Le gemme colorate traggono le loro affascinanti tonalità dagli oligoelementi incorporati nelle loro strutture cristalline durante la formazione. Queste impurità, spesso presenti in parti per milione (ppm), interagiscono con la luce in modi che producono colori vividi. Tra gli oligoelementi più influenti ci sono ferro (Fe), vanadio (V), cromo (CR) e titanio (Ti)Questo articolo esplora le loro origini geologiche, i meccanismi di colorazione e il loro ruolo in specifiche pietre preziose.
Contenuti
- 1. Cromo (Cr): il maestro dei rossi e dei verdi
- Evento geologico
- Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Depositi notevoli
- 2. Ferro (Fe): il colorante versatile
- Evento geologico
- Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Depositi notevoli
- 3. Vanadio (V): l'elemento camaleonte
- Evento geologico
- Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Depositi notevoli
- 4. Titanio (Ti): il creatore dell'effetto blu e stella
- Evento geologico
- Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Depositi notevoli
- Conclusione
- Letture consigliate
1. Cromo (Cr): il maestro dei rossi e dei verdi
Evento geologico
Il cromo è un metallo di transizione spesso presente in ultramafico rocce (ad esempio, peridotiti, serpentiniti) e vene idrotermali. Sostituisce alluminio (Al) nei reticoli cristallini a causa di raggi ionici simili.
Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- rubino (Corindone, Al₂O₃): Il Cr³⁺ sostituisce l'Al³⁺, producendo intense tonalità di rosso. Le transizioni elettroniche all'interno del Cr³⁺ assorbono la luce giallo-verde, trasmettendo il rosso.
- Smeraldo (Berillo, Be₃Al₂Si₆O₁₈): Il Cr³⁺ (e talvolta il V³⁺) induce un verde intenso. La presenza di Fe può modificarne la tonalità.
- Alessandrite (crisoberillo, BeAl₂O₄): Il Cr³⁺ provoca un drastico cambiamento di colore (verde alla luce del giorno, rosso sotto la luce incandescente) a causa delle bande di assorbimento selettive.
- Rosa Zaffiro (Corindone): Concentrazioni più basse di Cr danno come risultato il rosa anziché il rosso.
Depositi notevoli
- Rubini: Myanmar (Mogok), Madagascar, Tanzania.
- smeraldi: Colombia (Muzo), Zambia, Brasile.
2. Ferro (Fe): il colorante versatile
Evento geologico
Il ferro è onnipresente nella crosta terrestre, presente in mafico e rocce metamorficheEsiste in due stati di ossidazione:
- Fe²⁺ (ferroso) – produce tipicamente blu/verde.
- Fe³⁺ (ferrico) – tende al giallo/marrone.
Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Zaffiro blu (corindone): Il trasferimento di carica Fe²⁺ + Ti⁴⁺ (transizione di intervallo) assorbe la luce rossa, producendo quella blu.
- Acquamarina (Berillo): Fe²⁺ nei siti ottaedrici conferisce una tonalità blu.
- Peridot (Olivina, (Mg,Fe)₂SiO₄): Fe²⁺ produce colori dal verde oliva al verde giallo.
- citrino (Quarzo, SiO₂): Le impurità Fe³⁺ creano tonalità dal giallo all'arancione.
Depositi notevoli
- Zaffiri: Kashmir (India), Sri Lanka, Montana (USA).
- Acquamarina: Brasile, Nigeria, Pakistan.
3. Vanadio (V): l'elemento camaleonte
Evento geologico
Il vanadio è spesso associato a ospitato da scisto depositi e dell' pegmatitiSostituisce Al³⁺ o Cr³⁺ nelle strutture cristalline.
Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Berillo verde e blu-verde ("Smeraldo Vanadiano"): V³⁺ produce un verde puro, spesso più saturo degli smeraldi a base di Cr.
- Tanzanite (Zoisite, Ca₂Al₃(SiO₄)₃(OH)): V³⁺ (con minore quantità di Fe) causa tonalità blu-viola pleocroiche. Il trattamento termico esalta il blu.
- Alcune Alessandriti sintetiche: V³⁺ può imitare il cambiamento di colore indotto dal Cr.
Depositi notevoli
- tanzanite: Solo a Merelani Hills, Tanzania.
- Berillo Vanadiano: Brasile, Africa.
4. Titanio (Ti): il creatore dell'effetto blu e stella
Evento geologico
Il titanio è comune in rocce ignee (per esempio, rutilo nelle pegmatiti) e spesso forma lamelle di essoluzione.
Ruolo nella colorazione delle pietre preziose
- Zaffiro blu (con Fe²⁺): Ti⁴⁺ partecipa al trasferimento di carica, essenziale per il blu intenso.
- Zaffiro/Rubino Stellato: Gli aghi di rutilo (TiO₂) espulsi causano asterismo attraverso la diffusione della luce.
- Zaffiri rosa e viola: Le interazioni Ti-Fe possono modificare il colore insieme a Cr.
Depositi notevoli
- Corindone stellato: Sri Lanka, Thailandia.
- Zaffiri blu: Madagascar, Australia.
Conclusione
Oligoelementi come Cr, Fe, V e Ti sono fondamentali nel definire i colori delle gemme attraverso transizioni elettroniche, trasferimenti di carica ed effetti di campo cristallino. La loro incorporazione dipende da condizioni geologiche, Compreso pressione, temperatura e chimica della roccia ospiteLa comprensione di questi processi aiuta i gemmologi a distinguere le pietre naturali da quelle sintetiche e accresce l'apprezzamento per l'arte mineralogica della Terra.
Letture consigliate
- Nassau, K. (1983). La fisica e la chimica del colore.
- Giuliani, G., et al. (2019). “Formazione delle gemme, geologia ed esplorazione”. Rivista Elements.
