سنگهای گرانبها موادی معدنی یا ارگانیکی هستند که به دلیل زیبایی، کمیابی و دوامشان ارزش زیادی دارند. این سنگها در طول تاریخ به دلیل جذابیت و ویژگیهای منحصر به فردشان مورد توجه قرار گرفتهاند و در جواهرسازی، صنایع مختلف و تحقیقات علمی به کار می‌روند. سنگهای گرانبها دارای خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاصی هستند که آن‌ها را از سایر مواد معدنی متمایز می‌کند. این خصوصیات شامل سختی، شفافیت، رنگ و تراکم است. سختی سنگهای گرانبها معمولاً با مقیاس موس اندازه‌گیری می‌شود که در آن الماس با نمره ۱۰ سخت‌ترین و تالک با نمره ۱ نرم‌ترین است. شفافیت نیز به میزان عبور نور از سنگ اشاره دارد و به سه دسته شفاف، نیمه‌شفاف و مات تقسیم می‌شود. رنگ سنگهای گرانبها می‌تواند بسیار متنوع باشد و از بی‌رنگ تا رنگ‌های زنده و جذاب متغیر است.
طبقه بندی سنگهای قیمتی براساس ترکیب شیمیایی شامل
سنگهای سیلیکاتی
سنگهای سیلیکاتی بزرگ‌ترین گروه از سنگهای معدنی هستند و حاوی سیلیس (SiO₂) به عنوان عنصر اصلی هستند. این سنگها ساختارهای کریستالی متنوعی دارند و می‌توانند شامل انواع مختلفی از ترکیبات باشند. برخی از مهم‌ترین سنگهای سیلیکاتی گرانبها شامل آمتیست (کوارتز بنفش)، کوارتز دودی، کوارتز صورتی، زمرد (امرالد)، آکوامارین، مورگانیت، آلماندین، پیروپ، تساوریت، توپاز، روبلیت (تورمالین قرمز)، ایندیگولایت (تورمالین آبی)، وردلیت (تورمالین سبز)، کالسدوئن، موسکوویت، گارنت و... می‌باشد.
سنگهای کربناتی
سنگهای کربناتی شامل ترکیباتی هستند که حاوی کربنات (CO₃-2) می‌باشند. این سنگها به دلیل ساختار کریستالی خاص و ویژگیهای شیمیایی خود شناخته می‌شوند. برخی از مهم‌ترین سنگهای کربناتی گرانبها شامل کلسیت، دولومیت، اسمیتسونیت، رودوکروزیت، آراگونیت، سروزیت، مالاکیت، آزوریت و... می‌باشد.
سنگهای اکسیدی
سنگهای اکسیدی شامل ترکیباتی هستند که اکسید‌های فلزی دارند. این سنگها به دلیل سختی و دوام خود معمولاً در جواهرسازی و صنایع مختلف کاربرد دارند. برخی از مهم‌ترین سنگهای اکسیدی گرانبها شامل هماتیت، یاقوت (روبی)، یاقوت کبود (سفایر)، اسپینل، کریزوبریل و... می‌باشد.
سنگهای فسفاتی
سنگهای فسفاتی شامل ترکیباتی هستند که حاوی فسفات‌ها (PO₄3-) می‌باشند. این سنگها به دلیل ترکیب شیمیایی خاص خود شناخته می‌شوند و معمولاً رنگ‌های جذاب و شفافی دارند. برخی از مهم‌ترین سنگهای فسفاتی گرانبها شامل لازوریت، واریسیت، مونازیت، آپاتیت و... می‌باشد.
سنگ های گوگردی: سنگهای گوگردی شامل ترکیباتی هستند که حاوی گوگرد می‌باشند. این سنگها به دلیل داشتن مقاومت بالا و خواص فیزیکی مناسب، در صنایع مختلفی کاربرد دارند. برخی از مهم‌ترین سنگهای گوگردی گرانبها شامل پیریت، کالکوپیریت، گالن، اسفالریت (بلند)، سینابار (زنجفر) و... می‌باشند.
سنگهای ارگانیکی
سنگهای ارگانیکی شامل موادی هستند که از بقایای موجودات زنده تشکیل شده‌اند. این سنگها معمولاً ساختاری نرم‌تر و ویژگیهای منحصر به فردی دارند. برخی از مهم‌ترین سنگهای ارگانیکی گرانبها شامل کهربا (Amber)، مروارید (Pearl)، مرجان (Coral)، جت (Jet)، عاج (Ivory)و... می‌باشد.
کهربا نوعی رزین فسیلی از درختان باستانی است که به رنگ‌های زرد، قهوه‌ای و قرمز یافت می‌شود. این سنگ به دلیل شفافیت و جلای شیشه‌ای خود در جواهرسازی بسیار محبوب است. کهربا اغلب دارای حباب‌ها و بقایای گیاهی یا حشرات باستانی است که در زمان تشکیل درون آن به دام افتاده‌اند. به دلیل این ویژگی‌ها، کهربا ارزش تاریخی و علمی نیز دارد.
مروارید سنگی ارگانیکی است که درون صدف‌های دریایی به وجود می‌آید و به رنگ‌های سفید، کرمی، صورتی، آبی و حتی سیاه یافت می‌شوند. مروارید به عنوان نمادی از خلوص و زیبایی در جواهرسازی به کار می‌رود.
مرجان نوعی ساختار ارگانیکی است که از کلسیم کربنات تشکیل شده و توسط کلنی‌های مرجانی در زیر آب تولید می‌شود و به رنگ‌های قرمز، سفید، صورتی و سیاه وجود دارد.
جت نوعی زغال سنگ نیمه فسیلی است که از بقایای گیاهان باستانی به وجود می‌آید و به رنگ سیاه دیده می‌شود.
عاج ماده‌ای ارگانیکی است که از دندان‌ها و عاج‌های حیواناتی مانند فیل به دست می‌آید و به رنگ سفید یا کرم یافت می‌شود. همچنین به دلیل شفافیت و جلای خاص خود در جواهرسازی و تزئینات داخلی، ساخت مجسمه‌ها و اشیاء هنری به کار می‌رود.
طبقه بندی دیگری که برای سنگهای گرانبها وجود دارد براساس ساختار کریستالی سنگها می‌باشد:
۱. سیستم کریستالی مکعبی (ایزومتریک)
سنگهای دارای ساختار کریستالی مکعبی دارای سلول واحدی به شکل مکعب هستند. این ساختارها تقارن بالا و ویژگیهای فیزیکی خاصی دارند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: الماس (دیاموند)، گارنت، اسپینل، پیریت و...
۲. سیستم کریستالی تتراگونال
در ساختار تتراگونال، سلول واحد به شکل یک مکعب مستطیل با دو ضلع برابر و یک ضلع متفاوت است. این ساختارها نیز تقارن خاصی دارند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: زرگون، آپوفیلیت، روتیل و...
۳. سیستم کریستالی هگزاگونال
ساختار هگزاگونال دارای سلول واحدی به شکل منشور شش‌وجهی است. این ساختارها تقارن بالایی دارند و به دلیل شکل خاص خود، ویژگیهای نوری منحصر به فردی دارند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: یاقوت (روبی)، یاقوت کبود (سفایر)، کوارترز، زمرد (امرالد)، آکوامارین، مورگانیت، آپاتیت، بنیتوئیت و...
۴. سیستم کریستالی تری‌کلینیک
ساختار تری‌کلینیک دارای سلول واحدی با سه زاویه غیرقائم است و دارای کمترین تقارن نسبت به سایر ساختارها بوده و به همین دلیل کمیاب‌تر هستند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: آزوریت، لابرادوریت، رودونیت و...
۵. سیستم کریستالی مونوکلینیک
در ساختار مونوکلینیک، سلول واحد به شکل یک مکعب مستطیل است که تنها یک زاویه غیرقائم دارد. این ساختارها نیز دارای تقارن خاصی هستند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: مون استون (سنگ ماه)، سلنیت، مالاکیت، دیوپسید و...
۶. سیستم کریستالی اورتورومبیک
ساختار اورتورومبیک دارای سلول واحدی با سه ضلع متفاوت و سه زاویه قائم است. این ساختارها نیز به دلیل تقارن خاص خود ویژگیهای فیزیکی منحصر به فردی دارند. برخی از مهم‌ترین این سنگها عبارتند از: سیلیمانیت، آندالوزیت، کریزوبریل، آراگونیت، توپاز و...
طبقه بندی مهم دیگری که براساس منشاء سنگهای گرانبها وجود دارد شامل:
۱. سنگهای گرانبها طبیعی
سنگهای گرانبها طبیعی به طور طبیعی در زمین تشکیل می‌شوند و فرایند تشکیل آن‌ها می‌تواند میلیون‌ها سال طول بکشد. عواملی نظیر فشار، دما، ترکیب شیمیایی، و شرایط محیطی باعث تشکیل این سنگها می‌شوند. این سنگها به دلیل کمیابی و فرایندهای طبیعی پیچیده‌ای که طی آن‌ها شکل گرفتهاند، ارزش بالایی دارند. برخی از مهم‌ترین سنگهای گرانبها طبیعی شامل موارد زیر هستند:
الماس (دیاموند)، زمرد (امرالد)،- یاقوت (روبی)، یاقوت کبود (سفایر) و...
۲. سنگهای گرانبها مصنوعی
سنگهای گرانبها مصنوعی به طور مصنوعی و توسط انسان‌ها در آزمایشگاه‌ها یا کارخانجات تولید می‌شوند. این سنگها ممکن است شباهت‌های زیادی با سنگهای طبیعی داشته باشند، اما فرآیند تشکیل آن‌ها در آزمایشگاه به صورت کنترل شده و در زمان بسیار کوتاه‌تری انجام می‌شود. برخی از مهم‌ترین سنگهای گرانبها مصنوعی شامل موارد زیر هستند: الماس مصنوعی، یاقوت مصنوعی، زمرد مصنوعی و...
مقایسه سنگهای گرانبها طبیعی و مصنوعی
سنگهای طبیعی به دلیل کمیابی و فرآیند طولانی تشکیل ارزش بالاتری دارند، در حالی که سنگهای مصنوعی به دلیل فراوانی و تولید سریع‌تر معمولاً ارزش کمتری دارند. تولید سنگهای مصنوعی به دلیل کنترل فرآیندها و استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته معمولاً هزینه کمتری دارد. سنگهای مصنوعی می‌توانند از نظر ظاهر و کیفیت شبیه به سنگهای طبیعی باشند، اما ممکن است تفاوت‌های کوچکی وجود داشته باشد که با ابزارهای دقیق قابل تشخیص است.
عملیات‌ها و بهبودهای مختلفی بر روی سنگهای قیمتی انجام می‌شوند تا ارزش و زیبایی آن‌ها را افزایش دهند. در زیر به برخی از این عملیات‌ها و بهبودها اشاره می‌شود:
برش و تراش سنگهای قیمتی یکی از مهم‌ترین مراحل برای بهبود ظاهر و ارزش آن‌ها است. برش‌های مختلف مانند برش برلیان، زمردی، و بیضی می‌توانند باعث افزایش زیبایی و براقیت سنگ شوند. پولیش کردن سنگهای قیمتی باعث افزایش براقیت و درخشش آن‌ها می‌شود. این فرآیند معمولاً شامل استفاده از مواد ساینده و ابزارهای خاص برای صاف کردن سطح سنگ است. عملیات حرارتی یکی از روش‌های رایج برای بهبود رنگ و شفافیت سنگهای قیمتی است. با افزایش دما، رنگ برخی سنگها تغییر کرده و شفافیت آن‌ها افزایش می‌یابد. برخی سنگهای قیمتی دارای ترک‌ها و شکستگی‌های کوچکی هستند. پر کردن این ترک‌ها با مواد خاص مانند رزین می‌تواند ظاهر و دوام سنگ را بهبود بخشد. پرتوافکنی یکی از روش‌های بهبود رنگ سنگهای قیمتی است. با استفاده از پرتوهای گاما یا الکترونی، رنگ سنگها تغییر کرده و بهبود می‌یابد. در روش پوشش‌دهی سطحی، سطح سنگهای قیمتی با لایه‌ای نازک از مواد خاص پوشش داده می‌شود تا براقیت و مقاومت آن‌ها افزایش یابد. تزریق رنگ به سنگهای قیمتی می‌تواند رنگ آن‌ها را بهبود بخشد. این روش بیشتر برای سنگ‌هایی استفاده می‌شود که رنگ طبیعی آن‌ها کم‌رنگ است. برخی سنگهای قیمتی با مواد شیمیایی خاصی بهبود می‌یابند تا رنگ، شفافیت یا براقیت آن‌ها افزایش یابد.
