A cor na ametista vem dos centros de cor no quartzo. Estes são criados quando quantidades vestigiais de ferro são irradiadas (da radiação natural nas rochas).
A cor roxa no vidro da cidade fantasma vem de pequenas quantidades de manganês no vidro quando este foi exposto à luz ultravioleta. O manganês foi usado como um ingrediente clarificante no vidro de 1860 a 1915. Antes disso, foi usado chumbo e, posteriormente, selênio.
Quartzo geralmente contém quantidades vestigiais de ferro (na faixa de 10 a 100 partes por milhão de ferro). Alguns destes ferros encontram-se em locais normalmente ocupados por silício e outros são intersticiais (em locais onde normalmente não existe um átomo). O ferro está normalmente no estado de valência +3.
A radiação de raios gama (da decomposição nuclear nas rochas circundantes) pode derrubar um elétron de um local de malha de ferro e depositar o elétron em um ferro intersticial. Este ferro +4 absorve certos comprimentos de onda (357 e 545 nanômetros) de luz causando a cor da ametista. Você precisa ter quartzo que contenha as quantidades certas de ferro e depois é submetido a radiação natural suficiente para causar a formação dos centros de cor.
A cor da ametista tem demonstrado resultar da substituição por irradiação de ferro trivalente (Fe+3) por silício na estrutura, na presença de elementos vestigiais de grande raio iônico, e, até certo ponto, a cor da ametista pode resultar naturalmente do deslocamento de elementos de transição mesmo que a concentração de ferro seja baixa.
A ametista ocorre em tons primários desde um violeta rosado claro até um púrpura profundo. Ametista pode exibir uma ou ambas as tonalidades secundárias, vermelho e azul. As melhores variedades de ametista podem ser encontradas na Sibéria, Sri Lanka, Brasil e no Extremo Oriente. O grau ideal é chamado de “Siberiano profundo” e tem uma tonalidade roxa primária de cerca de 75-80%, com 15-20% de azul e (dependendo da fonte de luz) tonalidades secundárias vermelhas.