Cómo se forman las gemas: magma, pegmatitas, agua caliente y millones de años

Antes de brillar en un anillo, una esmeralda pasó millones de años encerrada en una veta de roca negra en los Andes colombianos. Una aguamarina creció lentamente en una bolsa de líquidos calientes dentro de un granito de Minas Gerais. Un diamante se formó a más de ciento cincuenta kilómetros de profundidad y subió a la superficie en una erupción volcánica violenta. Cada gema es el resultado de una combinación rarísima de elementos químicos, temperatura, presión, espacio y tiempo.

Entender cómo se forman las gemas no es solo una curiosidad geológica: ayuda a comprender por qué algunas son tan escasas, por qué ciertas regiones producen piedras con un carácter reconocible y por qué las inclusiones que se ven con una lupa pueden contar de dónde viene una piedra. En esta guía verás qué es exactamente una gema, cuáles son los grandes ambientes donde nacen, con ejemplos de América Latina, de dónde viene su color y qué revelan sus inclusiones.

Qué es una gema

En sentido estricto, una gema es un material natural lo bastante bello, duradero y escaso como para usarse en joyería u ornamentación. La gran mayoría son minerales, es decir, sustancias naturales con una composición química definida y una estructura cristalina ordenada. Pero no todas:

• Minerales: el diamante, el corindón, que da el rubí y el zafiro, el berilo, que da la esmeralda y la aguamarina, el cuarzo, la turmalina o el topacio.
• Rocas: algunas gemas son mezclas de varios minerales, como el lapislázuli, formado sobre todo por lazurita, con calcita y pirita.
• Materiales orgánicos: creados por seres vivos, como las perlas, el ámbar, que es resina fósil, el coral o el azabache.

De los miles de especies minerales conocidas, solo unas pocas decenas se usan habitualmente como gemas. Para serlo, un mineral necesita reunir belleza, por su color, brillo o efectos ópticos, durabilidad suficiente para resistir el uso, y una cierta rareza.

Los ingredientes: elementos, presión, temperatura y tiempo

Para que crezca un cristal de calidad gema hacen falta varias condiciones a la vez:

• Los elementos químicos adecuados, a veces muy escasos en la corteza terrestre, como el berilio de la esmeralda o el cromo que le da su verde.
• Un ambiente estable, con la temperatura y la presión correctas durante el tiempo suficiente.
• Espacio para crecer: cavidades, fracturas o bolsas donde el cristal pueda desarrollarse sin chocar con otros.
• Pocas interrupciones: los cambios bruscos producen fracturas, inclusiones y crecimientos irregulares.

Por eso la mayoría de los cristales de un yacimiento no sirven para tallar. Solo una fracción pequeña reúne transparencia, color y tamaño suficientes.

Seis ambientes donde nacen las gemas

Del magma: diamantes y peridotos

El diamante se forma en el manto terrestre, a más de ciento cincuenta kilómetros de profundidad, donde la presión es tan alta que el carbono se organiza en su estructura más compacta. Llega a la superficie arrastrado por erupciones muy rápidas de magmas especiales, como las kimberlitas, que forman chimeneas verticales. Si el ascenso fuera lento, el diamante se transformaría en grafito por el camino.

El peridoto, la variedad gema del olivino, también procede del manto y suele aparecer en fragmentos arrastrados por lavas basálticas. Su color verde se debe al hierro, que forma parte de su propia composición.

Pegmatitas: cristales gigantes

Cuando un gran cuerpo de magma granítico se enfría, los últimos líquidos que quedan concentran agua y elementos raros, como el berilio, el litio, el boro o el flúor. Al solidificarse en cavidades y diques forman pegmatitas, rocas de cristales enormes donde pueden crecer aguamarinas, topacios, turmalinas o morganitas de gran tamaño y transparencia.

El estado brasileño de Minas Gerais es uno de los grandes territorios pegmatíticos del mundo. Lo vemos en la guía sobre las gemas de Minas Gerais: topacio y aguamarina.

Agua caliente en las fracturas: el origen hidrotermal

Muchas gemas nacen de soluciones acuosas calientes que circulan por grietas de la roca y, al enfriarse o reaccionar con ella, depositan minerales. Es el origen de las vetas de cuarzo, de numerosas amatistas y de minerales como la rodocrosita.

Las esmeraldas de Colombia son un caso excepcional: a diferencia de la mayoría de las esmeraldas del mundo, que se relacionan con granitos y pegmatitas, las colombianas se formaron a partir de fluidos hidrotermales muy salinos que circularon por pizarras negras, sin intervención de magmas. Ese origen les da inclusiones características que los gemólogos usan para reconocerlas. Lo contamos en la guía sobre las esmeraldas colombianas, de la mina a la mesa, y en la de la rodocrosita argentina.

Calor y presión: gemas metamórficas

Cuando las rocas se hunden en la corteza durante la formación de montañas, el calor y la presión reorganizan sus minerales sin fundirlos. Así se forman muchos rubíes y zafiros en mármoles, granates en esquistos o el jade en condiciones de alta presión. El lapislázuli, por su parte, se forma cuando calizas o mármoles reaccionan con fluidos ricos en sodio y azufre al contacto con intrusiones de magma. Chile tiene uno de los pocos yacimientos importantes del mundo, como explicamos en la guía sobre el lapislázuli chileno.

En la superficie: alteración, sedimentos y aluviones

Cerca de la superficie, el agua de lluvia y las aguas subterráneas disuelven unos minerales y depositan otros. Así se forman materiales como la turquesa o la malaquita, asociadas a yacimientos de cobre en zonas áridas, y el ópalo, que es sílice con agua en su estructura.

En México, el ópalo de fuego se formó en rocas volcánicas cuando aguas cargadas de sílice rellenaron cavidades y fracturas. Lo vemos en la guía sobre el ópalo de fuego mexicano. En el sur de Brasil y el norte de Uruguay, las grandes geodas de amatista crecieron dentro de antiguas burbujas de gas de coladas de lava, como explicamos en la guía sobre las geodas de amatista de Uruguay y Brasil.

Cuando la erosión destruye la roca original, las gemas más duras y densas resisten y viajan por los ríos, que las concentran en gravas. Esos depósitos, llamados aluviales o placeres, fueron durante siglos la principal fuente de diamantes de Brasil.

Las gemas orgánicas

Algunas gemas no se forman por procesos geológicos, sino biológicos:

• Perlas: capas de nácar que un molusco deposita alrededor de un irritante.
• Ámbar: resina de árboles antiguos endurecida durante millones de años. En la región se conoce, por ejemplo, el ámbar de Chiapas, en México.
• Coral: esqueletos de colonias de animales marinos, hoy muy protegidos en muchas zonas.
• Azabache: madera fosilizada muy compacta, de color negro.

Los sistemas cristalinos

La estructura interna de cada mineral se repite de forma ordenada, y esa organización determina la forma externa de sus cristales cuando crecen libremente.

Reconocer la forma típica de un cristal, su hábito, es una de las primeras pistas para identificar una gema en bruto.

Por qué una gema tiene color

• Por su propia composición: algunos minerales tienen color porque un elemento colorante forma parte esencial de su fórmula, como el hierro en el peridoto, el cobre en la malaquita o el manganeso en la rodocrosita.
• Por trazas de otros elementos: muchos minerales serían incoloros si fueran puros. Pequeñas cantidades de cromo vuelven rojo el corindón, que entonces llamamos rubí, y verde el berilo, que llamamos esmeralda; el hierro y el titanio dan el azul del zafiro.
• Por defectos en la estructura: la radiación natural crea centros de color, responsables por ejemplo del color del cuarzo ahumado o de la amatista.
• Por fenómenos físicos: el juego de colores del ópalo procede de la difracción de la luz en esferas microscópicas de sílice, y la estrella de algunos zafiros, de agujas de otros minerales ordenadas en su interior.

Las inclusiones, un diario de viaje

Casi todas las gemas naturales contienen inclusiones: cristales de otros minerales, burbujas, líquidos o fracturas cicatrizadas que quedaron atrapados durante su crecimiento. Lejos de ser solo defectos, son pistas valiosísimas:

• Indican que una piedra es natural, porque muchas gemas sintéticas tienen inclusiones distintas.
• Pueden sugerir su origen geográfico: las esmeraldas colombianas, por ejemplo, son famosas por sus inclusiones de tres fases, con un líquido, una burbuja de gas y un pequeño cristal de sal en la misma cavidad.
• Revelan tratamientos, como el calentamiento, que altera ciertas inclusiones.

Por eso los laboratorios estudian las inclusiones con microscopio antes de emitir un informe. Lo explicamos en la guía sobre tratamientos de gemas.

Errores frecuentes

• Creer que todas las gemas son minerales: hay rocas y materiales orgánicos.
• Pensar que más dura significa irrompible: la dureza no es lo mismo que la tenacidad, como vemos en la guía sobre dureza, tenacidad y estabilidad.
• Considerar toda inclusión un defecto: muchas confirman que la piedra es natural.
• Suponer que el color depende siempre del mineral: dos piedras de la misma especie pueden tener colores muy distintos por trazas de otros elementos.
• Asumir el origen por el color: solo un laboratorio puede sugerir el origen de una piedra con fundamento.

Preguntas frecuentes

¿Cuánto tarda en formarse una gema?

Los procesos geológicos que crean las condiciones para que crezca una gema duran millones de años, aunque el crecimiento de un cristal concreto puede ser más rápido. Lo que es casi siempre larguísimo es el camino completo, desde la formación hasta que la roca que lo contiene aflora en la superficie.

¿Por qué América Latina tiene tantas gemas?

Por su geología variada: la cordillera de los Andes, con su historia de volcanes y fluidos hidrotermales, los antiguos escudos de Brasil con grandes pegmatitas y extensas coladas de lava donde crecieron geodas.

¿Una gema sintética se forma igual que una natural?

Tiene la misma composición y estructura, pero crece en un laboratorio en días, semanas o meses, en condiciones controladas. Sus inclusiones y patrones de crecimiento suelen delatarla ante un gemólogo.

¿Se puede saber el origen de una gema a simple vista?

No. Determinar el origen geográfico requiere análisis de laboratorio de las inclusiones y de la química de la piedra, y aun así no siempre es posible.

Más guías sobre minerales y cristales en la sección Gemas en bruto, como la de coleccionar gemas y minerales.

En resumen

Las gemas son minerales, rocas o materiales orgánicos bellos, duraderos y escasos. Nacen en ambientes muy distintos: del manto y el magma, como el diamante y el peridoto; de pegmatitas, como la aguamarina y el topacio; de fluidos hidrotermales, como las esmeraldas colombianas; del metamorfismo, como el rubí o el lapislázuli; de la superficie, como el ópalo, o de la concentración en ríos. Su color procede de su composición, de trazas de otros elementos, de defectos o de fenómenos físicos, y sus inclusiones son un diario que ayuda a reconocer su naturaleza, sus tratamientos y, a veces, su origen.