陨石内部的橄榄石结构和性质

                                     天雨流星

    橄榄石(Olivine)

(Mg,Fe)₂［SiO₄］

【化学组成】成分中除Mg,Fe呈完全类质同像外，还有Fe3+、Mn、Ca、Al、Ti、Ni等次要的类质同像代替，图G-2。

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图G-2 橄榄石族矿物的成分

（据Cornelius S等，1977；引自潘兆橹，1993 ）

【晶体结构】斜方晶系；_{http://jpkc.cug.edu.cn/2006jpkc/jjxjkwx12/mineral/olivine.files/image004.gif}-Pbnm,其中镁橄榄石Mg₂［SiO₄］:a₀=0.475 nm,b₀=1.020 nm,c₀=0.598 nm;铁橄榄石Fe₂［SiO₄］:a₀=0.482 nm,b₀=1.048 nm,c₀=0.609 nm。Z=4。橄榄石为单岛状硅酸盐，因此，O^2-能实现近似的最紧密堆积。从堆积的角度看，其结构可视为O^2-平行于(100)作近似的六方最紧密堆积，Si⁴+充填其中1/8的四面体空隙，形成［SiO₄］四面体，骨干外阳离子M充填其中1/2的八面体空隙，形成［MO₆］八面体。从配位多面体联结方式上看，在平行(100)的每一层配位八面体中，一半为实心的八面体(被M充填)，另一半为空心的八面体(未被M充填)，二者均呈锯齿状的链，而在位置上相差b/2；层与层之间实心八面体与空心八面体相对，其邻近层以共享八面体角顶相联，而交替层则以共享［SiO₄］四面体的角顶和棱(每一［SiO₄］四面体中的6条棱有3条与八面体共享)相联(图G-3)。

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图G-3以配位多面体形式表示的橄榄石的晶体结构

（引自潘兆橹等，1993）

橄榄石结构中的M位还可分两类，一半为M1位，处于对称中心，另一半为M2位，处于对称面上，对于橄榄石Mg₂［SiO4］—Fe₂［SiO₄］系列中，Mg、Fe进入M1、M2位的有序—无序可作为标型特征。橄榄石与尖晶石从成分上来看，均属AB₂X₄型化合物。两者的阳离子也均占据结构中1/8的四面体空隙和1/2的八面体空隙，但两者结构不同，最明显的差异是前者的O^2-呈六方最紧密堆积，属斜方晶系；而后者中的O^2-呈立方最紧密堆积，属等轴晶系。其次，两者结构中的四面体与八面体的联结方式也有明显差别。著名的晶体化学家贝纳尔(Bernal,1936)首先提出在地幔内足够大的压力条件下，橄榄石型结构可转变成更为紧密的尖晶石型结构，其密度比橄榄石高9%以上。实验也表明，随着压力逐渐增大，橄榄石型结构可转变为似尖晶石型结构，进而转变成尖晶石型结构(式中的负百分数表示结构转变后体积减少的量)：

130×10⁸Pa               145×10⁸Pa              >600km深

α-Mg₂［SiO₄］———→β-Mg₂［SiO₄］———→γ-Mg₂［SiO₄］———→2MgO + SiO₂

橄榄石         -8%±    似尖晶石        -29%      尖晶石                     方镁石 斯石英

【形态】晶体呈柱状或厚板状(见图G-4)。但完好晶形者少见，一般呈不规则它形晶粒状集合体(图G-5)。

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图G-4橄榄石的晶体（引自潘兆橹等，1993）

平行双面:a｛100｝,b｛010｝,c｛001｝；斜方柱:m｛110｝,l｛120｝,d｛101｝,n｛011｝,g｛021｝；斜方双锥:o｛111｝

        http://s13/middle/6551cb82tc99a08a7c85c&690
                      图G-5 粒状的橄榄石晶体

【物理性质】镁橄榄石为白色，淡黄色或淡绿色，随成分中Fe²⁺含量的增高颜色加深而成深黄色至墨绿色或黑色，一般的橄榄石为橄榄绿色；玻璃光泽；透明至半透明。解理｛010｝中等；常见贝壳状断口。硬度6.5～7。相对蜜度随Fe²⁺含量的增加而增高(3.27～4.37)。

【成因及产状】橄榄石主要产于富Mg贫Si的超基性、基性岩浆岩及夕卡岩、变质岩中。它是地幔岩的主要成分，亦是陨石的主要组成。其中镁橄榄石是镁夕卡岩的重要矿物。一般可认为橄榄石是一种SiO₂不饱和矿物，因此产于富Mg贫Si的条件下，且不与石英平衡共生，即：Mg₂［SiO₄］+SiO₂ →Mg₂[Si₂O₆］

不过在夕卡岩中铁橄榄石Fe₂［SiO₄］可与石英共生。

橄榄石受热液作用和风化作用容易蚀变，常见产物是蛇纹石。野外所见橄榄石多已蛇纹石化，成为残晶或假像。

【鉴定特征】以其特有的橄榄绿色，粒状、解理性差，具贝壳状断口为特征，也可根据产状鉴定。

【主要用途】富镁的橄榄石可作镁质耐火材料；透明，晶粒粗大(8 mm以上)者可作宝石原料，如我国张家口碱性玄武岩的深源包体中就有达宝石原料级的橄榄石产出。

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