La inmensa mayoría de las piedras preciosas son en realidad minerales, entendiendo estos como cuerpos sólidos a temperatura ambiente, obviando la excepción del mercurio, y siguen por consiguiente los avatares de formación y crecimiento de aquellos como parte integrante de la corteza terrestre. Como es sabido, la materia sólida está formada por moléculas, átomos y partículas inferiores constituyendo una estructura espacial concreta con arreglo a leyes físicas determinadas y conocidas.
Los minerales o rocas, y por tanto las gemas, siguiendo un ciclo geológico determinado, pueden tener origen diverso según el momento del proceso en que se encuentren y se hagan más o menos accesibles al hombre. Se habla así de minerales de origen ígneo o volcánico; aquellos que proceden directamente de la fusión en las profundidades de la litosfera de rocas del manto superior que, sometidas a grandes presiones y temperaturas, forman el magma o masas minerales en estado de fusión o semifusión que pueden salir al exterior por brechas o fracturas en un proceso de enfriamiento relativamente lento, lo que da lugar al crecimiento en diferentes fases de grandes redes cristalinas. Este enfriamiento puede estar mediatizado o catalizado por la presencia de corrientes hidrotermales o aguas de infiltración, lo que influirá decisivamente en el tipo y naturaleza de los cristales en formación.
Un proceso de constante meteorización sobre las rocas de zonas elevadas debido a los agentes atmosféricos (lluvia, viento y hielo básicamente), da como resultado la fragmentación, arrastre y sedimentación de aquellas en las partes más bajas de la superficie terrestre, donde un nuevo proceso de compactación tiene lugar. Las rocas o minerales cuyo origen es esta fase del ciclo petrológico se denominan sedimentarias.
Este proceso de compactación de rocas sedimentarias, a veces mezcladas con restos orgánicos, las va arrastrando hacia mayores profundidades de la litosfera en donde pueden ser sometidas a grandes presiones y temperaturas, dando lugar a nuevas recristalizaciones, produciéndose modificaciones físicoquímicas en sus componentes. A las rocas que tienen su origen en esta fase se les denomina metamórficas.
Las aberturas o chimeneas por las que el magma fundido ha salido al exterior, en las que se han dado unas especiales condiciones de enfriamiento y producido una cristalización de gran interés gemológico son, a menudo, importantes fuentes de piedras preciosas, como es el caso de las chimeneas de kimberlita, de las que se extraen, entre otras, diamantes.
En el camino de progresión hacia zonas bajas, en muchos casos realizados por corrientes de agua, debido a la diferente densidad los componentes arrastrados se van produciendo acumulaciones aluviales en determinados lugares de rocas más o menos homogéneas, dando lugar a lo que se conoce con el nombre de placeres y son la mayor fuente de gemas
La proporción entre rocas de origen ígneo, metamórficas y sedimentarias es de aproximadamente el 95 %, 4 % y 1 %, respectivamente. Los elementos más abundantes de la litosfera: O (46,60 %), Si (27,72 %), Al (9,13 %), Fe (5 %), Ca (3,63 %), Na (2,83 %), K (2,59 %) y Mg (2,09 %) explican porque los aluminosilicatos de Fe, Ca, Na, K y Mg son la composición más frecuente en la corteza terrestre y por tanto en minerales y piedras preciosas.
Se habla de yacimientos primarios cuando los minerales se encuentran en su lugar original, en tanto que secundarios cuando han sido transportadas a lugares distintos de donde hubiesen aflorado.
La distribución de los yacimientos de piedras preciosas por el mundo es muy desigual, aunque hay zonas especialmente afortunadas como África meridional, central y sudoriental, Australia, Brasil, los Urales y las grandes montañas de USA (véase la descripción de cada piedra particular). Curiosamente las zonas donde abundan las gemas suelen ser económicamente deprimidas, donde la mano de obra es barata y, posiblemente por ello y a excepción de las explotaciones diamantíferas, los métodos de extracción suelen ser simples, con escasa o nula tecnología y dependientes del tipo de yacimiento yendo desde la simple recolección en la superficie a la excavación de minas.
La mayoría de los minerales presentan estructuras cristalinas concretas, con formas geométricas conocidas y uniformes, que con independencia de su tamaño y salvo que hubiesen sufrido desgaste suelen tener las caras planas. De la estructura cristalina del mineral se derivan sus características y propiedades físicas. Estos cristales suelen crecer presentando aspectos externos determinados o hábitos a los que se dan nombres propios: columnar, tabular, prismático, bipiramidal, fibroso, escamoso, folioso, etc.
No es facil encontrar cristales perfectos ya que durante el crecimiento algunas caras se desarrollan más que otras, aunque mantiene invariables sus elementos geométricos (ángulos, planos, etc). A veces dos o más cristales crecen juntos según leyes determinadas formando las maclas; otras, por el contrario, suele darse un crecimiento desordenado de distintas clases de cristales, constituyendo lo que se conoce como agregado o asociación de minerales.
| Sistemas | Algunas piedras |
|---|---|
| Cúbico | Diamante, Espinela, Granate |
| Tetragonal | Zircón, Rutilo, Vesubianita |
| Hexagonal | Esmeralda, Berilio, Apatito |
| Trigonal | Rubí, Zafiro, Cuarzo, Jaspe |
| Rómbico | Topacio, Alejandrita, Zoisita |
| Monoclínico | Jadeita, Azurita, Titanita |
| Triclínico | Turquesa, Rodonita, Kianita |
En base a sus analogías geométricas las formaciones cristalinas de los minerales se han agrupado en siete clases o sistemas: el sistema cúbico o regular, tetragonal, hexagonal, trigonal, rómbico, monoclínico y triclínico, en cuyas características no vamos a entrar por no ser el objeto del presente trabajo. Algunos minerales tienen la propiedad, conocida como polimorfismo, de cristalizar en diferentes sistemas cristalinos con decisiva influencia en sus características, tan diferentes como las del diamante cuando el Carbono cristaliza en el sistema cúbico o el grafito cuando lo hace en el sistema hexagonal.
