Gli smeraldi sono una varietà verde-blu-verdastra del berillo delle specie di gemme [Be3Al2 (Si6O18)]. Il suo colore può venire da piccole quantità di cromo o vanadio. Sono una gemma dura ma fragile, poiché i difetti sono comuni nella loro formazione. Gli smeraldi si formano sia naturalmente che attraverso le condizioni create dall'uomo. Gli smeraldi artificiali sono talvolta chiamati smeraldi "creati". Depositi di smeraldi si trovano in Nord Carolina e California negli Stati Uniti, in Colombia, in Brasile, in Algeria e negli Urali. Varietà comuni di smeraldi includono la stella smeraldo, lo smeraldo colombiano, lo smeraldo dello Zambia, lo smeraldo degli occhi di gatto, lo smeraldo Trapiche e lo smeraldo brasiliano. I minerali comuni che si formano accanto agli smeraldi sono quarzo, feldspato e calcite.
Formazione naturale
Gli smeraldi naturali si formano in depositi di pegmatite o vene idrotermali in ambienti metamorfici. In una vena idrotermale, i fluidi idrotermici sono sfuggiti dal magma più profondo nella crosta terrestre. Quando questi fluidi contengono gli elementi specifici che sono negli smeraldi (come il berillio) e iniziano a raffreddarsi nelle vene di deposito, cominciano a formarsi smeraldi.
Nei depositi di pegmatite il magma, invece dei fluidi idrotermali è il componente chiave nella formazione degli smeraldi . Quando il magma raffredda gli elementi rimangono nella soluzione del liquido rimasto. Quando rimangono gli elementi giusti e si creano condizioni ottimali come il raffreddamento, si formano gli smeraldi.
In questi ambienti le temperature oscillano tra i 750 ei 930 gradi Fahrenheit sotto pressioni che vanno da uno a tre kilobar (circa 7,5 a 21,75 tonnellate di pressione per pollice quadrato). Il raffreddamento richiede lunghi periodi di tempo: smeraldi naturali oggi formati centinaia di milioni di anni fa.
Formazione sintetica
Esistono due tipi principali di ambienti di formazione di smeraldi sintetici, idrotermali e crescita del flusso. Il metodo idrotermale prevede la coltivazione di un rivestimento di smeraldi su un berillo in un ambiente acido e un "nutriente" ricco di silicio. I prodotti chimici sono riscaldati da 930 a 1112 gradi Fahrenheit a pressioni da 700 a 1400 kilobar (da 5076 a 10150 tonnellate di pressione per pollice quadrato). L'ambiente acido impedisce al cromo di separarsi dal terreno di coltura e il nutriente ricco di silicio viene trattenuto dalle altre sostanze chimiche per evitare di arrestare la crescita degli smeraldi.
Gli smeraldi di crescita del flusso implicano la crescita di uno smeraldo sintetico su un beryl "cristallo di seme" incolore. Molibdati, tungstati e vanadati sono usati per formare un "flusso". Questi materiali sono sciolti. Un berillo viene ruotato ed è posto in contatto con una "zona di fusione rotante", e quindi rimosso. Questo sintetizza il berillo. Le inclusioni simili a piume simili a piume si formano spesso in questo metodo di crescita.
