แร่และหิน minerals and rocks...2....

ระบบผลก และสมบตทางกายภาพ

Crystal system and Physical properties

แรหรออญมณแตละชนด ตางประกอบดวยอะตอมของธาตเดยวกน หรอตางชนดกน จบตวกนแนนดวยวธการตางๆ เกดเปนโครงสรางทเปนระเบยบหลากหลายรปแบบ

สงผลใหแรหรออญมณแตละชนด มรปผลก สมบตทางกายภาพ และสมบตทางแสง ตลอดจนสวนประกอบทางเคมทแตกตางกน ซงท าใหสามารถจ าแนกชนดของอญมณได โดยอาศยความแตกตางดงกลาว

ระบบผลก (crystal system) และรปผลก (crystal form)

สมบตทางกายภาพและทางแสงของอญมณ ซงบางลกษณะสามารถเหนไดดวยตาเปลา เชน ส ความใส ความแวววาว สามารถใชเปนหลกเบองตนในการบอกชนดของอญมณได

แตบางลกษณะ เชน คาความถวงจ าเพาะ คาดชนหกเห การเรองแสง จ าเปนตองใชเครองมอในการตรวจสอบ และตองเปนเครองมอพเศษแตกตางจากการตรวจสอบแรทวไป เนองจากการตรวจสอบตองไมมการขดขด หรอบดท าลายตวอยางใหเกดความเสยหาย

ผลกและระบบผลก(Crystal and Crystal System)

• ผลก เปนของแขงเนอเดยว มโครงสรางภายในทเปนระเบยบทงสามมต และมการจดเรยงตวซ าๆ กนภายในโครงสราง

Halite

Crystal forms หรอ รปแบบผลก หมายถง ลกษณะภายนอกของผลกทมกจะพบในธรรมชาต ซงเปนลกษณะเฉพาะของแรแตละชนด แรบางแรอาจมรปแบบไดหลายอยาง เชน แรแคลไซด มประมาณ 108 รปแบบ

รปแบบเมอประกอบกบโครงสรางภายในท เปนระเบยบของแรสามารถจะชวยในการตรวจสอบแรได

โครงสรางภายในของแรสามารถแบงเปนระบบ ตามสมมาตรได 6 ระบบ และมรปแบบพนฐานทมกพบไดบอยๆ ในแตละระบบ

ระบบผลก (Crystal System) เปนการจดแบงผลกออกไดเปนระบบตางๆ โดยอาศยลกษณะการวางตวของแกน ไดเปน 6 ระบบคอ

1. ระบบไอโซเมตรก (Isometric System) มแกน 3 แกนยาวเทากน และตดกนเปนมมฉาก

1. Isometric system

garnet

diamond spinel

2. ระบบเฮกซะโกนอล (Hexagonal System) มแกน 1 แกนอยในแนวดงวางตงฉากกบ 3 แกนทยาวเทากนอยในแนวราบ ท ามม120 องศา รปแบบทพบมกตองประกอบกบรปแบบอนถงจะเปนผลกมหนาสมบรณ

2. Hexagonal system

•Hexagonal division beryl

apatite

2. Hexagonal system•Rhombohedral division

corundum

quartz

tourmaline

3. ระบบเตตระโกนอล (Tetragonal System) มแกน 1 แกนอยในแนวดงวางตงฉากกบ 2 แกนทยาวเทากนอยในแนวราบ ท ามมฉากซงกนและกน

zircon

4. ระบบออโทรอมบค (Orthorhombic System) มแกน 1 แกนอยในแนวดงวางตงฉากกบ 2 แกนอยในแนวราบท ามมฉากซงกนและกนโดยทง 3 แกนมความยาวไมเทากน

topaz

chrysoberylcyclic twin

5. ระบบโมโนคลนค (Monoclinic System) มแกน 2 แกนท ามมเอยงและแกนท 3 ตงฉากกบแกนทงสองทท ามมเอยงกนอย ความยาวของทงสามแกนไมเทากน

orthoclase มกดาหารหรอมนสโตน (moonstone )

6. ระบบไตรคลนค (Triclinic System) มแกน 3 แกนทความยาวไมเทากนและไมตงฉากซงกนและกน

microcline kyanite

ผลกแรตางๆ ไมวาจะตกผลกอย ในระบบใดยอมประกอบดวยหนาผลกทมาจากรปแบบพนฐานเหลาน บางผลกอาจมรปแบบเดยว แตผลกสวนมากมกประกอบดวยรปแบบหลายๆ อยาง และผลกทสมบรณทกหนานนมกจะหายาก

นอกจากนกลมผลก (crystal aggregate) และลกษณะทผลกมกเกดเปน (crystal habit) สามารถชวยบงบอกชนด หรอกลมของแรไดเชนกน

เมอแรอย ในลกษณะผลกเดยว อาจมลกษณะดงน ผลกรปเขม ผลกเปนเสนคลายเสนผม เสนไหม เสนดาย ผลกเปนแทง ผลกคลายใบมด

เมอแรอยในลกษณะกลมผลก (aggregate) คอเกดจากผลกเดยวมาตอกนตามมมหรอหนาผลก ท าใหไดลกษณะตางๆ เชน

เกดเปนกงกาน (dendritic) เกดลกษณะทเปนแผน (foliated) กลมทรงกลมหลายๆ กลม (botryoidal) เกดเปนลกษณะคลายเสนใย (fibrous) เกดเ ปนลกษณะแรท เ ปนเมดเลกๆ เกาะก ลมก น (granular)

สมบตทางกายภาพ(Physical properties)

เปนความทนทานของอญมณ ตอการขดขวน หรอการขดส ใชสญลกษณ H

ความแขง ขนอยกบความแขงแรงของพนธะ (bond) ทเชอมอะตอมเขาดวยกน คาความแขงมสเกลเปนตวเลขตงแต 1 ถง 10 ตามสเกลมาตรฐานในการวดความแขงของโมห(Mohs’ scale of hardness)

Friedrich Mohs (1773-1839)

ความแขง (Hardness)

Mohs' scale of hardness

1. ทลก (Talc) 6. เ ลดสปาร (Feldspar)

2. ยปซม (Gypsum) 7. ควอตซ (Quartz)

3. แคลไซต (Calcite) 8. โทแพซ (Topaz)

4. ลออไรต (Fluorite) 9. คอรมดม (Corundum)

5. อะพาไทต (Apatite) 10. เพชร (Diamond)

ความเหนยว (Toughness)

•เปนความคงทนของอญมณตอการแตกหก การโคงงอ การฉกขาด หรอการบด ความเหนยวและความแขง เปนปจจยส าคญในการบงบอกความคงทน (durability) ของอญมณ

Exceptional(เหนยวดมาก)

jadeite

Excellent(เหนยวมาก)

Good (เหนยวปานกลาง) Poor (ไมเหนยว)

corundum

rose quartz topaz

•ค าอธบายสมบตลกษณะความเหนยวหรอความคงทนไดแกเปราะ (Brittle)

ตเปนแผนได (Malleable)

ดงเปนเสนได (Ductile)มดตดได (Sectile)

งอได (Flexible)

ยดหยนได (Elastic)

เสถยรภาพ (Stability)

เปนปจจยส าคญประการหนงทแสดงความคงทนของอญมณ นอกเหนอจากความแขงและความเหนยว เสถยรภาพเปนความทนทานตอการจางลงของสเนองจากแสง ความรอน หรอ สารเคม

pearlopal coral

kunzite

อญมณทสมกจางลงเมอโดนแสง

yellow-brown topaz

อญมณทควรระวงไมใหถกสารเคม

malachite

แนวทแตกเปนระนาบเรยบตามโครงสรางอะตอมในผลกแร เปนทศทางทอะตอมจบตวกนไมแขงแรง

Perfect octahedron in diamond Perfect rhombohedron in calcite

Imperfect prismatic in diopside Poor pinacoid in beryl

แนวแตกเรยบ (Cleavage)

แนวแตกของผลกตามแนวระนาบทโครงสรางไมแขงแรง มกเปนแนวระนาบแฝดซ าซอน

เปนแนวแตกอนๆ ของผลก ทไมใชแนว cleavage หรอ parting มทศทางไมแนนอน

Rhombohedral pinacoid

รอยแตกแบบกนหอย (conchoidal fracture)

แนวแตก (Parting)

รอยแตก (Fracture)

การแตกแบบอนๆไดแกแบบกนหอย (Concoidal)แบบเปนเสยน (Fibrous)แบบเปนเสยนคลายไมหก (Splintery)แบบผวขรขระแหลมคม (Hackley)แบบเรยบ (Even)