Muốn phân biệt spinel đỏ với ruby, người ta không dựa vào màu mà dựa vào cách ánh sáng đi qua viên đá: spinel đơn chiết và không đa sắc, ruby lưỡng chiết và có đa sắc; thêm vào đó chiết suất, tỉ trọng và bao thể của hai loại cũng khác nhau. Những phép thử này là bài học vỡ lòng của ngọc học, và một phòng giám định làm chúng trong thời gian ngắn.
Ở vùng Lục Yên, nơi ruby và spinel đỏ thường cùng ra một khu, hiểu nguyên lý của các phép thử giúp bạn bớt phụ thuộc vào lời giới thiệu. Bài không biến bạn thành người giám định — việc đó cần dụng cụ chuẩn và kinh nghiệm — nhưng giúp bạn đọc được giấy giám định, hiểu người thợ đang làm gì khi soi đá, và biết khi nào cần hỏi thêm.
Vì sao mắt thường gần như bất lực
Spinel đỏ và ruby đều có thể mang màu nhờ crom. Cùng một nguyên tố tạo màu nên sắc đỏ của hai loại đôi khi gần như trùng nhau. Người xem đá lâu năm thường nhận xét spinel đỏ hay ánh hồng hoặc cam nhẹ, ruby hay ánh tím hồng, nhưng mỗi quy tắc như vậy đều có rất nhiều ngoại lệ.
Độ sáng cũng không giúp nhiều. Chiết suất hai loại chênh nhau không lớn, và mức lấp lánh của một viên đá phụ thuộc vào cách mài nhiều hơn là vào khoáng vật. Viên spinel mài khéo có thể sáng hơn viên ruby mài vụng. Độ trong cũng vậy: cả hai đều có viên sạch, viên nhiều bao thể.
Ở dạng đá sa khoáng, tức đá đã bị nước cuốn, mài tròn, việc phân biệt còn khó hơn. Hình dạng tinh thể gốc gần như mất, bề mặt mờ đục, màu bên trong khó thấy. Đó là lý do ở chợ đá, những người bán thật thà thường nói "đá đỏ" thay vì khẳng định ruby hay spinel khi chưa kiểm.
Vậy nên khi ai đó nói họ nhìn bằng mắt là biết, bạn có thể tin rằng họ có kinh nghiệm, nhưng đừng coi đó là kết luận. Kinh nghiệm cho xác suất đúng cao, còn dụng cụ cho câu trả lời có căn cứ.
Bảng tính chất: spinel và ruby khác nhau ở đâu
Các con số dưới đây là giá trị tham khảo phổ biến trong tài liệu ngọc học; mỗi viên đá cụ thể có thể lệch một chút.
| Tính chất | Spinel | Ruby (corundum đỏ) | Ý nghĩa khi kiểm |
|---|---|---|---|
| Hệ tinh thể | Lập phương | Ba phương (thường gọi chung là lục giác) | Quyết định đá đơn chiết hay lưỡng chiết |
| Tính khúc xạ | Đơn chiết | Lưỡng chiết, độ lưỡng chiết nhỏ | Thấy rõ dưới kính phân cực |
| Chiết suất | Khoảng 1,71–1,72 | Khoảng 1,76–1,77 | Khúc xạ kế đọc được, cần kỹ năng |
| Đa sắc | Không có | Có, hai sắc đỏ hơi khác nhau | Nhìn qua đa sắc kế khi xoay đá |
| Tỉ trọng | Khoảng 3,6 | Khoảng 4,0 | Cùng kích thước, ruby nặng hơn rõ |
| Độ cứng Mohs | Khoảng 8 | 9 | Không dùng để thử trên đá thành phẩm |
| Bao thể hay gặp | Tinh thể âm hình bát diện, xếp hàng | Kim rutile (tơ), vân màu, tinh thể khác | Cần kính lúp 10x hoặc kính hiển vi |
Hàng cuối cùng của bảng — độ cứng — là thứ bạn nên biết nhưng không bao giờ nên tự thử. Vạch đá này lên đá khác để thử độ cứng sẽ làm hỏng cả hai viên, và phòng giám định không dùng cách đó với đá đã mài.
Kính phân cực: phép thử đơn chiết – lưỡng chiết
Kính phân cực gồm hai tấm lọc phân cực đặt chéo nhau, ở giữa là chỗ đặt viên đá. Khi bật đèn, nhìn từ trên xuống, nền sẽ tối. Người kiểm xoay viên đá một vòng và quan sát.
Với đá lưỡng chiết như ruby, khi xoay một vòng, viên đá sẽ sáng lên rồi tối đi bốn lần, vì ánh sáng bị tách thành hai tia dao động theo hai hướng khác nhau. Với đá đơn chiết như spinel, viên đá giữ tối suốt vòng xoay, hoặc chỉ có những vệt sáng tối không đều do ứng suất bên trong.
Chi tiết "ứng suất" rất quan trọng. Spinel tự nhiên đôi khi có vùng ứng suất nhẹ. Spinel tổng hợp làm bằng phương pháp nung chảy thường có ứng suất rõ, tạo ra kiểu sáng tối loang lổ mà người trong nghề gọi là "tắt sáng bất thường". Đây là một trong những dấu hiệu khiến người kiểm nghi đá tổng hợp và làm thêm phép thử khác.
Phép thử phân cực nhanh, rẻ, nhưng không trả lời được tất cả. Nó chỉ tách nhóm đơn chiết với nhóm lưỡng chiết. Garnet đỏ, thuỷ tinh đỏ cũng đơn chiết như spinel. Vì vậy sau bước này người kiểm luôn đo thêm chiết suất hoặc tỉ trọng.
Đa sắc kế, khúc xạ kế và cân tỉ trọng: làm theo thứ tự nào
Một phòng giám định thường kết hợp nhiều phép thử, mỗi phép loại trừ một nhóm đá. Thứ tự dưới đây mang tính minh hoạ cho người đọc phổ thông, mỗi phòng có quy trình riêng:
- Quan sát bằng mắt và kính lúp 10x: màu, độ trong, vết mài, bao thể nổi bật, dấu hiệu dán ghép ở mặt bên.
- Kính phân cực: tách đá đơn chiết với đá lưỡng chiết; ghi lại nếu có ứng suất bất thường.
- Đa sắc kế: nhìn qua dụng cụ nhỏ có hai ô cửa; ruby cho hai ô màu đỏ hơi khác nhau (một ô ngả tím, một ô ngả cam), spinel cho hai ô giống hệt nhau.
- Khúc xạ kế: đo chiết suất trên một mặt giác phẳng; spinel cho một số đọc duy nhất quanh 1,71–1,72, ruby cho hai số gần nhau quanh 1,76–1,77.
- Cân tỉ trọng thuỷ tĩnh: cân đá trong không khí rồi trong nước để tính tỉ trọng; cách này cần đá đủ lớn và rời, không gắn trên trang sức.
- Kính hiển vi: tìm bao thể đặc trưng để hỗ trợ kết luận tự nhiên hay tổng hợp.
- Thiết bị phân tích phổ: dùng khi các bước trên chưa đủ chắc, hoặc khi cần nhận xét về xử lý, nguồn gốc.
Ví dụ giả định: một viên đá đỏ khoảng một carat, kính phân cực cho thấy tối suốt vòng xoay, đa sắc kế cho hai ô cùng màu, khúc xạ kế đọc khoảng 1,718. Với chừng ấy kết quả, người kiểm có cơ sở để nghĩ đến spinel, rồi soi bao thể để loại trừ spinel tổng hợp trước khi ghi kết luận.
Bao thể kể chuyện gì về spinel và ruby Lục Yên
Tinh thể âm hình bát diện trong spinel. Đây là những khoang nhỏ bên trong đá có hình dạng đúng như tinh thể spinel, đôi khi xếp thành hàng hoặc thành mặt phẳng. Người kiểm nhìn thấy chúng là một gợi ý mạnh đến spinel tự nhiên.
Tơ rutile trong ruby. Nhiều ruby có những kim rất mảnh xếp theo ba hướng cắt nhau, gọi là "tơ". Ruby Lục Yên cũng có loại này, và chính tơ là nguyên nhân sinh ra hiệu ứng sao ở ruby sao. Spinel đôi khi cũng có kim, nhưng cách sắp xếp khác.
Tinh thể khoáng vật đi kèm từ đá hoa. Vì sinh ra trong đá hoa, cả ruby và spinel Lục Yên có thể mang các tinh thể nhỏ của khoáng vật gốc vùng đá vôi. Những bao thể này giúp người kiểm khẳng định đá tự nhiên, nhưng không đủ để tách ruby với spinel nếu đứng riêng.
Bọt khí và vân cong. Đây là dấu hiệu của đá được làm trong lò nung chảy hoặc thuỷ tinh. Khi thấy bọt khí tròn, người kiểm sẽ xét đến đá tổng hợp hoặc thuỷ tinh, bất kể màu đẹp đến đâu.
Đèn cực tím và kính phổ: vì sao không dùng riêng để kết luận
Hai dụng cụ khác hay được nhắc tới khi kiểm đá đỏ là đèn cực tím và kính phổ cầm tay. Cả hai đều hữu ích, nhưng người mới hay hiểu sai kết quả của chúng.
Dưới đèn cực tím sóng dài, cả ruby lẫn spinel đỏ đều có thể phát quang màu đỏ, vì nguyên nhân phát quang là crom, thứ cả hai loại cùng chứa. Đá có nhiều sắt thì phát quang yếu đi. Ruby và spinel sinh ra trong đá hoa như ở Lục Yên thường ít sắt, nên nhiều viên phát quang khá mạnh. Vì vậy thấy một viên đá "sáng đỏ" dưới đèn cực tím không nói được nó là ruby hay spinel, càng không nói được nó tự nhiên hay tổng hợp, vì ruby tổng hợp cũng phát quang mạnh.
Kính phổ cầm tay cho thấy dải ánh sáng bị đá hấp thụ hoặc phát ra. Với ruby, người kiểm quen nhìn các vạch đặc trưng của crom ở vùng đỏ cùng vùng hấp thụ rộng ở vàng lục. Spinel đỏ cũng có dấu hiệu của crom, nhưng ở vùng đỏ thường hiện nhiều vạch mảnh xếp sát nhau, người trong nghề hay ví như những ống đàn. Đọc được sự khác biệt này cần luyện tập và nguồn sáng phù hợp.
Bài học chung: mỗi dụng cụ trả lời một câu hỏi hẹp. Người kiểm có kinh nghiệm không bao giờ kết luận từ một phép thử duy nhất mà ghép nhiều kết quả lại. Nếu ai đó soi đèn cực tím một giây rồi khẳng định tên đá, bạn nên hỏi thêm họ đã làm phép thử nào khác.
Bạn có thể tự làm gì khi không có dụng cụ
Với người mua bình thường, phần lớn phép thử trên không làm được tại chỗ. Tuy vậy có vài việc bạn làm được mà không gây hại cho đá. Thứ nhất, quan sát kỹ bằng kính lúp 10x nếu người bán cho phép: tìm bọt khí tròn, vết dán ở mặt bên, vết mài mòn ở cạnh giác (thuỷ tinh mềm hơn nên cạnh dễ sứt).
Thứ hai, so cảm giác nặng. Nếu bạn có hai viên cùng kích thước, một ruby và một spinel đã được xác định, cầm trên tay có thể thấy ruby nặng hơn một chút. Cảm giác này không chính xác nhưng giúp bạn hiểu tỉ trọng là gì.
Thứ ba, quan trọng nhất: đề nghị được mang đá đi giám định trước khi chốt, hoặc mua kèm điều kiện được trả lại nếu kết quả giám định khác lời giới thiệu, ghi rõ trên chứng từ. Người bán đàng hoàng thường đồng ý những điều kiện hợp lý.
Những cách tự thử lan truyền trên mạng như hơ lửa, cào dao, ngâm nước, chiếu đèn pin để "xem ánh sao" không phân biệt được spinel với ruby, có cách còn làm hỏng đá. Đừng thử chúng trên đá của người khác, càng không nên thử trên đá của mình.
Câu hỏi thường gặp
Có cách nào phân biệt spinel đỏ và ruby bằng mắt thường không?
Không có cách chắc chắn. Người xem đá lâu năm có thể đoán dựa vào sắc màu và độ sáng, nhưng ruby và spinel đỏ có thể mang màu do cùng một nguyên tố là crom nên rất giống nhau. Muốn biết chắc cần kính phân cực, đa sắc kế, khúc xạ kế.
Đơn chiết và lưỡng chiết nghĩa là gì?
Đá đơn chiết cho ánh sáng đi qua theo một chiết suất duy nhất, như spinel. Đá lưỡng chiết tách ánh sáng thành hai tia với hai chiết suất hơi khác nhau, như ruby. Đặc điểm này phụ thuộc vào hệ tinh thể và quan sát được dưới kính phân cực.
Spinel đỏ có bị đa sắc không?
Không. Spinel kết tinh theo hệ lập phương nên không đa sắc, nhìn từ hướng nào màu cũng như nhau. Ruby thì có đa sắc, nhìn qua đa sắc kế sẽ thấy hai sắc đỏ hơi khác nhau, một sắc ngả tím, một sắc ngả cam.
Spinel nhẹ hơn ruby bao nhiêu?
Theo tài liệu ngọc học phổ thông, tỉ trọng spinel khoảng 3,6, còn ruby khoảng 4,0. Nghĩa là cùng một kích thước, viên ruby nặng hơn viên spinel khoảng một phần mười. Đo tỉ trọng chính xác cần cân thuỷ tĩnh và đá rời.
Thử độ cứng bằng cách vạch đá có được không?
Không nên. Vạch đá lên đá khác hoặc lên kính để thử độ cứng sẽ làm sứt, xước viên đá, đặc biệt ở cạnh giác. Các phòng giám định không thử độ cứng trên đá đã mài mà dùng các phép thử quang học không phá huỷ.
Garnet đỏ có dễ nhầm với spinel không?
Có. Garnet đỏ cũng đơn chiết như spinel nên kính phân cực không tách được hai loại. Người kiểm sẽ đo chiết suất, tỉ trọng và xem phổ hấp thụ. Garnet đỏ thường có chiết suất cao hơn spinel và màu hay ngả nâu hoặc tím sẫm.
Giấy giám định ghi "spinel tự nhiên" là đủ chưa?
Với phần lớn người mua, giấy ghi tên đá, tự nhiên hay tổng hợp, có xử lý hay không, cùng kích thước và khối lượng là đủ thông tin cơ bản. Nguồn gốc địa lý là ý kiến bổ sung, không phải phòng nào cũng ghi.