顺盈登陆“有的国外‘水晶’品牌,居然卖的是玻璃!”第一次听说这条知识的时候,或许很多买家的心也像玻璃一样碎了一地。那是不是我们被坑骗啦?玻璃和水晶怎么区分呢?
其实并不是商家故意“以次充好,这个锅得翻译来背:欧美常把精美的玻璃工艺品称为“Crystal”,但这个词泛指各种矿物晶体和玻璃制品。
中文把这些商品的分类“Crystal”译成“水晶”,然而中国宝石界的“水晶”却特指二氧化硅(石英)的晶体,这就有点尴尬了。实际上,国外那些高档玻璃工艺品卖得贵,主要是赚设计、加工的钱,不是因为材料珍贵。再说,人工生产水晶如今也不难了……
那么,外表都是晶莹透明的玻璃和水晶,我们能用肉眼分辨吗?还真有个简单又靠谱的鉴别方法:在它们后面放一根头发丝,如果隔着工艺品能看到一根头发就是玻璃,如果能看到两根头发那就是石英,因为石英晶体有“双折射现象”。
晶莹透明的玻璃,可以做门窗、做器皿,或是各种精巧夺目的手工艺品。其实,玻璃未必都出自人类的能工巧匠之手,在大自然中也有不少天然玻璃,它们也属于岩石家族的成员。
自然界的大部分石头,都是由各种各样的矿物晶体组成的。每种矿物晶体的化学成分、原子排列都遵守固定的“套路”,内部结构井然有序,如同摆放整齐的一盒巧克力。
而玻璃却不同,它们看似晶莹滑润,却没个正形,能被加工成各种样子,打碎后的玻璃渣也没有固定形状——这是因为玻璃内部的微观结构不同于晶体,而像一锅杂乱无章的“乱炖”。
图1:正常岩浆冷却时,原子们排列成整齐的队形,凝固后形成结构井然的晶体形态;图2:黏稠岩浆冷却时,原子之间阻力剧增、相互乱撞,还没排列好就凝固了,形成了玻璃形态。
在物理学上,玻璃内部的这种状态称为“玻璃态”,组成玻璃的分子、原子排列得乱七八糟,同时整块玻璃又能保持自己的外形,不会像液体一样四处流动。
也就是说,物理学上的“玻璃”是指物质的一种存在状态,没有固定的化学成分。具体到我们生活中的“玻璃”,主要是由石英、长石、石灰等几种矿物混合烧制而成的,成分以硅酸盐为主。
能“造”出玻璃的自然力量,主要是岩浆和火山运动。黏性越强的岩浆越容易形成玻璃,通常称为“火山玻璃”。一般来说,岩浆冷却过程中随着温度降低,原子们就开始自觉排好队形、安定下来,凝固后就成了矿物晶体。
而那些黏性较强的岩浆,在冷却过程中原子之间的阻力增加太快,只有一小部分来得及形成晶体。至于剩下的许多原子,还在到处乱撞寻找自己该呆的位置时,就凝固了!于是它们都来不及排好队形,冷却后就成了乱糟糟的玻璃。
人们最熟悉的火山玻璃,就是简称“黑曜石”的黑曜石玻璃了,它的主要化学成分是硅酸盐。在人们学会冶炼金属之前,闪着暗光的黑曜石曾经是制造工具、武器的上等材料。
三体中云天明的童话之一《王国的新画师》中提到:只有黑曜石板才能将雪浪纸压平
这要感谢它的两大优点:一个是5.5的摩氏硬度,这在常见的石头中已经算相当硬了;另一个就是黑曜石在强力敲击下裂开时,裂开处会呈现贝壳状的断口,断口处边缘锋利,拿来做刀片、矛头正合适。
既然是玻璃而非晶体,黑曜石也谈不上“纯净”,内部一般都含有各种杂质。杂质较多的黑曜石,就呈现黑色或深褐色。但有时它们也会因其所含的微量二价铁离子、三价铁离子、锰离子等金属元素,而呈现出红色、棕色或蓝紫色等各种色彩。
而黑曜石特殊的玻璃光泽,也给它们增加了几分神秘感。虽然它们早早被金属材料赶出了生产和战争一线,但黑曜石在古代埃及、两河和印度等文明当中,继续被人们视为能够辟邪、驱魔的神奇石头,制成宗教器物或是珠宝饰品。
以黑曜石玻璃为主的岩石,在地质学上称为“黑曜岩”,属于玻璃质流纹岩的一类。流纹岩是由二氧化硅含量超过66%、黏性较强的酸性岩浆形成的,在冷却过程中更容易形成火山玻璃。
最晚在公元前2000年左右,人类就掌握了制造玻璃的法子。用来制作窗户、器皿和工艺品的普通玻璃,一般是由石英、长石、石灰等几种天然矿物,以及一些添加剂烧制而成的。
玻璃器皿是一圈圈缠上后再冷却成形的,因此在灼热状态下看着像“棒棒糖”。图源:popsci
生产时,先对配好的原料进行高温加热的“熔制”,使它们在高温下混合成为均匀、无气泡的玻璃液。之后对玻璃液冷却降温,并经过吹、压、拉、轧等工艺,使玻璃液凝固成所需要的形状,也就是玻璃制品的“成形”。再经过退火、抛磨等工序,就是我们见到的各种玻璃制品啦。
在岩浆岩的主要类型——玄武岩中,也有玻璃的身影。与二氧化硅含量较高的流纹岩不同,形成玄武岩的岩浆中二氧化硅含量不到53%,黏性也没那么强,因此形成的玻璃更少、更小。流纹岩中能形成直径超过1米的黑曜石玻璃,而玄武岩玻璃一般都是以小颗粒形式存在,甚至肉眼都看不见。
别看玄武岩玻璃的个头小,玄武岩中的矿物晶体颗粒通常更小,因此总是被玻璃包裹在里面。用光学显微镜观察玄武岩的话,往往会看到一种“玻基斑状结构”,就像一锅凝结的微型八宝粥:岩石样本中,玄武岩玻璃是基础物质,如同粥里的米糊;长石、辉石、橄榄石等矿物晶体的颗粒混杂其间,好似粥里的红豆、花生。
除了来自地球内部岩浆,天然玻璃还可能来自太空,那就是罕见的“玻璃陨石”。这种玻璃通常直径只有几厘米,成分、结构和火山玻璃很相似,却几乎不含水,表面还有许多熔蚀的凹坑。在世界范围内,玻璃陨石只在美国南部、欧洲中部、非洲西海岸,以及从中国南部、东南亚到澳大利亚的几处地带被发现过,颇为罕见。
实际上,对于玻璃陨石的“天外来客”身份,科学家们一直没能确定。有人认为它们来自月球,而更多的科学家认为,它们是陨石撞击地球时,地表的岩石、沙土在强力冲击下先被熔融、再迅速冷却固结而成的。因此顶着“陨石”之名的玻璃陨石,可能只是地球物质化身的“假洋鬼子”……