Màu và sắc màu của đá quý (gọi chung là màu sắc) là một trong những tính chất trực quan nhất của đá quý. Mặc dù có ý nghĩa giám định hạn chế nhưng màu sắc lại quyết định vẻ đẹp của viên đá, vì vậy việc xác định chính xác màu sắc là một trong những yêu cầu đầu tiên khi phân cấp chất lượng đá quý.

Các cơ chế tạo màu của đá quý

Màu sắc của đá quý có thể xuất hiện theo các cơ chế khác nhau, trong đó quan trọng nhất là sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng.

Sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng

Khi ánh sáng đi vào vật, một phần nhất định sẽ bị phản xạ và hấp thụ trong vật, phần còn lại sẽ truyền qua vật. Phần truyền qua này sẽ tạo nên màu sắc của đá quý (đối với đá quý thấu quang).

Màu sắc của đá quý phụ thuộc vào tính chất hấp thụ ánh sáng trắng của nó. Sự hấp thụ thể hiện ở sự giảm cường độ ánh sáng ở mức độ khác nhau đối với các bước sóng khác nhau của ánh sáng trắng (ánh sáng nhìn thấy). Nếu ánh sáng trắng bị hấp thụ không đáng kể ở mọi bước sóng, đá quý sẽ không màu; nếu bị hấp thụ một phần, đá quý có màu xám và nếu bị hấp thụ mạnh, đá quý có màu đen.

Khoáng vật đá quý sẽ có màu sắc xác định (khác các màu trên) khi những bước sóng xác định của ánh sáng trắng bị hấp thụ ở mức độ khác nhau, và màu mắt người cảm nhận được phụ thuộc vào sự tổng hợp của các bước sóng không bị hấp thụ. Hiện tượng này gọi là sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng.

Nếu đá quý hấp thụ tất cả các màu của phổ khả kiến trừ màu đỏ, đá sẽ có màu đỏ. Ví dụ, phổ hấp thụ của ruby có hai  dải hấp thụ, một dải ở vùng tím và một dải rộng từ vùng màu vàng đến màu lam, kèm theo một loạt các vạch hấp thụ mảnh. Vùng truyền qua chủ yếu là vùng đỏ đến da cam và một phần vùng lam tím, chính vì vậy ruby có màu đỏ kèm theo sắc da cam và lam tím. Ngược lại, nếu đá quý hấp thụ chủ yếu ở vùng màu đỏ, nó sẽ có màu lục (xanh lá cây).

Việc cảm nhận màu sắc  của vật thể phụ thuộc vào một hiện tượng của tự nhiên là hiện tượng bổ trợ màu. Trong vùng nhìn thấy có những cặp màu gọi là màu bổ trợ, mà khi trộn lẫn với nhau sẽ cho ánh sáng trắng. Đó là các cặp: đỏ-lục, da cam-lam, vàng-tím.

Nếu viên đá chỉ hấp thụ một vài bước sóng nhất định trong một cặp màu bổ trợ (ví dụ, 415nm vùng tím), thì thoạt nhìn viên đá có vẻ như không màu (kim cương). Tuy nhiên khi quan sát kỹ ta sẽ thấy kim cương vẫn có sắc vàng (màu vàng là màu bổ trợ của màu tím).

Hiện tượng hấp thụ chọn lọc ánh sáng được nghiên cứu bằng một thiết bị gọi là phổ kế.

Một số đá quý còn có hiện tượng đổi màu. Đó là hiện tượng đá quý có màu khác nhau dưới các nguồn sáng khác loại. Nguyên nhân của hiệu ứng này là sự hấp thụ chọn lọc các nhau đối với các nguồn sáng khác nhau. Ví dụ là alexandrite có màu lục dưới ánh sáng ban ngày (hoặc đèn neon) và có màu hồng dưới ánh sáng đèn dây tóc (đèn nóng sáng có thành phần phổ khác đèn neon).

Tham khảo: tính đa sắc của đá quý