Radioaktive Elemente wie Uran, Thorium, Kalium und deren Zerfallsprodukte können bei Mineralien bestimmte Verfärbungen bewirken.

Voraussetzung dafür sind Baufehler, die in den Kristallgittern natürlicher Kristalle immer vorhanden sind.
Solche Gitterbaufehler werden Farbzentren (F-Zentren) genannt.
In einem lonenkristall kann ein Baufehler darin bestehen, daß ein negativ geladenes Ion in der Kristallstruktur (Gitter) fehlt
und der dadurch freigewordene Raum durch ein Elektron eingenommen wird. (siehe auch Kapitel "Atomstruktur des Quarzkristalles" )

Diese mit einem Elektron besetzte Anionen-Lücke ("Fehlstelle oder Leerstelle") kann Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbieren.
Sie wirkt als Farbzentrum. Ein Farbzentrum führt zur Absorption bestimmter Wellenlängen des sichtbaren Lichts und
das Mineral zeigt dann die entsprechende Komplementärfarbe.
(Die Komplementärfarbe ist diejenige Farbe, die sich ergibt, wenn man aus dem weißen Licht das eine Summe alter Spektralfarben darstellt, Licht bestimmter Wellenlängen herausnimmt).
Je nach der Position der Farbzentren im Kristallgitter zueinander, können sie die Absorption bestimmter Wellenlängen herbeiführen
und damit bestimmte Farben bewirken.
Wenn zahlreiche gleichartige Baufehler in einem Kristall vorhanden sind, erscheint dieser gefärbt.
Solche Kristalle werden idiochromatisch = eigenfarben genannt ( im Gegensatz zu allochromatischen fremdgefärbten Kristallen).

Definition nach LEHMANN 1977 :
"Farbzentren sind durch energiereiche ionisierende Strahlung gebildete elektronische Defekte".

Die Bildung von Farbzentren wird durch Verunreinigungen begünstigt, ferner durch Erwärmung und Verformung der Kristalle.

Die Färbung in Mineralien durch Farbzentren ist häufig, zur Erzeugung dieser Bestrahlungsverfärbungen reichen sehr geringe
Gehalte radioaktiver Elemente. So reichen Promille von Urangehalten aus, um in langen Zeiträumen Fluorit blau-violett zu verfärben.

Weitere Beispiele:

*** Anhydrit, Coelestin, Baryt - sämtlich mit blauer Bestrahlungsverfärbung;
*** Amethyst, Rauchquarz, Citrin, Ametrin, Rosenquarz, alle mit verschiedener Bestrahlungsverfärbung.

Durch Erhitzen der Kristalle auf etwa 500°C kann die Bestrahlungsverfärbung rückgängig gemacht werden, dabei verschwinden die
Gitterstörungen unter Energieabgabe (Aufleuchten, sog. Thermolumineszenz).

Bestrahlungsverfärbungen an Kristallen lassen sich auch künstlich im Labor hervorrufen.


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Erst ab 1960 begann man die Strukturen der Kristalle mit neuen Techniken und Methoden zu ermitteln:
*** Paramagnetische Elektronen - Resonanz EPR, (früher Elektronenspin Resonanz - ESR genannt),
*** Atomabsorptions-Analyse - AAA.

Mit der AAA kann man Elemente in einer Konzentration von nur einem millionstes Prozent zuverlässig ermitteln.

Die EPR kann "ungepaarte Elektronen" in einem Stoff nachweisen und im Kristallgitter lokalisieren.

Der Begriff Farbzentrum wurde ursprünglich für Strahlungsdefekte in blauem Steinsalz geprägt,
heute wird er auf alle Strahlungsdefekte in Nichtleitern angewandt.

Solche energiereiche Strahlung kann sein: radioaktive Strahlung oder Höhenstrahlung in der Natur;
Röntgen-, y- oder Neutronen Strahlung im Experiment.

Bei Quarzkristallen ist für die Bildung eines Farbzentrums die Anwesenheit von
Fremdionen in der Kristallstruktur erforderlich.

Ist die Strahlung genug energiereich setzt sie in der Struktur Elektronen frei.
Dabei findet eine Umverteilung von Elektronen statt, wobei ein Elektron von einer lonenart abgegeben
und von einer anderen lonenart metastabil eingefangen wird.
Es entsteht so ein komplementäres Paar von Farbzentren; ein Defektelektronenzentrum, das ein Elektron
verloren hat und ein Elektronenzentrum, das ein Elektron aufgenommen hat.

Die meisten Farbzentren enthalten ungepaarte Elektronen, sehr oft kann man sie als ungewöhnliche
Wertigkeitsstufe eines Elements ansehen.
Der Vorgang der Farb-Zentrenbildung ist reversibel.

Beispiele für Baueinheiten im Quarz-Kristallgitter:

	SiO4 - Tetraeder verursachen keine Färbung und keine Farbänderung bei Bestrahlung oder Erhitzung.
	Der Einbau von Aluminium anstelle von Silicium kann bei Bestrahlung zu Rauchquarz führen. Die freigewordene negative Ladung e- wird durch ein positives Ion, z.B. Li+ oder Na+ kompensiert.
	Eisen anstelle von Si und Fe auf Zwischen-Gitterplätzen führt bei Bestrahlung zur Amethystfarbe. Die freigewordene negative Ladung e- wird von einem Fe auf Zwischen-Gitterplatz aufgenommen und kompensiert.

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"Um eine deutliche oder kräftige Amethystfarbe zu erlangen, muß ein richtig
eisendotierter, lamellar brasilianisch verzwillingter Quarzkristall genügend
lange bestrahlt werden.
Aus Vergleichen mit der Bestrahlungsintensität und -dauer bei der Synthese
von Amethyst läßt sich abschätzen, daß bei einer natürlichen y-Dosisleistung
von 1 mGy/a (1 Milli-Gray pro Jahr) - dies ist der Mittelwert für magmatische
Gesteine - eine Bestrahlungsdauer von rund 5 Millionen Jahren erforderlich
sein dürfte, um eine deutliche Violettfärbung zu bewirken"
(WAGNER,LORENZ MPI für Kernphysik, Heidelberg).

Das Absorptionsspektrum von Amethyst zeigt bei der
Wellenzahl 18350 cm-1 entsprechend der Wellenlänge 545 nm
eine Absorptionsbande, die für die violette Farbe verantwortlich ist.

Fast alle natürlichen Amethystkristalle sind nach dem
Brasilianergesetz verzwillingt; sie zeigen nach Ätzung
die typische Zwillings-Lamellierung (gelegentlich auch
an natürlichen Kristallen zu sehen).

*** hinterer Anschliff zeigt umgebendes Muttergestein

*** unterer Anschliff zeigt den Übergang zur Drusenwand.

*** aufgeschlagenes Fenster ( 7 cm kreisrund ),

*** Farbe tiefviolett,

*** nierenförmiger Hohlkörper, 17 cm lang, 11 cm hoch,

*** Kristalle nach Gesetz der geometrischen Auswahl
gewachsen



*** Kristalle teilweise mit Eisenhaut überzogen,

*** Calcitkristallisation auf der Geodensohle,

*** Infiltrationskanäle für Lösungen (Quarz/Calcit) erkennbar.

*** aus Drusen und Spalten eines verquarzten Dolomits,

*** geschliffenes und poliertes Belegstück
einer 1972 erloschenen Fundstelle,

*** Größe 25 x 15 x 6 mm,

*** weiße und violette Bänderung unterschiedlicher Stärke.

*** Ausschnitt eines Quarzgangstückes
von 93 x 60 x 30 mm Größe.

*** eine Fläche geschnitten und poliert.

*** die Gangfüllung fängt am linken "Salband"
(seitliche Gang-Grenzfläche) des Ganges mit
tiefdunklen bis zu 6 mm großen Amethystkristallen an.
Die folgende 30 mm breite Schicht aus grobkristallinen
Klarquarz geht in einen 27 mm breiten bunten
Achat-Lagenbereich über.

Amethystkristalle in einer aus einem Drusenhohlraum herausgelöste Quarz-Wandauskleidung.

*** Das zarte wie ein Vorhang wirkende Gebilde mißt
140 x 110 mm und ist max. nur 5 mm dick.

*** Ein Rand mit auslaufenden durchsichtigen
Quarzkristallen zeigt die Wachstumsrichtung der
Wandauskleidung an. Die anderen Ränder zeigen
Bruchkanten.

*** Aus der weißen, durchscheinenden kristallinen
Quarzsubstanz wachsen in ungeordneter Richtung
einige gut ausgebildete amethystfarbene
Einzelkristalle heraus. Sie sind in der c-Achse bis zu
12 mm lang und haben horizontale Achsen bis zu 6 mm.

Diese Kristalle sind wasserklar und zeigen winzige
Einschlüsse von Hämatitkriställchen (wahrscheinlich
die Lieferquelle für die amethystfarbene Umwandlung).


Vergrösserung von Kristallen.

*** Größe: 15 x 13 x 7,5 mm.

*** Gewicht: 8,93 Carat

*** Schliffart: Sternschliff.

*** Schlifform: antik.

*** Farbe: fliederfarben-tiefviolett.

*** 24 Stücke

*** verschiedene Größen 9 bis 2 mm

*** Schliffart Facettenschliff
-- Treppenschliff
-- Scherenschliff
-- Sternschliff

*** Schlifformen
-- oval
-- Carré
-- rund
-- Olive

*** verschiedene violette Farbtöne.

*** als Cabochon geschliffen,

*** Größe: 20 x 10mm, 5 mm hoch.
*** Farbe: durchsichtig, wolkig, hell- bis dunkelviolett.

*** Größe: 14 x 9 mm. 4 mm hoch,
*** Farbe: durchsichtig streifig hellviolett.

*** Größe: 28 x 17 mm, 10 mm hoch, Größe:
*** undurchsichtig Mitte tiefviolett, Spitzen weiß

In Rauchquarzen gilt:

Al ~ Summe Li + Na + H, aber Li + Na > H, das heißt:
die Gesamtheit aller AI-Atome ist ungefähr gleich der Summe aller Li-, Na- und H-Atome,
wobei die Summe der Li + Na-Atome größer ist, als die Zahl der H-Atome.

Der Spurenelementgehalt der Rauchquarze obiger Tabelle liegt in derselben
Größenordnung wie derjenige der farblosen Friedlaenderquarze. Farblose Quarze
mit entsprechenden Spurenelementanteilen sind also potentielle Rauchquarze.
Sie blieben farblos, weil:

*** eine natürliche vom Gestein ausgehende ionisierende Strahlung fehlte, oder

*** die Aufenthaltsdauer solcher Kristalle bei tiefen Temperaturen
(unter 180° C) zu kurz war, um zu einer sichtbaren Farbzentrenbildung zu führen.

Die wenigsten der Rauchquarze sind bis zur Sättigung gefärbt, sie enthalten
weitere potentielle Farbzentren. Durch ionisierende Bestrahlung lassen sie
sich nachdunkeln.

Interessant ist die Feststellung, dass alpine Rauchquarze erst nach ihrem Wachstum
gefärbt wurden. Die Kristalle wuchsen als farblose Bergkristalle, bei Temperaturen
zwischen 500° und 300°, also bei Temperaturen, die weit über dem Stabilitätsbereich
der Rauchquarz-Farbzentren liegen.
Die Bräunung begann erst bei Temperaturen unter 180° und musste nun über eine
genügend lange Zeit andauern.

Werden Rauchquarze auf über 180° C erhitzt, so genügt die kinetische Energie,
um die locker gebundenen Elektronen soweit anzuregen, daß sie vom
Elektronenzentrum wieder zum Defektelektronenzentrum zurückkehren.
Die Zerstörung ist von Thermolumineszenzerscheinungen begleitet, insbesondere
wenn der Vorgang bei höheren Temperaturen sehr rasch verläuft.

Es wurden auch zweifarbige Kristalle mit rauchquarzfarbigen und farblosen Zonen bekannt.
Bei solchen Bildungen erfüllte der Spurenelementeinbau offenbar nur zeitweise die
Bedingungen zur Rauchquarzfärbung.

Alle diese Kristalle werden beim Erhitzen vollständig farblos,
es sind also echte Rauchquarze

Die bekannteste Strahlungsverfärbung des Quarzes zeigt
der Rauchquarz.
Sehr dunkel gefärbte Rauchquarze werden Morion genannt,
sie enthalten die höchste Konzentration an Farbzentren.

In der dicht gepackten Quarzstruktur kann das Siliziumion
SiO4+ nur relativ schwer durch Fremdionen ersetzt werden,
nämlich nur, wenn deren Ionenradius klein genug ist um im
"Käfig" des Sauerstofftetraeders Platz zu finden.

Häufig wird auf Gitterplätzen Si4+ (lonenradius 0,40 Ä)
durch Aluminium Al3+ (lonenradius 0,57 A) ersetzt, wobei zum
Ladungsausgleich auf einem benachbarten Zwischengitterplatz
ein einwertiges Ion-Wasserstoff H+, Lithium Li+ (lonenradius 0,68 Ä)
oder Natrium Na+ (lonenradius 0,98 Ä) hinzutritt.

In der Quarzstruktur kann also (SiO4)4- Tetraeder durch
(SiO4)5- Tetraeder substituiert werden, wobei zum
Ladungsausgleich auf benachbarten Zwischengitterplätzen
ein einwertiges Kation, Li+, Na+ oder H+ sein muss.

Diese Substitution an sich bewirkt noch kein Farbzentrum,
es ist dazu eine Energiezufuhr nötig.
Durch natürliche radioaktive Strahlung, die von einem Gehalt
des Gesteins an Uran, Thorium oder radioaktivem Kalium
ausging, konnte diese Energie dem Quarz zugeführt werden.

Durch komplizierte physikalische Vorgänge wurden so
Rauchquarzfarbzentren gebildet, wobei das Al-Zentrum
ein Elektron abgibt, das dem einwertigen Kation zugeführt wird,
das hier dadurch zum Atom ( Li° ) wird:

Ein schönes Belegstück zur obigen Genese-Beschreibung.

Rauchquarz und Morion
als Stufe mit zweifarbigen Kristallen
(farblose Zonen wechseln mit farbigen Zonen).

*** Größe: 13 x 11 x bis 4 cm Höhe

*** Einzelkristallgröße: 3 bis 22 mm Dicke, bis 50 mm Höhe
*** unter den Kristallen sind gute Beispiele für mögliche Formenkombinationen ( Tracht ).
So läßt sich z.B. an einem Kristall (2,5 cm neben dem größten
der Gruppe) die negative Trapezoederfläche -x' unter der negativen Rhomboederfläche z erkennen.
Nach RYKART "Quarz-Monographie" eine große Seltenheit.
Damit ist dieser Einzelkristall als Linksquarz identifizierbar.

schönes Studienobjekt über die Bildung besonderer
Wachstumsformen von Quarzen im Dauphiné-Habitus.

*** Stufengröße: 110 x 70 mm, bis 4 cm Höhe.
Einzelkristallgröße:
bis 30 mm Höhe in c-Achse, bis 12 mm in den horizontalen.

*** Auf einer Kluftansatzfläche aus einem Gemisch aus grobkristallinen, teilweise angelöstem Quarztrümmern ist ein Aggregat mit wasserklaren,
schön ausgebildeten Rauchquarzkristallen im langprismatischen
Dauphiné-Habitus gewachsen,

*** Größe : 30 mm in der C-Achse,
13 mm in den 3 horizontalen Achsen.

*** Einzelkristall als Schwimmer kristallisiert.

*** Farbe außen sehr dunkel = Morionvarietät d.h.
höchste Konzentration an Farbzentren,
Kristall im Gegenlicht braun durchscheinend.

*** Prismenflächen sind charakteristisch horizontal
quergestreift durch schmale eingeschaltete Rhomboederflächen.

*** der obere Kristallteil hat parallel zu nur einer
Rhomboederfläche eine Schicht Mikrolin eingeschlossen, sie bildet
so einen teilweisen Phantomquarz.

*** Kristallbruchstuck ringsherum geschliffen und poliert,
alle Kanten gefast.

*** Größe: Basis 37 x 35 mm, runde Spitze 35 x 17 mm.
Höhe 50 mm.

*** makrokopisch sind syngenetische Einschlüsse von bis
zu 41 mm langen und hauchdünnen goldgelben Nadeln
zu sehen. Die Kristalle scheinen im Quarz zu schweben,
sie sind in verschiedene Richtungen orientiert.

*** unter der Lupe sind syngenetische (primäre) Phaseneinschlüsse
von Quarz-Negativformen zu erkennen, in denen jeweils ein Gasbläschen beweglich schwebt.

*** nach Abschluss der hydrothermalen Bildungsphase wurde der Quarzkristall, durch Einwirkung natürlicher radioaktiver Strahlung
vom Kluftgestein aus, leicht rauchquarzfarbig.

*** facettiert Schliffart: Treppenschliff, Schlifform: Viereck

*** Größe: 21 x 21 mm, 13 mm hoch.

*** wasserklar, zart rauchfarben.

***
-- Schliffart: Fantasie,
-- Schlifform: oval.

*** Größe: 18 x 14 mm, 8 mm hoch.

*** durchsichtig intensiv rauchfarbig (aber unbehandelt).

*** geschliffen als Cabochon,

*** Größe: 28 x 20 mm, 8 mm dick; 38,44 Karat,

*** makrokopisch sind syngenetische Einschlüsse von
bis zu 14 mm langen grünen und braunen Nadeln aus
AKMIT Ägerin NaFe'''[Si2O6] , einem Kettensilikat der Pyroxengruppe,
zu erkennen.
Die Kristalle scheinen im Quarz zu schweben.

*** unter der Lupe sind syngenetische (primäre)
2 Phaseneinschlüsse von Quarz-Negativformen
zu erkennen, die eine Flüssigkeit( CO2) und ein
Gasbläschen (Wasserdampf) enthalten.

*** nach Abschluss der hydrothermalen Bildungsphase
wurde der Quarzkristall, durch Einwirkung natürlicher
radioaktiver Strahlung vom Kluftgestein aus, rauchquarzfarbig

Allgemeines zum Citrin.

Citrine sind strahlungsverfärbte natürliche gelbe bis gelbbraune
durchsichtige Quarze, die ihre Farbzentren durch [ AlO4 ] - Tetraeder
erhalten.

Gelbe Quarze, die durch Brennen von Amethyst erhalten werden, sind
keine eigentlichen Citrine dürfen im Handel aber so benannt werden.

Die Farben des Citrin zeigen alle Nuancen von gelb, und blaß- bis
dunklem braunrot.
Im Edelsteinhandel wurden früher bestimmte Farbtöne fälschlicherweise
als "Goldtopas" bezeichnet.
Dunkle, rotbraune Steine werden wegen ihrer Farbe mit der des
Madeiraweines verglichen daher als "Madeira-Citrine" gehandelt.

Citrin ist, anders als der Amethyst, ziemlich homogen gefärbt

Nach RYKART sind von Kristallflächen begrenzte Citrinkristalle selten.

Über die Färbeursache der echten, natürlich vorkommenden Citrine
weiß man noch wenig Genaues.

Untersuchungen von LEHMANN, 1977, zeigen, dass die Färbeursache der natürlichen Citrine und der Rauchquarze eine enge Verwandtschaft zeigt.
Auch im Citrin sind Silizium-Ionen durch Aluminium substituiert (siehe Rauchquarz-Farbzentren).
Das jeweils einzelne ungepaarte Elektron wird jedoch, anders als beim Rauchquarz, nicht zwischen den Sauerstoffatomen ausgetauscht.
In jedem Citrin-Farbzentrum gibt es folglich ein bevorzugtes
Sauerstoffatom, nämlich das mit dem ungepaarten Elektron.

LEHMANN zeigt, dass in den Citrin-Farbzentren einer der Aluminium-
Sauerstoff-Abstände deutlich länger ist, als die Abstände im Rauchquarz.
Dies wird ermöglicht, wenn in unmittelbarer Nachbarschaft ein Sauerstoff-
oder Silizium-Ion fehlt.

Auffällig ist der gegenüber Rauchquarz höhere Wasserstoffgehalt.

Echte Citrine verblassen beim Erhitzen auf Temperaturen über 200° C.
Das Zentrum ist also um ein geringes stabiler als das Rauchquarz-
farbzentrum.

Durch ionisierende Bestrahlung bilden sich die Farbzentren in
gebleichten Citrinen zurück und die Gelbfärbung erscheint wieder.

In vielen Kristallen liegen nebeneinander Rauchquarz- und Citrinzentren.
Sind höhere Anteile an Citrinzentren vorhanden, so zeigen Rauchquarze
eine abweichende Färbung.
Solche Kristalle sind in der Durchsicht gelblicher.

LEHMANN u. BAMBAUER, 1973, geben für Citrin folgende Spurenelementgehalte in Atomen pro 106 Siliziumatome an:

Wasserstoff = 1 - 1000 (vermutete Größe)
Lithium = 10 - 300
Natrium = 13 - 200
Kalium = 4 - 55
Aluminium = 10 - 800
Eisen = 10 - 350
Titan = 0 - 5
Mangan = 0 - 60
Magnesium = 10 - 300
Calcium = 6 - 700

Citrin als Einzelkristall.

*** Wasserklarer, kurzprismatischer Kristall im
pseudohexagonalem Habitus ohne akzessorische
Flächen (am Kopf nur fast gleiche große Flächen r und z).

*** Die wahrscheinlich überkrusteten Flächen sind
unter Beibehaltung der Proportionen alle geschliffen
und poliert um eine bessere Einsicht auf die
Phantombildung im Kristallinneren zu gewinnen.

*** Größe: 56 mm in der c-Achse,
30 mm in den horizontalen Achsen.


*** Farbe: zarter Gelbton, Phantome rauchbraun.

*** Im Kristallinneren sind als Phantome die zarten
schleierhaften
Umrisse älterer Kristalle deutlich sichtbar.

Der Fuß des Kristalles zeigt eine Schlierenbildung und
den Einschluß eines farblosen verzerrten Quarzkristalles.

*** als (behandelte - bestrahlte) Kristallgruppe.

*** Größe des Handstückes:80 x 30 mm,26 mm hoch.

*** Größer Kristall bis 5 mm.

*** Farbe: transparent mit honigbraunen Farbvarianten

Citrin

*** als natürlich vorkommende (unbehandelte) Kristallgruppe.

*** Größe des größten Kristalles:
52 mm in der c-Achse
30 und 25 mm in den horizontalen Achsen.

*** Farbe: transparent mit gelblichen Farbvarianten.

*** Farbe: wasserklar naturfarben gelblich.

*** Größe: 31mm in der c-Achse
15 x 13 x 9 mm in horizontalen Achsen.

*** Wachstumsstörungen auf einer Prismenfläche,
Hämatiteinschlüsse schon makroskopisch sichtbar.

*** Größe: 15 x 25 mm;

*** Rückseite angeschliffen; wahrscheinlich sollte der Stein zum
Schmuckstück geschliffen werden; der Versuch scheiterte an
Hohlräumen im Kristall.

*** der Einzelkristall stammt aus einer Geode, er zeigt den typischen
Habitus nach dem Gesetz der geometrischen Auswahl und die
entsprechenden durch Wachstumsstörungen erzeugten verzerrten
Kristall-Prismenflächen und eine abgebrochene Keimspitze.

*** Farbe: wasserklar naturfarben gelblich.

*** Größe: 38mm in der c-Achse, 35 mm in horizontalen Achsen.

*** der Einzelkristall stammt aus einer Geode, er zeigt den
typischen Habitus nach dem Gesetz der geometrischen Auswahl
und die entsprechenden durch Wachstumsstörungen erzeugten
verzerrten Kristall-Prismenflächen und eine heile Keimspitze.

*** Farbe: naturfarben dunkelorange,
für Quarz eine herrlich intensive Farbe

*** aufwendiger Ceylon Facettenschliff - Sternschliff
Schlifform Trillium

*** Größe: 15 x 15 mm, 12 mm hoch

*** Gewicht: 11,14 Carat

*** Farbe: naturfarben honiggelb

*** aufwendiger Facettenschliff-Scherenschliff, Schlifform Baguette

*** Größe: 9 mm lang, 7 mm breit, 5 mm hoch

*** Gewicht: 4 Carat

***
-- Schliffart: Sternschliff,
-- Schlifform: oval.

*** Größe: 17 x 13 mm, 7 mm hoch.

*** durchsichtig gelb.

Allgemeines zum Ametrin.

Der zweifarbige durchsichtige Ametrin wurde als Quarzvarietät
erstmals 1985 AUF Börsen bekannt.

Es waren dies bis 25 cm lange Sprossenquarze, die teils amethystfarbig,
teils citrinfarbig sind.

Die Kristalle stammen aus Anay in der Prov. Santa Cruz in Bolivien,
wo sie aus Drusen im Quarzitfels gebrochen werden (Mitt. J. SIBER).
Die Ametrinquarze liegen Weitungen von Quarzflözen und -gängen,
die mehr oder weniger steil einfallend in einem sonst relativ ungestörten Sedimentgestein aus nur schwach metamorphosierten Mergel- und
Tonschichten.


Die beiden Farbvarietäten liegen in streng abgegrenzten
Wachstumsbereichen, die nur an polierten Kristallschnitten
senkrecht zur C-Achse gut erkennbar sind.
Die Wachstumssektoren unter

*** dem positiven Rhomboeder r sind amethystfarbig,

*** während diejenigen unter dem Rhomboeder z citrinfarbig sind.

KOIVULA, 1980, untersuchte solche Quarze, damals noch unbekannter
Herkunft. Er zeigt die polysynthetische Brasilianerverzwillingung dieser Kristalle, sichtbar in den positiven Wachstumsbereichen, entsprechend
der Abb. 96.

Beim Erhitzen werden die citrinfarbigen Partien vollständig entfärbt,
die amethystfarbigen Anteile werden gelb und nehmen die Färbung
gebrannter Amethyste an.
Die Ametrine enthalten also in getrennten Wachstumsbereichen
Citrinfarbzentren (siehe Citrin) und Amethystfarbzentren.
Das heißt, in den positiven und negativen Rhomboeder-
Wachstumsbereichen erfolgte ein selektiver Einbau von Fremdionen,
wie dies oben von normalen Amethystkristallen beschrieben wurde.

*** Farbe: naturfarben wolkige violette und homogene gelbe Zonen.

*** Größen: 30 x 22 x 16 mm, 30 x 25 x 10 mm.

*** Farbe: naturfarben wolkige und streifige violette
und homogene gelbe Zonen.

*** Größe: 33 x 27 x 16 mm.

*** Einschlüsse von Hämatit.

*** viele Berstrisse durchziehen das Kristallstück.

facettierter Ametrin

*** Farbe: naturfarben violette und gelbe Zonen

*** aufwendiger Facettenschliff - Sternschliff,
Schlifform- gedrungener Tropfen

*** Größe: 18 mm breit x 17 mm hoch, 12 mm dick

*** Gewicht: 19,40 Carat

*** Farbe: naturfarben violette und gelbe Zonen

*** aufwendiger Glattschliff
Schlifform- Cabochon

*** Größe: 20 mm x 15 mm, 7 mm hoch

*** Größe: 19 x 14 mm, 7 mm hoch.

*** Farbe: zonare Farbgebung
-- intensives Violett am linken Rand 4mm,
-- intensives Gelb in der Mitte 7mm,
-- blasses Lila am rechten Rand 3mm,

*** zahlreiche gasförmige und feste Einschlüsse

Amethyste einiger weniger Fundstellen in den USA und in Brasilien
werden beim Erhitzen auf über 350° farblos und färben sich beim
weiteren Erhitzen auf 400-500° C grün. Offenbar musste dazu ein
reduzierendes Milieu vorhanden sein.
Solche künstlich erhaltene grüne Amethyste werden "Prasiolith" genannt.
Die Reaktion, die zu ihrer Entstehung führt, ist noch nicht bekannt, nach neueren Erkenntnissen sollen daran Kaliumferrocyanid und Eisenrhodanid beteiligt sein.

Auch natürlich vorkommender Prasiolith ist bekannt.
Es ist dies Amethyst, der wie die gebrannten Amethyste, durch natürliche Erhitzung infolge vulkanischer Aktivität, thermisch verändert wurde.
Solcher Prasiolith ist von den Färöer-Inseln bekannt (Mus. Ecole des Mines, Paris).
PARADISE, 1982, erwähnt Grünquarzkristalle, begleitet von Citrin
(genauer als gebrannter Amethyst zu bezeichnen) und Amethyst aus dem Grenzgebiet Nevada-California. Hier wurde jurassischer Basalt-Andesit
von einer jüngeren Rhyolith-lntrusion überdeckt. Die 3-55 mm langen Grünquarzkristalle werden in Geoden, die am nächsten neben der Rhyolith-lntrusion liegen, gefunden.

*** Größe 8 x8 mm, 5,5 mm hoch,

*** Gewicht 1,51 Karat,

*** Schliffart: Brillantschliff,
Schlifform. Triangel,

*** Farbe: grün

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Allgemeines zum Rosaquarz.

In der Natur kommen zwei Arten rosagefärbter Quarze vor.
Es sind durch Strahlungsdefekte (Farbzentren) rosa gefärbte Quarze,
die sich wesentlich voneinander unterscheiden.

Neuerdings wird daher die eine Art als Rosaquarz,
die andere als Rosenquarz bezeichnet.

Rosaquarze sind hydrothermale Bildungen,
die als wohlausgebildete Kristalle vorkommen.

Rosaquarz wird oft von Phosphaten begleitet, teils auch überwachsen,
so von Childrenit oder Eosphorit.

Beschreibung der Färbeursache nach MASCHMEYER u. LEHMANN 1982:

In den Quarzen wurde ein Phosphorgehalt von 118 P / 106 Si festgestellt,
der wahrscheinlich auf den Einbau von AlPO4 aus der hydrothermalen
Lösung zurückzuführen ist.
In der Struktur substituieren je ein Al3+ und ein P5+ zwei benachbarte
Si4+ Ionen (gekoppelte Substitution).

Durch ionisierende Strahlung wird von dieser Gruppe ein Elektron
abgespalten, das an anderer Stelle im Kristall metastabil eingefangen
werden kann.
Neben dem Elektronenzentrum bisher unbekannter Struktur bildet sich
dabei ein einwertiges negatives Sauerstoffion, so dass man den Defekt
als Al…O- - P Zentrum beschreiben kann, wobei die Punkte zwischen
Al und O- andeuten, dass (im Gegensatz zur O- -P Bindung) keine
echte Bindung zwischen diesen Atomen vorliegt.
Da P kleiner ist als Si, ist das O- näher bei P als bei Al.

Beim Erhitzen über 200 Grad C werden die Farbzentren des Rosaquarzes zerstört. Die Kristalle können aber auch langsam bei Normaltemperatur ausbleichen.
Durch zusätzliche Röntgenstrahlung lässt sich die Färbung vertiefen.
Im Gegensatz zu Rosaquarz wird Rosenquarz durch künstliche Bestrahlung rauchquarzfarbig.

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In der Natur kommen zwei Arten rosagefärbter Quarze vor.
Es sind durch Strahlungsdefekte (Farbzentren) rosa gefärbte Quarze,
die sich wesentlich voneinander unterscheiden.

Neuerdings wird daher die eine Art als Rosaquarz,
die andere als Rosenquarz bezeichnet.

Rosenquarze sind trübe, rosafarbige, massig ausgebildete Quarze
ohne erkennbare Kristallflächen. Kristalle sind nicht bekannt.
Dieser "normale Rosenquarz" kommt vorwiegend in Pegmatiten vor
und ist weltweit verbreitet.
Rosenquarze kristallisierten als pegmatitische Kristallbildung bei
hohen Temperaturen.
Die Farbe kann blass rosa, tief rosarot bis violettrot sein.
Größere Stücke sind oft grobkörnig, rissig.

Die Farbzentren dieser Quarze werden durch den Einbau von Titan ermöglicht.
Auf Zwischengitterplätzen befindet sich dreiwertiges Ti3+.
Die dreiwertige Stufe wurde möglicherweise durch reduzierende hydrothermale Lösungen erreicht.
Ein kleiner Teil des Ti wurde vierwertig auf Gitterplätzen des Si eingebaut.

Durch ionisierende Strahlung konnte Ti4+ zur dreiwertigen Stufe reduziert werden.

Als Ursache der Färbung kommt nach LEHMANN, 1978, jedoch nur Ti3+
auf Zwischengitterplätzen in Frage, da die Färbung thermisch sehr stabil
ist und durch ionisierende Strahlung nicht verändert wird.
Beim Erhitzen auf Temperaturen über 575°C wird Rosenquarz entfärbt, unabhängig von der Hoch/Tiefquarz-Inversionstemperatur (573° C / l bar), infolge Zerstörung der Farbzentren (LEHMANN,1978). Die Farbzentren sind
also thermisch recht stabil. Dennoch wird beobachtet, dass gewisse Rosenquarze am Sonnenlicht ausbleichen. Die Ursache dafür ist noch unbekannt.

LEHMANN U. BAMBAUFR,1973, bestimmten den Spurenelementgehalt in Rosenquarzen. Er beträgt in Atomen pro 106 Si-Atomen:
Natrium 2500; Aluminium 200-2000; Eisen 25-3000; Titan 40-500 + Rutilnädelchen;
Mangan 1-70; Magnesium 25-750; Calcium 45-150.

Die Trübung der Rosenquarze wird durch winzige suborientierte Dumortieritfasern (titan-und eisenhaltiges Aluminium-Bor-Silikat) verursacht, deren Dicken weniger als 0,002 mm aufweisen und die bis etwa 0,02% des Volumens ausmachen können ( GOREVA 1986), vorher hielt man
eingeschlossene Rutilfasern mit Spuren von Titan dafür verantwortlich.

Die Lavendelfarbe mancher Rosenquarze kommt möglicherweise durch
den Tyndall-Effekt zustande, wie er bei Blauquarzen beschrieben wird.

Die Bildungstemperaturen der Rosenquarze lagen bei 465-680°C.
Bei diesen hohen Temperaturen wurde offenbar so viel Titan in die Struktur eingebaut, daß bei einer späteren Abkühlung ein Teil als
feinste Rutilnädelchen ausgeschieden wurde.

Der hohe Al-Gehalt des Rosenquarzes ist Ursache, daß dieser
durch künstliche Bestrahlung rauchquarzfarbig wird. Man kennt auch natürlich entstandene Rosenquarze, die partiell Rauchquarzfarbzentren aufweisen, was auf eine nicht homogene Al-Verteilung zurückzuführen
sein dürfte (DENNFN U. PUCKETT, 1970).


Die Hydrothermalsynthese von Rosenquarz blieb bisher erfolglos.

*** lamellenförmige, stark irisierende Stellen.

Rosenquarz.

*** Bruchstück, eine Seite geschliffen und poliert.

*** Größe: 9 x 4,5 x 1,2 cm.

*** Farbe: durchscheinend, tief rosarot mit
streifigen intensiveren Färbungen.

*** im Durchlicht sind schon makrokopisch merkwürdige metallisch
glänzende Schlieren zu sehen die teilweise dendritisch wirken.
Diese Einschlüsse bestehen wahrscheinlich aus vierwertigem Titan.

mineralogisch hochinteressantes Stück,
deshalb erfolgte wahrscheinlich auch der
aufwendige Anschliff.

*** Farbe: durchscheinend rosa.