Formation de l'améthyste : Comment se forme l'améthyste ?
Comment se forme l’améthyste ?
L'améthyste se forme lorsque des traces d'impuretés de fer (Fe³⁺) et d'autres métaux de transition remplacent les atomes de silicium dans la structure cristalline du quartz . L'irradiation naturelle améliore encore la couleur. Selon le type et la quantité de rayonnement, l’améthyste obtenue peut afficher une variété de teintes violettes.
1. Origine hydrothermale : L'améthyste cristallise à partir de fluides chauds et riches en silice circulant dans la croûte terrestre. Ces fluides sont souvent associés à une activité volcanique ou à des cheminées hydrothermales, où les températures peuvent atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius.
2. Cristallisation du quartz : Au fur et à mesure que le fluide hydrothermal refroidit, la silice dissoute (SiO₂) précipite et forme du quartz , le minéral auquel appartient l'améthyste. Cela se produit généralement dans les cavités des roches volcaniques, les géodes ou les fractures des formations rocheuses existantes.
3. Incorporation du fer : des oligo-éléments de fer (Fe³⁺) et d'autres métaux de transition présents dans le fluide sont incorporés dans le réseau de quartz en croissance. Ces impuretés agissent comme des chromophores, absorbant sélectivement des longueurs d’onde spécifiques de la lumière et générant la couleur violette caractéristique de l’améthyste.
4. Activation par rayonnement : Le rayonnement naturel des roches environnantes ou les rayons cosmiques excite davantage les impuretés de fer présentes dans le réseau de quartz . Ce rayonnement rehausse la couleur violette de l’améthyste grâce à des transitions électroniques au sein du chromophore, conduisant à des teintes plus profondes et plus vibrantes.
5. Conditions géochimiques : La teinte et l'intensité spécifiques de la couleur de l'améthyste sont influencées par plusieurs facteurs, notamment le type et la concentration d'impuretés de fer, la durée et l'intensité de l'exposition aux radiations et la présence d'autres oligo-éléments dans le réseau cristallin.
6. Croissance et zonage des cristaux : La formation de l’améthyste peut se produire sur des millions d’années, les cristaux se développant lentement et progressivement. Cela peut conduire à des bandes de couleur ou à un zonage à l’intérieur du cristal, reflétant les variations de la concentration d’impuretés de fer et le moment de l’exposition aux radiations tout au long du processus de croissance.
7. Formation de géodes : Dans certains cas, des cristaux d'améthyste se forment dans des géodes, qui sont des cavités creuses dans des roches volcaniques bordées de cristaux minéraux . Ces géodes peuvent contenir de superbes spécimens d’améthyste avec des faces cristallines bien développées et des motifs de couleurs complexes.
La couleur de l’améthyste provenant de la plupart des localités est inégalement répartie dans les cristaux individuels. Dans les géodes d'améthyste, elle est souvent plus intense dans les zones de croissance sous les faces rhomboédriques (aux extrémités). Parfois, la couleur est plus foncée sous les faces rhomboédriques r ou z, donnant au cristal un aspect de moulinet vu du dessus. Dans les cristaux prismatiques, la couleur peut apparaître en fines couches fantomatiques, tandis que dans les sceptres et le quartz squelette, la couleur est souvent concentrée le long des bords et accompagnée de zones fumées. Malgré la couleur intense, la teneur en fer occupant les positions Si dans l'améthyste est plutôt faible, de l'ordre de 10 à 100 ppm (Dennen et Puckett, 1972).
Lorsqu'elle est chauffée à plus de 300-400°C environ, l'améthyste perd sa couleur violette et vire souvent au jaune, à l'orange ou au brun, et ressemble alors à la variété de quartz citrine , mais selon la localité et la température pendant le traitement thermique, elle peut également virer au jaune, à l'orange ou au brun. incolore ou - rarement - vert (Rose et Lietz, 1954 ; Neumann et Schmetzer, 1984).
L'irradiation aux rayons UV détruira également les centres de couleur et, par conséquent, une exposition prolongée au soleil fera lentement disparaître l'améthyste (Currier, 1985). La photo de droite montre les effets de la chaleur (en bas à gauche et à droite) et de l'irradiation UV (en haut à droite) sur la couleur d'un spécimen d'Uruguay.
L'améthyste est pléochroïque (Haidinger, 1847 ; Pancharatnam, 1954 ; Raman, 1954) : lorsque la polarisation de la lumière passe de parallèle à l'axe c à perpendiculaire à l'axe c, l'améthyste change de couleur du bleu-violet au violet. . L'intensité de l'effet varie considérablement et des changements de teinte en fonction de la direction de la lumière transmise peuvent être observables à l'œil nu, en particulier dans les cristaux présentant un développement de couleur zonaire, pouvant même présenter un bleu ciel. tons.
Les cristaux d'améthyste ne sont pas très gros, les cristaux de plus de 30 cm sont très rares.
On le trouve sous diverses formes et formes, les formes de croissance les plus courantes sont :
1. Des agrégats de cristaux Druzy qui dessinent des cavités ; les cristaux sont généralement à prismes courts et manquent souvent de faces de prisme. Plus commun dans les roches volcaniques, mais aussi dans les veines hydrothermales, et même dans les cavités des roches sédimentaires ;
2. Sceptres (prolifération syntaxique tardive) sur d'autres variétés de quartz de couleur, en particulier dans les environnements à haute et moyenne température comme les fissures de type alpin et les pegmatites
3. Cristaux à croissance fractionnée ("quartz d'artichaut") dans les veines hydrothermales des gisements de minerai, mais aussi dans les roches volcaniques.
4. Sous forme de cristaux individuels bien formés dans de petites cavités et fissures, en particulier dans les roches volcaniques.
5. Comme remplissage de veines hydrothermales , souvent avec plusieurs phases de croissance de couleur variable qui provoquent un motif de bandes.
En général, seules les formes cristallographiques courantes du quartz, le prisme hexagonal et les rhomboèdres positifs et négatifs se retrouvent sur les cristaux d'améthyste. L'améthyste Druzy peut manquer de faces de prisme. Les cristaux avec des faces supplémentaires comme les bipyramides trigonales ne sont connus que dans très peu de localités.
L'améthyste contient souvent des zones de jumelage polysynthétique selon la loi du Brésil, c'est-à-dire qu'elle est composée de couches alternées de domaines jumeaux droitiers et gauchers, généralement sous les faces rhomboédriques positives ("faces r" {1 0 -1 1} ; Brewster 1823 ; McLaren et Pitkethly, 1982 ; Taijing et Sunagawa, 1990). Habituellement, cela ne peut pas être reconnu sur la surface du cristal à moins qu'il ne soit gravé, mais certaines améthystes de certaines localités présentent un motif « d'empreinte digitale » sur les faces rhomboédriques qui reflète la géométrie des domaines gauche et droit, comme le spécimen d'Uruguay. indiqué ci-dessous.
