La couleur de l’améthyste provient de centres de couleur dans le quartz. Ceux-ci sont créés lorsque des traces de fer sont irradiées ( à partir du rayonnement naturel des roches).
La couleur violette du verre de la ville fantôme provient de petites quantités de manganèse dans le verre lorsqu’il a été exposé à la lumière ultraviolette. Le manganèse a été utilisé comme un ingrédient clarifiant dans le verre de 1860 à 1915. Avant cela, le plomb était utilisé, et par la suite, le sélénium est utilisé.
Le quartz contiendra couramment des traces de fer ( de l’ordre de 10 à 100 parties par million de fer). Une partie de ce fer se trouve dans des sites normalement occupés par le silicium et une autre partie est interstitielle ( dans des sites où il n’y a normalement pas d’atome). Le fer est généralement dans l’état de valence +3.
Le rayonnement gamma ( de la désintégration nucléaire dans les roches environnantes ) peut faire tomber un électron d’un site du réseau de fer et déposer l’électron dans un fer interstitiel. Ce fer +4 absorbe certaines longueurs d’onde (357 et 545 nanomètres) de la lumière provoquant la couleur améthyste. Vous devez avoir un quartz qui contient les bonnes quantités de fer et qui est ensuite soumis à suffisamment de rayonnement naturel pour provoquer la formation des centres de couleur.
Il a été démontré que la couleur de l’améthyste résulte de la substitution par irradiation du fer trivalent (Fe+3) au silicium dans la structure, en présence d’oligo-éléments de grand rayon ionique, et, dans une certaine mesure, la couleur de l’améthyste peut naturellement résulter du déplacement d’éléments de transition même si la concentration en fer est faible.
L’améthyste se présente dans des teintes primaires allant d’un violet rosé clair à un violet profond. L’améthyste peut présenter une ou les deux teintes secondaires, rouge et bleu. Les meilleures variétés d’améthyste se trouvent en Sibérie, au Sri Lanka, au Brésil et en Extrême-Orient. La qualité idéale est appelée « Deep Siberian » et présente une teinte violette primaire d’environ 75-80%, avec 15-20% de teintes secondaires bleues et (selon la source de lumière) rouges.