สมบัติรัตนชาติ

          รัตนชาติส่วนใหญ่เป็นแร่ แร่ทุกชนิดจะจัดแบ่งแยกจากกันโดยลักษณะโครงสร้างผลึกและส่วนประกอบทางเคมี เนื่องจากแร่หรือรัตนชาติต่างชนิดกัน จะมีโครงสร้างของผลึกและคุณสมบัติทางเคมีที่ต่างกันไปด้วย

 

           สมบัติทางเคมี

           รัตนชาติมีองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะตัว แต่มีความแตกต่างกันในสีและรูปร่างลักษณะภายนอก ดังนั้นจึงใช้สีในการแบ่งกลุ่มของรัตนชาติด้วย สำหรับแร่ที่มีสภาพแวดล้อมเดียวกันจะมีโครงสร้างทางผลึก และคุณสมบัติทางกายภาพเหมือนกันแต่จะมีองค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันเล็กน้อย รัตนชาติส่วนใหญ่จะประกอบด้วยแร่ธาตุ 2 ชนิดขึ้นไป ยกเว้นก็แต่เพชรที่มีแต่เพียงธาตุคาร์บอนเพียงธาตุเดียวเท่านั้น
รัตนชาติที่เกิดจากธาตุมากกว่า 2 ชนิด หรือเป็นกลุ่มธาตุ หรือเป็นสารประกอบเชิงซ้อนของกลุ่มธาตุ ต่างๆที่พบมาก ได้แก่ กลุ่มซิลิเกต กลุ่มออกไซต์ กลุ่มคาร์บอเนต และกลุ่มฟอสเฟต เป็นต้น ตัวอย่างเช่น


          ตารางแสดงส่วนประกอบทางเคมีของกลุ่มแร่รัตนชาติ

กลุ่มธาตุ
ประเภท
องค์ประกอบทางเคมี
กลุ่มแร่ซิลิเกต แอนดาลูไซต์ Al2SiO5
เบริล Be3AL2(SiO3)6
กลุ่มแร่เฟลด์สปาร์ สารประกอบเชิงซ้อนของอะลูมิเนียมซิลิเกต ร่วมกับธาตุแคลเซียม โซเดียม อะลูมิเนียม
กลุ่มแร่การ์เนต สารประกอบเชิงซ้อนของซิลิเกตร่วมกับธาตุ แมกนีเซียม แมงกานีส แคลเซียม เหล็ก อะลูมิเนียม โครเมียม
หยกเจไดต์ NaAl(SiO3)2
หยกเนไฟรต์ สารประกอบเชิงซ้อนของซิลิเกตร่วมกับแคลเซียม แมกนีเซียม หรือเหล็ก
เพริดอต (Mg,Fe)2SiO4
โรโดไนต์ MnSiO3
โทแพซ Al2(F,OH)2SiO4
ทัวร์มาลีน สารประกอบเชิงซ้อนของโบโรซิลิเกต อะลูมิเนียม แมกนีเซียม เหล็ก
เซอร์คอน ZrSiO4
กลุ่มแร่ออกไซต์ คริโซเบริล BeAl2O4
คอรันดัม Al2O3
ควอรตซ์ SiO2
โอปอ SiO2.H2O Sio2.nH2O
สปิเนล MgO.Al2O3
กลุ่มแร่คาร์บอเนต  แคลไซต์ CaCO3
มาลาไคต์ Cu2(OH)2CO3
อะซูไรต์ Cu3(CO3)2(OH)2

โรโดโครไซต์ 		MnCO3
กลุ่มแร่ฟอสเฟต อะพาไทต์ Ca5(F,Cl)(PO4)3
เทอร์คอยส์ สารประกอบเชิงซ้อนของกลุ่มไฮเดรต ซิลิเกตร่วมกับธาตุอะลูมิเนียม ทองแดง ฟอสเฟต

ที่มา : เอกสารกรมทรัพยากรธรณี เรื่อง สาระน่ารู้เรื่องรัตนชาติ


            สมบัติทางกายภาพ


            สมบัติทางกายภาพของรัตนชาติจะคล้ายกับของแร่ทั่วๆไป แต่จะมีบางอย่างที่ต่างไป คือ

               - ความเหนียว (toughness) หมายถึง ความทนทาน คงทนของรัตนชาติที่มีต่อการแตกหัก กะเทาะ บิ่น เป็นคุณสมบัติของรัตนชาติที่เกิดเนื่องจากแรงดึงดูดของอนุภาคภายในรัตนชาติ ซึ่งมีผลทำให้มีความเหนียวไม่เท่ากัน บางชนิดแข็งมากแต่ไม่เหนียวเช่น เพชร แข็งมากที่สุดแต่ไม่เหนียวที่สุด เนไฟรต์ มีความแข็งไม่มากแต่มีความเหนียวมาก เป็นต้น

               - ความคงทน (stability) หมายถึง ความทนทานของรัตนชาติต่อการสลาย ผุพัง หรือต่อปฏิกิริยาเคมี รัตนชาติจะคงสภาพอยู่ได้นาน

               - รูปร่างเฉพาะตัวของรัตนชาติ (crystal habit) หมายถึงรูปแบบที่เป็นเฉพาะตัวของรัตนชาตินั้นๆ และจะเกิดเป็นรูปผลึกต่างๆ กัน ตัวอย่างเช่น รูไทล์ จะมีรูปผลึกเป็นรูปเข็ม แซปไฟร์ จะมีรูปผลึกเป็นรูปปิรามิดคู่ ฮีมาไทด์ จะมีรูปผลึกเป็นรูปพวงองุ่น แคลไซต์ จะมีรูปผลึกเป็นรูปเส้นใย โกเมน จะมีรูปผลึกเป็นรูปตะกร้อ เพชร จะมีรูปผลึกแปดเหลี่ยม ทัวร์มาลีน จะมีรูปผลึกเป็นรูปแท่ง ทับทิมจะมีรูปผลึกเป็นรูปแท่งแบน

 

ผลึกรูไทล์รูปเข็มในผลึกควอตซ์

แซปไฟร์

 

 

ฮีมาไทด์

ทัวร์มาลีน

ภาพที่ 2.30 ตัวอย่างผลึกรัตนชาติ

 


               - การกระจายแสง (dispersion) หมายถึง การที่แสงสีขาวส่องผ่านเข้าไปในรัตนชาติบางชนิด แสงนี้จะเกิดการเหเป็นมุมที่แตกต่างกัน และแยกออกเป็นลำแสงหลากหลายสีแล้วสะท้อนออกมาทำให้เห็นเป็นสีต่างๆ สีที่มองเห็นอาจเป็นลำดับชุดของสีรุ้งเช่นเดียวกับลักษณะการเกิดรุ้งกินน้ำ มีแร่เพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามาถมองการกระจายของแสงได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งจะขึ้นอยู่กับค่าดัชนีหักเห และการเจียรไนของรัตนชาตินั้น ความมากน้อยของการกระจายแสงนี้จะแตกต่างกันไปในรัตนชาติแต่ละชนิด เช่น เพชร เพชรเทียม โกเมน

 

การตรวจสอบแร่รัตนชาติ

           ด้วยเหตุที่รัตนชาติส่วนใหญ่จะเป็นแร่ชนิดต่างๆ ดังนั้นการตรวจจำแนกชนิด ประเภท และการจัดแบ่งรัตนชาติ จึงมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องอย่างมากกับการตรวจจำแนกชนิดแร่ การตรวจวิเคราะห์รัตนชาติเพื่อให้ได้ชนิดและประเภทของรัตนชาตินั้น เมื่อตรวจสอบว่าเป็นรัตนชาติชนิดไหน ชื่ออะไรแล้วจะต้องพิสูจน์ด้วยว่ารัตนชาตินั้นจริงหรือปลอม  มีรัตนชาติหลายชนิดที่ยังไม่มีการสังเคราะห์หรือทำปลอม   เช่น   โทแพซ เพทาย ทัวร์มาลีน โกเมน เป็นต้น รัตนชาติพวกนี้เมื่อตรวจวิเคราะห์ได้ชนิดและประเภทแล้วก็ไม่ต้องยุ่งยากในการพิสูจน์ต่อไป แต่บางชนิดได้มีการทำการสังเคราะห์เลียนแบบขึ้นมาแล้ว ทำให้ต้องมีการตรวจสอบต่อไปว่าเป็นของปลอมหรือไม่ ได้แก่ ไพลิน ทับทิม บุษราคัม เพชร เป็นต้น ดังนั้นเทคนิคในการตรวจพิสูจน์รัตนชาติเป็นกระบวนการที่อาจทำควบคู่ไปหรือแยกกันก็ได้ โดยใช้ขั้นตอนการตรวจวิเคราะห์ดังต่อไปนี้

          1. ตรวจวิเคราะห์คุณลักษณะสมบัติทั่วไปที่เด่นชัดด้วยตาเปล่าก่อน ใช้แว่นขยาย หรือ กล้องจุลทรรศน์ กำลังขยายต่ำ 10-30 เท่า เพื่อ ดู สี ความโปร่ง ความวาว การกระจายแสง น้ำหนัก ตำหนิภายนอกต่างๆ เป็นต้น

          2. ตรวจวิเคราะห์รายละเอียดภายใน และลักษณะภายนอกด้วยแว่นขยายหรือกล้องจุลทรรศน์กำลังขยายสูง 30-200 เท่า ดูลักษณะของตำหนิภายนอก และมลทินภายในต่างๆ จะต้องใช้ระบบแสงที่ถูกต้อง และอาจจะต้องจุ่มรัตนชาติลงในน้ำหรือน้ำยาบางชนิดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการมอง

          3. ตรวจวิเคราะห์โดยใช้เครื่องมือวิทยาศาสตร์เข้าช่วย  เพื่อให้ได้ข้อมูลละเอียด  ชัดเจน  และแม่นยำมากขึ้น โดยส่วนใหญ่ใช้คุณสมบัติทางแสงและทางกายภาพของรัตนชาติเป็นหลักในการตรวจ   เช่น   การใช้เครื่องรีแฟรกโตมิเตอร์วัดหาค่าดัชนีหักเหแสง  ค่าไบรีฟริงเจนซ์  การใช้เครื่องชั่งหาความถ่วงจำเพาะ

 

ภาพที่ 2.31 เครื่องรีแฟรกโตมิเตอร์ ใช้วัดหาค่าดัชนีหักเหแสง

ที่มา : http://cgi.ebay.fr/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&category=14279&item=6112783489&rd=1

          4. นำข้อมูลที่ได้จากการตรวจวิเคราะห์ทั้ง 3 ขั้นตอน มาประมวลและประเมินว่ารัตนชาติที่ทำการตรวจวิเคราะห์อยู่นั้นเป็นอะไร มีชื่อว่าอย่างไร เป็นรัตนชาติจริงหรือปลอม