Corindon (corundum) là khoáng vật nhôm oxit, độ cứng 9 trên thang Mohs, chỉ đứng sau kim cương trong các đá quý thông dụng. Corindon màu đỏ do crom gọi là ruby; corindon các màu còn lại, kể cả không màu, gọi chung là sapphire. Như vậy ruby và sapphire không phải hai loại đá khác nhau mà là hai cách gọi theo màu của cùng một khoáng vật.
Ở vùng Lục Yên, corindon có mặt dưới cả hai dạng: ruby đỏ, đỏ hồng nổi tiếng và sapphire các màu lam, tím, hồng, có khi lẫn cả hai sắc trong một tinh thể. Hiểu corindon là gì giúp bạn đọc giấy giám định, nghe người bán giới thiệu và phân biệt được những loại đá trông giống nhưng khác hẳn bản chất như spinel, tourmaline hay thuỷ tinh.
Thành phần và cấu trúc: vì sao corindon cứng
Công thức của corindon là Al₂O₃: hai nguyên tử nhôm, ba nguyên tử oxy. Trong tinh thể, các nguyên tử oxy xếp thành lớp khít, nhôm chen vào khoảng trống giữa các lớp đó. Liên kết giữa nhôm và oxy rất bền, tạo nên một khung tinh thể chặt. Đó là lý do corindon có độ cứng 9, cứng hơn hầu hết khoáng vật trong tự nhiên.
Corindon kết tinh trong hệ ba phương, thường được người làm đá mô tả gọn là dạng lục giác. Tinh thể có thể dài như thùng phi, dẹt như tấm, hoặc nhọn hai đầu như hình thoi kéo dài; ruby trong đá hoa hay có dạng tấm, khối lục giác. Tỉ trọng của corindon khoảng 4,0, nặng hơn thạch anh rõ rệt, nên một viên ruby cầm trong tay có cảm giác chắc hơn viên thuỷ tinh cùng cỡ.
Độ cứng cao không có nghĩa là không vỡ. Corindon có thể tách theo một số mặt yếu gọi là mặt tách, và vết nứt có sẵn từ trong mỏ khiến đá dễ mẻ hơn khi va đập. Cứng là chống trầy xước, còn chịu va đập lại là chuyện của độ bền.
Corindon đổi màu theo nguyên tố vết
Corindon tinh khiết không màu. Màu xuất hiện khi một lượng rất nhỏ nguyên tố khác thay vào chỗ nhôm. Bảng dưới là các trường hợp hay gặp, ở mức phổ thông.
| Nguyên tố vết (chủ yếu) | Màu thường thấy | Tên gọi |
|---|---|---|
| Crom | Đỏ, đỏ hồng | Ruby (khi đủ đỏ) |
| Crom ít hơn | Hồng | Sapphire hồng (ranh giới với ruby tuỳ quy ước) |
| Sắt cùng titan | Lam | Sapphire lam |
| Sắt | Vàng, lục nhạt | Sapphire vàng, sapphire lục |
| Crom cùng sắt, titan | Tím, tía | Sapphire tím |
| Hầu như không có | Không màu | Sapphire trắng |
Lượng nguyên tố vết trong các trường hợp trên thường chỉ tính bằng phần nghìn hay phần vạn khối lượng. Một thay đổi rất nhỏ trong dung dịch lúc tinh thể lớn lên đã đủ làm đổi sắc, nên trong cùng một tinh thể có thể có nhiều vùng màu khác nhau. Một số viên còn đổi màu khi đổi nguồn sáng, ví dụ lam dưới ánh ngày và tía dưới đèn sợi đốt, do cách nguyên tố vết hấp thụ ánh sáng.
Ranh giới giữa ruby và sapphire hồng không có một con số chung cho cả thế giới; các phòng giám định và thị trường từng nơi có quy ước khác nhau. Khi đọc giấy giám định, bạn chỉ cần chú ý tên khoáng vật ghi là corindon tự nhiên và mô tả màu.
Vì sao Lục Yên có cả ruby lẫn sapphire
Trong cùng một dải đá hoa, lượng crom, sắt, titan không đều nhau. Chỗ nhiều crom, ít sắt sinh ra ruby; chỗ có sắt và titan nhiều hơn sinh ra sapphire lam hay tím. Có tinh thể lớn lên trong lúc thành phần dung dịch thay đổi, nên mang những vùng màu khác nhau: lõi tím, viền đỏ, hoặc đỏ xen vạch lam.
Ngoài ra, sapphire ở vùng Lục Yên còn được tìm thấy trong các bãi sa khoáng, nơi đá từ nhiều nguồn khác nhau trôi xuống trộn lẫn. Vì vậy, một mẻ đá đãi được ở thung lũng có thể có ruby, sapphire, spinel và tourmaline cùng lúc, dù chúng sinh ra từ những loại đá gốc khác nhau.
Người mới hay hỏi sapphire Lục Yên có giống sapphire Tây Nguyên không. Về khoáng vật thì đều là corindon. Khác ở nguồn gốc: sapphire vùng bazan phía nam thường giàu sắt, màu lam sẫm; corindon trong đá hoa phía bắc ít sắt hơn. Những khác biệt đó là xu hướng chung, không phải luật để nhìn bằng mắt mà đoán xuất xứ.
Những tính chất dùng để nhận ra corindon
Độ cứng 9. Corindon vạch được thạch anh, thuỷ tinh, spinel, nhưng không được thử bằng cách cào lên đá của người khác. Đây là phép thử phá huỷ, thợ giám định không dùng trên đá thành phẩm.
Chiết suất khoảng 1,76 đến 1,77. Con số này đo bằng khúc xạ kế, là một trong những số liệu đầu tiên phòng giám định ghi lại. Spinel có chiết suất thấp hơn một chút và chỉ có một chiết suất.
Lưỡng chiết. Ánh sáng đi vào corindon tách thành hai tia. Dưới kính phân cực, corindon sáng tối luân phiên khi xoay, còn spinel và thuỷ tinh thì không.
Đa sắc. Nhìn ruby theo các hướng khác nhau có thể thấy sắc đỏ hơi ngả cam hoặc ngả tía; sapphire lam có hướng lam đậm, hướng lam ngả lục. Thợ mài dựa vào đây để chọn hướng đặt mặt bàn viên đá.
Tỉ trọng khoảng 4,0. Phòng giám định cân thuỷ tĩnh để đo tỉ trọng; con số này giúp tách corindon khỏi nhiều đá trông giống.
Corindon tự nhiên, corindon xử lý và corindon tổng hợp
Corindon có thể là tự nhiên chưa xử lý, tự nhiên đã xử lý, hoặc hoàn toàn do người tạo ra. Ba nhóm này khác nhau về bản chất, và giấy giám định đáng tin luôn ghi rõ.
Tự nhiên chưa xử lý là đá khai từ mỏ, chỉ được cắt mài. Tự nhiên đã xử lý là đá mỏ nhưng được nung để cải thiện màu, độ trong, hoặc được lấp vết nứt bằng chất khác như thuỷ tinh chì. Nung là cách xử lý phổ biến và lâu đời trên thế giới; lấp thuỷ tinh chì làm đá yếu đi đáng kể và phải được nói rõ với người mua.
Corindon tổng hợp có cùng thành phần, cùng độ cứng với đá tự nhiên, được tạo ra trong phòng thí nghiệm hoặc nhà máy từ cuối thế kỷ 19 bằng phương pháp nóng chảy, về sau có thêm phương pháp thuỷ nhiệt và các phương pháp khác. Đá tổng hợp không phải đá giả theo nghĩa thành phần, nhưng không phải đá mỏ, và bán đá tổng hợp như đá tự nhiên là lừa dối. Phân biệt các nhóm này cần kính hiển vi, phổ kế và kinh nghiệm phòng giám định.
Corindon ra đời ở đâu trong lòng đất
Corindon không chỉ có một nơi sinh. Nó cần nhôm dư và silic thiếu, mà điều kiện đó xuất hiện ở vài kiểu đá khác nhau. Kiểu thứ nhất là đá hoa, như vùng Lục Yên và Mogok: đá vôi chứa sét bị biến chất, nhôm tách ra thành corindon. Kiểu thứ hai liên quan tới đá bazan: dung nham phun lên mang theo những tinh thể corindon đã kết tinh từ trước ở dưới sâu, rồi khi bazan phong hoá, sapphire và ruby rơi vào đất, sông suối.
Kiểu thứ ba là các đá biến chất giàu nhôm khác, như một số đá phiến, đá gneis, amphibolit, nơi corindon kết tinh khi đá bị nung ở nhiệt độ cao; nhiều mỏ ở châu Phi, Ấn Độ, Sri Lanka thuộc nhóm này. Ngoài ra còn những mạch đá giàu nhôm do dung dịch nóng thay đổi thành phần đá xung quanh. Mỗi kiểu nguồn gốc để lại dấu vết riêng trong bao thể và tỉ lệ nguyên tố vết, và đó là cơ sở để phòng giám định đưa ra ý kiến về xuất xứ.
Với vùng Lục Yên, nguồn chính của ruby là đá hoa. Corindon trong các bãi sa khoáng của vùng phần lớn cũng đến từ đá hoa bị phong hoá, dù có thể lẫn đá từ các nguồn khác trong lưu vực.
Đọc giấy giám định corindon theo thứ tự
Khi cầm một tờ giấy giám định ruby hay sapphire, bạn có thể đọc theo các bước sau để hiểu nó nói gì và không nói gì.
- Tìm dòng tên khoáng vật: phải ghi corindon tự nhiên (natural corundum) hoặc ghi rõ tổng hợp.
- Đọc dòng tên thương mại hoặc tên đá quý: ruby, sapphire lam, sapphire hồng…
- Đọc phần nhận xét về xử lý: không thấy dấu hiệu nung, có dấu hiệu nung, có chất lấp vết nứt… Đây là dòng quan trọng nhất sau tên khoáng vật.
- Xem các số đo: khối lượng, kích thước, chiết suất, tỉ trọng nếu có. Số đo giúp đối chiếu đúng viên đá với tờ giấy.
- Xem mục xuất xứ địa lý nếu có, và nhớ rằng đó là ý kiến chuyên môn, không phải phép đo tuyệt đối.
- Kiểm tra đơn vị cấp giấy có thật, có cách tra cứu số giấy hay không, và ảnh trên giấy có khớp viên đá.
Giấy giám định không nói gì về giá trị thị trường hay việc viên đá đáng mua hay không; nó chỉ trả lời viên đá là gì và đã qua xử lý gì.
Corindon ngoài trang sức: một khoáng vật rất đời thường
Ít người để ý rằng corindon có mặt quanh ta ở dạng không phải đá quý. Corindon đục, lẫn tạp chất, cùng với khoáng vật sắt, tạo thành loại đá mài tự nhiên gọi là emery, dùng làm vật liệu mài từ lâu. Ngày nay, nhôm oxit tổng hợp là thành phần của giấy nhám, đá mài, đĩa cắt. Mặt kính một số đồng hồ được làm từ sapphire tổng hợp vì chống trầy tốt.
Chính vì corindon cứng, các xưởng mài ruby ở Lục Yên phải dùng bột kim cương hoặc đĩa phủ kim cương để mài giác; vật liệu mềm hơn không ăn được đá. Đó cũng là lý do một viên ruby đeo nhiều năm vẫn giữ mặt giác sắc cạnh, trong khi thạch anh hay thuỷ tinh đeo cùng thời gian đã mờ cạnh.
Từ hòn đá mài trong xưởng đến viên ruby trên nhẫn, tất cả đều là một khoáng vật nhôm oxit; khác nhau là độ trong, màu và câu chuyện địa chất phía sau từng viên.
Câu hỏi thường gặp
Ruby và sapphire có cùng độ cứng không?
Có. Cả hai đều là corindon nên cùng độ cứng 9 trên thang Mohs. Khác biệt về độ bền khi va đập đến từ vết nứt, bao thể và cách xử lý của từng viên, không phải từ việc là ruby hay sapphire.
Sapphire hồng và ruby khác nhau thế nào?
Cùng là corindon có crom, khác ở độ đậm của màu. Corindon đủ đỏ được gọi là ruby, nhạt hơn gọi là sapphire hồng. Không có ranh giới chung toàn cầu; mỗi phòng giám định và thị trường có quy ước riêng.
Spinel có phải là corindon không?
Không. Spinel là magie nhôm oxit, kết tinh hệ lập phương, độ cứng khoảng 8 và chỉ có một chiết suất. Spinel và corindon hay sinh ra cùng nhau trong đá hoa nên dễ bị lẫn, nhưng là hai khoáng vật khác nhau.
Corindon tổng hợp có phải là đá giả không?
Về thành phần, corindon tổng hợp giống đá tự nhiên, nên không phải đá giả theo nghĩa vật liệu khác. Nhưng nó không do tự nhiên tạo ra; bán nó như đá mỏ là gian dối. Người bán phải ghi rõ là tổng hợp.
Vì sao corindon cứng mà vẫn mẻ?
Độ cứng là khả năng chống trầy, còn mẻ vỡ liên quan độ bền và các mặt yếu. Corindon có mặt tách, và đá từ mỏ thường có vết nứt sẵn, nên va mạnh vào cạnh bàn hay nền gạch vẫn có thể mẻ.
Có cách nào nhận ra corindon tại nhà không?
Chỉ ở mức gợi ý: đá nặng tay, mặt giác sắc, đổi sắc nhẹ khi xoay. Không có phép thử tại nhà nào đủ tin cậy để tách corindon tự nhiên khỏi corindon tổng hợp; việc đó cần phòng giám định có thiết bị.