鉱物の割れ方「劈開」ダイヤモンドは傷がつきにくいけれど割れやすい?

鉱物の硬度は「モース硬度」で表されます。

モース硬度は「引っ掻いた時に傷がつきやすいかどうか」を表すもので衝撃の耐久性ではありません。

鉱物の多くは特定の割れやすい方向があります。

それを劈開(ヘキカイ)といいます。

劈開について

鉱物は一定の結晶構造を持つので、原子の結びつきが最も弱い方位を伴うことが多くあります

弱い面に沿って力を加えると割れやすい性質が出てしまいます。

このような現象を劈開といい、割れた面を劈開面といいます。

例) 劈開が著しい「雲母」

雲母

雲母は「千枚はがし」と言われるほど何枚でも同じ一つの方向に剥がれる鉱物です。

劈開、劈開面がわかりやすい鉱物ですね。

劈開の程度を表す用語

劈開の程度は劈開面の平さによって5つに分けられます。

もっと細かく分類されることもありますが

ここでは5つの用語と代表的な鉱物を紹介します。

きわめて完全

同じ方向にきれいに平面で割れやすいもの。

・雲母

・方鉛鉱

・滑石

など

滑石

完全

やや完全な平面で割れるもの。

フローライト(蛍石)

・ダイヤモンド

トパーズ

プレーナイト

など

プレーナイト

明瞭

明らかに平面性が認められるもの。

カイアナイト

アラゴナイト (アラレ石)

など

不明瞭

かなり凹凸があるがかろうじて平面性が認められるもの。

トルマリン

・ルチル

ベリル (エメラルドアクアマリンレッドベリルなど)

など

ルチル

なし

・自然金

ガーネット

・石英 (水晶アメジストメノウカルセドニーなど)

ヒスイ

など

劈開の方向

鉱物は割れる方向もさまざまです。

特定の面に垂直な方向の原子・イオン・分子間の結合力が弱いことで割れる方向の数も変わってきます。

ここでは4つの種類と代表的な石を紹介します。

はる
4枚の図は
「神秘的で美しい石図鑑」ナツメ社 p233
からお借りしています。

一方向に劈開

劈開方向が一方向

・雲母

サーペンティン

プレナイト

・トパーズ

アポフィライト (魚眼石)

など

アポフィライト

二方向に劈開

劈開方向が二方向

・ルチル

・長石 (ムーンストーンサンストーンなど)

など

三方向に劈開

劈開方向が三方向

カルサイト (方解石)

ロードクロサイト (菱マンガン鉱)

・岩塩 (岩塩も鉱物です!)

など

カルサイト

④ 四方向に劈開

劈開方向が四方向

・ダイヤモンド

フローライト

など

八面体のフローライト


このように劈開は程度と方向があります

ですから雲母の場合「一方向に完全」

ダイヤモンドは「四方向に完全」

などと表されます。

一方向に完全の例

下の写真は加工中のマラカイトが割れてしまった写真です

わかりやすく一方向に完全に割れていますね

劈開のないもの

劈開がないものはパリンと割れないため彫刻や複雑な加工に向いています。

ヒスイや水晶は古くから彫刻に使われてきました。

下の写真はいずれも台湾の故宮博物院で撮ったものです。

左側の水晶の方は16〜18世紀のものですが、ヒスイは紀元前のものです!

また、自然金はとても薄く伸ばすことができるので、金箔として使うことができます。

劈開の応用① カットやデザインに

ブリリアントカットのダイヤモンド

劈開が完全なものはカットが難しいとされています。

硬いのに方向によっては割れやすいからです。

19世紀まではダイヤモンドのどの方向に劈開があるのか見極めることができませんでした。

そうすると、原石と比べて大幅に小さなダイヤモンドのルースしかできないことになります。

カットをする職人さんの腕に大きく左右されてしまいます。

実際、1990年まではダイヤモンドのカットに保険がかけられていることがありました。

しかし1990年以降はダイヤモンドをレーザーでスキャンする技術が進み、劈開などがわかるようになってきました。

こうしてダイヤモンドのカットは劈開を見定め、利用することで無駄を少なくカットしたブリリアントカットなどに仕上げることができるようになりました。

劈開の応用② 鉱物の選定や区別に

劈開には「いくつの方向に劈開するか」の他に、「劈開する角度」という見方ができます。

たとえば、輝石類(クンツァイトヒデナイトなど)と角閃石はよく似ていると言われます。

角閃石

しかし劈開の角度が約93°ですが角閃石は約124°です。

このようにして表面にある劈開面から2つの鉱物を見分けることができるのです。

宝石の強度はモース硬度ばかりではないですね。

ダイヤモンドの指輪は傷はつきにくいけれど、強い力でぶつけてしまうと割れてしまうかもしれません。

アクセサリーを外したら丁寧にしまいたいですね!

主な宝石の「モース硬度」と「靱性(外部からの圧力への抵抗)を表にまとめましたので、併せてご覧ください

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コメント一覧
  1. この度は以前にもお勉強しました鉱石の劈開による“応用”について…
    “ブリリアンカット”の所以を知り得ましたことは貴重なお話しでした
    多分、業者さまもそこまでは知り得てはいないと思います。
    劈開の無い鉱石とは結晶の粒子は非常に細かい故なのでしょうか…
    方向による劈開について図鑑よりのイラストはとても分かり易いですね。

    • ありがとうございます♪
      劈開は恐ろしいもので、蛍石などは知らない間にスパっと割れていることがあるようです。
      ヒスイなどは繊維状結晶組織構造という構造なので割れにくいのです。
      ガーネットは原子配列が密だということです。
      このイラストがあまりにもわかりやすいので拝借しました!笑

      • はるさんいつもありがとうございますブリリアンカットのダイヤモンド綺麗ですね〜いろいろ知識があって凄い〜癒やされます

        • ありがとうございます♪
          ブリリアントカットのダイヤモンドはやはり宝石の王様ですね!
          癒されちゃってくださ〜い

  2. 劈開のある鉱石は、劈開面に並行に力を加えると割れやすいのですね。
    劈開面が一つならいいのですが、一点で、2つの劈開面に平行な力が加わったら2方向に割れるのかしら?
    引っかき傷がつきやすいかだけでなく、割れやすいかも考えて、身につけたり保管したりするようにします。

    • ありがとうございます♪
      はい、2つの劈開があるものは
      (直角だったり菱形だったりしますが)2方向にわれるようです。
      古代の彫刻やアクセサリー(勾玉など)がヒスイ製なのがよくわかりますね

  3. 劈開の程度と方向の図解、本当によく分かりますね!
    「4方向に完全」な劈開のダイヤモンドは、硬いのに方向によっては割れやすいなんて、職人さん泣かせかもしれません。でも1990年代以降の技術向上で、劈開がわかり見事にブリリアントカットなどに仕上げられたんですね。取り扱いは要注意ですけどね(笑)

    • ありがとうございます
      まさに職人さん泣かせだったダイヤモンド
      1990年なんて最近までどこに劈開があるか分からずカットしていたというのも驚きですね

  4. ルチルかっこいいですね(^-^)
    劈開性の方向があるという事や加工について、特に劈開性が無い水晶が加工したり玉や彫刻にしたりしやすいということ、とても勉強になりました。
    劈開性とは違うのですが、黒鉛・消し炭やえんぴつで書けたりするのは「一方向に劈開」のような感じに「大きなかたまりから炭素の平面が剥がれて紙につく」からだ、みたいなのを昔習ったのを思い出しました。

    • ありがとうございます♪
      硬い金属にも不明瞭ながら劈開があるのですね。
      今思い出しましたが、私も黒鉛について同じように習いました!
      すっかり忘れていました。笑

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