetraédricos ocupados por iones de silicio.

Hay tres sitios de oxígeno distintos (marcados como O1, O2 y O3 en la figura 1), dos sitios de metal distintos (M1 y M2) y solo un sitio de silicio distinto. O1, O2, M2 y Si se encuentran en planos especulares , mientras que M1 existe en un centro de inversión. O3 se encuentra en una posición general.

Polimorfos de alta presión

A las altas temperaturas y presiones que se encuentran en las profundidades de la Tierra, la estructura del olivino ya no es estable. Por debajo de profundidades de aproximadamente 410 km (250 millas), la olivina sufre una transición de fase exotérmica al sorosilicato , wadsleyita y, a aproximadamente 520 km (320 millas) de profundidad, la wadsleyita se transforma exotérmicamente en ringwoodita , que tiene la estructura de espinela . A una profundidad de aproximadamente 660 km (410 millas), la ringwoodita se descompone en perovskita de silicato ( (Mg,Fe)SiO 3 ) y ferropericlasa ( (Mg,Fe)O ) en una reacción endotérmica. Estas transiciones de fase conducen a un aumento discontinuo de la densidad del manto terrestre que puede observarse mediante métodos sísmicos . También se cree que influyen en la dinámica de la convección del manto en el sentido de que las transiciones exotérmicas refuerzan el flujo a través del límite de fase, mientras que la reacción endotérmica lo obstaculiza.

La presión a la que ocurren estas transiciones de fase depende de la temperatura y el contenido de hierro. A 800 °C (1070 K; 1470 °F), el miembro final de magnesio puro, la forsterita, se transforma en wadsleyita a 11,8 gigapascales (116 000  atm ) y en ringwoodita a presiones superiores a 14 GPa (138 000 atm). El aumento del contenido de hierro disminuye la presión de la transición de fase y estrecha el campo de estabilidad de la wadsleyita . A aproximadamente 0,8 fracción molar de fayalita, la olivina se transforma directamente en ringwoodita en el rango de presión de 10,0 a 11,5 GPa (99 000 a 113 000 atm). Fayalita se transforma en Fe
2SiO
4espinela a presiones inferiores a 5 GPa (49 000 atm). El aumento de la temperatura aumenta la presión de estas transiciones de fase.

Meteorización

Olivino alterado a iddingsita dentro de un manto xenolítico .

El olivino es uno de los minerales comunes menos estables en la superficie según la serie de disolución de Goldich . Se altera fácilmente en iddingsita (una combinación de minerales arcillosos, óxidos de hierro y ferrihidrita ) en presencia de agua. El aumento artificial de la tasa de meteorización del olivino, por ejemplo, mediante la dispersión de olivino de grano fino en las playas, se ha propuesto como una forma económica de secuestrar CO2 . La presencia de iddingsite en Marte sugeriría que alguna vez existió agua líquida allí, y podría permitir a los científicos determinar cuándo hubo la última vez que hubo agua líquida en el planeta.

Debido a su rápida meteorización, el olivino rara vez se encuentra en rocas sedimentarias .

Minería

Noruega

Minería a cielo abierto en Sunnylvsfjorden , paso de barcos Hurtigruten .

Noruega es la principal fuente de olivino en Europa, particularmente en un área que se extiende desde Åheim hasta Tafjord , y desde Hornindal hasta Flemsøy en el distrito de Sunnmøre . También hay olivino en el municipio de Eid . Alrededor del 50% del olivino mundial para uso industrial se produce en Noruega. En Svarthammaren en Norddal se extrajo olivino desde alrededor de 1920 hasta 1979, con una producción diaria de hasta 600 toneladas métricas. El olivino también se obtuvo del sitio de construcción de las centrales hidroeléctricas en Tafjord. En Robbervika, en el municipio de Norddal, funciona una mina a cielo abierto desde 1984. El color rojo característico se refleja en varios nombres locales con "rojo", como Raudbergvik (bahía de roca roja) o Raudnakken (cresta roja).

Hans Strøm en 1766 describió el color rojo típico del olivino en la superficie y el color azul en el interior. Strøm escribió que en el distrito de Norddal se rompieron grandes cantidades de olivino del lecho rocoso y se usaron como piedras de afilar .

Kallskaret cerca de Tafjord es una reserva natural con olivino.

Usos

Se está realizando una búsqueda mundial de procesos económicos para secuestrar CO 2 mediante reacciones minerales, lo que se denomina meteorización mejorada . La eliminación por reacciones con olivino es una opción atractiva porque está ampliamente disponible y reacciona fácilmente con el CO 2 (ácido) de la atmósfera. Cuando se tritura el olivino , se desgasta por completo en pocos años, dependiendo del tamaño del grano. Todo el CO 2 que se produce al quemar un litro de aceite puede ser secuestrado por menos de un litro de olivino. La reacción es exotérmica pero lenta. Para recuperar el calor producido por la reacción para producir electricidad, se debe aislar térmicamente bien un gran volumen de olivino. Los productos finales de la reacción son dióxido de silicio , carbonato de magnesio y pequeñas cantidades de óxido de hierro. Una organización sin fines de lucro, Project Vesta , está investigando este enfoque en playas que aumentan la agitación y el área de superficie de olivino triturado a través de la acción de las olas.

El olivino se utiliza como sustituto de la dolomita en las acerías.

La industria de fundición de aluminio utiliza arena de olivino para fundir objetos de aluminio. La arena de olivino requiere menos agua que las arenas de sílice mientras mantiene unido el molde durante la manipulación y el vertido del metal. Menos agua significa menos gas (vapor) para ventilar el molde a medida que se vierte el metal en el molde.

En Finlandia, el olivino se comercializa como una roca ideal para estufas de sauna debido a su densidad comparativamente alta y resistencia a la intemperie bajo calentamiento y enfriamiento repetidos.

El olivino de calidad gema se usa como una piedra preciosa llamada peridoto .

Ver también

Referencias

enlaces externos