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Olivin
(Mg,Fe2[SiO4])
Olivin gehört trotz seiner
hellen Farbe zu den dunklen Mineralen und ist ein Mischkristall aus
magnesiumbetontem Forsterit (Mg2SiO4)
und eisenbetontem Fayalit (Fe2SiO4).
Olivin hat zwar eine Spaltbarkeit, bricht aber meist muschelig mit
Glasglanz. Das Mineral kommt überwiegend in kleinen Körnern vor, die kaum
größer als 1 mm sind. In Vulkaniten findet man vereinzelt auch größere
Olivinkristalle.
Die Farbe des Olivins hängt direkt vom Gehalt an Eisen bzw. Magnesium ab.
Durchschnittlicher Olivin ist magnesiumbetont, enthält also viel Forsterit
und sieht frisch hellgrün bis blass-olivfarben aus. Bei hohem Eisengehalt
(mehr Fayalit) ist Olivin gelb bis dunkelbraunschwarz.
Die Härte von Olivin ist mit 7 recht hoch, aber das ist im Gelände kaum
relevant, denn die Körnchen sind in der Regel zu klein für eine Ritzprobe.
Die Dichte liegt bei reinem Forsterit über 3 und bei Fayalit sogar über 4,
daher sind Gesteine mit viel Olivin auffallend schwer. Olivin verwittert
leicht und wird dabei erst gelb und später rostbraun.
In makroskopisch erkennbarer Form findet man Olivin vor allem in Gabbros
oder Doleriten sowie in Fragmenten aus dem oberen Erdmantel. In letzteren,
den sogenannten „Olivinknollen“, ist er durch Verwitterung fast immer
gelblich verfärbt. Hellgrüner, frischer Olivin ist eher selten.
 
(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Der gelblich-körnige Einschluss im grauen Basalt ist ein Gesteinsfragment
aus dem oberen Erdmantel, ein Peridotit. Er enthält neben viel Olivin auch
Klinopyroxen (Cpx, Chromdiopsid), Orthopyroxen (Opx, Bronzit) und Spinell.
 
(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Diese Olivinknollen sind
also nicht einfach nur Ansammlungen von Olivin, sondern richtige Gesteine.
Sie kommen aus einer Tiefe, in die keine Bohrung reicht und aus der es sonst
keine Proben gibt, was sie zu interessanten Forschungsobjekten macht.
Die meisten Peridotite enthalten neben Olivin auch Klinopyroxen,
Orthopyroxen und Spinell. In dieser Zusammensetzung wird das Gestein als „Lherzolith“
bezeichnet, während „Peridotit“ der allgemeine Oberbegriff für solche
Erdmantelgesteine ist. Alle Peridotite bestehen zu mehr als 40 % aus Olivin.
Wenn in einem Peridotit der Klinopyroxen fehlt oder weniger als 5 % ausmacht
und neben Olivin nur Orthopyroxen vorkommt, ist das Gestein ein
Harzburgit. Dominiert dagegen Klinopyroxen (95 % und mehr), handelt es
sich um Wehrlit. Besteht das Gestein zu mehr als 90 % aus Olivin,
nennt man es Dunit, unabhängig von der Zusammensetzung der restlichen
Pyroxene.
Liegt der Olivingehalt unter 40 %, wird das Gestein nicht mehr als
Peridotit, sondern als Pyroxenit bezeichnet.
Der folgende Peridotit
steckt in einem Basalt aus der Rhön. Er ist frisch, unverwittert und enthält
besonders viel Olivin.

Opx = Orthopyroxen (Bronzit), Cpx = Klinopyroxen (Chromdiopsid).
Der Olivingehalt liegt hier über 90 %, dieser Peridotit ist ein Dunit.
Peridotite mit einer Größe
von mehreren Zentimetern sind nicht allzu häufig. Viel eher trifft man auf
kleine Ansammlungen von Olivin einschließlich seiner Begleitminerale. Vor
allem der kräftig grüne Chromdiopsid ist immer erkennbar, auch in stark
verwitterten Peridotiten. Die kleinen Löcher im linken Bild enthalten kleine
Olivin- und Peridotitfragmente bzw. das, was nach der Verwitterung noch
übrig ist.
 
Olivin zersetzt sich
relativ schnell und verfärbt sich ins Gelbbraune bis Rostfarbene. Das
betrifft den Olivin im Peridotit ebenso wie einzelne Olivinkristalle - siehe
die folgenden Bilder. Links ein Peridotiteinschluss, rechts ein Ankaramit
mit viel Olivin.
 
Als Ankaramit bezeichnet man olivin- und pyroxenreiche Basalte, wobei
„Basalt“ hier im weiteren Sinne benutzt wird. Das rechts abgebildete Gestein steht
im Westen von Teneriffa an und enthält dunkle Pyroxene sowie gelbbraune Olivine als Einsprenglinge. Letztere sind ziemlich zersetzt, wie die
folgende Nahaufnahme zeigt. Die Pfeile zeigen auf die umgewandelten Olivine.

(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Der gleiche Gesteinstyp,
jedoch in deutlich frischerem Zustand:

Auch dieser Ankaramit enthält viel Pyroxen und Olivin, der hier aber noch
mit schönem Glanz und muscheligem Bruch hervorsticht.
Ankaramite gibt es auch in
Norddeutschland. Diese sind natürlich Glazialgeschiebe, die ursprünglich aus
Südschweden stammen.

(Beide Ansichten wurden nass fotografiert.)

(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Das dunkelgrüne Mineral ist wieder der Pyroxen, die braunen Einsprenglinge
sind weitgehend umgewandelte Olivine. Dabei wird es sich um Iddingsit
handeln, ein Mineralgemisch, das bei der Zersetzung von Olivin entsteht. Für
eine genaue Diagnose bräuchte man auch hier wieder ein Labor. Daher
„vermutlich“ Iddingsit.
Diese Gesteine sehen mit
trockenen Oberflächen sehr unauffällig aus. Das folgende Bild enthält mittig
einen glänzenden Pyroxen, während die braunen Flecken die ehemaligen Olivine
sind.

Zerbricht man solche Geschiebe, kann der Olivin völlig zersetzt sein oder
auch noch recht frische Kerne haben, so wie im folgenden Bild.

(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Es geht aber auch ganz
schlicht. In manchen Basalten befinden sich einfach nur kleine, einzelne
Olivine. Im frischen Zustand sehen sie wie im Peridotit hell grünlich aus
(links).
 
Ein besonders olivinreicher Basalt steht im Südwesten von „Big Island“ auf
Hawaii an (oben, rechts). Das Gestein dort enthält nicht nur besonders viel
Olivin, sondern es verwittert auch so leicht, dass sich die losen
Olivinkörner zu einem grünen Sand anreichern können. Dieser Sand sieht so
aus:

Olivin kommt nicht nur in
Vulkaniten, sondern auch in Tiefengesteinen (Plutoniten) vor. In ihnen ist
frischer Olivin sehr viel seltener und er ist nie grünlich, sondern blass
gelblich bis nahezu farblos. Oft ist er serpentinisiert und damit schwarz
und eigentlich nicht mehr als Olivin erkennbar.
Frischen, mit bloßem Auge erkennbaren Olivin findet man hauptsächlich in
Gabbros und den zugehörigen Ganggesteinen, also den Doleriten (Diabase). Die
gelblichen Körner in der folgenden Probe mit dem glänzenden, teilweise
muscheligem Bruch, das ist Olivin.
 
(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Das Gestein ist ein Olivindiabas. In der Vergrößerung links oben kann man
sehen, dass die Olivine im Inneren des Steins weniger gelblich sind, als in
der Nähe der Gesteinsoberfläche. Die Verfärbung der Olivine nach außen hin
ist die Folge von Verwitterung, die auch im Gestein stattfindet.
Auf der Außenseite solcher Gesteine sieht Olivin meist rostig aus oder fehlt
ganz. Links unterhalb ist die Außenseite des Olivindiabas’ von oben zu
sehen. Dort, wo jetzt Löcher sind, befanden sich vor längerer Zeit kleine Olivinkörner.
 
In manchen Gabbros steckt der Olivin mitten in den Pyroxenen (rechts).
Angewitterte Oberflächen zeigen dann rostbraune Vertiefungen, die von einem
dunklen Pyroxensaum umgeben sind. Solche Gesteine nennt man „coronitische
Olivingabbros“, von „Corona“ - kranzförmiger Einrahmung.
Serpentiniserung
In vielen Plutoniten ist
der Olivin durch die Einwirkung von Fluiden (Wasser/CO2)
serpentinisiert. Er sieht dann schwarz aus und ist kaum als Olivin
erkennbar. Die Serpentinisierung führt zur Neubildung eines feinkörnigen
Mineralgemischs, das makroskopisch nicht bestimmbar ist und eine weiche,
stumpfschwarze oder dunkelgrüne Masse bildet. Das im Olivin enthaltene Eisen
wird darin als fein verteilter Magnetit ausgeschieden. Dieser Magnetit ist
für die schwarze Farbe verantwortlich.
Serpentinisierte Olivingesteine kann man beispielsweise im Westharz finden.
Besonders eindrucksvoll sind Harzburgite, die praktisch nur aus Olivin und
Orthopyroxen bestehen. Das folgende Stück stammt aus dem Oberlauf der Radau,
einem kleinen Bach südlich von Bad Harzburg.
 
Alles Schwarze hier ist serpentinisierter Olivin und das silbrig Glänzende
ein von kleinen Olivinkörnern durchsetzter Orthopyroxen.
Serpentinisierter Olivin erscheint auf Bruchflächen auch dann schwarz, wenn
er im Inneren zum Teil noch frisch ist. Die Serpentinisierung breitet sich
entlang von Rissen innerhalb der Olivinkörner aus. Beim Zerbrechen zerfallen
die Olivine entlang dieser, mit Serpentinit gefüllten Risse, so dass auf den
Bruchflächen wieder nur der schwarze Serpentinit zu sehen ist.
Typisch für olivinreiche Gesteine ist eine gelbbraune Verwitterungskruste,
die im linken Bild oben erkennbar ist. Alle Gesteine, die überwiegend aus
Olivin bestehen, bekommen so eine braune Kruste.
Das gleiche Gestein wie hier im Bild steht übrigens auch in der
Kohlebornskehre an, einem berühmten Aufschluss an der Zufahrt zur
Eckertalsperre (Koordinaten:
N 51.840278, O 10.553032). Dort steht sogar eine Hinweistafel, die diesem
besonderen Gestein, dem Harzburgit, gewidmet ist. Leider lässt man diesen
Aufschluss verfallen und von Pflanzen überwuchern. Der Verlust solch
einmaliger Aufschlüsse ist bedauerlich und Ausdruck von Ignoranz den
Geowissenschaften gegenüber. Allein schon für die Ausbildung von Geologen
wäre es wichtig, solche seltenen Gesteine zugänglich zu halten. Bildung ist
ebenfalls ein schützenswertes Gut, nicht nur Grünzeug.
Zum Schluss noch ein
Gestein, das komplett aus Olivin besteht. Dunit aus Åheim in Westnorwegen.

Fayalit
Fe2SiO4
Alle bisher gezeigten
Olivine enthalten viel magnesiumbetonten Forsterit. In manchen Gesteinen
kommt aber auch die eisenbetonte Olivinvariante vor: Fayalit (Fe2SiO4).
Frischer Fayalit sieht blass gelblich aus, kann aber auch braun bis schwarz
sein. Fayalit ist als einzige Form des Olivins neben Quarz stabil, deshalb
kann man Fayalit ausnahmsweise auch in quarzführenden Gesteinen finden.
Wer sich mit Geschieben aus Skandinavien beschäftigt, kann bei aufmerksamer
Suche in dunkelbraunen oder dunkelgrünen Rapakiwi-Graniten solche
Fayaliteinschlüsse finden. Sie zeigen sich als kleine, goldbraune bis
braunschwarze Körnchen, die fast immer in anderen dunklen Minerale stecken.
Zwei Bilder sollen das illustrieren: Zuerst ein Åland-Rapakiwi und danach
ein Syenit aus dem nordschwedischen Ragunda-Gebiet. (Beide Bilder zeigen
polierte Schnitte.)

(Vergrößerung ohne Beschriftung)

(Vergrößerung ohne Beschriftung)
Beide Gesteine bestehen
hauptsächlich aus Alkalifeldspat, Quarz und dunklen Mineralen, sind also
Granite, in denen Olivin eigentlich nichts verloren hat. Der Fayalit hier
dürfte in beiden Fällen auf die Vermischung des Granitmagmas mit einer
Gabbroschmelze zurückzuführen sein, aus der der Fayalit ursprünglich stammt.
Wer in der Nähe von
Hamburg wohnt, findet leicht Fayalit, denn der fällt bei der Verhüttung von
Kupfererz in der Firma Aurubis (vormals Norddeutsche Affinierie) an. Dort
setzt man der Kupferschmelze gezielt Quarzsand zu, um Eisen aus der Schmelze
zu entfernen. Der Sand reagiert mit Eisen zu Fayalit und bildet eine
Schlacke, die sich vom flüssigen Kupfer trennt. Beim Abkühlen der Schlacke
entstehen teilweise schöne Skelettkristalle.


Wegen ihrer hohen Dichte
wird diese Fayalitschlacke zerkleinert und als Uferbefestigung verwendet
(unten links).
  
Seit einigen Jahren benutzt man den Fayalit auch zur Füllung von Gabionen
(Drahtgitterbehälter) oder als Abdeckung auf Verkehrsinseln. Es lohnt sich,
diesen „Abfall“ genauer anzusehen. Mit etwas Glück findet man schöne
Kristalle.
 
Wegen des hohen Eisengehalts zieht die Fayalitschlacke einen Magneten
kräftig an. Falls Ihnen die Bilder hier nicht ausreichen, nehmen Sie einen
Magneten mit an die Elbe und testen die Steine an der Böschung. Neben der
violettschwarzen Farbe erkennen Sie Fayalit auch an der hohen Dichte. Diese
Brocken sind auffällig schwer. Wer handliche Stücke sucht, wird auf manchen
der neueren Verkehrsinseln fündig. (Siehe oben, Kreuzung Saseler
Straße/Kriegkamp in Hamburg.)
Olivin in Marmor
Marmor ist metamorph
umgewandelter und neu kristallisierter Kalk. Das Ausgangsmaterial enthält
neben Kalk oft auch Ton und andere Verunreinigungen. Geraten solche
Ablagerungen in eine Gebirgsbildung, dann entsteht aus dem Kalziumkarbonat
der kristalline Marmor und aus den Beimengungen bilden sich neue Minerale.
Eines davon kann Olivin sein, andere sind Diopsid oder auch Amphibole. Die
Unterscheidung dieser Minerale ist mit einer Lupe allein nicht möglich,
dafür braucht man einen Dünnschliff. Das um so mehr, als der Olivin auch im
Marmor schnell wieder der Serpentinisierung/Verwitterung zum Opfer fällt.
Man kann deshalb nicht einfach die hellgrünen Minerale in einem Marmor als
Olivin ansprechen, auch wenn Olivin in diesen Gesteinen hin und wieder
vorkommt. Marmor sieht zum Beispiel so aus:
 
Das grüne Mineral kann serpentinisierter Olivin sein, aber auch ein Pyroxen
oder auch Amphibol. Allein mit der Lupe sind die Minerale im Marmor nicht
bestimmbar.
Verwechslungen:
Viele, die Olivin dem Namen nach kennen, erwarten ein hellgrünes Mineral.
Solcher Olivin ist selten und wenn er vorkommt, dann ausschließlich in
Basalten bzw. als Erdmantelxenolith. (Beispiele siehe oben.)
Vor allem im skandinavischen Geschiebe kann man regelmäßig Steine finden,
die ein intensiv grünes Mineral enthalten, oft in Form kleiner Äderchen oder
Schlieren. Dabei handelt es sich nie um Olivin. Um einen Gang zu füllen,
muss ein Mineral schmelzflüssig sein oder sich in Flüssigkeiten lösen und
mit diesen im Gestein bewegen. Für ersteres ist der Schmelzpunkt von Olivin
viel zu hoch und im zweiten Fall würde jeder Olivin sofort serpentinisiert
(zersetzt). Deshalb können die intensiv grünen Äderchen in Gesteinen kein Olivin sein. Das grüne Mineral ist fast immer Epidot. Dazu später mehr.
Zur Unterscheidung von
Olivin und Quarz:
Frischer Olivin kann auf Bruchflächen Quarz ähnlich sehen, da beide hell
erscheinen und Glasglanz mit muscheligem Bruch zeigen. Aber bereits bei der
Färbung gibt es Unterschiede. Olivin ist in Vulkaniten blassgrün bis
gelblich, angewittert wird er bräunlich bis rostfarben. Quarz dagegen ist
grau, weißlich oder auch hell transparent und verändert seine Farbe nicht.
Während Quarz in Vulkaniten fast immer von braunen oder rötlichen
Alkalifeldspäten umgeben ist, kommt Olivin in vergleichbaren Gesteinen meist
zusammen mit dunklen Pyroxenen vor. Allenfalls Plagioklas kann noch zugegen
sein, aber bunter Alkalifeldspat ist ausgeschlossen.
In Plutoniten ist Olivin blassgelb bis fast farblos, angewittert wiederum
gelbbraun. Quarz ist dagegen fast immer hellgrau, weißlich oder graubraun.
Auch die Gesteine, in denen Quarz oder Olivin vorkommen, unterscheiden sich
grundlegend. Quarz tritt immer zusammen mit Feldspäten auf, oft ist auch
Biotit oder Amphibol vorhanden. Quarzführende Gesteine sind gern bunt,
ausgenommen Plagioklas-Quarz-Gesteine wie Tonalite oder Granodiorite. Aber
auch die sind immer deutlich heller als Gabbros und enthalten als dunkle
Minerale Amphibol oder Biotit und keinen Pyroxen.
Olivinführende Plutonite gehören fast alle zur Gabbrogruppe, sind meist
dunkel und sehen grau oder schwarz-weiß aus. Auch in ihnen gibt es keinen
bunten Alkalifeldspat, sondern nur weißen, transparenten oder grünlich
alterierten Plagioklas, sofern sie überhaupt einen Feldspat enthalten. Die
begleitenden dunklen Minerale sind Pyroxen und oft auch Magnetit.
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