Eisenglas

Bei hohem Druck wandelt sich Fayalit durch Phasentransformation in die Hochdruck-Modifikation Ahrensit um. Diese stellt das eisenhaltige Analogon zu Ringwoodit dar, das heißt anders als beim Forsterit existiert keine zu Wadsleyit analoge Zwischenform. Unter den Bedingungen, die im oberen Erdmantel herrschen, findet der Übergang von Fayalit nach Ahrensit bei etwa 6 bis 7 GPa statt, also bei deutlich niedrigerem Druck als die Phasentransformationen des Forsterits. In Hochdruckexperimenten kann der Phasenübergang aber mit Verzögerung stattfinden, so dass Fayalit bei Raumtemperatur bis zu fast 35 GPa metastabil bleiben kann (siehe Abbildung). Er wird dann jedoch eher amorph, als dass er in eine kristalline Struktur wie Ahrensit übergeht. Bisher sind zwei manganhaltige Fayalit-Varietäten bekannt, die als Hortonolith und Knebelit (benannt nach Walther von Knebel) bezeichnet werden.

In der Natur ist Fayalit nur selten in reiner Form zu finden, sondern fast immer mit schwankenden Gehalten an Forsterit und/oder Tephroit. Farbgebend sind die im Fayalit (braun bis schwarz) überwiegenden Eisen-Ionen bzw. die im Tephroit (grau, rot) überwiegenden Mangan-Ionen. Je nach prozentualem Anteil von Forsterit, der in reinem Zustand farblos ist, werden die Farben des Fayalit entsprechend abgeschwächt. Das Mineral ist löslich in Salzsäure, wobei sich SiO2-Gel bildet. Vor dem Lötrohr schmilzt Fayalit zu einem schwarzen, magnetischen Glas.

Fayalit bildet sich in ultramafischen Vulkaniten und Plutoniten. Dort tritt er in Paragenese mit einer ganzen Reihe von Mineralen wie unter anderem mit Almandin, verschiedenen Mineralen der Amphibolgruppe, Apatit, Arfvedsonit, Augit, Grunerit, Hedenbergit, Ilmenit, Magnetit, Mikroklin, Plagioklas, Sanidin und Spinell auf. Anders als magnesiumreiche Olivine kann Fayalit auch zusammen mit Quarz oder Tridymit auftreten. Erst bei hohen Drucken über 10 kBar wird die Paragenese Fayalit + Quarz durch Ferrosilit ersetzt. Als eher seltene Mineralbildung kann Fayalit an verschiedenen Fundorten zum Teil reichlich vorhanden sein, insgesamt ist er aber wenig verbreitet. Bisher (Stand 2014) sind rund 300 Fundorte für Fayalit bekannt. Neben seiner Typlokalität Ilha do Faial wurde Fayalit in Portugal noch auf Pico sowie am Água de Pau auf São Miguel gefunden. Weitere Fundorte sind Ägypten, Algerien, Antarktis, Äthiopien, Australien, Brasilien, Chile, China, Deutschland, Eritrea, Finnland, Frankreich, Französisch-Polynesien, Grönland, Indien, Indonesien, Irland, Israel, Italien, Japan, Kamerun, Kanada, Madagaskar, Marokko, Mexiko, Mongolei, Myanmar, Namibia, Neuseeland, Niederlande, Nigeria, Norwegen, Oman, Österreich, Rumänien, Russland, Saudi-Arabien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Spanien, St. Lucia, Südafrika, Tadschikistan, Tschechien, Ukraine, Ungarn, Vereinigtes Königreich (Großbritannien) und die Vereinigten Staaten (USA). Auch in Gesteinsproben, die von den Apollo 11- und Apollo 14-Missionen vom Mond mitgebracht wurden, konnte Fayalit nachgewiesen werden. Zudem entsteht Fayalit synthetisch bei der Kristallisation eisenreicher Schlacke bei der Verhüttung von Eisenerzen.

Fayalit kristallisiert orthorhombisch in der Raumgruppe Pbnm (Raumgruppen-Nr. 62, Stellung 3)Vorlage:Raumgruppe/62.3 mit den Gitterparametern a = 4,82 Å; b = 10,48 Å und c = 6,09 Å sowie vier Formeleinheiten pro Elementarzelle.

Erstmals gefunden wurde der Fayalit 1840 auf der Ilha do Faial (alte Schreibweise Fayal), einer zu Portugal gehörenden Azoreninsel, und beschrieben von Christian Gottlob Gmelin, der das Mineral nach dessen Typlokalität benannte.