Forsterite

Оливин, несиликатный минерал

Форстерит
Форстерит (большие таблитчатые и бесцветные) на санидине (маленькие бесцветные кристаллы). с гематитом (красноватый)
Общий
Категория	Несосиликаты
Формула. (повторяющееся звено)	Магний силикат (Mg 2Si O 4)
Классификация Струнца	9. AC.05
Кристаллическая система	Орторомбическая
Кристаллический класс	Дипирамидальный (ммм). Символ HM : (2 / м 2 / м 2 / м)
Пространственная группа	Pbnm
Элементарная ячейка	a = 4,7540 Å, b = 10,1971 Å. c = 5,9806 Å; Z = 4
Идентификация
Формульная масса	140,691 г · моль
Цвет	Бесцветный, зеленый, желтый, желто-зеленый, белый
Форма кристаллов	Часто дипирамидные призмы табличный, обычно зернистый или компактный массивный
Двойникование	на {100}, {011} и {012}
расщепление	Идеально на {010} несовершенное на {100}
переломе	Конхоидальный
шкала Мооса твердость	7
Блеск	Стекловидное
Штрих	Белый
Диафанальность	От прозрачного до полупрозрачного
Удельный вес	3,21 - 3,33
Оптические свойства	Двухосный (+)
Показатель преломления	nα= 1,636 - 1,730 n β = 1,650 - 1,739 n γ = 1,669 - 1,772
Двулучепреломление	δ = 0,033 - 0,042
Угол 2V	82 °
Температура плавления	1890 ° C
Литература

Форстерит (Mg 2 SiO 4 ; обычно сокращенно Fo ; также известный как белый оливин) представляет собой богатый магнием конечный элемент оливина твердый раствор серия. Он изоморфен с обогащенным железом концевым элементом фаялит. Форстерит кристаллизуется в орторомбической системе (пространственная группа Pbnm) с параметрами ячейки 4,75 Å (0,475 нм ), b 10,20 Å ( 1,020 нм) и c 5,98 Å (0,598 нм).

Форстерит связан с магматическими и метаморфическими породами, а также был обнаружен в метеоритах. В 2005 году он был также обнаружен в кометной пыли, возвращенной зондом Stardust. В 2011 году он наблюдался в виде крошечных кристаллов в пылевых газовых облаках вокруг формирующейся звезды.

Известны два полиморфа форстерита: вадслеит (также орторомбический) и рингвудит (изометрический). Оба в основном известны по метеоритам.

Перидот - драгоценный камень разновидность форстерита оливина.

• 1 Состав
• 2 Геологическое происхождение
• 3 Структура, формация и физические свойства
• 4 Открытие и название
• 5 Приложения
• 6 Ссылки

Оранжевый форстерит с частью тефроита

Чистый форстерит состоит из магния, кислорода и кремния. Химическая формула: Mg 2 SiO 4. Форстерит фаялит (Fe 2 SiO 4) и тефроит (Mn 2 SiO 4) - концевые члены ряда твердых растворов оливина; другие элементы, такие как Ni и Ca, заменяют Fe и Mg в оливине, но только в незначительных количествах в природных проявлениях. Другие минералы, такие как монтичеллит (CaMgSiO 4), необычный богатый кальцием минерал, имеют структуру оливина, но твердый раствор между оливином и этими другими минералами ограничен. Монтичеллит обнаружен в контактно метаморфизованных доломитах.

Богатый форстеритом оливин - самый распространенный минерал в мантии выше глубины примерно 400 км (250 миль); пироксены также являются важными минералами в этой верхней части мантии. Хотя чистый форстерит не встречается в магматических породах, дунит часто содержит оливин с содержанием форстерита, по крайней мере, таким же богатым магнием, как Fo 92 (92% форстерита - 8 % фаялит); обычный перидотит содержит оливин, как правило, по меньшей мере, с таким же высоким содержанием магния, как Fo 88. Из-за высокой температуры плавления кристаллы оливина являются первыми минералами, выпадающими из магматического расплава в процессе кумуляции, часто с ортопироксенами. Богатый форстеритом оливин является обычным продуктом кристаллизации мантийной магмы . Оливин в основных и ультраосновных породах обычно богат форстеритовым конечным членом.

Форстерит также встречается в доломитовом мраморе, который является результатом метаморфизма высокомагниевых известняков и доломитов. Практически чистый форстерит встречается в некоторых метаморфизованных серпентинитах. Оливин, богатый фаялитом, встречается гораздо реже. Почти чистый фаялит является второстепенным компонентом в некоторых гранитоподобных породах, и он является основным компонентом некоторых метаморфических полосчатых железных образований.

Форстерит в основном состоит из аниона SiO 4 и катиона Mg в молярном соотношении 1: 2. Кремний является центральным атомом аниона SiO 4. Каждый атом кислорода связан с кремнием одной ковалентной связью. Четыре атома кислорода имеют частичный отрицательный заряд из-за ковалентной связи с кремнием. Следовательно, атомам кислорода необходимо держаться подальше друг от друга, чтобы уменьшить силу отталкивания между ними. Лучшая геометрия для уменьшения отталкивания - это четырехгранная форма. Катионы занимают две разные октаэдрические позиции, которые являются M1 и M2, и образуют ионные связи с силикатными анионами. M1 и M2 немного отличаются. Сайт M2 больше и более правильный, чем M1, как показано на рис. 1. Упаковка в структуре форстерита плотная. Пространственная группа этой структуры - Pbnm, а точечная группа - 2 / м 2 / м 2 / м, которая представляет собой орторомбическую кристаллическую структуру.

Рис. 1: Структура атомного масштаба форстерита по оси а. Кислород показан красным цветом, кремний - розовым, а Mg - синим. Проекция элементарной ячейки показана черным прямоугольником.

Эта структура форстерита может образовывать полный твердый раствор, заменяя магний железом. Железо может образовывать два разных катиона: Fe и Fe. Ион железа (II) имеет такой же заряд, что и ион магния, и его ионный радиус очень похож на ионный радиус магния. Следовательно, Fe может замещать ион магния в структуре оливина.

Одним из важных факторов, которые могут увеличить долю форстерита в твердом растворе оливина, является отношение ионов железа (II) к ионам железа (III) в магме. Поскольку ионы железа (II) окисляются и становятся ионами железа (III), ионы железа (III) не могут образовывать оливин из-за своего заряда 3+. Появление форстерита в результате окисления железа наблюдалось в вулкане Стромболи в Италии. Когда вулкан раскололся, газы и летучие вещества вышли из магматического очага. Температура кристаллизации магмы увеличивалась по мере выхода газов. Поскольку ионы железа (II) окислялись в магме Стромболи, было доступно мало железа (II) для образования богатого железом оливина (фаялит ). Следовательно, кристаллизующийся оливин был богат магнием, и образовались магматические породы, богатые форстеритом.

Зависимость мольного объема от давления при комнатной температуре

При высоком давлении форстерит претерпевает фазовый переход в вадслеит; в условиях, преобладающих в верхней мантии Земли, это преобразование должно происходить при давлениях ок. 14–15 ГПа. В экспериментах при высоком давлении превращение может быть отложено, так что форстерит может оставаться метастабильным при давлениях почти до 50 ГПа (см. Рис.).

Прогрессирующий метаморфизм между доломитом и кварцем реагирует с образованием форстерита, кальцита и диоксида углерода :

$2\; CaMg\; (CO\; 3)\; 2\; +\; SiO\; 2\; ⟶\; Mg\; 2\; SiO\; 4\; +\; 2\; CaCO\; 3\; +\; 2\; CO\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{2CaMg\; (CO3)\; 2\; +\; SiO2\; ->Mg2SiO4\; +\; 2CaCO3\; +\; 2CO2\}\}\}$>

Форстерит реагирует с кварцем с образованием ортопироксен минерал энстатит в следующей реакции:

$Mg\; 2\; SiO\; 4\; +\; SiO\; 2\; ⟶\; 2\; MgSiO\; 3\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; ce\; \{Mg2SiO4\; +\; SiO2\; ->2MgSiO3\}\}\}$

Forsterite var. перидот с незначительным пироксеном (коричневый) на везикулярном базальте. Собран около Перидота, Аризона.

Впервые форстерит был описан в 1824 году для обнаружения на горе Сомма, Везувий, Италия. Он был назван Арманом Леви в 1824 году в честь английского естествоиспытателя и коллекционера Адолариуса Якоба Форстера.

Форстерит в настоящее время изучается как потенциальный биоматериал для имплантатов из-за его превосходных механических свойств.

На Викискладе есть материалы, связанные с Форстеритом.