Ruby là corindon (nhôm ôxít) có độ cứng 9 trên thang Mohs, tỉ trọng khoảng 4,0, chiết suất khoảng 1,762–1,770 với lưỡng chiết suất nhỏ, đa sắc rõ và thường phát huỳnh quang đỏ. Những con số này giống nhau ở ruby Lục Yên, ruby Mogok hay ruby châu Phi, và cũng gần như trùng với ruby tổng hợp.
Bài giải thích từng thông số theo hướng thực dụng: con số ấy nói gì về việc đeo hằng ngày, về cảm giác cầm viên đá, về độ sáng, và giúp phân biệt ruby với spinel, garnet, tourmaline đỏ hay thuỷ tinh thế nào. Phần cuối nói rõ điều thông số không trả lời được, để bạn không đặt kỳ vọng sai vào một phép đo nhanh.
Bảng thông số cơ bản của ruby
Các giá trị dưới đây là khoảng thường gặp trong tài liệu ngọc học phổ thông. Mỗi viên có thể lệch nhẹ tuỳ thành phần, nên giám định viên đọc theo khoảng chứ không theo một con số tuyệt đối.
| Thông số | Giá trị thường gặp | Ghi chú |
|---|---|---|
| Khoáng vật | Corindon, nhôm ôxít | Cùng khoáng vật với sapphire; màu đỏ do crom |
| Hệ tinh thể | Ba phương | Tinh thể thô thường dạng lăng trụ sáu cạnh, dạng thùng hoặc tấm |
| Độ cứng Mohs | 9 | Chỉ kém kim cương trong các đá quý phổ biến |
| Tỉ trọng | Khoảng 3,97–4,05 | Nặng hơn hầu hết đá đỏ khác cùng kích thước |
| Chiết suất | Khoảng 1,762–1,770 | Đá lưỡng chiết, một trục quang học |
| Lưỡng chiết suất | Khoảng 0,008–0,010 | Nhỏ, nên hầu như không thấy cạnh giác nhân đôi |
| Ánh | Thuỷ tinh đến gần kim cương | Mặt bóng rất sáng khi đánh bóng tốt |
| Cát khai | Không có | Có thể tách lớp theo một số mặt do song tinh |
| Đa sắc | Rõ: đỏ tía và đỏ cam | Nhìn theo hai hướng khác nhau |
| Huỳnh quang | Đỏ, mạnh tới yếu | Mạnh ở ruby ít sắt như ruby đá hoa |
Nếu chỉ nhớ ba con số, hãy nhớ: độ cứng 9, tỉ trọng khoảng 4, chiết suất khoảng 1,76–1,77. Ba con số này đủ để hiểu phần lớn những gì người trong nghề nói về ruby.
Độ cứng 9: ý nghĩa thật khi đeo
Thang Mohs xếp khoáng vật theo khả năng vạch xước lẫn nhau, từ 1 (talc) tới 10 (kim cương). Ruby đứng ở 9, nghĩa là nó vạch xước được mọi thứ có độ cứng thấp hơn và chỉ bị vạch xước bởi kim cương cùng vài vật liệu nhân tạo rất cứng. Thang này là thứ bậc, không phải tỉ lệ: khoảng cách từ 9 lên 10 lớn hơn nhiều so với từ 8 lên 9.
Với người đeo, điều quan trọng nhất là bụi. Bụi trong không khí và đất cát chứa nhiều hạt thạch anh, độ cứng 7. Đá mềm hơn 7 dần dần bị bụi làm mờ mặt; ruby thì không, nên giữ được mặt bóng rất lâu. Đây là lý do ruby được coi là đá đeo hằng ngày tốt, khác với nhiều đá màu mềm hơn.
Độ cứng cao cũng giải thích vì sao mài ruby tốn công. Thợ không thể dùng bột mài thông thường mà phải dùng đĩa và bột kim cương; mỗi mặt giác, mỗi lần đánh bóng đều lâu hơn so với đá mềm. Đổi lại, một mặt bóng đã đạt thì giữ được nhiều năm. Ở các xưởng mài vùng Lục Yên, người thợ quen với ruby thường nhận ra ngay một viên "ruby" mài quá nhanh, mặt bóng dễ mờ: đó thường là vật liệu mềm hơn.
Tuy vậy, độ cứng không phải độ dai. Ruby cứng nhưng vẫn giòn, có thể mẻ hoặc tách theo vết nứt và mặt tách lớp khi va mạnh. Ruby cũng có thể làm xước các món trang sức khác nếu để chung, và hai viên ruby cọ vào nhau có thể làm xước nhau. Hiểu đúng độ cứng giúp bạn yên tâm đeo ruby hằng ngày mà vẫn biết điều gì cần tránh.
Tỉ trọng khoảng 4: vì sao ruby "nặng tay"
Tỉ trọng là tỉ số giữa khối lượng viên đá và khối lượng nước có cùng thể tích. Ruby có tỉ trọng khoảng 4, tức là nặng gấp khoảng bốn lần nước cùng thể tích. Thạch anh và thuỷ tinh thông thường chỉ khoảng 2,5–2,7, spinel khoảng 3,6. Vì thế, cùng một kích thước, viên ruby nặng hơn rõ rệt; ngược lại, cùng một khối lượng tính bằng carat, viên ruby nhỏ hơn viên thạch anh.
Giám định viên đo tỉ trọng bằng cách cân viên đá trong không khí rồi cân khi ngâm trong nước, theo nguyên lý Archimedes. Hiệu số giữa hai lần cân cho biết thể tích, từ đó tính ra tỉ trọng. Phép đo cần viên đá rời, sạch, đủ lớn và cân chính xác; với đá đã gắn lên trang sức hay hạt quá nhỏ thì không làm được.
Người có kinh nghiệm đôi khi cảm được độ nặng tay khi cầm một chuỗi hạt ruby so với chuỗi thạch anh nhuộm cùng cỡ. Cảm giác này hữu ích để nảy sinh nghi ngờ, nhưng không dùng để kết luận: garnet có tỉ trọng chồng lấn với ruby, còn ruby tổng hợp có tỉ trọng y hệt ruby tự nhiên.
Chiết suất, lưỡng chiết và độ sáng của ruby
Chiết suất cho biết ánh sáng bị bẻ cong bao nhiêu khi đi vào viên đá. Chiết suất của ruby khoảng 1,76–1,77, cao hơn thạch anh và thuỷ tinh thông thường, nên ruby mài tốt phản xạ ánh sáng trong lòng đá mạnh và trông sáng. Giám định viên đo chiết suất bằng khúc xạ kế, đặt mặt bàn của viên đá lên lăng kính với một giọt chất lỏng tiếp xúc, rồi đọc vạch trên thang.
Ruby là đá lưỡng chiết: tia sáng tách thành hai tia với hai chiết suất hơi khác nhau. Trên khúc xạ kế, khi xoay viên đá sẽ thấy hai vạch, chênh nhau khoảng 0,008. Mức chênh nhỏ này khiến bằng mắt thường hay kính lúp hầu như không thấy hiện tượng cạnh giác nhân đôi, khác với tourmaline hay zircon có lưỡng chiết lớn hơn nhiều.
Khúc xạ kế thông dụng đọc được tới khoảng 1,81, vừa đủ cho ruby, và cần một mặt phẳng đánh bóng tốt. Với cabochon, giám định viên dùng cách đọc điểm trên mặt cong, cho kết quả kém chính xác hơn, thường chỉ đủ để xác nhận vùng chiết suất. Vì vậy với ruby cabochon và ruby sao, các quan sát khác như đa sắc, phổ, bao thể càng quan trọng.
Độ tán sắc, tức khả năng tách ánh sáng trắng thành các màu, của ruby khá thấp so với kim cương. Vì thế ruby sáng nhưng ít "lửa" cầu vồng; vẻ đẹp của nó nằm ở màu đỏ và độ sáng, không phải ở những tia màu lấp lánh. Nếu một viên "ruby" ánh lên nhiều tia màu cầu vồng mạnh, đó là điều nên đặt câu hỏi.
So thông số ruby với những đá đỏ hay bị nhầm
Thông số là công cụ mạnh nhất để tách ruby khỏi các đá đỏ khác. Bảng dưới so một vài vật liệu hay gặp; con số là khoảng thường gặp, có thể dao động.
| Vật liệu | Chiết suất | Tỉ trọng | Đặc điểm phân biệt |
|---|---|---|---|
| Ruby tự nhiên | 1,762–1,770 | Khoảng 4,0 | Lưỡng chiết, đa sắc, bao thể tự nhiên |
| Ruby tổng hợp | 1,762–1,770 | Khoảng 4,0 | Thông số trùng ruby tự nhiên; chỉ phân biệt qua bao thể và phân tích |
| Spinel đỏ | Khoảng 1,718 | Khoảng 3,6 | Đơn chiết, không đa sắc |
| Garnet đỏ | Khoảng 1,74–1,81 tuỳ loại | Khoảng 3,7–4,2 | Đơn chiết, không đa sắc, thường đỏ nâu hoặc đỏ tía |
| Tourmaline đỏ | Khoảng 1,62–1,64 | Khoảng 3,0–3,1 | Lưỡng chiết lớn, đa sắc mạnh |
| Thuỷ tinh đỏ | Khoảng 1,5–1,7 | Khoảng 2,4–3,0 (thuỷ tinh chì cao hơn) | Đơn chiết, bọt khí tròn, vân chảy |
Dòng thứ hai là điểm mấu chốt: thông số không phân biệt được ruby tự nhiên với ruby tổng hợp. Lục Yên có cả ruby, spinel và tourmaline, nên ở chợ đá của vùng, bước đo thông số để biết đúng khoáng vật luôn đi trước mọi câu chuyện khác.
Những điều thông số không trả lời được
Tự nhiên hay tổng hợp. Ruby tổng hợp là corindon thật, có độ cứng, tỉ trọng, chiết suất như ruby tự nhiên. Muốn phân biệt phải soi bao thể, vân sinh trưởng và có khi phân tích nguyên tố vết.
Đã xử lý hay chưa. Nung, lấp đầy, khuếch tán không làm đổi đáng kể các thông số cơ bản ở phần lớn trường hợp. Đá lấp nhiều thuỷ tinh chì có thể cho số đo tỉ trọng lệch, nhưng không thể dựa vào đó.
Đến từ mỏ nào. Ruby Lục Yên và ruby Mogok có thông số gần như nhau. Nguồn gốc cần dữ liệu khác hẳn: bộ bao thể, nguyên tố vết, phổ.
Màu đẹp hay không. Thông số không đo vẻ đẹp. Hai viên cùng chiết suất có thể một viên đỏ thuần, một viên đỏ tía nhạt.
Giá trị viên đá. Thông số chỉ xác định khoáng vật. Bài này cũng như trang Đá Quý Lục Yên không bàn chuyện giá.
Đọc phần thông số trên giấy giám định ruby
Nhiều giấy giám định in các thông số đo được ở một khung riêng. Đọc theo thứ tự sau để biết viên đá đã được kiểm những gì:
- Tìm dòng chiết suất: hai giá trị gần 1,76 và 1,77 cùng lưỡng chiết khoảng 0,008 là đúng vùng của corindon.
- Tìm dòng tỉ trọng nếu có: khoảng 4,0 là phù hợp. Đá gắn trên trang sức thường không đo được tỉ trọng, giấy sẽ để trống hoặc ghi không đo.
- Xem dòng đa sắc và huỳnh quang, nếu được ghi; đây là các quan sát bổ sung.
- Xem dòng kết luận về loài đá: corindon, tên thương mại ruby, và chữ tự nhiên hay tổng hợp.
- Đọc dòng xử lý và, nếu có, dòng nguồn gốc; nhớ rằng hai dòng này dựa trên những phân tích khác ngoài thông số cơ bản.
- Đối chiếu khối lượng và kích thước trên giấy với viên đá thật, rồi tra cứu số giấy trên hệ thống của phòng giám định.
Một tờ giấy chỉ ghi "corindon đỏ" kèm thông số mà không có dòng tự nhiên hay tổng hợp là tờ giấy chưa trả lời câu hỏi quan trọng nhất; bạn có thể đề nghị kiểm thêm.
Câu hỏi thường gặp
Ruby có bị trầy xước khi đeo hằng ngày không?
Rất khó trầy bởi bụi hay vật dụng thường ngày, vì độ cứng 9 cao hơn thạch anh trong bụi. Ruby chỉ bị xước bởi kim cương, vật liệu siêu cứng hoặc chính ruby và sapphire khác. Điều cần lo hơn là mẻ ở mép khi va mạnh.
Có thể tự đo tỉ trọng ruby tại nhà không?
Về nguyên lý có thể, bằng cân chính xác và phép cân trong nước. Nhưng với viên nhỏ, sai số của cân gia dụng rất lớn so với chênh lệch giữa các loại đá, và đá đã gắn thì không đo được. Kết quả tại nhà chỉ nên dùng để tham khảo.
Vì sao ruby tổng hợp có thông số giống hệt ruby tự nhiên?
Vì ruby tổng hợp là corindon thật, có cùng thành phần hoá học và cấu trúc tinh thể; chỉ khác là được nuôi trong phòng thí nghiệm. Phân biệt hai loại cần quan sát bao thể, vân sinh trưởng và có khi phân tích nguyên tố vết.
Spinel có cứng bằng ruby không?
Không. Spinel có độ cứng khoảng 8, thấp hơn ruby một bậc trên thang Mohs nhưng vẫn đủ cứng để đeo hằng ngày. Spinel còn khác ruby ở chỗ đơn chiết, không đa sắc và có tỉ trọng nhẹ hơn, khoảng 3,6.
Ruby có chịu được nhiệt cao không?
Corindon có nhiệt độ nóng chảy rất cao, trên hai nghìn độ C, nên ruby tự nhiên không nứt vì nước nóng hay nắng. Nhưng chênh lệch nhiệt đột ngột có thể làm vết nứt sẵn có lan ra, và đá lấp đầy thuỷ tinh rất nhạy với lửa hàn của thợ kim hoàn.
Ruby Lục Yên có thông số khác ruby nơi khác không?
Về cơ bản là không. Độ cứng, tỉ trọng, chiết suất của ruby Lục Yên nằm trong khoảng chung của corindon. Điểm khác giữa các vùng nằm ở bao thể, nguyên tố vết và cường độ huỳnh quang, những thứ cần thiết bị chuyên dụng để đọc.