L’olivine est un minéral silicaté très courant qui se trouve principalement dans les roches ignées de couleur foncée comme la péridotite et le basalte. Il est généralement facilement identifiable en raison de sa couleur vert vif et de son éclat vitreux.

Grains de sable d’olivine d’Hawaï. L’olivine est en fait très rare dans le sable car elle est très sensible aux intempéries. Il y a peu d’espoir de trouver des grains d’olivine dans le sable continental. S’il y a des grains vert vif, il s’agit probablement d’une épidote. Cependant, les îles océaniques volcaniques comme Hawaï, les îles Canaries, les Galápagos, etc. ont des plages noires qui sont principalement composées de pyroxènes, d’olivine, de magnétite et d’autres composants de roches mafiques. La plupart de ces minéraux ne dureront pas longtemps sous forme de grains de sable, mais ils dominent toujours parce qu’il n’y a tout simplement pas de quartz disponible sur ces îles. L’échantillon provient de Papakolea, Hawaï. Largeur de vue 20 mm.

L’olivine est un minéral courant dans les roches ignées de couleur foncée car ces roches sont riches en fer et en magnésium (les roches riches en minéraux ferreux ont tendance à être soit noires, soit du moins sombres -coloré). Ces éléments chimiques (Mg et Fe) sont les composants essentiels de l’olivine qui a la formule chimique suivante: (Mg, Fe) 2SiO4. Le magnésium et le fer peuvent se remplacer dans toutes les proportions. Il existe des noms spécifiques pour les variétés de composition, mais la plupart d’entre eux sont rarement utilisés. Seules la forstérite (plus de 90% du Mg + Fe est du Mg) et la fayalite (élément d’extrémité également riche en fer) sont utilisées plus souvent. La grande majorité de tous les échantillons sont forstéritiques ou proches de la composition.

L’olivine est un nésosilicate. Cela signifie que les tétraèdres de silice (qui sont la pierre angulaire de tous les minéraux silicatés) sont entourés de tous côtés par d’autres ions. Les tétraèdres de silice ne sont pas en contact les uns avec les autres. Cela implique une teneur en silicium relativement faible ce qui est bien le cas. C’est un minéral silicaté qui utilise le silicium de manière très conservatrice. À l’autre extrémité du spectre se trouve le quartz minéral qui est de la silice pure (SiO2) sans aucun autre constituant. D’autres nesosilicates bien connus sont le grenat, le zircon, la topaze, la kyanite, etc.

Les minéraux silicatés qui cristallisent à partir du magma ont une température de fusion / cristallisation plus élevée si la teneur en silice est inférieure et la teneur en Mg + Fe est plus élevé. Par conséquent, l’olivine a une température de cristallisation élevée et est donc l’un des premiers minéraux à commencer à cristalliser à partir d’un magma de refroidissement. Il prend la silice du magma de manière relativement conservatrice, comme déjà mentionné. Ainsi, la concentration de silice augmente au fur et à mesure que les cristaux d’olivine se forment et les minéraux de silicate à cristalliser (qui sont des pyroxènes) sont déjà un peu plus riches en silice. Cet ordre séquentiel de cristallisation des minéraux silicatés de l’olivine au quartz est connu sous le nom de série de réactions de Bowen, d’après un géologue canadien Norman Bowen qui l’a décrit pour la première fois. C’est l’un des concepts les plus importants que chaque étudiant en géologie apprend pendant le cours de pétrologie.

Xénolithe de Dunite dans la lave basaltique d’Hawaï. L’échantillon a une largeur de 8 cm.

Série de Bowen ou ordre des minéraux de cette série (olivine – > pyroxène – > amphibole – > biotite – > K-feldspath – > muscovite – > quartz) est vraiment utile à mémoriser et il y a plusieurs propriétés de ces minéraux qui suivent généralement le même ordre. L’olivine et ses proches voisins sont plus foncés, contiennent du fer et du magnésium et ont une température de fusion élevée. Le quartz, la muscovite et les feldspaths K sont généralement beaucoup plus légers en couleur et en poids, ils fondent à des températures plus basses et ils ne contiennent ni fer ni magnésium. Un autre fait intéressant est que l’ordre de sensibilité aux intempéries et aux altérations métamorphiques est exactement l’inverse. Il est facilement altéré ou altéré tandis que le quartz est extrêmement résistant à tout type de changement. Tous les autres minéraux de la série se trouvent quelque part au milieu. Dans le bon ordre, bien sûr.

L’aspect important qui ressort de cette série est l’explication pour laquelle certains minéraux forment généralement des assemblages alors que d’autres ne se trouvent presque jamais ensemble. L’olivine est typiquement avec des pyroxènes (en basalte, par exemple) et du quartz + K-feldspath avec des micas (biotite et muscovite) est une composition typique de granit. Mais il n’y a pas de tels types de roches composés d’olivine et de quartz. Le granite et les roches similaires sont dits felsiques (composés de feldspath et de silice) et les roches basaltiques sont appelées roches mafiques (magnésium + ferrique).

L’olivine est un minéral de formation de roche commun dans les roches ignées mafiques et ultramafiques, mais elle se trouve également dans les roches carbonatées métamorphosées impures (photo ci-dessous). C’est un minéral très commun dans le manteau. Certains xénolithes du manteau sont presque entièrement composés de ce minéral.Un tel type de roche est connu sous le nom de dunite. L’olivine se présente sous forme de minéral de masse souterraine mais également sous forme de phénocristaux distincts dans de nombreuses roches basaltiques. Ces roches n’ont pas besoin d’être des basaltes au sens strict. Ils peuvent être des picrites, des basanites, etc. mais ils peuvent tous être très similaires les uns aux autres car les frontières entre eux sont arbitraires. Il est donc souvent impossible de dire avec certitude avant que l’analyse chimique ne soit faite.

Olivine est très sensible aux intempéries. Le minéral vert vif perd rapidement son attrait dans l’environnement altéré. Il devient terne, terreux et brun jaunâtre. Ce matériau est généralement un mélange de minéraux argileux et de goethite d’hydroxyde de fer et il est connu sous le nom d’iddingsite. Il démontre également très peu de résistance au métamorphisme hydrothermal. Les fluides chauds et chimiquement agressifs transforment rapidement les roches ignées riches en olivine en roches métamorphiques connues sous le nom de serpentinite. C’est également un constituant important de nombreuses météorites pierreuses et mixtes. La pallasite est particulièrement belle. C’est un mélange de fer et d’olivine et on pense qu’il représente une limite noyau-manteau d’un astéroïde désintégré. Peut-être que la transition noyau-manteau de notre propre planète natale ressemble à cela aussi.

Cependant, il y a une petite chose à retenir. Le manteau est en effet très probablement proche de lui sur le plan de la composition, mais la majeure partie n’est pas composée de ce minéral exact. L’olivine tolère bien les pressions dans la croûte et dans le manteau supérieur, mais à 350 km de profondeur, sa structure cristalline commence à se décomposer. La composition demeure, mais elle prend une forme nouvelle et plus compacte. Ce n’est plus techniquement de l’olivine car les minéraux ont une structure cristalline bien définie.

L’olivine n’est pas qu’un minéral igné. Il se produit également dans les roches carbonatées métamorphosées impures. Ici, des cristaux d’olivine se trouvent dans un échantillon de marbre calcitique. Certains cristaux possèdent même des faces cristallines typiques qui manquent généralement dans les roches ignées car les grains d’olivine sont souvent corrodés (ils ont réagi avec la fonte qui les entoure). La largeur de l’échantillon est de 9 cm.

Phénocristaux dans la roche picritique ultramafique de La Palma, Îles Canaries. La largeur de l’échantillon est de 5 cm.

L’olivine altérée est un mélange terne, terreux et généralement brun jaunâtre de minéraux argileux et d’hydroxydes de fer. Les grains noirs sont des phénocristaux de pyroxène. L’échantillon de roche est de la basanite (ankaramite) de La Palma.

Dunite avec chlorite vert foncé. Helgehornsvatnet, Norvège. Largeur de l’échantillon 11 cm.

Basalte ou picrite d’Oahu avec beaucoup d’olivine légèrement altérée. Largeur de l’échantillon 6 cm.

Un échantillon de dunite qui est composé d’olivine presque pure. Il est exploité en raison de sa forte teneur en forstérite. L’olivine est principalement utilisée comme matériau réfractaire. Largeur de l’échantillon 9 cm.

L’olivine (taches orange altérées) est un composant majeur de la troctolite de roche gabbroïque. Le gris est le plagioclase. Flakstadøya, l’archipel des Lofoten, Norvège. Largeur de l’échantillon 15 cm.

Olivine (jaune) avec pyrope (violet) et diopside chromien (vert) en péridotite. Åheim, Norvège. Largeur de vue 25 cm.

Le chrysotile est un minéral amiante qui appartient au groupe des minéraux serpentine. Ces minéraux sont le résultat de l’altération hydrothermale des roches ignées riches en olivine. La largeur de l’échantillon des monts Sayan en Sibérie est de 8 cm.

C’est un constituant commun du sable noir sur les îles océaniques. Voici les constituants les plus importants d’un échantillon de sable de l’île de São Miguel, l’archipel des Açores. A noter que les grains d’olivine ont une apparence variable (en deux piles). C’est le résultat des intempéries qui attaquent rapidement ce minéral. Largeur de vue 19 mm.