Formazione dell'ametista: come si forma l'ametista?

Come si forma l'ametista?

L'ametista si forma quando tracce di impurità di ferro (Fe³⁺) e altri metalli di transizione sostituiscono gli atomi di silicio nella struttura cristallina del quarzo . L'irradiazione naturale esalta ulteriormente il colore. A seconda del tipo e della quantità di radiazioni, l'ametista risultante può presentare una varietà di tonalità viola.

1. Origine idrotermale: l'ametista cristallizza da fluidi caldi e ricchi di silice che circolano attraverso la crosta terrestre. Questi fluidi sono spesso associati all’attività vulcanica o alle sorgenti idrotermali, dove le temperature possono raggiungere diverse centinaia di gradi Celsius.

2. Cristallizzazione del quarzo: quando il fluido idrotermale si raffredda, la silice disciolta (SiO₂) precipita e forma il quarzo , il minerale a cui appartiene l'ametista. Ciò si verifica tipicamente all'interno di cavità all'interno di rocce vulcaniche, geodi o fratture in formazioni rocciose esistenti.

3. Incorporazione del ferro: oligoelementi di ferro (Fe³⁺) e altri metalli di transizione presenti nel fluido vengono incorporati nel reticolo di quarzo in crescita. Queste impurità agiscono come cromofori, assorbendo selettivamente specifiche lunghezze d'onda della luce e generando il caratteristico colore viola dell'ametista.

4. Attivazione delle radiazioni: le radiazioni naturali provenienti dalle rocce circostanti o dai raggi cosmici eccitano ulteriormente le impurità di ferro all'interno del reticolo di quarzo . Questa radiazione esalta il colore viola dell'ametista attraverso transizioni elettroniche all'interno del cromoforo, portando a tonalità più profonde e vibranti.

5. Condizioni geochimiche: la tonalità e l'intensità specifiche del colore dell'ametista sono influenzate da diversi fattori, tra cui il tipo e la concentrazione delle impurità di ferro, la durata e l'intensità dell'esposizione alle radiazioni e la presenza di altri oligoelementi all'interno del reticolo cristallino.

6. Crescita e suddivisione in zone dei cristalli: la formazione dell'ametista può avvenire nel corso di milioni di anni, con cristalli che crescono lentamente e gradualmente. Ciò può portare a bande o zone di colore all’interno del cristallo, che riflettono le variazioni nella concentrazione delle impurità di ferro e i tempi di esposizione alle radiazioni durante tutto il processo di crescita.

7. Formazione dei geodi: in alcuni casi, i cristalli di ametista si formano all'interno dei geodi, che sono cavità cave all'interno di rocce vulcaniche rivestite con cristalli minerali . Questi geodi possono contenere splendidi esemplari di ametista con facce di cristallo ben sviluppate e intricati motivi cromatici.

Il colore dell'ametista della maggior parte delle località è distribuito in modo non uniforme nei singoli cristalli. Nei geodi di ametista, è spesso più intenso nelle zone di crescita sotto le facce romboedriche (sulle punte). Occasionalmente il colore è più profondo sotto le facce romboedriche r o z, conferendo al cristallo l'aspetto di una girandola se visto dall'alto. Nei cristalli prismatici il colore può apparire in strati sottili come fantasmi, mentre negli scettri e nei quarzi scheletrati il ​​colore è spesso concentrato lungo i bordi e accompagnato da zone fumose. Nonostante il colore intenso, il contenuto di ferro che occupa le posizioni Si nell'ametista è piuttosto basso, nell'intervallo 10-100 ppm (Dennen e Puckett, 1972).

Quando riscaldata a più di circa 300-400°C, l'ametista perde il suo colore viola e spesso diventa gialla, arancione o marrone, e poi assomiglia alla varietà di quarzo citrino , ma a seconda della località e della temperatura durante il trattamento termico può anche virare incolore o - raramente - verde (Rose e Lietz, 1954; Neumann e Schmetzer, 1984).

Anche l'irradiazione con luce UV distruggerà i centri di colore e di conseguenza l'esposizione prolungata alla luce solare farà sbiadire lentamente l'ametista (Currier, 1985). La foto a destra mostra gli effetti del calore (in basso a sinistra e a destra) e dell'irradiazione UV (in alto a destra) sul colore di un esemplare proveniente dall'Uruguay.

L'ametista è pleocroica (Haidinger, 1847; Pancharatnam, 1954; Raman, 1954): quando la polarizzazione della luce cambia da parallela all'asse c a perpendicolare all'asse c, l'ametista cambia il suo colore da blu-viola a viola . L'intensità dell'effetto è molto variabile, e ad occhio nudo possono essere osservabili cambiamenti di tonalità a seconda della direzione della luce trasmessa, in particolare nei cristalli con sviluppo zonale del colore, che possono presentarsi anche azzurro cielo toni.

I cristalli di ametista non diventano molto grandi, i cristalli più lunghi di 30 cm sono molto rari.
Si trova in varie forme e forme, le forme di crescita più comuni sono:
1. Aggregati cristallini drusi che delineano cavità; i cristalli sono generalmente prismatici corti e spesso mancano di facce prismatiche. Più comune nelle rocce vulcaniche, ma anche nelle vene idrotermali, e perfino nelle cavità delle rocce sedimentarie;

2. Scettri (crescita eccessiva sintassiale tardiva) su altre varietà di quarzo colorate, in particolare in ambienti a temperatura da alta a media come fessure di tipo alpino e pegmatiti

3. Cristalli a crescita divisa ("quarzo di carciofo") in vene idrotermali in depositi minerari, ma anche in rocce vulcaniche.

4. Come cristalli singoli ben formati in piccole cavità e fessure, in particolare nelle rocce vulcaniche.

5. Come riempimento di vene idrotermali , spesso con diverse fasi di crescita di colore variabile che provocano un disegno a bande.

In generale sui cristalli di ametista si ritrovano solo le comuni forme cristallografiche del quarzo, il prisma esagonale e il romboedro positivo e negativo. L'ametista drusa può non avere facce prismatiche. Cristalli con facce aggiuntive come le bipiramidi trigonali sono conosciuti solo da pochissime località.

L'ametista contiene spesso zone di gemellaggio polisintetico della legge brasiliana, cioè è composta da strati alternati di domini gemelli destrorsi e mancini, tipicamente sotto le facce romboedriche positive ("facce r" {1 0 -1 1}; Brewster 1823 ; McLaren e Pitkethly, 1982; Taijing e Sunagawa, 1990). Di solito, questo non può essere riconosciuto sulla superficie del cristallo a meno che non sia inciso, ma alcune ametiste provenienti da alcune località mostrano un motivo a "impronta digitale" sulle facce romboedriche che riflette la geometria dei domini sinistrorsi e destrorsi, come l'esemplare proveniente dall'Uruguay. mostrato di seguito.