olivin -Olivine

Başlığın diğer anlamları için bkz Olivin (anlam ayrım) .
olivin
Olivin-gem7-10a.jpg
Genel
Kategori Nesosilikat
Olivin grubu
Olivin serisi
Formül
(yinelenen birim) 		(Mg,Fe) 2 SiO 4
IMA sembolü Ol
Strunz sınıflandırması 9.AC.05
kristal sistemi ortorombik
uzay grubu Pbnm (no. 62)
Kimlik
Renk Sarıdan sarı-yeşile
kristal alışkanlığı Büyükten taneliye
bölünme Yoksul
Kırık konkoidal
dayanıklılık kırılgan
Mohs ölçeği sertliği 6.5–7
parlaklık camsı
Meç renksiz veya beyaz
şeffaflık Şeffaftan yarı saydama
Spesifik yer çekimi 3.2–4.5
Optik özellikler Çift eksenli (+)
Kırılma indisi n α = 1.630–1.650
n β = 1.650–1.670
n γ = 1.670–1.690
çift ​​kırılma δ = 0.040
Referanslar

Mineral olivin ( / ˈ l . ɪ ˌ v iː n / ) kimyasal formülü ( Mg 2+ , Fe 2+ ) 2 Si O 4 olan bir magnezyum demir silikattır . Bir nesosilikat veya ortosilikat türüdür . Dünyanın üst mantosunun birincil bileşeni, Dünya'nın yeraltında yaygın bir mineraldir, ancak yüzeyde hızla havalanır. Bu nedenle, olivin, iklim değişikliğini azaltmanın bir parçası olarak, Dünya'nın okyanuslarından ve atmosferinden karbon dioksiti ayırmak için hızlandırılmış ayrışma için iyi bir aday olarak önerilmiştir . Olivin ayrıca değerli taş peridot (veya krizolit) gibi birçok başka tarihsel kullanıma ve metal işleme süreçleri gibi endüstriyel uygulamalara sahiptir .

Olivin çapraz polarize ışıkta

Magnezyumun demire oranı , katı çözelti serisinin iki uç elemanı arasında değişir: forsterit ( Mg-uç eleman: Mg
2Si O
4) ve fayalit (Fe-uç üyesi: Fe
2Si O
4). Olivin bileşimleri yaygın olarak forsterit (Fo) ve fayalitin (Fa) molar yüzdeleri olarak ifade edilir ( örneğin , Fo 70 Fa 30 ). Forsterite'nin erime sıcaklığı atmosfer basıncında alışılmadık derecede yüksek, neredeyse 1.900 °C (3.450 °F), fayalitin erime sıcaklığı ise çok daha düşük – yaklaşık 1.200 °C (2.190 °F). Erime sıcaklığı, diğer özelliklerde olduğu gibi, iki uç üye arasında sorunsuz bir şekilde değişir. Olivin oksijen (O), silikon (Si), magnezyum (Mg) ve demir (Fe) dışında çok az miktarda element içerir . Manganez (Mn) ve nikel (Ni) genellikle en yüksek konsantrasyonlarda bulunan ek elementlerdir.

Olivin, adını , tefroit ( Mn 2 SiO 4 ), montikellit ( Ca MgSiO 4 ), larnit (Ca 2 SiO 4 ) ve kirşsteinit (CaFeSiO 4 ) içeren, ilişkili bir yapıya sahip mineraller grubuna ( olivin grubu ) verir ( genellikle kirschteinite olarak da yazılır).

Olivin'in kristal yapısı , her bir silika (SiO 4 ) biriminin, SiO 4'teki her oksijenin üç metal iyonuna bağlı olduğu metal iki değerlikli katyonlarla birleştirilmesinden kaynaklanan ortorombik P Bravais kafesinin özelliklerini içerir. Manyetite benzer şekilde spinel benzeri bir yapıya sahiptir ancak iki üç değerlikli ve bir iki değerlikli katyon yerine bir dört değerlikli ve iki iki değerlikli katyon M 2 2+ M 4+ O 4 kullanır.

Tanımlama ve parajenez

Olivin, demirin oksidasyonundan kırmızımsı bir renge dönüşebilmesine rağmen , nikel izlerinin bir sonucu olduğu düşünülen tipik zeytin yeşili rengiyle adlandırılmıştır .

Yarı saydam olivin bazen peridot ( péridot , olivin için Fransızca kelime) adı verilen bir değerli taş olarak kullanılır. Aynı zamanda chrysolite (veya chrysolithe , altın ve taş için Yunanca kelimelerden ) olarak da adlandırılır, ancak bu isim artık İngilizce dilinde nadiren kullanılmaktadır. En iyi mücevher kalitesinde olivinlerden bazıları , Kızıldeniz'deki Zabargad Adası'ndaki bir manto kayaları gövdesinden elde edilmiştir .

Olivin, hem mafik hem de ultramafik magmatik kayaçlarda ve bazı metamorfik kayaçlarda birincil mineral olarak bulunur . Mg açısından zengin olivin , magnezyum açısından zengin ve silika açısından düşük olan magmadan kristalleşir . Bu magma, gabro ve bazalt gibi mafik kayaçlara kristalleşir . Ultramafik kayaçlar genellikle önemli miktarda olivin içerir ve olivin içeriği %40'ın üzerinde olanlar peridotitler olarak tanımlanır . Dunit , %90'ın üzerinde bir olivin içeriğine sahiptir ve muhtemelen olivin kristalleşmesi ve magmadan veya bir damar mineral astar magma kanallarından çökmesiyle oluşan bir kümülattır . Olivin ve yüksek basınçlı yapısal varyantlar, Dünya'nın üst mantosunun %50'sinden fazlasını oluşturur ve olivin, hacim olarak Dünya'nın en yaygın minerallerinden biridir. Saf olmayan dolomit veya yüksek magnezyum ve düşük silika içeriğine sahip diğer tortul kayaçların metamorfizması da Mg açısından zengin olivin veya forsterit üretir .

Fe açısından zengin olivin fayalit nispeten daha az yaygındır, ancak ender granitler ve riyolitlerde küçük miktarlarda magmatik kayaçlarda oluşur ve son derece Fe açısından zengin olivin kuvars ve tridimit ile kararlı bir şekilde var olabilir . Buna karşılık, Mg açısından zengin olivin, ortopiroksen ( (Mg,Fe) 2 Si 2 O 6 ) oluşturmak üzere onlarla reaksiyona gireceği için silika mineralleri ile kararlı bir şekilde oluşmaz .

Mg açısından zengin olivin, Dünya içinde yaklaşık 410 km (250 mi) derinliğe eşdeğer basınçlara karşı stabildir. Sığ derinliklerde Dünya'nın mantosunda en bol bulunan mineral olduğu düşünüldüğünden, olivin özellikleri, Dünya'nın bu bölümünün reolojisi ve dolayısıyla levha tektoniğine yön veren katı akış üzerinde baskın bir etkiye sahiptir . Deneyler, yüksek basınçlarda ( örneğin , 12 GPa , yaklaşık 360 km (220 mi) derinliklerdeki basınç) olivin'in, milyonda (ağırlık) en az yaklaşık 8900 parça su içerebileceğini ve bu su içeriğinin olivin'in katı akışa karşı direncini büyük ölçüde azaltır. Ayrıca, olivin çok bol olduğu için, mantodaki olivinde, Dünya okyanuslarında bulunandan daha fazla su çözülebilir.

Olivin çam ormanı (bir bitki topluluğu ) Norveç'e özgüdür. Nadirdir ve Sunnmøre ve Nordfjord'un fiyort bölgelerindeki kuru olivin sırtlarında bulunur.

  • Hawaii , Papakolea Plajı'nda lavdan aşınmış olivin taneleri

  • Arizona'dan bazalttaki peridotit ksenolitlerinde açık yeşil olivin kristalleri

  • Apollo 15 mürettebatı tarafından 1971 yılında toplanan Ay'dan Olivin bazalt

  • Pakistan'dan parlak yeşil olivin, keski bitişi ve ipeksi parlaklık gösteriyor

  • Azorlardan gelen lavlarda olivin

dünya dışı olaylar

Esquel'in bir diliminde, demire gömülü olivin kristalleri , bir pallasit göktaşı

Mg açısından zengin olivin ayrıca Ay ve Mars'taki meteoritlerde , bebek yıldızlara düşen ve ayrıca 25143 Itokawa asteroitinde keşfedilmiştir . Bu tür göktaşları , erken Güneş Sistemi'nden kalma enkaz koleksiyonları olan kondritler ; ve pallasitler , demir-nikel ve olivin karışımları. Nadir A tipi asteroitlerin , olivin baskın bir yüzeye sahip olduğundan şüpheleniliyor.

Olivin'in tayfsal imzası , genç yıldızların etrafındaki toz disklerinde görülmüştür. Kuyruklu yıldızların kuyrukları (genç Güneş'in etrafındaki toz diskinden oluşur ) genellikle olivin tayfsal imzasına sahiptir ve olivin varlığı 2006 yılında Stardust uzay aracından bir kuyruklu yıldız örneklerinde doğrulanmıştır. ) olivin ayrıca Beta Pictoris yıldızının etrafındaki gezegenimsi kuşağında da tespit edildi .

Kristal yapı

Şekil 1: Olivin'in a ekseni boyunca atomik ölçekli yapısı. Oksijen kırmızı, silikon pembe ve magnezyum/demir mavi olarak gösterilir. Birim hücrenin bir izdüşümü siyah dikdörtgenle gösterilir.

Olivin grubundaki mineraller ortorombik sistemde ( uzay grubu P bnm ) izole silikat tetrahedra ile kristalleşir, yani olivin bir nesosilikattır . Yapı , oktahedral bölgelerin yarısının magnezyum veya demir iyonları ile ve tetrahedral bölgelerin sekizde birinin silikon iyonları tarafından işgal edildiği altıgen, sıkı paketlenmiş bir oksijen iyonları dizisi olarak tanımlanabilir.

Üç farklı oksijen bölgesi (şekil 1'de O1, O2 ve O3 olarak işaretlenmiştir), iki farklı metal bölgesi (M1 ve M2) ve yalnızca bir farklı silikon bölgesi vardır. O1, O2, M2 ve Si'nin tümü ayna düzlemlerinde bulunurken, M1 bir inversiyon merkezinde bulunur. O3 genel bir konumdadır.

Yüksek basınçlı polimorflar

Dünyanın derinliklerinde bulunan yüksek sıcaklık ve basınçlarda olivin yapısı artık kararlı değildir. Yaklaşık 410 km'lik (250 mi) derinliklerin altında olivin, sorosilikat, wadsleyite ekzotermik bir faz geçişine maruz kalır ve yaklaşık 520 km (320 mi) derinlikte, wadsleyit ekzotermik olarak spinel yapıya sahip ringwoodite dönüşür. Yaklaşık 660 km (410 mi) derinlikte, ringwoodit endotermik bir reaksiyonda silikat perovskite ( (Mg,Fe)SiO 3 ) ve ferroperiklaza ( (Mg,Fe)O ) ayrışır. Bu faz geçişleri, Dünya'nın manto yoğunluğunda sismik yöntemlerle gözlemlenebilen süreksiz bir artışa yol açar. Ayrıca , ekzotermik geçişlerin faz sınırı boyunca akışı güçlendirmesi, buna karşın endotermik reaksiyonun engellemesi nedeniyle manto taşınımının dinamiklerini etkilediği düşünülmektedir.

Bu faz geçişlerinin meydana geldiği basınç, sıcaklığa ve demir içeriğine bağlıdır. 800 °C'de (1.070 K; 1.470 °F), saf magnezyum uç elemanı forsterit, 11.8 gigapaskalda (116.000  atm ) wadsleyite ve 14 GPa'nın (138.000 atm) üzerindeki basınçlarda ringwoodite dönüşür. Demir içeriğinin arttırılması, faz geçişinin basıncını azaltır ve wadsleyit kararlılık alanını daraltır. Yaklaşık 0,8 mol fraksiyonlu fayalitte, olivin, 10.0 ila 11.5 GPa (99.000–113.000 atm) basınç aralığında doğrudan ringwoodite dönüşür. Fayalite Fe'ye dönüşür
2SiO
45 GPa'nın (49.000 atm) altındaki basınçlarda spinel. Sıcaklığın artması bu faz geçişlerinin basıncını arttırır.

Ayrışma

Olivin, bir manto ksenoliti içinde iddingsite'ye dönüşmüştür .

Olivin, Goldich çözünme serisine göre yüzeydeki daha az kararlı yaygın minerallerden biridir . Su varlığında kolayca iddisite (kil mineralleri, demir oksitler ve ferrihidrit kombinasyonu ) dönüşür. Örneğin, ince taneli olivin'i sahillere dağıtarak olivinin ayrışma oranının yapay olarak arttırılması, CO2'yi tutmanın ucuz bir yolu olarak önerilmiştir . Mars'ta iddingsite'nin varlığı, bir zamanlar orada sıvı suyun var olduğunu ve bilim adamlarının gezegende en son sıvı suyun ne zaman olduğunu belirlemesini sağlayabilir.

Hızlı ayrışması nedeniyle, olivin tortul kayalarda nadiren bulunur .

madencilik

Norveç

Sunnylvsfjorden'de açık ocak madenciliği , Hurtigruten gemisi geçiyor.

Norveç, özellikle Åheim'den Tafjord'a ve Hornindal'dan Sunnmøre bölgesindeki Flemsøy'e kadar uzanan bir bölgede, Avrupa'daki ana olivin kaynağıdır . Bayram belediyesinde de olivin var . Endüstriyel kullanım için dünya olivininin yaklaşık %50'si Norveç'te üretilmektedir. Norddal'daki Svarthammaren'de 1920'den 1979'a kadar olivin çıkarıldı ve günlük 600 metrik tona kadar çıktı. Olivin, Tafjord'daki hidroelektrik santrallerinin şantiyesinden de elde edildi. Norddal belediyesindeki Robbervika'da 1984'ten beri bir açık ocak madeni işletilmektedir. Karakteristik kırmızı renk, Raudbergvik (Kırmızı kaya körfezi) veya Raudnakken (Kırmızı sırt) gibi "kırmızı" olan birkaç yerel isimde yansıtılmaktadır.

1766'da Hans Strøm , olivinin tipik kırmızı rengini yüzeyde ve içindeki mavi rengi tanımladı. Strøm, Norddal bölgesinde ana kayadan büyük miktarlarda olivin kırıldığını ve bileme taşı olarak kullanıldığını yazdı .

Tafjord yakınlarındaki Kallskaret, olivinli bir doğa koruma alanıdır.

kullanır

Gelişmiş ayrışma adı verilen mineral reaksiyonları ile CO2'yi tecrit etmek için dünya çapında ucuz süreçler aranmaktadır . Olivin ile tepkimelerle uzaklaştırma çekici bir seçenektir çünkü yaygın olarak bulunur ve atmosferdeki ( asit) CO2 ile kolayca reaksiyona girer. Olivin kırıldığında tane boyutuna bağlı olarak birkaç yıl içinde tamamen yıpranır . Bir litre yağın yakılmasıyla üretilen tüm CO2 , bir litreden daha az olivin tarafından tutulabilir. Reaksiyon ekzotermiktir ancak yavaştır. Elektrik üretmek için reaksiyon tarafından üretilen ısıyı geri kazanmak için, büyük miktarda olivin termal olarak iyi izole edilmelidir. Reaksiyonun son ürünleri silikon dioksit , magnezyum karbonat ve az miktarda demir oksittir. Kâr amacı gütmeyen bir proje olan Vesta Projesi , dalga hareketi yoluyla ezilmiş olivinin çalkalanmasını ve yüzey alanını artıran plajlarda bu yaklaşımı araştırıyor.

Olivin, çelik işlerinde dolomit yerine kullanılır .

Alüminyum döküm endüstrisi, nesneleri alüminyuma dökmek için olivin kumu kullanır. Olivin kumu, metalin taşınması ve dökülmesi sırasında kalıbı bir arada tutarken silika kumlarından daha az su gerektirir. Daha az su, metal kalıba dökülürken kalıptan çıkacak daha az gaz (buhar) anlamına gelir.

Finlandiya'da olivin, nispeten yüksek yoğunluğu ve tekrarlanan ısıtma ve soğutma altında hava koşullarına karşı direnci nedeniyle sauna sobaları için ideal bir kaya olarak pazarlanmaktadır .

Mücevher kalitesinde olivin, peridot adı verilen bir değerli taş olarak kullanılır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar