Fayalite

Fayalita (Fe
₂SiO
₄, comúnmente abreviado como Fa) es el miembro final rico en hierro de la serie de soluciones sólidas de olivino. Al igual que todos los minerales del grupo del olivino, la fayalita cristaliza en el sistema ortorrómbico (grupo espacial Pbnm) con parámetros celulares a 4,82 Å, b 10,48 Å y c 6,09 Å.

La fayalita forma una serie de soluciones sólidas con la forsterita del extremo de olivino de magnesio (Mg₂SiO₄) y también con la tefroita del extremo de olivino rico en manganeso (Mn₂SiO₄).

El olivino rico en hierro es un constituyente relativamente común de rocas ígneas ácidas y alcalinas como obsidianas volcánicas, riolitas, traquitas y fonolitas y sienitas de cuarzo plutónico, donde se asocia con anfíboles. Su aparición principal se produce en rocas volcánicas y plutónicas ultramáficas y, con menos frecuencia, en rocas plutónicas félsicas y rara vez en pegmatitas graníticas. También ocurre en litofisae en obsidiana. También ocurre en sedimentos ricos en hierro metamorfoseados térmicamente de grado medio y en rocas carbonatadas impuras.

La fayalita es estable con cuarzo a bajas presiones, mientras que el olivino de magnesio no lo es, debido a la reacción olivino + cuarzo = ortopiroxeno. El hierro estabiliza el par olivino + cuarzo. La dependencia de la presión y la composición de la reacción se puede utilizar para calcular las limitaciones de las presiones a las que se formaron conjuntos de olivino + cuarzo.

La fayalita también puede reaccionar con el oxígeno para producir magnetita + cuarzo: los tres minerales juntos forman el grupo "FMQ" tampón de oxígeno. La reacción se utiliza para controlar la fugacidad del oxígeno en experimentos de laboratorio. También se puede utilizar para calcular la fugacidad del oxígeno registrada por conjuntos minerales en procesos metamórficos e ígneos.

A alta presión, la fayalita sufre una transición de fase a ahrensita, el análogo de la ringwoodita que contiene hierro, es decir, a diferencia de la forsterita, no existe una forma intermedia análoga a la wadsleyita; Bajo las condiciones que prevalecen en el manto superior de la Tierra, la transición ocurriría ca. 6–7 GPa, es decir, a una presión sustancialmente menor que las transiciones de fase de la forsterita. En experimentos de alta presión, la transformación puede retrasarse, de modo que puede permanecer estable a presiones de casi 35 GPa (ver figura), momento en el cual puede volverse amorfo en lugar de adoptar una estructura cristalina como la ahrensita.

El nombre fayalite se deriva de la isla Faial (Fayal) en las Azores, donde se describió por primera vez en 1840.