Если вы посетите выставку минералов в музее естествознания, вы увидите, что кристаллы часто растут в пустотелах скальных пещер, напоминая тщательно вырезанные кристальные дома. Такие пещеры, полностью покрытые кристаллами, называются кристаллическими пещерами. Первоначальное пространство кристаллической пещеры обычно образуется в результате усадки магмы при охлаждении, а также может быть результатом выхода большого количества газа при застывании магмы или оставления пустот после частичного растворения породы. Открытое свободное пространство является необходимым условием для роста кристаллов, но одного пространства недостаточно. Как говорится, "даже самый искусный повар не сможет приготовить обед без риса", для роста минералов также необходима определённая материальная основа. После образования кристаллической пещеры, если в неё проникает минерализованная гидротермальная жидкость, кристаллизация и осаждение соответствующих минеральных кристаллов происходят по мере снижения температуры и давления, приводя к пересыщению раствора.
Когда высокотемпературная гидротермальная жидкость проникает в кристаллическую пещеру, если сама пещера относительно холодная и имеет большую разницу в температуре с гидротермальной жидкостью, то изначально пересыщение на краях пещеры будет очень высоким, и в короткие сроки могут образоваться многочисленные мелкие "кристаллические ядра", которые затем стабильно и непрерывно растут. Можно представить, что множество таких маленьких кристаллических ядер, растущих одновременно по стенкам пещеры, вскоре начнут соприкасаться друг с другом и не смогут продолжать рост. Поэтому самые ранние кристаллы, расположенные на краях кристаллической пещеры, часто представляют собой агаты – агрегаты аморфного кварца. По мере того как кристаллизация продвигается к центру кристаллической пещеры, градиент температуры и пересыщение снижаются, и скорость кристаллизации относительно замедляется, что особенно подходит для непрерывного роста крупных кристаллических ядер, в результате чего образуются шестигранные кристаллы с конусообразными вершинами. Каждый кристалл имеет различные углы блестящих граней, и при освещении эти маленькие грани в кристаллической пещере отражают свет, как звёзды на ночном небе, что очень красиво.
В одной и той же кристаллической пещере кристаллы, выращенные на разных этапах развития, имеют заметные различия в размерах. Если в минерализованной гидротермальной жидкости всё ещё содержится небольшое количество трёхвалентного железа, когда железо попадает в кристаллическую решётку, кристаллы приобретают благородный и красивый фиолетовый цвет, как, например, часто встречающиеся на рынке аметистовые пещеры из Бразилии и Уругвая. По мере роста кристаллов концентрация минерализующих веществ в гидротермальной жидкости постепенно уменьшается и в конечном итоге исчезает. Когда у кристаллов больше нет "питательных веществ", они естественно прекращают рост. Поэтому центр кристаллической пещеры часто пуст. Первоначальная форма кристаллической пещеры – это пустотелая сфера или эллипсоид, который после добычи разрезают пополам. Таким образом, мы можем чётко увидеть красивые кристаллы, скрытые в глубине кристаллической пещеры, и одновременно понять процесс её формирования по наблюдаемым слоям.