Thạch anh trắng (rock crystal) là SiO₂ kết tinh tự nhiên với các nguyên tử xếp thành mạng tinh thể đều đặn; pha lê là thuỷ tinh do người nấu chảy, các nguyên tử xếp hỗn độn, có khi pha thêm chì, bari hay các ôxít khác để tăng độ sáng. Hai thứ đều trong suốt, sáng bóng, nên rất dễ lẫn khi mài thành cầu, trụ hay hạt vòng.
Khác biệt cấu trúc ấy để lại dấu vết quan sát được: thạch anh lưỡng chiết, dẫn nhiệt tốt hơn nên lạnh lâu hơn, bao thể có hình dạng tinh thể; thuỷ tinh đơn chiết, ấm nhanh, bao thể thường là bọt khí tròn và vân xoáy. Bài đi qua từng dấu hiệu, kèm giới hạn của chúng, để bạn tự quan sát mà không làm hại món đồ.
Kết tinh và vô định hình: khác biệt gốc rễ
Trong thạch anh, mỗi nguyên tử silic nằm giữa bốn nguyên tử ôxy, các khối tứ diện nối với nhau theo một trật tự lặp lại khắp tinh thể. Trật tự này làm thạch anh có tính chất phụ thuộc hướng: ánh sáng đi theo các hướng khác nhau thì có tốc độ khác nhau, tinh thể mọc thành mặt phẳng có góc cố định, và có các đặc tính như hiệu ứng áp điện.
Thuỷ tinh cũng có thể làm từ silic điôxít, nhưng khi nấu chảy rồi làm nguội nhanh, các nguyên tử không kịp xếp thành mạng mà "đông cứng" ở trạng thái hỗn độn như một chất lỏng bị đóng băng. Vì vậy thuỷ tinh có tính chất như nhau theo mọi hướng, không có mặt tinh thể tự nhiên và không lưỡng chiết. Thuỷ tinh thông thường còn pha natri, canxi; pha lê chì có thêm chì ôxít để tăng chiết suất, làm lấp lánh hơn và nặng hơn; thuỷ tinh K9 là tên thương mại phổ biến của một loại thuỷ tinh quang học borosilicat.
Có một vật liệu đứng giữa: thạch anh nóng chảy (fused quartz), tức SiO₂ gần tinh khiết nấu chảy rồi làm nguội, dùng trong công nghiệp và phòng thí nghiệm. Về thành phần, nó gần như thạch anh, nhưng về cấu trúc, nó là thuỷ tinh. Một số món "thạch anh" giá rẻ có thể làm từ vật liệu này hoặc thuỷ tinh tái chế từ thạch anh vụn, nên câu hỏi đúng không chỉ là "có phải SiO₂ không" mà là "có phải tinh thể tự nhiên không".
Thạch anh trắng, thuỷ tinh thông thường và pha lê chì
Các giá trị là khoảng thường gặp; từng loại thuỷ tinh cụ thể có thể lệch.
| Đặc điểm | Thạch anh trắng | Thuỷ tinh thường, K9 | Pha lê chì |
|---|---|---|---|
| Cấu trúc | Kết tinh, ba phương | Vô định hình | Vô định hình |
| Tỉ trọng | Khoảng 2,65 | Khoảng 2,4–2,6 | Thường trên 2,9, có loại cao hơn nhiều |
| Chiết suất | Khoảng 1,544–1,553 (hai giá trị) | Khoảng 1,5 (một giá trị) | Cao hơn, thường quanh 1,55–1,6 trở lên |
| Dưới kính phân cực | Sáng tối luân phiên khi xoay | Thường tối (có thể có vệt do ứng suất) | Thường tối |
| Cảm giác cầm | Mát và giữ mát lâu | Mát lúc đầu, ấm nhanh theo tay | Mát lúc đầu, ấm nhanh |
| Bao thể thường gặp | Vết nứt lành, bao thể lỏng, tinh thể nhỏ | Bọt khí tròn, vân xoáy | Bọt khí, vân xoáy |
| Độ cứng Mohs | 7 | Khoảng 5,5 | Khoảng 5–6 |
Bảng cho thấy tỉ trọng là cách đơn giản để loại pha lê chì, còn thuỷ tinh thường hay K9 có tỉ trọng gần thạch anh nên cần thêm dấu hiệu khác.
Vì sao khối thạch anh trắng trong suốt cỡ lớn lại hiếm
Thạch anh là khoáng vật phổ biến bậc nhất trong vỏ Trái Đất, nhưng thạch anh vừa lớn vừa trong suốt không vết nứt thì không nhiều. Phần lớn thạch anh trong tự nhiên ở dạng hạt nhỏ trong đá granite, cát, hoặc ở dạng thạch anh sữa đục do chứa vô số bao thể lỏng li ti. Để có khối trong lớn, tinh thể phải mọc chậm trong khoảng trống rộng, dung dịch sạch, nhiệt độ ổn định và không chịu ứng suất làm nứt sau đó.
Khi chế tác, thợ còn phải loại bỏ phần chân đục, phần có vết nứt, phần đầu bị mẻ. Một tinh thể lớn có khi chỉ cho được một quả cầu nhỏ hơn nhiều so với kích thước ban đầu. Vì vậy quả cầu thạch anh trắng trong suốt hoàn toàn, đường kính lớn, thường có giá trị cao; quả cầu cùng cỡ có vết nứt lành, sương bao thể là phổ biến hơn và cũng là dấu hiệu tốt cho thấy đó là đá tự nhiên.
Điều này cho bạn một nguyên tắc thực tế: khi thấy nhiều quả cầu "thạch anh trắng" cỡ lớn, trong veo như nhau, giá rẻ, bày cạnh nhau trên một sạp, khả năng cao đó là pha lê hoặc thuỷ tinh. Ngược lại, quả cầu có ít sương mờ bên trong không phải là hàng kém mà thường là thạch anh thật.
Năm cách quan sát không làm hại món đồ
Các cách dưới đây không đốt, không rạch, không nhỏ hoá chất. Kết quả nên được xét cùng nhau, không dựa vào một dấu duy nhất.
- Soi bao thể bằng kính lúp 10x: tìm bọt khí tròn, chuỗi bọt kéo dài, vân xoáy như mật ong khuấy. Đó là dấu của thuỷ tinh. Thạch anh tự nhiên hay có vết nứt lành dạng vân tay, sương bao thể lỏng, tinh thể nhỏ. Lưu ý: thạch anh trắng rất sạch và thuỷ tinh rất sạch đều có thể không có bao thể nào.
- Nhìn ảnh nhân đôi qua quả cầu: đặt một sợi chỉ mảnh hoặc nét bút chì trên giấy sau quả cầu, nhìn qua cầu theo nhiều hướng. Với cầu thạch anh đủ lớn, ở một số hướng có thể thấy sợi chỉ tách thành hai đường rất gần nhau, do lưỡng chiết. Thuỷ tinh không bao giờ cho ảnh nhân đôi. Dọc theo trục quang học của thạch anh thì không thấy nhân đôi, nên phải xoay cầu.
- Thử cảm giác lạnh: cầm món đồ đã để ở nhiệt độ phòng áp vào má hoặc mu bàn tay. Thạch anh dẫn nhiệt tốt hơn thuỷ tinh nhiều lần nên giữ cảm giác mát lâu; thuỷ tinh ấm nhanh. Cách này kém tin cậy với hạt nhỏ và khi tay ướt.
- Đo tỉ trọng bằng cân thuỷ tĩnh: thạch anh khoảng 2,65; số trên 2,8 gần như loại trừ thạch anh. Số quanh 2,5 gợi ý thuỷ tinh nhưng không đủ kết luận.
- Dùng kính phân cực đơn giản: đặt món đồ giữa hai tấm phân cực đặt vuông góc (có thể dùng hai tròng kính râm phân cực), xoay món đồ. Thạch anh sáng lên rồi tối đi bốn lần mỗi vòng ở phần lớn hướng; thuỷ tinh thường tối, có thể có vệt sáng do ứng suất nhưng không luân phiên đều.
Nếu các dấu hiệu mâu thuẫn hoặc món đồ có giá trị lớn, phòng giám định với khúc xạ kế, kính phân cực chuẩn và kính hiển vi sẽ trả lời chắc chắn trong thời gian ngắn.
Những lầm tưởng khi phân biệt thạch anh và pha lê
Lầm tưởng phổ biến nhất là "thạch anh thật phải có tạp chất, trong veo là pha lê". Thực tế, thạch anh trắng chất lượng cao có thể sạch tới mức mắt thường không thấy bao thể nào, và đó là loại có giá trị hơn. Ngược lại, thuỷ tinh rẻ tiền hay có bọt khí. Có hay không có tạp chất không tự nó kết luận được gì; điều quan trọng là tạp chất trông như thế nào.
Lầm tưởng thứ hai là "thạch anh thật thì nặng tay hơn pha lê". Với pha lê chì thì ngược lại: pha lê chì nặng hơn thạch anh rõ rệt. Với thuỷ tinh thường thì gần như không thể phân biệt bằng cảm giác tay. Chỉ phép cân thuỷ tĩnh cho số đo đáng tin.
Lầm tưởng thứ ba là các phép thử phá huỷ như đốt bằng bật lửa, rạch bằng dao, thả vào nước sôi. Đốt không cho thông tin gì đáng tin mà có thể làm rạn cả thạch anh lẫn thuỷ tinh; rạch để lại vết xước vĩnh viễn; sốc nhiệt làm nứt món đồ. Thêm nữa, kết quả của các phép thử này thường bị hiểu sai. Danh mục phân biệt thật – giả của trang có bài riêng giải thích vì sao nên bỏ hẳn những cách này.
Lầm tưởng cuối là "pha lê là đồ giả". Pha lê là một vật liệu thủ công có giá trị riêng, nhiều món pha lê đắt hơn thạch anh. Vấn đề chỉ nằm ở việc bán pha lê dưới tên thạch anh tự nhiên.
Quả cầu trong suốt: lưu ý an toàn quan trọng
Quả cầu trong là một thấu kính. Cầu thạch anh trắng hay cầu pha lê đều hội tụ ánh nắng thành một điểm nóng phía sau cầu. Đã có những vụ cháy rèm, giấy, đồ gỗ do cầu trong suốt đặt ở bậu cửa sổ.
Nguy cơ cao nhất ở cầu lớn, rất trong. Cầu càng lớn, càng trong thì điểm hội tụ càng nóng. Thạch anh trắng sạch và pha lê K9 là hai loại có nguy cơ cao nhất trong các vật phẩm đá.
Cách đặt an toàn. Đặt cầu trong ở nơi không có nắng chiếu trực tiếp, hoặc dùng tấm che, hoặc đặt trong tủ kính tránh hướng nắng. Không để cầu gần rèm vải, giấy, tượng gỗ ở hướng có nắng.
Chân đế và vị trí. Cầu lăn có thể rơi vỡ hoặc gây thương tích, nhất là nhà có trẻ nhỏ. Dùng chân đế vừa khít, đặt ở bề mặt chắc, tránh mép bàn.
Không phơi cầu dưới nắng để "nạp năng lượng". Ngoài nguy cơ cháy, thói quen này không có cơ sở khoa học, và với thạch anh có màu còn làm phai màu.
Giá trị thật của thạch anh trắng và cách mô tả hàng
Trong văn hoá vật phẩm, thạch anh trắng hay được gọi là "đá chủ", gắn với ý thanh lọc, sáng suốt. Đó là quan niệm văn hoá, không có bằng chứng khoa học về tác động lên con người. Giá trị có thật của thạch anh trắng là độ trong, độ cứng 7 bền với thời gian, và vẻ đẹp của một tinh thể tự nhiên; tinh thể có mặt tự nhiên rõ, bao thể thú vị còn là mẫu khoáng vật đáng sưu tầm.
Pha lê có giá trị riêng ở độ sáng và tay nghề chế tác, giá thành thấp hơn cho cùng kích thước, rất phù hợp làm đồ trang trí. Không có gì sai khi chọn pha lê; điều cần tránh là trả giá thạch anh cho pha lê, hoặc ngược lại tin rằng mọi món trong veo đều là thuỷ tinh.
Người bán minh bạch sẽ ghi rõ "thạch anh trắng tự nhiên", "pha lê K9" hay "thuỷ tinh pha chì". Bạn có thể xem thêm vật phẩm đá có ghi rõ chất liệu trên Vật Phẩm Phong Thủy để làm quen với cách ghi này trước khi mua.
Câu hỏi thường gặp
Cầu thạch anh trắng to, trong veo, giá rẻ có phải là pha lê không?
Khả năng cao là pha lê hoặc thuỷ tinh, vì thạch anh trắng khối lớn trong suốt không vết nứt khá hiếm. Kiểm ảnh nhân đôi qua cầu, soi bọt khí và đo tỉ trọng nếu được. Nếu cần chắc chắn với món đồ đắt, nên mang đi giám định.
Thuỷ tinh K9 là gì?
K9 là tên thương mại của một loại thuỷ tinh quang học borosilicat, trong và ít bọt khí, dùng nhiều để làm cầu, tượng, đồ trang trí. Nó không phải khoáng vật và không có cấu trúc tinh thể. Tỉ trọng của nó gần thạch anh nên cần các dấu hiệu khác để phân biệt.
Có thể dùng điện thoại để phân biệt thạch anh và thuỷ tinh không?
Màn hình điện thoại phát ánh sáng phân cực, nên có thể dùng như một tấm phân cực: đặt món đồ trên màn hình trắng, nhìn qua một tròng kính râm phân cực và xoay món đồ. Cách này chỉ là gợi ý, không thay được phép đo ở phòng giám định.
Thạch anh trắng có bị đổi màu theo thời gian không?
Thạch anh trắng tinh khiết không có tâm màu nên không phai. Một số thạch anh trắng chứa nhôm có thể ngả khói nếu bị chiếu xạ, nhưng trong đời sống điều này không xảy ra. Bụi, dầu tay bám vào làm đá trông mờ thì lau sạch là hết.
Pha lê có bị xước dễ hơn thạch anh không?
Có. Thuỷ tinh và pha lê có độ cứng khoảng 5 đến 6, thấp hơn thạch anh 7, nên dễ xước khi cọ với bụi cát, vật kim loại. Sau thời gian dài sử dụng, cạnh và mặt pha lê thường mờ và có vết xước li ti nhiều hơn thạch anh.
Thạch anh trắng và thạch anh sữa có khác nhau không?
Cùng là thạch anh không màu, nhưng thạch anh sữa chứa vô số bao thể lỏng hoặc khí cực nhỏ làm tán xạ ánh sáng, nên trông trắng đục. Thạch anh trắng trong suốt có ít bao thể. Thạch anh sữa rất phổ biến và thường có giá thấp hơn.