Skupina olivínu patří mezi nejjednodušší skupiny minerálů vůbec, a tak si na ní můžeme vysvětlit mnoho věcí z geologie. Ukážeme si také pár velice důležitých (ale také zjednodušených) grafů a pokusím se vám ukázat i to, jak může vypadat struktura minerálu nebo jaká pravidla pro vznik minerálu vlastně platí.

 

Tím, jak se magma dostává blíže k povrchu, klesá teplota a vytvářejí se v ní krystaly olivínu. Jak nám ukazuje Bowenovo schéma - za nejvyšších teplot se utvářejí olivíny. Z nich poté pyroxen, amfibol, biotit, plagioklas (živec, u kterých je to ještě poněkud složitější), muskovit a nakonec křemen. Ve většině případů se však krystalizace zastaví už u pyroxenu, a proto i toto schéma musíme brát s rezervou. Vyplývá z něj ale jedna správná myšlenka - totiž, abychom olivín mohli na zemském povrchu najít, musí ho magma rychle vynést na povrch, jinak by se podle schématu zcela přeměnil na jiné minerály. Dlouho však nesmí zůstat ani na zemském povrchu, kde velice rychle zvětrává a podléhá tzv. serpentinizaci - přeměňuje se na minerál serpentin. Jistě vám již nemusím dále vysvětlovat, proč je olivín na zemském povrchu spíše vzácný. Na povrchu ho pak najdeme v ultrabazických a bazických magmatických horninách - například v čediči.

 

 

Do skupiny olivínu se řadí tři zástupci olivínů - přičemž každý má trochu jinou strukturu a složení, a tak má každý vlastní název. Tyto tři zástupce nazýváme forsterit, fayalit a tefroit. Pouhým okem však nedokážeme jednotlivé minerály od sebe rozeznat - liší se pouze strukturou.

 

Forsterit má chemický vzorec Mg2SiO4, fayalit pak Fe2SiO4. Tyto dva minerály prokazují tzv. izomorfní mísivost - to znamená, že oba minerály se mohou společně objevit v hornině v jakémkoli poměru. Nejčastěji se přitom setkáváme spíše s olivíny bohatými na hořčík (forsterit převládá nad fayalitem). Zároveň se ale do těchto minerálů dostávají v stopovém množství i další prvky. Jen vzácně pak nacházíme olivíny tvořené jediným minerálem - forsteritem nebo fayalitem, natož tefroitem.

 

Tefroit je třetím zástupcem olivínů, který je ze všech vůbec nejvzácnější. Jeho vzorec je Mn2SiO4 - všimněte si, že všechny tři vzorce olivínů se liší pouze v jednom prvku. Nejprve zde máme hořčík, pak železo a teď mangan. Čím to je, že právě tyto tři prvky ? Nejlépe si to můžeme ukázat na grafu, který znázorňuje prvky, jejich valenci (mocnost) a iontový poloměr. Platí při tom, že prvky s nejmenším iontovým poloměrem najdeme v dolní části a prvky s největší valencí napravo.

 

 
 

Na tomto grafu si můžete všimnout malé skupinky šesti prvků (kationů) se stejnou valencí a s přibližně stejným iontovým poloměrem. Hořčík, železo, mangan, vápník, kobalt a zinek. Tedy tři ze šesti kationů, které se objevují v chemickém vzorci olivínu. Teď bychom se měli ptát, proč neeixstuje také olivín s některými z těchto prvků, např. Ca2SiO4. Je to tak, že olivín bohatý na vápník, kobalt ani zinek neexistuje. Je to dáno samotnou strukturou minerálu. Struktura olivínu mezi sebe ráda přijme hořčík nebo železo, protože si jsou velmi podobné, a ráda je mezi sebou promíchává dohromady (případně je ještě ochotna udělat výjimku a spokojit se ještě s manganem). Vápník nebo jiné prvky už ale zkrátka nemá ráda. Je to dáno tím, že by se výrazně narušila struktura minerálu a ten by nemohl existovat. Vápník a některé další prvky se však mohou v olivínu vyskytnout jako stopové prvky - bude tím sice narušena struktura, ale pokud to bude jen sem-tam, pak to minerál přežije.

 

 

DSC04123

 

Olivín také patří k významným horninotvorným minerálům. Když se přitom podíváte na chemický vzorec olivínu, jistě vám neunikne také skupina prvků SiO4, která se mimochodem často objevuje v některých minerálech bohatých na křemík (silikátech). Co těchto pět atomů znamená ? Můžeme si je nějak představit ? Můžeme si je ukázat na jednoduchém obrázku, který ukazuje strukturu olivínu. Žluté čtyřstěny reprezentují molekuly SiO4, červené puntíky pak polohy kationtů Mg, Fe nebo Mn.

 

 

Silikáty se v geologii rozdělují do několika skupin (nesosilikáty, izosilikáty, tektosilikáty..) a to právě podle toho, jak jsou v jejich strukturách uspořádány molekuly SiO4. Molekuly se někdy v geologii označují jako polyedry (pravidelná tělesa, která tvoří x stejných stěn). V případě SiO4 jde o tetraedr (čtyřstěn). A protože jsou tyto tetraedry ve struktuře olivínu naprosto volně, patří olivín do první skupiny silikátů - mezi nesosilikáty. Mezi jednotlivými čtyřstěny pak najdeme zmíněné prvky jako je hořčík, železo nebo mangan. A jak sami vidíte, i na struktuře olivínu lze vidět, že se jednotlivé prvky (kationy) se mohou mezi sebou celkem jednoduše míchat v libovolném poměru.

 

 
 

A protože jsou olivíny zvyklé na vysoké teploty a tlaky, je pochopitelné, že jim podmínky na povrchu nesvědčí. Hluboko pod zemí bylo olivínům dobře - pak se ale dostaly na povrch, kde na ně začalo pršet, foukat, některé z nich odnesla voda či gravitace někam úplně jinam a tato změna přirozených podmínek se u olivínu projevuje tím, že olivín zvětrává. Jinými slovy mění barvu (výrazně žloutne) a rozpadá se.

 

 

Olivine