Abstract

Naturally occurring greenish quartz found within the context of amethyst-bearing deposits is not simply the result of the exposure of amethyst to thermal bleaching or exposure to the sun. Rather, it can represent a set of distinct color-varieties resulting from the changing chemical and thermal nature of the precipitating solution. Greenish quartz occurs at the Thunder Bay Amethyst Mine Panorama (TBAMP), Thunder Bay, Ontario, Canada, in several distinct varieties. Yellowish green quartz and dark green quartz with purple hues occur as loose detritus, and pale greenish gray quartz occurs as part of a color-gradational sequence of mineralization involving macrocrystalline quartz of other colors and chalcedony. The TBAMP system contains a number of color varieties of quartz including greenish, amethyst, colorless, and smoky. Spectroscopic, irradiation and controlled heating studies show that changes in salinity and temperature of the hydrothermal system that produced the TBAMP deposit are reflected in the changing coloration of the quartz. The greenish quartz, especially the greenish gray variety, has increased turbidity and fluid inclusions in comparison with the adjacent amethyst. Analysis of different colors on major (r = {101̅1}) and minor (z = {011̅1}) rhombohedral sectors within the quartz indicates that changes in the growth rate also have influenced color development. As the system evolved, two factors contributed to the color changes. A minor ferric component appears to change position from interstitial to substitutional within specific growth-sectors, and the trace-element composition of the quartz evolved. The samples from the TBAMP deposit are compared to isolated samples of greenish quartz collected from three other amethyst-bearing localities: Farm Kos and Farm Rooisand (Namibia), Kalomo-Mapatiqya (Zambia), and southern Bahia (Brazil). All included similar greenish hues with the exception of the yellowish green variety. Colors within the quartz are consistently correlated with the speciation of hydrous components. Darker green samples incorporate larger amounts of molecular H2O than either pale greenish gray samples, colorless samples, or amethyst. The appearance of strong hydroxyl peaks in the infrared spectra is limited to amethyst and colorless varieties.

Abstract

Le quartz verdâtre que l’on retrouve dans les gisements d’améthyste n’est pas attribuable à la perte de couleur de l’améthyste par réchauffement ou par exposition au soleil. Il fait partie plutôt d’un ensemble de variétés colorées de quartz résultant de variations du milieu chimique ou thermique de la solution à partir de laquelle le quartz s’est formé. On le trouve au gisement Thunder Bay Amethyst Mine Panorama (TBAMP), à Thunder Bay, en Ontario, Canada, et en plusieurs variétés. Le quartz vert jaunâtre et le quartz vert foncé avec nuances violacées sont présents dans les détritus meubles à la mine, et le quartz gris verdâtre pâle se présente dans une transition en coloration du quartz macrocristallin et de calcédoine. Le système minéralisé à TBAMP contient plusieurs variétés de quartz coloré, y inclus quartz verdâtre, améthyste, quartz incolore et quartz fumé. Nos études spectroscopiques, par irradiation et par chauffage controllé montrent que ce sont les changements en salinité et en température du système hydrothermal qui régissent les diverses coloration du quartz. Le quartz verdâtre, surtout la variété gris verdâtre, fait preuve d’une turbidité accrue et d’une plus forte concentration d’inclusions fluides en comparaison avec l’améthyste adjacente. Une analyse des couleurs distinctes des secteurs rhomboédriques majeur (r = {101̅1}) et mineur (z = {011̅1}) indique qu’un changement du taux de croissance aurait aussi influencé le développement de la couleur. A mesure que le système a évolué, deux facteurs ont contribué aux changements de la couleur. Une faible proportion de fer ferrique semble avoir changé de position dans la structure, d’un site interstitiel à un rôle substitutionnel au sein de certains secteurs de croissance, et les teneurs en éléments traces du quartz ont évolué. Les échantillons du gisement TBAMP sont ici comparés à des échantillons isolés de quartz verdâtre prélevés à trois autres sites contenant de l’améthyste: la ferme Kos et la ferme Rooisand (Namibie), Kalomo-Mapatiqya (Zambie), et le sud de la province de Bahia (Brésil). Tous possèdent des teintes verdâtres semblables, à l’exception de la variété vert jaunâtre. Les couleurs développées dans le quartz montrent encore ici une dépendance sur la spéciation des composants hydratés. Les échantillons vert foncé incorporent de plus grandes quantités de H2O moléculaire que les échantillons gris verdâtres, incolores ou améthystes. La présence dans les spectres infrarouges de forts pics dus à l’hydroxyle se limite aux variétés améthyste et quartz incolore.

(Traduit par la Rédaction)

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