指物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,單位是克/立方厘米(g/cm^3)。
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下4℃水的密度為1g/cm^3,在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,任何寶石與同體積4℃水的重量的比值就是相對密度(寶石學(xué)中稱為比重)。相對密度沒有單位,其數(shù)值與密度相同,如紅寶石的比重為4.0左右。
指寶石抵抗外力(刻劃、壓入、研磨等)作用的能力。硬度具有異向性,因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)中原子排列及其結(jié)合力因方向不同而不同,如金剛石八面體面硬度最大,而立方體面硬度最小。
測量硬度的方法有刻劃法、壓入法、研磨法、彈跳法等。寶石學(xué)中常用的是刻劃法,刻劃硬度可劃分為絕對硬度和相對硬度。在寶石學(xué)中常采用的是摩氏刻劃相對硬度(HM),即以10種礦物的硬度為標(biāo)準(zhǔn),硬度從低到高共分10級(jí)。
1.滑石2.石膏3.方解石4.螢石5.磷灰石
6.長石7.石英8.黃玉9.剛玉10.金剛石
以上10種標(biāo)準(zhǔn)礦物等級(jí)之間只表示硬度的相對大小,各級(jí)之間的差異是不均等的。利用摩氏硬度計(jì)測定寶石的硬度是將待測寶石與硬度計(jì)中的某種礦物互相刻劃決定寶石的硬度級(jí)別,如某一寶石可劃動(dòng)正長石(在正長石表面留下劃痕),卻刻不動(dòng)石英,其硬度則可定為6.5。另外還可以借用一些常見的東西補(bǔ)充完善硬度測試系統(tǒng),如指甲為2.5、銅為3、玻璃為5、鋼刀片為5.5~6。碳化硅為9.5等。寶石專用硬度筆能使測試更簡單方便,但因用硬度筆刻劃容易損傷寶石,因此不要刻劃在寶石的明顯處。
目前精確測定寶石的硬度常采用壓入法。測試儀器是一種帶壓頭的顯微鏡裝置,壓頭為金剛石四棱角錐,借助測量壓頭在單位時(shí)間內(nèi)一定的壓力下,于寶石光滑面上壓出顯微壓痕的大小來計(jì)算硬度,這種硬度稱壓入硬度,又稱維氏硬度(HW),它與摩氏硬度是可以通過計(jì)算相互轉(zhuǎn)換的,如摩氏硬度為3的方解石的維氏硬度為172Kg/mm^2。
寶石在外力作用下不容易破裂的性質(zhì)稱為韌性(或韌度),相反容易破裂的性質(zhì)稱為脆性。韌性和脆性與硬度均無直接關(guān)系。
常見寶石韌度從高到低依次為黑金剛石、軟玉、翡翠、剛玉、水晶、海藍(lán)寶石、橄欖石、綠柱石、黃玉、月光石、金綠寶石、螢石。
指寶石在受外力作用下,沿一定的結(jié)晶方向裂開呈光滑平面的性質(zhì)稱為解理,如螢石平行與八面體{111}面的四組完全解理。根據(jù)寶石發(fā)生解理的難易程度和解理面的平滑程度可將解理劃分為極完全解理、完全解理、中等解理和不完全解理四個(gè)等級(jí)。
指寶石在外力作用下,沿雙晶結(jié)合面、內(nèi)含物面或結(jié)構(gòu)缺陷面發(fā)生破裂的性質(zhì),雖然并非普遍現(xiàn)象,但在長石、輝石及剛玉中比較常見。
指寶石在外力作用下沿任意方向(無方向性)裂開成不規(guī)則破裂面的性質(zhì)。這種寶石的異向性不明顯,如石英、石榴石等。
斷口可根據(jù)斷裂面的形狀劃分為以下幾類:
1)貝殼狀斷口:斷口面猶如貝殼,大致成弧面,石英最典型;
2)亞貝殼狀斷口:斷口面成不規(guī)則的弧面,弧形線不典型,一些解理不好的寶石,如綠柱石、橄欖石、石榴石等;
3)鋸齒狀斷口:指寶石出現(xiàn)參差不齊、有較尖銳的突起和凹陷的斷面,常見于一些纖維狀集合體的寶石,如軟玉;
4)粗糙斷口:斷口面較粗糙,但很均勻,如蛇紋石玉;
5)平坦斷口:斷口面較平坦,無粗糙感,常見于一些土狀致密的礦物集合體,如綠松石。