Perché le rocce hanno colori diversi? Gli appassionati di cristalli sanno, meglio di chiunque altro, che minerali diversi hanno colori diversi. Alcune pietre presentano addirittura motivi eccezionali, con colori vivaci apparentemente distribuiti in modo casuale in tutto il pezzo. Tutto questa panoplia di colori deve venire da qualche parte, giusto?
Esatto, veniamo al dunque e ti aiuteremo a capire perché le rocce hanno colori diversi e anche da dove provengono alcuni di questi colori!
Base minerale e impurità
I minerali devono essere di un unico colore se sono puri al 100%. È proprio così che funzionano le cose, in assenza di effetti ottici un minerale puro sarà di un solo colore. Il quarzo, ad esempio, è famoso per essere incolore, mentre la stragrande maggioranza della calcite è bianca.
Anche in questo caso, le impurità possono causare colorazioni diverse all'interno della pietra. La quantità di ferro necessaria per trasformare il quarzo bianco in giallo o viola (ad esempio: citrino o ametista) in realtà non influisce sulla struttura cristallina e quindi si ottengono cristalli perfettamente formati che hanno colori diversi. Ricordiamoci che anche la temperatura può influire sul colore finale del cristallo.
Ogni colore diverso in una pietra complessa è un composto diverso. Quanto differiscono dipende dalla pietra.
Nel caso di qualcosa come un diaspro, l'intera pietra può effettivamente essere silice criptocristallina e opaca, ma diversi livelli di impurità possono portare la superficie di una pietra apparentemente omogenea ad avere una colorazione complessa.
È importante capire che le pietre non sono minerali. Invece, sono un conglomerato di un gruppo di singoli composti (che di solito chiamiamo minerali), quindi i modelli di colore complessi sono solo una questione di impurità distribuite in modo non uniforme in tutto il materiale.
Le impurità sono distinte dai minerali separati: sono quantità microscopiche di materiale che non hanno un grande effetto complessivo sulle proprietà fisiche della pietra, come durezza e densità. Quando intrappolati, tuttavia, possono produrre una sorprendente varietà di colori.
Il berillo è un ottimo esempio di questo principio. Nella sua forma più pura, il berillo è un minerale incolore con una struttura cristallina esagonale. Aggiungi un po’ di cromo e vanadio e otterrai uno smeraldo verde, mentre il manganese produce la morganite (rosa). Aggiungendo ferro si ottiene acquamarina (azzurra) o eliodoro, (giallo) a seconda del particolare ione di ferro che finisce nella struttura cristallina.
Le pietre possono anche cambiare colore a seconda del calore raggiunto durante la formazione, o anche successivamente. L’ametista è un ottimo esempio: una piccola differenza di temperatura è tutto ciò che la separa dalla prasiolite (verde) o dal citrino (giallo), ma sono tutti colorati dal ferro.
Alcune pietre ricevono anche radiazioni da varie fonti mentre sono in situ. Le radiazioni possono alterare gli ioni intrappolati in una pietra, creando anche colori diversi.
Quindi il fattore principale nella colorazione della pietra si riduce ai minerali di cui è composta una pietra e alle impurità in essi contenute. Le diverse forme di materiale atomico presente nella pietra possono anche
cambiare il colore, come la differenza tra gli ioni Fe₂+ e gli ioni Fe₃+ che cambiano il berillo da acquamarina a eliodoro a seconda della forma all'interno.
Anche in casi come la malachite, che è colorata dal rame, la variazione di colore lungo la superficie è causata da quantità diverse di minerali nei diversi strati.
Come le impurità influenzano il colore di una pietra
Non tutte le impurità hanno lo stesso effetto su ogni pietra, ma di solito si possono trarre alcune conclusioni in base al colore. Soprattutto quando si parla di varie parti della stessa famiglia, come il calcedonio, l’agata e il diaspro. Ma altre volte l'effetto di un'impurità può causare una grande differenza nel colore finale della pietra. Ad esempio, è noto che le impurità del cromo creano colori verde brillante in molte pietre. Smeraldi, diopside cromato, calcedonio cromato e tormalina cromata hanno tutti varie tonalità scure di verde.
Il cromo nel corindone, tuttavia, lo farà diventare rosso e creerà i rubini. Questi due colori si trovano alle estremità opposte della ruota dei colori, dipende solo da come influenzano l’interazione della luce con la struttura cristallina della pietra. La colorazione è la luce riflessa che esce da un oggetto. Molti di noi sanno come funzionano i prismi: differenziando la luce in lunghezze d'onda separate. Cristalli diversi avranno strutture interne diverse, creando diversi livelli di riflessione.
Qualunque sia la lunghezza d'onda della luce che riflette meglio, è ciò che vedrai.
Alcune impurità comuni che causano i colori nelle pietre sono:
Cromo
Manganese
Ferro
Alluminio
Titanio
Arsenico
Zolfo
La maggior parte degli elementi di base possono causare una certa colorazione se finiscono nella struttura di una pietra.
Nelle pietre come l'agata, l'acqua è satura di depositi di silice per periodi prolungati. L'acqua può raccogliere diversi oligoelementi mentre si fa strada attraverso la falda acquifera, che potrebbero anche essere responsabili della formazione di bande dell'agata.
In molti casi, si tratta semplicemente di un deposito diretto. Potresti aver notato che molti quarzi hanno una colorazione arancione sui lati. Quella è ruggine, la stessa che si trova su un chiodo lasciato esposto agli elementi. Si limita a depositare ferro ionico per un lungo periodo.
La maggior parte dei minerali puri non ha molto colore. Il quarzo, nella sua forma più pura, è limpido, così come lo sono il berillo, il corindone e molti altri materiali macrocristallini.
Alla fine, la maggior parte delle pietre sarà colorata dalle impurità presenti nei minerali che le compongono. Queste impurità vengono introdotte man mano che le pietre si formano nel corso di periodi geologici.
Se stai studiando una singola pietra, è una buona idea imparare come le diverse impurità influenzano i minerali al suo interno.
Inclusioni nelle pietre chiare
Anche se abbiamo accennato al colore reale delle pietre, molte pietre hanno anche una struttura interna chiaramente visibile. Le agate muschiate sono gli esempi classici, ma se ti guardi intorno puoi trovare ogni sorta di strane inclusioni nel quarzo, nel calcedonio e in altre pietre chiare.
Queste inclusioni sono solitamente causate dalla formazione parziale o totale di cristalli all'interno della pietra. Spesso si tratta di metalli ossidati, che sono minerali diversi. È capitato che crescessero in un luogo in cui anche l'acqua era satura di silice, facendo crescere effettivamente cristalli all'interno di un composto cristallino.
Un altro buon esempio è il granato in quarzo. Ci sono molti esempi di interi cristalli di granato che si formano all'interno del quarzo.
Come regola generale, le inclusioni rappresentano una crescita minerale diversa all'interno di un altro minerale. Le agate forniscono gli esempi più drammatici, ma in rare occasioni si possono trovare cristalli completamente formati all'interno di altri cristalli.
Che dire degli effetti ottici?
Oltre ai colori brillanti, le pietre possono mostrare una quantità eccezionale di effetti ottici. Nella maggior parte dei casi questi si verificano a causa della struttura interna della pietra, poiché la luce viene rifratta in modi strani.
Il termine tecnico per questi effetti ottici è lucentezza.
Le pietre Chatoyant (gatteggiante), come l’occhio di tigre, mostrano un effetto scintillante con un singolo asse di allineamento. Queste pietre hanno una struttura interna fibrosa dove i minerali sono cresciuti in parallelo. È un effetto relativamente comune e si manifesta anche raramente in pietre come la tormalina.
Le pietre iridescenti come l'opale hanno una struttura interna che provoca prismi. L'opale, in particolare, è in realtà composto da sfere microscopiche che cambiano la luce mentre le attraversa. Diverse configurazioni danno vita ad un gioco di colori che sembrano luccicare.
Hai anche pietre con effetto Schiller. L'effetto Schiller può essere visto in pietre come la labradorite, dove sembra giocare sotto la superficie.
Ci sono anche cose da tenere in considerazione come l’asterismo, in cui una pietra mostra uno schema a stella di luce irradiata da determinati angoli. L'asterismo è causato dall'allineamento interno del disegno cristallino della pietra, oppure dall'introduzione di altri cristalli come il rutilo.
E infine, abbiamo pietre che cambiano colore con la fonte di luce. Queste dipendono molto dalla pietra, ma nel caso della pietra più famosa di questo tipo (alessandrite), avviene per parziale sostituzione delle impurità all'interno del materiale.
La conclusione è che gli effetti ottici sono solitamente causati dalla struttura effettiva dei minerali, piuttosto che da eventuali impurità.
