パワーストーン教室|有名な鉱物

パワーストーン|原子配列によって割れやすい方向がある

鉱物（ミネラル）鉱物はその原子配列により極端に結合力の弱い方向が出てくることが
鉱物は、その原子配列によって、極端に結合力の弱い方向が出てくることがあります。弱い方向に対して垂直方向に、わずかな力でも加えると鉱物が簡単に割れてしまいます。この現象を劈開といいます。劈開が完全な場合は、割れたところがきれいな平面になります。これを劈開面といい、同じ鉱物であれば、産地、形、色にかかわらず、必ず同じ方向の面に割れます。そのため、劈開は鉱物の種類を特定するとき、重要な手がかりになるのです。たとえば輝石と角閃石はよく似た鉱物で、両方とも2方向に劈開があります。しかし、輝石は2方向が直角に近い角度で交わり、角閃石は斜めに交わるという違いがあります。この劈開の違いで、輝石と角閃石が見分けられるのです。俗に「千枚はがし」といわれる雲母は典型的な劈開をもち、ひとつの方向にきれいな平面で、何枚でもはがれます。ひとつの方向で劈開が完全に現れますから、これを「努開が1方向に完全」と表現します。方解石は3つの方向に努開があります。割れた面はきれいな平面なので「3方向に完全」です。また、特定の弱い方向をもたない、努開がない鉱物もあります。石英には努開がなく、割れ口はぎらざらと不規則なものになります。ガーネットも努開がない鉱物で、このような鉱物は劈開のデータ欄に「なし」と記載されます。

☆自分に合った天然石を探すための特徴分類

• 鉱物の劈開
  ●劈開がない石英は彫刻しやすい
  劈開は一定の方向に沿っているため、劈開があると意図しない方向に割れてしまうことがあります。これだと自由に加工することが難しいので、彫刻などに向くのは劈開がない鉱物です。水晶や玉髄に代表される石英グループには劈開がありません。彫刻などに多用されるのはこういう理由によります。また、劈開とは別に、産地などによってある鉱物が特定の方向に割れやすくなっていることがあります。これを裂開「れっかい」と呼んで劈開と区別しています。裂開は鉱物に共通して見られるものではないので、劈開の度合が弱いものではありません。
  　裂開はコランダムのグループでよく見られます。コランダムグループのルビーやサファイアは六角柱状の結晶を示しますが、産地によっては斜めに割れた面ができることがあります。しかし、他の産地のルビーやサファイアにはこの斜めの面は出ないため、これは劈開ではありません。
  ●比重とは重さを体積で割ったもの
  比重とは、同じ体積で重さがどれくらい違うかを示す値です。鉱物の比重を測るときは温度が4度の水を基準とし、水と同じ体積の鉱物の重さが、水の何倍あるかで示します。その鉱物が水の2倍の重さなら比重2、3倍なら比重3と表記します。比重が1以下なら、水に浮くことになります。金属光沢をもつものには比重が大きい鉱物が多く、黄鉄鉱は5・0、方鉛鉱は7・6です。比重の違いを生む理由のひとつは、元素の重さです。たとえば水素は元素のなかで一番軽く、ウランは一番重い元素です。ケイ素は軽い元素で、反対に鉛は重い元素です。つまり、鉱物を形成する元素の違いが、比重の違いになるわけです。しかし、同じ元素でできた鉱物でも、まったく比重が異なることもあります。
  石墨とダイヤモンドはどちらも炭素からできていますが、石墨よりダイヤモンドのほうが比重が大きくなっています。これは原子の並び方の違いによるもので、石墨は炭素原子の並び方が粗いのに比べて、高温高圧下でできたダイヤモンドは、非常に緻密に炭素原子が並んでいるのです。
  　比重が小さい鉱物のなかには、水に浮くものもあります。海に浮くことから名前がつけられた海泡石「かいほうせき」という鉱物があります。この海泡石は比重が2・0で、水の2倍の重さがあります。比重だけで見ると浮かばないはずなのですが、海泡石の繊維状の結晶のすきまには空気がたくさん入り込んでおり、そのため水に浮きます。また、樹脂が固まってできた琉泊は、有機質のため比重が1より小さく、これも水に浮きます。
  液体を使って測る重液法
  　重さを体積で割れば比重は出ますが、鉱物は形が複雑なため、体積を計算するのが容易ではありません。比重を計測するにはいくつか方法がありますが、宝石の鑑別機関などでは重液法という手法を使っています。これは比重の異なる液体を何段階かに分けて用意し、そのなかに比重を調べたい鉱物を入れます。鉱物が浮かべば、その鉱物のほうが比重が小さいことになりますし、沈めば鉱物のほうが重いことになります。真ん中にとどまれば、その液体と同じ比重です。ただ、この方法では比重が測れない鉱物が出てきます。たとえば巨大な鉱物は測れません。また、一番比重が大きい液体は、クレリチン液の4・2（20度のとき）ですから、それより大きい鉱物は計測できないことになります。ただし、最近は簡易比重測定器が開発され、手軽に比重が計測できるようになっています。
  ●ジルコンZircon　風信子石
  複屈折性をもつため反対面にある線がダブって見える。四角錐状の結晶で、1ミリ程度の小さなものがさまざまな火成岩や変成岩のなかに含まれて産出します。また、ジルコンは風化に強いので、海岸などに砂粒として堆積することもあります。無色のジルコンはダイヤモンドと似ているため、ダイヤモンドに間違えられたり、あるいはダイヤのイミテーションとして用いられたこともありました。しかしながら、現在ではダイヤモンドを人工的につくる合成技術が進んだため、ジルコンを代用することは少なくなりました。ダイヤとジルコンは、見た目は似ていますが、屈折性を利用すれば見分けることができます。ダイヤモンドは光が1回しか屈折しない単屈折性を示すのに対し、ジルコンは複屈折性をもつています。この性質の違いによって、平らな面から底の稜線を透かして見ると、ダイヤモンドは1本の線に見えるのに対し、ジルコンは線がダブって見えます。ジルコンの原石。火成岩や変成岩に含まれて産出することが多い。ジルコンは本来は無色透明だが、不純物によってさまざまな色をもつ。微量のウランを含み年代測定にも使われる。ジルコンは岩石の年代測定にも使われています。岩石中のジルコンは、微量のウランを含みます。このウランが半分になる半減期は約4．5億年。これを調べると、岩石ができた年代がわかるわけです。現在わかっている世界最古の岩石は、カナダで見つかった約40億年前の片麻岩ですが、この年代もジルコンから測定されたものです。
  ●トルマリンTourmaline 電気石
  結晶の両極の性質が異なるため摩擦や加熱で電気を帯びる。トルマリンというのはひとつの鉱物の名前ではありません。13種類の鉱物からなるグループ名です。このグループには宝石として有名なエルバイトをはじめ、リディコタイト、クロムドラバイト、ウバイトなどがあります。トルマリングループ全部に共通しているのが、摩擦や熱を加えると電気を生じること。トルマリンの結晶は柱状をしていますが、異極晶といって、両端の性質が異なっています。これが原因で、片方がプラス、もう片方がマイナスの電気を帯びます。和名で電気石と呼ばれるのも、この性質のためです。トルマリンは含まれている成分が多様なため、さまざまな色のものがあります。ひとつの石のなかに2種類の色が入っているものも多く、そのようなトルマリンは一般にバイカラートルマリンと呼ばれています。なかでも内側がピンクで、外側が緑の結晶は、スイカの色合いに似ていることから、ウオーターメロンと呼ばれて親しまれています。六角柱状の結晶がトルマリン。さまざまな種類があり、日本では、含まれる成分によって苦土電気石、鉄電気石などと呼んでいる。
  ウオーターメロン
  内側がピンク、外側が緑でその名の通りスイカのようなトルマリン、ウオーターメロン。このようにひとつの結晶で2種類以上の色をもつものをバイカラートルマリンと呼ぶ。
  インディゴライト
  インディゴブルーをしたトルマリン、インディゴライト。リチウムを含むエルバイトに属する。
  ●鉱物を構成する元素を書き表したもの
  　鉱物にはたくさんの種類がありますが、これらを分類するのにいくつかの方法や基準が設けられています。鉱物の世界を理解するために、そうした基準で測られたデータの読み方を解説しましょう。まず、そもそも鉱物とは何を指すのでしょうか。一般には岩石と混同されがちですが、このふたつは異なります。鉱物とは、「自然に存在する1種類の元素あるいは数種類の元素による化合物で、地質学的な経過を経てできたもの」をいいます。それに対して岩石は「何種類もの鉱物が組み合わさってできた集合体」です。たとえば花崗岩という岩石は、石英、長石、雲母などの鉱物が集まってできたもの。鉱物は英語で「mineral」といいますが、岩石は「rook」です。そして、ある鉱物を構成する元素を表したのが化学組成式です。たとえば石英という鉱物は、ケイ素（Si）と酸素（0）　の2種類の元素からできています。ケイ素1個に対して酸素2個の割合で構成されているため、「SiO」という化学組成式になります。鉱物の種類はこの化学組成（鉱物を構成する元素の種類と数）、および原子配列によって決まります。原子配列というのは、鉱物を構成する原子がどのように並んでいるかを見るものです。石英（Si02）の原子配列。ケイ素を中心として、四面体の各頂点に酸素がある。酸素は4つあるように見えるが、それぞれの酸素は隣り合う四面体と共有しているため、その値は2分の1ずつになる。
  ●原子配列が異なると別の鉱物になる
  
  　石英の場合、基本的には四面体の中心にケイ素の原子が1個あり、四面体の4つの頂点にそれぞれ酸素の原子があります。ケイ素1個に酸素4個なので化学組成式は「SiO」になりそうですが、酸素は隣りあった四面体と共有しているため、ケイ素1個に対して酸素2個の割合になっているのです。　また、化学組成が同じでも原子配列が違うと別の鉱物になりますし、原子配列が同じでも化学組成が違うと、まったく別の鉱物になります。たとえば石墨とダイヤモンドは炭素からできており、化学組成は「C」で同じです。しかし、原子配列が異なるため、性質も異なる別の鉱物になるのです。石墨はよく電気を通しますが、ダイヤモンドは一部のものを除いて通しません。このように、化学組成が同じで原子配列が異なる現象を、同質異像（多形）といいます。その反対に、原子配列が同じで化学組成が異なる現象は同形といい、輝石、角閃石、雲母などがこれにあたります。同形の鉱物同士は、お互いに化学組成が混じり合う固溶体をつくりやすくなります。石墨（左）とダイヤモンド（右）の原子配列。化学組成式はどちらもCだが、原子構造は図のように異なるため、まったく別の鉱物。

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