แร่รัตนชาติ
รัตนชาติแบ่งเป็น 2 ชนิด คือ
1) รัตนชาติที่เป็นสารอินทรีย์ ได้แก่ ไข่มุก ปะการัง อำพัน
2) รัตนชาติที่เป็นสารอนินทรีย์ ได้แก่ เพชรพลอยต่างๆ
แร่รัตนชาติเป็น “อโลหะ” ที่มีความสำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศไทยเป็นอย่างมาก เพราะเป็นสินค้าส่งออกที่ทำรายได้ให้มาก โดยเฉพาะเพชรพลอยที่แปรรูปเป็นอัญมณีแล้ว
สถาบันอัญมณีศาสตร์แห่งสหรัฐอเมริกาได้ให้ ความหมายของรัตนชาติหรืออัญมณีว่า“เป็นแร่และหรือสารประกอบอินทรีย์ที่นำมาใช้เป็นเครื่องประดับ” มีสมบัติสำคัญคือ1. ความสวยงาม 2.ความคงทน 3.ความหายาก 4.ความนิยม และ 5. ความสามารถในการพกพา ส่วนสารประกอบที่เกิดจากสิ่งมีชีวิตและจัดเป็นรัตนชาติ ได้แก่ 1.ไข่มุก 2.ปะการัง 3.อำพัน นอกจากนี้สถาบันดังกล่าว ยังแบ่ง อัญมณีออกเป็น 2 กลุ่มคือ 1.เพชร 2.พลอยหรือหินสี
ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีช่วยให้มีการเพิ่มคุณภาพของแร่ได้หลายวิธี เช่นการเจียระไน การเผา การอาบรังสี การย้อมเคลือบสี และการฉายแสงเลเซอร์ วิธีการเหล่านี้ช่วยให้อัญมณีมีความงดงามและมีคุณค่ามากขึ้น
การเจียระไน เป็นเทคนิคที่ทำให้อัญมณีมีความแวววาวเป็นประกายและมีสีสันเด่นชัดขึ้น โดยใช้เครื่องมือทำให้เป็นเหลี่ยม เพื่อให้แสงหักเหสะท้อนกลับไปมาภายในผลึกและสะท้อนออกด้านหน้า
รูป 1 การเจียระไนเพชรพลอยแบบต่างๆ
การเผาพลอยหรือการหุงพลอย เป็นเทคนิคที่ช่วยให้พลอยมีสีสันสวยงาม โดยใช้ความร้อนและอุณหภูมิที่เหมาะสม ทำให้ธาตุต่างๆ ในเนื้อพลอยจัดเรียงตัวใหม่ ทำให้พลอยใสขึ้นและมีสีเปลี่ยนไปอย่างถาวรดังแสดงในตารางที่ 1
การเผาพลอย
การเผาพลอยหรือการหุงพลอย คือ การทำให้พลอยมีสีสันสวยงามยิ่งขึ้น โดยการนำพลอยมาให้ความร้อนในช่วงอุณหภูมิและภาวะที่เหมาะสม จนธาตุต่างๆในเนื้อพลอยใสขึ้นและมีสีเปลี่ยนไปถาวร เช่น
ชนิดของพลอย | สีเดิมตามธรรมชาติ | สีที่เปลี่ยนแปลงหลังการให้ความร้อน |
-ทับทิม -แซปไฟร์สีน้ำเงิน(ไพลิน) -แซปไฟร์สีขาว -เพทาย -โทแปซ -ควอตซ์ (แอเมทิสต์) | แดงอมม่วง แดงอมน้ำตาล ชมพูอมม่วง น้ำเงิน ขาวใส ขาวขุ่นน้ำนม หรือขาวอมเหลือง น้ำตาล สีชา ขาวใส ม่วง | แดงสดหรือชมพูสด น้ำเงินเข้มขึ้นหรือน้ำเงินสว่างขึ้น น้ำเงิน เขียว เหลือง หรือเหลืองน้ำทอง ใสไม่มีสี เหลืองน้ำทอง น้ำเงิน น้ำเงิน (ก่อนเผาจะอาบรังสีนิวตรอนให้ได้สีเหลือง น้ำตาล หรือเขียว) ใสไม่มีสี เหลืองน้ำทอง เขียว |
การย้อมเคลือบสี คือการเผาพลอยรวมกับสารเคมีบางชนิด ทำให้พลอยมีสีสันสวยงามขึ้น สารเคมีที่ใช้จะมีส่วนผสมของธาตุมลทินที่ทำให้พลอยชนิดนั้นเกิดสีตามธรรมชาติ แต่จะแตกต่างกับการเผาพลอยตรงที่ สีที่เกิดขึ้นสามารถอยู่ได้เพียงชั่วคราวเท่านั้น
การอาบรังสี คือการนำพลอยไปอาบรังสีแกมมาจากโคบอลต์-60 ทำให้สีเปลี่ยนแปลง
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
- 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
4. นำข้อมูลที่ได้จากการตรวจวิเคราะห์ทั้ง 3 ขั้นตอน มาประมวลและประเมินว่ารัตนชาติที่ทำการตรวจวิเคราะห์อยู่นั้นเป็นอะไร มีชื่อว่าอย่างไร เป็นรัตนชาติจริงหรือปลอม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น