Quando una radiazione elettromagnetica attraversa un minerale o una gemma, essa interagisce con gli elettroni della sua struttura atomica subendo delle modificazioni. Nei minerali e quindi nelle gemme l’impressione del colore é prodotta dall’assorbimento di determinate lunghezze d’onda. Dato che ad ogni colore corrisponde una lunghezza d’onda, il colore risultante è quello complementare alle lunghezze d’onda assorbite.
Tra i minerali colorati si può fare una distinzione in idiocromatici, tutti i minerali che presentano sempre uno stesso colore e allocromatici, tutti i minerali che dovrebbero essere trasparenti ed incolori, ma che possono assumere invece colori diversi.
Alcune gemme, in funzione della loro natura chimica e fisica, sono sempre opache e assorbono in maniera uniforme praticamente tutte le radiazioni della luce (turchese, lapislazzuli).
La bellezza della turchese, ad esempio, può essere veduta solo in luce riflessa. La bellezza di una gemma trasparente può diminuire fortemente se contiene all’interno crepe o inclusioni chiaramente visibili.
Minerali idiocromatici
Minerali che presentano sempre uno stesso colore. Nei minerali idiocromatici il colore è una proprietà direttamente correlata alla composizione chimica.
I minerali secondari del rame, ad esempio, appaiono sempre colorati nelle tonalità del verde e del blu: la malachite è sempre verde, l'azzurrite è sempre blu scuro.
Altre volte è del tutto indipendente dalla composizione, ma dipende dalla struttura cristallina e dal tipo di legame esistente tra gli atomi, come avviene nei polimorfi del carbonio: il diamante (C) può essere incolore e trasparente, mentre la grafite (C) è sempre nera ed opaca. Minerali allocromatici
Minerali che dovrebbero essere trasparenti ed incolori, ma che possono assumere invece colori diversi.
Nei minerali allocromatici il colore può dipendere dalla presenza di minuscole impurità, come ad esempio nel calcedonio variegato (agata); queste sono presenti in quantità troppo piccole per alterarne la sua composizione di base, ma sufficiente per impartire una colorazione particolare.
La maggior parte delle gemme è allocromatica.
Diamante, corindone, topazio, berillo e tormalina, ad esempio, possono presentarsi in almeno una mezza dozzina di colori.
Centri di colore
Il colore può anche essere alterato da piccole variazioni della struttura atomica chiamate difetti strutturali o centri di colore o da particolari radiazioni.
Il quarzo è un eccellente esempio di queste variazioni. I cristalli di quarzo puro, detti anche cristallo di rocca, sono incolori e trasparenti.
Piccole tracce di ferro impartiscono un colore violetto scuro (quarzo ametista), mentre tracce di manganese o titanio possono dare una varietà a colorazione rosa (quarzo rosa).
L'esposizione alla radioattività, può cambiare il quarzo puro in una varietà marrone chiamata quarzo affumicato.
Altre impurità o inclusioni possono portare al verde, giallo e ad altri colori.
