Kemisk sammansättning
Kompositionen för de flesta oliviner kan representeras i systemet Ca2SiO4-Mg2SiO4-Fe2SiO4 (figur 1). De vanligaste olivinerna förekommer i systemet från forsterit (Mg2SiO4) till fayalit (Fe2SiO4). De flesta av de naturligt förekommande olivinerna har en mellanliggande sammansättning till dessa två änddelar och har den allmänna formeln (Mg, Fe) 2SiO4. Medlemmar av serien monticellite (CaMgSiO4) till kirschsteinite (CaFeSiO4) är sällsynta. Mindre element som aluminium, nickel, krom och bor kan ersätta olivin.
Namnet forsterit är begränsat till de arter där högst 10 procent järn ersätter magnesium; fayalite (från Fayal Island på Azorerna, där man trodde förekomma i en lokal vulkanisk sten men förmodligen erhölls från slagg som fördes till ön som fartygets ballast) är begränsad till arter med högst 10 procent magnesium som ersätter järn. Kompositioner som är mellanliggande till dessa slutändar identifieras av FoxFay, vilket är ett uttryck för molprocenten av varje förening. Till exempel betecknar Fo70Fa30 en komposition av olivin som är 70 procent forsterit. Notationen förkortas till Fo70.
Kontinuiteten i forsterite-fayalite-serien har verifierats experimentellt. I den magnesiumrika änden av serien med fasta lösningar kan naturliga kristaller innehålla mycket små mängder kalcium, nickel och krom; de järnrika medlemmarna nära den andra änden av serien kan innehålla små mängder mangan och kalcium. Bortsett från järn, kan olivinernas kristallstruktur också rymma relativt små mängder järn; dendriter (små förgrenade kristaller) av magnetit eller krom som är orienterade med avseende på någon kristallografisk riktning inom sådana oliviner kan hänföras till upplösning. Närvaron av relativt stora mängder järnoxid i analyserna av oliviner indikerar emellertid tydligt antingen ett avancerat tillstånd av oxidation eller den mekaniska inkluderingen av samutfällning av magnetit vid kristallisation från magma.
Förutom Forsterite-fayalite-serien finns andra kompletta serier med fasta lösningar bland de olika olivinmineralerna. Fayalite är lösligt i alla proportioner med askgrå tephroite (från grekiska tephros, ”ask”), rent mangansilikat (Mn2SiO4); mellanprodukten i serien är knebelite (FeMnSiO4). Tephroite och knebelite kommer från mangan- och järnmalmsavlagringar, från metamorfoserade manganrika sedimentära bergarter och från slagg.