Ametrien

Chemische formule: SiO₂ (Fe3+). Het is een kwarts met ijzer-vervuiling,
Hardheid: 7
Kristalstelsel: Trigonaal
Streepkleur: Wit
Breuk: Schelpvormig
Voorkomen: Er zijn maar weinig plekken waar echte ametrien gevonden wordt en Bolivia is daarvan de bekendste met de beste kwaliteit.

Geschiedenis
Ametrien is een kwarts variant die opvalt door een paars met gele kleur. Toen dit nieuw op de markt kwam in de jaren ’70 werd het met de nodige scepsis ontvangen. Men geloofde niet dat dit een natuurlijke kwarts was en het idee was dat het of een synthetisch iets moest zijn of dat het een bewerkte variant van amethist was. De reden hiervoor was onder andere de vage en geheimzinnige houding wanneer gevraagd werd naar de vindplaats. Omdat het in deze tijd niet toegestaan was in dit gebied in Bolivia te verzamelen en de mijn in een vrij ontoegankelijk gebied lag werd de daar (illegaal) gevonden ametrien naar Brazilië gebracht. Het was door de Braziliaanse regering verboden om edelstenen vanuit Bolivia in te voeren, dus werd de ametrien hier als Braziliaans mineraal verhandeld. 

Men had inmiddels ook de nodige ervaring met het produceren van tweekleurige synthetische kwarts in Rusland en met het bewerken van amethist op een dusdanige manier dat het deels geels werd (verhitting en bestraling). Dit alles maakte dat er veel twijfel was over de echtheid van ametrien. 

Geologie
Uiteindelijk werd in 1989 het mijnen van ametrien legaal en kwam in de jaren ’90 meer openheid van zaken over de herkomst van ametrien. Nu konden wetenschappers onderzoek doen in Bolivia. Hierdoor weten we dat de prachtige natuurlijke ametrien gevonden wordt in de Anahí Ametrine Mine. De mijn ligt in de provincie Santa Cruz aan de grens met Brazilië. Het ligt aan de voet van een dolomitische kalksteen heuvel die deels door hydrothermale omzetting is verkiezeld. Kwarts is in het gebied niet zeldzaam, maar de Anahí mijn is de enige plek met goede kwaliteit ametrien. We vinden de kwartskristallen in spleten en barsten in het gesteente. Deze zijn hoogstwaarschijnlijk ontstaan door opwaartse druk van een hete silicarijke oplossing uit lagen onder kalksteen die zo hoog werd dat de kalksteen vrij abrupt is gebarsten en is opgevuld met de silicarijke vloeistof waaruit de ametrien is gegroeid. 

De mijn en de ametrien was al langer bekend bij onder meer de lokale bevolking en hoogstwaarschijnlijk ook bij Spaanse veroveraars van dit gebied. In spaarzame oude bronnen wordt tweekleurige kwarts uit dit gebied en uit Brazilië beschreven. Pas in de jaren ’70 van de 20^e eeuw werd ametrien bij een groter publiek bekend en werd het gebruikt om als gefacetteerde stenen aan te bieden. Slechts een klein deel van de gevonden ametrien is van dusdanige kwaliteit dat het geschikt is om te facetteren. Veel is wat onzuiver en melkachtig. Om dit op te lossen worden stukken soms in kokend water gegooid. Dit maakt het wat helderder, maar kan ook resulteren in het barsten van het materiaal. 

Het opvallendste aan ametrien is de manier waarop de kleuren verdeeld zijn in de kristallen. Kwarts behoort tot het trigonale stelsel en we kunnen in deze ametrien kristallen een tweedeling maken tussen afwisselend wat grotere paarse sectoren (r 1011) en kleinere gele sectoren (z 0111). De paarse sectoren hebben vaak een tweelinggroei volgens Brazil law, deze gele delen niet.  

Onderzoek toont aan dat het aluminium gehalte in het hele mineraal laag is en overal vrijwel gelijk. IJzer daarentegen is niet gelijk verdeeld. In de gele delen is meer ijzer aanwezig dan in de paarse delen. Ook lijken de gele delen wat meer waterverbindingen te bevatten dan de paarse delen. 

Amethist en citrien?
De naam ametrien is een combinatie van de woorden amethist en citrien, wat suggereert dat dit ook de twee kwartstypen zijn die je hierin vindt. De vraag is of deze naam gerechtvaardigd is en of het daadwerkelijk een combinatie van amethist en citrien is. 

Over de kleur van amethist hoeven we niet zo lang te praten. Het proces waarbij amethist zijn kleur krijgt komt door ijzeratomen (Fe³⁺) die een structureel plekje in plaats van silicium in het kristalrooster tijdens de groei van de kwarts. Daarnaast vindt Fe³⁺ ijzer ook plekjes in de interstitiële tussenruimtes in het kristal. Wanneer het wordt blootgesteld aan natuurlijke ioniserende straling kleurt het paars en verandert de valentie van het ijzeratoom dat de plek in heeft genomen van het silicium atoom van Fe³⁺ naar Fe⁴⁺. Het verliest door de straling een elektron. Dit losgeraakte elektron wordt vervolgens gevangen door de  Fe³⁺ in de lege ruimtes waardoor deze verandert in Fe²⁺. Dit maakt dat amethist paars is.

Het ontstaan van de kleur van natuurlijke citrien is een iets ingewikkelder verhaal waar de wetenschap nog niet een eenduidig antwoord heeft gevonden op de vraag welke processen hiervoor precies verantwoordelijk zijn. Onderzoek wijst uit dat in natuurlijke citrien kleine hoeveelheden ijzer aanwezig is. Het vermoeden is echter dat dit niet de reden is van de gele kleur van citrien. Een aantal onderbouwingen van dit vermoeden zijn dat citrien vaak voorkomt samen met rookkwarts, de kleur van citrien al bij verhitting boven de 200 graden C verdwijnt (net als bij rookkwarts) en het veel egaler verdeeld is dan de kleur in amethist (hierbij is de kleur vaak wat ongelijker verdeeld in het kristal). Van rookkwarts weten we dat het zijn kleur dankt aan kleurcentra van aluminium in combinatie met natuurlijke straling. Aluminium is verreweg de meest voorkomende ‘vervuiling’ in kwarts. Zeer waarschijnlijk is dit bij citrien daarom ook de oorzaak van de kleur, wellicht dat ook de aanwezigheid van andere atomen zoals waterstof ook een rol speelt.

Wanneer we ametrien verhitten tot net iets meer dan 200 graden gebeurt er niets… de kleur verdwijnt niet, zoals bij natuurlijke citrien. Wanneer we de temperatuur nog iets op laten lopen zien we dat eerste de paarse kleur verdwijnt en daarna de gele kleur. Boven de 400 graden wordt de steen kleurloos. Testen waarbij stukken zijn blootgesteld aan zonlicht laten zien dat de amethist delen verbleken bij langdurige blootstelling aan de zon. Bij bestraling van de stukken met gammastraling gebeurt er weinig tot niets. Hoogstwaarschijnlijk zijn de gele delen van ametrien niet geel door dezelfde processen als natuurlijke citrien, maar door de absorptie en weerkaatsing van licht door het aanwezige ijzer. 

Fakes & frauds
Ametrien kan zoals gezegd ook kunstmatig nagemaakt worden door amethist deels te verhitten en het kan synthetisch geproduceerd worden, een proces waar vooral Rusland veel expertise in heeft al sinds de jaren ’50. Deze synthetische ametrien is echter alleen tweekleurig, maar vertoont niet het typische zesdelige patroon van natuurlijke ametrien. Het heeft een heel andere vlakverdeling met een vlakke tabulaire groei en een ruitvormig geel vlak in het midden van de paarse vlakken. Synthetische ametrien heeft vaak een wat meer intense gele kleur dan de natuurlijke variant. Ook zit er verschil in de manier waarop de grens tussen de paarse en gele vlakken loopt. Bij synthetische ametrien kan dit soms schuin of gebogen lopen, bij natuurlijke ametrien loopt het altijd parallel aan de assen. Ook is de kleurzonering onder gepolariseerd licht anders. Brazil law tweelinggroei in het paarse gedeelte zien we bij natuurlijke ametrien nagenoeg altijd, maar bij synthetische ametrien maar weinig. 

Ook kan natuurlijke amethist soms gele verkleuringen hebben door insluitsels van geoxideerd ijzer of goethiet, daarmee is het geen ametrien. Helaas wordt er ook tweekleurig gekleurd glas of doublet glas met een tweekleurige man-made basislaag aangeboden als ametrien.

Geraadpleegde bronnen:
Mindat.org
The Anahí Ametrine Mine, Bolivia. Vasconcelos et all. Gems & Gemology, Spring 1994
Russian Synthetic Ametrine. Balitsky et all.Gems & Gemology, Summer 1999.  
Amethist, citrien en ametrien. Ernst AJ Burke. Gea 30(3) 1997