Färg hos Kvarts

Kvarts är ett av de vanligaste mineral som finns och i kvartsgruppen hittar vi ganska många olika ädelstensmaterial. Här redogör jag något förenklat men ändå mer utförligt än i de flesta ädelstenshandböcker för hur olika färger bildas i kvarts som i sitt renaste tillstånd är färglöst och ofta bildar välutvecklade kristaller. Färglös kvarts kallas på ädelstensspråk för bergkristall.

Vit kvarts, eller mjölkkvarts som den ofta kallas är vit och ogenomskinlig kvarts. Det som orsakar den vita färgen och ogenomskinligheten är mängder av små håligheter och inneslutningar i form bubblor fyllda av koldioxid eller vätska som stoppar upp och splittrar ljusvågorna.

Lila till violett kvarts, Ametist, får sin färg genom ett laddningsutbyte mellan O2+ och Fe4+ vilket möjliggjorts av bestrålning. Det är närvaron av Fe4+ som orsakar absorption kring 530-540nm och därmed gör att vi uppfattar stenen som lila. Om ametist värms till 550 grader börjar Fe4+ övergå till Fe3+ vilket resulterar i att ametisten förlorar sin lila färg och istället blir gul eller orangeaktig. Ametist från vissa fyndplatser kan efter värmebehandling bli grön vilket har att göra med att Fe2+ bildats. Ibland innehåller ametist Al3+ vilket normalt betyder att kvartsen borde vara brun men om Fe halten är tillräckligt hög så frigörs tillräckligt många elektroner då Fe3+ oxiderat till Fe4+ för att motverka det samspel mellan Al3+ och de hål i kristallstrukturen som orsakats av bestrålning och normalt ger brun färg. Ametist som förlorat sin färg kan få tillbaka den om den utsätts för bestrålning.
Ametist från Montezuma i Brasilien kan genom värmebehandling få grön färg och om den efter värmebahandlingen bestrålas med gammapartiklar och sedan åter värmebehandlas så den blir blå.
Ametist innehåller ibland inneslutningar bestående av olika järnoxider som hematit, götit eller lepidocrocit vilka ofta är ganska vackra.

Gul kvarts heter citrin på ädelstenspråk och det som orsakar den gula färgen är laddningsöverföring mellan O2- och Fe3+ men också submikroskopiska partiklar av Fe2O3 spridda i strukturen ger gul färg. Även färgcenter relaterade till förekomsten av Al3+ påverkar färgen och ger den gula färgen brunaktiga toner, i ädelstensammanhang kallas den då ofta för rökcitrin.

Brun kvarts kallas vanligen rökkvarts och bildas då Al3+ ersatt Si4+ i strukturen och att kristallen utsatts för strålning vilken skapat hål i strukturen vilka tillsammans med Al3+ absorberar vissa våglängder vilket orsakar den bruna färgen. Även ett elektronutbyte mellan Al och H+, Li+ och Na+ då de förekommer i strukturen orsakar brun färg. Stabiliteten i den bruna färgen varierar och viss rökkvarts bleks och förlorar sin färg då den under längre tid utsätts för ljus. Värmebehandling av rökkvarts från vissa geologiska miljöer förändrar färgen så den blir gulare, värmen reparerar alltså de hål i strukturen som skapats av strålning och skapar ljusa till mellangula toner vilka skiljer sig från de starkt gula och orangeaktiga färger som uppstår då lila kvarts värmebehandlas för att bli gul.

Rosa färg. Man skiljer mellan rosa kvarts och rosenkvarts eftersom de får sin färg av olika faktorer. I massiv rosenkvarts orsakar nanometerstora fiberliknande inneslutningar av ett dumortieritliknande rosa mineral den rosa färgen medan i rosa kvarts är det spår av titan som orsakar färg genom att det sker ett laddningsutbyte mellan faserna Ti4+ och Ti3+.

Rosa kvarts kan blekas om den utsätts för solljus vilket är bra att veta om man har prydnadsföremål av rosa kvarts placerade i sitt hem eller i en butik. Skälet till blekningen är att rosa kvarts får sin färg delvis på grund av en instabil bryggning mellan O-, Al och P och det räcker med strålning i form av vanligt dagsljus för att förstöra denna bryggning. Rosenkvarts färgad av inneslutningar bleks inte av solljus men förlorar sin färg vid uppvärmning över 500 grader.

Grön kvarts kallas i ädelstensammanhang för Prasiolit och färgas av Fe2+. Den mesta prasiolit som kommer ut på marknaden är värmebehandlad ametist från Montezuma i Brasilien. Ametisten där har vuxit till i hålrum i basalt och då järnet tagit slut, ändrat fas eller förenats med andra ämnen och inte längre påverkar absorption i det synliga spektrat innan kristallerna helt vuxit färdigt är dessa kristaller färglösa i botten. Det är framförallt den färglösa delen av dessa kristaller som efter värmebehandling vid 510 grader blir gröna. Kvarts kan även färgas grön genom inneslutningar av gröna mineral som klorit, aktinolit och amfiboler. Aventurin är handelsnamn för kvarts som får grön färg av inneslutningar i form små flagor av fuchsit (en kromrik variant av muskovit).

Blå kvarts får sin färg genom förekomsten av väldigt små inneslutningar av t ex riebeckit vilka orsakar rayleigh spridning av ljus, alltså att ljusvågor reagerar på laddningen hos partiklar vilka är betydligt mindre än ljusvågorna. Även inneslutningar av fibrig riebeckit, magnesio-riebeckit, aerenit och indigolit kan ge blå färg. Eftersom all naturlig blå kvarts färgas av inneslutnigar, om än på ganska varierande vis, är den aldrig helt transparent.
Polykristallin kvarts kan få blå färg av blå fiberliknande inneslutningar av dumortierit. Lila kvarts från Montesuma i Brasilien kan efter värmning med efterföljande gammabestrålning och återuppvärmning bli blå.
Färglös kvarts bestrålas med Au partiklar för att skapa färgcenter vilka ger blå färg och helt transparenta stenar, detta är vanligast förekommande för syntetisk kvarts.
Falköga (en blå släkting till tigeröga) får sin blåaktiga färg genom att kvarts håller på att ersätta fibrer av mineralet crokidolit, alltså en metamorf prosess som blivit avbruten.

Röd kvarts får sin färg genom inneslutningar av järnoxider, t ex hematit. Ofta är inneslutningarna så stora att de utan problem ses med blotta ögat men ibland så små att kristallen nästan är helt transparent.

Svart kvarts, eller Morion som den ofta kallas, får sin färg på samma vis som brun kvarts, färgen är dock så intensiv att stenen upplevs som svart men lyser man igenom den så ser man att den är mörkt brun.

Ametrin är handelsnamn för en både gul och lila variant av kvarts, alltså en kombination av ametist och citrin med skarpa gränser mellan det gula och lila men det förekommer även kombinationer med färglös och rökfärgad kvarts. Dessa färgkombinationer uppstår vanligen då delar av kristallen utsatts för mer strålning och/eller att förändringar i miljön påverkat vilken fas av Fe som dominerar. Hos ametrin är det betydligt högre Fe halt i de gula fälten, antingen som joner vilka ersatt SiO i kristallstrukturen eller som små inneslutningar av Fe-mineral. Det lila blir vid värmebehandling färglöst. Det förekommer att delar av ametistkristaller värms för att på konstgjord väg skapa ametrin.

Det finns många andra ädelstenar som tillhör kvartsfamiljen men dessa är polykristallina, alltså uppbyggda av mängder av väldigt små kristaller. Dessa material får färg på samma vis som de ovan beskrivna varianterna men färgas även av andra yttre faktorer och spårämnen som t ex nickel eller inneslutningar av glimmer.

Några exempel på polykristallina ädelstensmaterial inom kvartsfamiljen, varav de flesta är varianter av kalcedon, är Tigeröga, Krysopras, Plasma, Karneol, Jaspis, Agat, Falköga, Blodsten, Onyx, Flinta, Sard och Sardonyx. Du kan läsa mer om dessa material på andra platser på hemsidan och i bloggen.

 

Jan Asplund