از دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی، با ورود آمیتیست مصنوعی (Synthetic Amethyst) به بازار، تشخیص آن از نوع طبیعی برای گوهرشناسان به یکی از چالش‌های مهم تبدیل شد.
به دلیل شباهت زیاد بین نمونه‌های طبیعی و مصنوعی، حتی برخی فروشندگان حرفه‌ای نیز ممکن است سنگ‌های مصنوعی را به‌صورت ناخواسته به‌جای طبیعی عرضه کنند.

پژوهش‌های انجام‌شده توسط دکتر کارل اشمتزر (Karl Schmetzer) و سپس رابرت کرانینگشیلد (Robert Crowningshield) و همکارانش نشان داد که بررسی دوقلویی برزیلی (Brazil Twinning) از طریق پلاریسکوپ (Polariscope) روشی ساده و مطمئن برای تشخیص آمیتیست طبیعی از مصنوعی است.

دوقلویی برزیلی (Brazil Twinning) در آمیتیست

در بیشتر آمیتیست‌های طبیعی، بلور دارای ساختاری است که به آن دوقلویی برزیلی (Brazil Twinning) گفته می‌شود؛
در این حالت، لایه‌هایی از بلور راست‌دست و چپ‌دست به‌صورت منظم در کنار هم قرار گرفته‌اند.
این ویژگی موجب می‌شود که در زیر نور پلاریزه، نوارهای رنگی با زاویه‌های ۶۰ یا ۱۲۰ درجه دیده شود.

در مقابل، آمیتیست مصنوعی معمولاً فاقد دوقلویی است و به‌صورت تک‌بلور یکنواخت رشد می‌کند.
به همین دلیل، در پلاریسکوپ الگوهای نوری آن منظم و بدون شکست رنگی هستند.

تاریخچه‌ی تولید آمیتیست مصنوعی

در دوران جنگ جهانی دوم، به دلیل نیاز به کوارتز خالص برای ساخت تجهیزات رادیویی، پروژه‌های صنعتی تولید کوارتز مصنوعی آغاز شد.
پس از آن، پژوهشگران با افزودن آهن و تابش‌دهی مناسب توانستند آمیتیست مصنوعی را نیز تولید کنند.

از دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی، کشورهای شوروی سابق و ژاپن تولید تجاری این سنگ را آغاز کردند.
بلورهای مصنوعی اغلب بدون دوقلویی، دارای رنگ یکنواخت و رشد‌یافته به روش هیدروترمال (Hydrothermal Growth) هستند.

تشخیص آمیتیست با پلاریسکوپ (Polariscope)

پلاریسکوپ (Polariscope) ابزاری نوری است که از دو فیلتر پلاریزه تشکیل شده و در گوهرشناسی برای بررسی رفتار نوری بلورها به‌کار می‌رود.

در این آزمایش:

اگر آمیتیست طبیعی باشد، نوارهای باریک و رنگی با زاویه‌های ۶۰ یا ۱۲۰ درجه مشاهده می‌شود.

اگر آمیتیست مصنوعی باشد، الگوهای نوری آن یکنواخت و بدون شکست است.

برخی از آمیتیست‌های مصنوعی ژاپنی نیز دوقلویی نشان می‌دهند، اما این دوقلویی به‌شکل شعله‌ای یا فلش‌مانند است که با دوقلویی طبیعی تفاوت دارد.

کوارتز آمیتیست/سیترین یا آمیترین

زون‌بندی رنگ (Color Zoning)

در آمیتیست طبیعی، شدت رنگ بنفش معمولاً در بخش‌هایی از بلور که زیر سطوح رومبوهدرال (Rhombohedral) قرار دارند بیشتر است،
در حالی که نواحی زیر سطوح فرعی کمرنگ‌تر یا بی‌رنگ هستند.
این تفاوت موجب ایجاد زون‌بندی زاویه‌دار و چندجهتی در سنگ می‌شود.

در آمیتیست مصنوعی، رنگ معمولاً یکنواخت است و اگر زون‌بندی وجود داشته باشد، تنها شامل سایه‌های روشن‌تر و تیره‌تر از رنگ بنفش خواهد بود.

اینکلوژن (Inclusion)

اینکلوژن (Inclusion) به ذرات جامد، مایع یا گازی گفته می‌شود که هنگام رشد بلور درون آن به دام می‌افتند.
در علم گوهرشناسی، نوع و شکل اینکلوژن‌ها یکی از مهم‌ترین شاخص‌ها برای تشخیص منشأ طبیعی یا مصنوعی سنگ است.

در آمیتیست طبیعی، اینکلوژن‌ها معمولاً شامل حباب‌های مایع یا گاز و بلورهای کوچک دیگر هستند.

ناخالصی نوع Tiger stripes یا Zebra stripes  شاخص آمیتیست طبیعی است

اما در آمیتیست مصنوعی، معمولاً اینکلوژن‌های خاص رشد هیدروترمال دیده می‌شود، مانند:

Breadcrumb inclusion (خرده نان‌مانند):

Breadcrumb inclusion (خرده نان‌مانند)

Nailhead inclusion (میخ‌مانند):

Nailhead inclusion (میخ‌مانند)

وجود این نوع اینکلوژن‌ها نشانه‌ی آشکار منشأ مصنوعی است.

تفاوت‌های اصلی بین آمیتیست طبیعی و مصنوعی

۱. دوقلویی (Brazil Twinning)

در آمیتیست طبیعی، دوقلویی منظم با زاویه‌های ۶۰ و ۱۲۰ درجه وجود دارد؛ در نمونه‌های مصنوعی معمولاً دیده نمی‌شود یا به شکل شعله‌ای است.

۲. رنگ‌بندی (Color Zoning)

آمیتیست طبیعی دارای زون‌بندی زاویه‌دار و چندجهتی است، اما آمیتیست مصنوعی رنگ یکنواخت دارد.

۳. اینکلوژن (Inclusion)

در آمیتیست طبیعی، اینکلوژن‌ها طبیعی و متنوع‌اند؛ در آمیتیست مصنوعی، اینکلوژن‌ها مصنوعی و مخصوص رشد آزمایشگاهی هستند.

 zebra stripes در آمیتیست طبیعی

۴. رفتار در پلاریسکوپ (Polariscope)

نمونه‌های طبیعی الگوهای رنگی متناوب و زاویه‌دار دارند؛ در حالی که نمونه‌های مصنوعی الگوهای یکنواخت و بدون شکست رنگی نشان می‌دهند.

بیشتر بخوانید:

آمیتیست: از اعماق زمین تا بازار جهانی

سوزن های قرمز تیره هماتیت در آمیتیست

اصطلاح ژئود (Geode) در زمین شناسی و گوهرسنگ شناسی

کوارتز فانتوم فرشته

آمترین-Ametrine

جمع‌بندی

بر اساس آزمایش‌های انجام‌شده روی بیش از ۱۳۰۰ نمونه آمیتیست (۱۱۰۰ طبیعی و ۲۰۰ مصنوعی):

وجود دوقلویی برزیلی (Brazil Twinning) نشانه‌ی قطعی منشأ طبیعی است.

نبود دوقلویی یا وجود دوقلویی شعله‌ای نشانه‌ی منشأ مصنوعی است.

زون‌بندی زاویه‌دار و چندرنگ ویژگی آمیتیست طبیعی است.

وجود اینکلوژن‌های خاص رشد مصنوعی مانند breadcrumb و nailhead نشانه‌ی آمیتیست مصنوعی است همچنین وجود ناخالصی “tiger stripes  یا zebra stripes”  شاخص طبیعی بودن آمیتیست است.

بنابراین، ترکیب بررسی دوقلویی، رنگ‌بندی و اینکلوژن‌ها دقیق‌ترین روش برای تشخیص نوع آمیتیست می باشد.

منبع:

Crowningshield, R., Hurlbut, C., & Fryer, C. W. (1986)
A Simple Procedure to Separate Natural from Synthetic Amethyst on the Basis of Twinning
Gems & Gemology, Vol. 22, No. 3, pp. 130–۱۳۹
© Gemological Institute of America (GIA)