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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.

Olivin in PeridotitPeridotit mit viel Olivin
(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.

Lherzolite, xenolithePeridotite, lehzolite
(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.
Peridotit, Olivin, Klinopyroxen, Orthopyroxen
Ol = 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.
Basalt mit Olivin
angewitterter Peridotit in Basalt

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.
PeridotiteAnkaramit
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.
Olivin, Iddingsit

(Vergrößerung ohne Beschriftung)

Der gleiche Gesteinstyp, jedoch in deutlich frischerem Zustand:
Olivin und Pyroxen in einem Ankaramit
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.
Ankaramit als Geschiebe
(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 ehemalige Olivine sind.
Alkalilamprophyr aus Schweden - Olivin- + Pyroxeneinsprenglinge
Zerbricht man solche Geschiebe, kann der Olivin völlig zersetzt sein oder auch noch recht frische Kerne haben, so wie im folgenden Bild.
Alkalilamprophyr aus Schweden - Olivin- + Pyroxeneinsprenglinge

(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).
Olivin in Basalt von Hawai
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:
Olivinsand von Hawaii, sand with olivine from Hawaii

 

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.
Olivindiabas
Olivin in Dolerit
(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 vor längerer Zeit kleine Olivinkörner.
Olivin ausgewittert
Olivingabbro
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.
Harzburgit, serpentinisierter Olivin
Olivin, Harzburgit
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.
Dunite from Aheim, Norway

 

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.)
Fayalit in Aland-Rapakiwi

(Vergrößerung ohne Beschriftung)

Fayalit in Syenit
(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.
Fayalit

Fayalite

Wegen ihrer hohen Dichte wird diese Fayalitschlacke zerkleinert und als Uferbefestigung verwendet (unten links).
Fayalit als Abdeckung auf Verkehrsflächen in HamburgZerkleinerte Fayalitschlacke
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.
FayaliteFayalitkristalle
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:
Marmor - Urkalk
Marmor
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 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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