Ο βήρυλλος είναι αυτοτελές ορυκτό είδος που ανήκει στα κυκλοπυριτικά στην ομάδα των πυριτικών ή κυκλοπυριτικών ορυκτών. Η ονομασία του μπορεί να χρησιμοποιείται τόσο για το ορυκτολογικό είδος όσο και για ανεπαρκώς έντονη υλικό του χρώματος που δεν κατατάσσεται σε πιο γνωστή ποικιλία.

Ένα άχρωμο ή ωχρό βήρυλλο δεν είναι ορυκτολογικά κατώτερο από ένα σμαράγδι ή ακουαμαρίνη. Διαφέρει μόνο η αιτία του χρώματος, διαφάνεια, εγκλείσματα και εκτίμηση αγοράς.

Σμαράγδοι, ακουαμαρίνες, μοργκανίτες, ηλιοδώρες και ο κόκκινος οι ποικιλίες βηρυλλίου δεν αποτελούν ξεχωριστά είδη ορυκτών. Όλες διατηρούν την ίδια τη βασική κρυσταλλική δομή του βηρυλλίου.

Το βηρύλλιο είναι σπάνιο στοιχείο στον φλοιό της Γης. Για να σχηματιστεί ο κρύσταλλος του βηρυλλίου, στο γεωλογικό σύστημα πρέπει να υπάρχει επαρκής ποσότητα του βηρυλλίου, του αλουμινίου, του πυριτίου και του οξυγόνου, ενώ η κίνησή τους και η η κρυστάλλωση πρέπει να επιτρέπεται από κατάλληλη θερμοκρασία και σύσταση των ρευστών.

Ο βήρυλλος είναι σκληρότερος από τον χαλαζία, όμως η σκληρότητα δεν τον καθιστά μη άθραυστο. Οι ρωγμές, τα εσωτερικά κανάλια, οι ζώνες εγκλεισμάτων και η ατελής βασική σχάση μπορεί να γίνει αφετηρία θραύσης.

Ο πλεοχρωισμός σημαίνει ότι σε διαφορετικές διευθύνσεις του κρυστάλλου το ορατό χρώμα μπορεί να αλλάζει. Το ακουαμαρίνα μπορεί να εμφανίζει γαλαζωπή και σχεδόν άχρωμη κατεύθυνση, το σμαράγδι – πράσινη και πρασινογάλαζη, ενώ ο μοργανίτης – ροζ και πιο απαλό ροδακινί τόνο.

Η πυκνότητα δεν είναι ίδια για όλες τις ποικιλίες. Τα ιόντα που γεμίζουν τα κανάλια βαρύτερα ιόντα, ιδιαίτερα το καίσιο, μπορούν να αυξήσουν τη σχετική πυκνότητα και τους δείκτες διάθλασης.

Σε έναν διαφανή κρύσταλλο η διπλή διάθλαση είναι σχετικά μικρή, γι’ αυτό μέσα από έναν έδρας πολύτιμο λίθο συνήθως δεν φαίνεται τόσο έντονος διπλασιασμός των ακμών, όπως σε ορισμένα άλλα ορυκτά.

Ο καθαρός βήρυλλος θα ήταν άχρωμος. Το χρώμα εμφανίζεται όταν μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων αντικαθιστούν μέρος των βασικών ιόντων της δομής ή εισέρχονται στα κανάλια του κρυστάλλου.

Το πράσινο του σμαραγδιού δημιουργείται κυρίως από το χρώμιο και το βανάδιο. Αυτά τα στοιχεία αντικαθιστούν μέρος του αλουμινίου και απορροφούν ορισμένες το τμήμα του ορατού φωτός.

Το μπλε του ακουαμαρίνα συνδέεται με τον σίδηρο. Η αναλογία των ιόντων Fe²⁺ και Fe³⁺ η αναλογία, η θέση τους στη δομή και η αλληλεπίδρασή τους καθορίζουν ή αν ο κρύσταλλος θα είναι γαλαζωπός, πρασινογάλαζος, πράσινος ή κιτρινωπός.

Η ροζ ή ροδακινί απόχρωση του μοργανίτη δημιουργείται συνήθως από μαγγάνιο. Στον κόκκινο βήρυλλο σημαντικό είναι επίσης το μαγγάνιο, όμως το χρώμα του είναι πιο έντονο και συνδέεται με συγκεκριμένο γεωλογικό περιβάλλον.

Το χρώμα του κίτρινου βήρυλλου και του ηλιόδωρου οφείλεται συνήθως στον σίδηρο. Το χρώμα μπορεί να κυμαίνεται από ανοιχτό λεμονί έως βαθύ χρυσό ή πρασινοκίτρινες.

Οι περισσότεροι κρύσταλλοι βήρυλλου σχηματίζονται σε γρανιτικούς πηγματίτες. Ο πηγματίτης κρυσταλλώνεται από το όψιμο τμήμα του τήγματος, που είναι πλούσιο σε πτητικά συστατικά και του τμήματος του μάγματος που είναι πλούσιο σε σπάνια στοιχεία.

Το νερό, το φθόριο, το βόριο και άλλα πτητικά συστατικά μειώνουν το ιξώδες του μάγματος, βοηθούν τα στοιχεία να κινηθούν και δημιουργούν συνθήκες για να αναπτυχθούν πολύ μεγάλοι κρύσταλλοι.

Το βηρύλλιο δυσκολεύεται να βρει θέση στα συνηθισμένα πυριγενή ορυκτά, και έτσι συγκεντρώνεται στο όψιμο στάδιο του τήγματος. Όταν επαρκεί, αρχίζουν να κρυσταλλώνονται σε βήρυλλο μαζί με αλουμίνιο και πυρίτιο.

Η γεωλογία των σμαραγδιών είναι συχνά διαφορετική. Τα ρευστά που είναι πλούσια σε βηρύλλιο πρέπει να συναντήσουν πετρώματα πλούσια σε χρώμιο ή βανάδιο. Τέτοιες συνθήκες μπορεί να σχηματιστούν σε σχιστόλιθους, ανθρακικά σε πετρώματα, υδροθερμικές φλέβες ή τεκτονικές ζώνες αντιδράσεων.

Ο βήρυλλος απαντάται σε πολλές περιοχές του κόσμου, όμως οι διαφορετικές οι περιοχές φημίζονται για τις διαφορετικές ποικιλίες και μορφές κρυστάλλων και γεωλογικές συνθήκες.

Ο μη επεξεργασμένος βήρυλλος μπορεί να αναγνωριστεί από το εξαγωνικό πρισματικό σχήμα, διαμήκεις γραμμές, υαλώδη λάμψη και μεγάλη σκληρότητα.

Ωστόσο, το έγχρωμο κομμένο βήρυλλο μπορεί να συγχέεται με τοπάζι, τουρμαλίνη, χαλαζία, σποδουμένη, γυαλί και συνθετικούς πολύτιμους λίθους.

Για τη γεμολογική ταυτοποίηση είναι σημαντικοί οι δείκτες διάθλασης, η διπλή διάθλαση, πυκνότητα, πλεοχρωισμός, φάσμα και μικροσκοπικά εγκλείσματα.

Το σμαράγδι διαφέρει από τον πράσινο τουρμαλίνη ή τον διοψίδιο όχι μόνο ως προς το χρώμα. Η ακουαμαρίνα μπορεί επίσης να συγχέεται με μπλε τοπάζι ή γυαλί διαχωρίζεται αξιόπιστα μόνο με τον συνδυασμό πολλών μετρήσεων.