اختبارات الأحجار الكريمة المدمرة: فهم اختبار الخطوط

اختبار الخطوط هو أحد أقدم التقنيات وأكثرها موثوقية المستخدمة في تحديد المعادن. فهو يكشف عن اللون الحقيقي للمعدن في شكل مسحوق بدلاً من مظهره السطحي. على الرغم من أن هذه الطريقة مستخدمة على نطاق واسع في الجيولوجيا وعلم المعادن، إلا أنها تصنف على أنها اختبار مدمر للأحجار الكريمة ونادراً ما يتم إجراؤها على الأحجار الكريمة الجاهزة لأنها يمكن أن تخدش أو تتلف أسطحها بشكل دائم.

في تحديد المعادن، غالبًا ما يوفر الخطوط معلومات تشخيصية أكثر اتساقًا من اللون المرئي. يمكن أن يختلف لون السطح بسبب الشوائب أو الأكسدة أو الإضاءة أو بنية البلورة. ومع ذلك، عندما يتم تحويل المعدن إلى مسحوق، فإن لون خطوطه يعكس بشكل أكثر مباشرة تركيبته الكيميائية.

كيف يعمل اختبار Streak

يتم إجراء اختبار الخطوط باستخدام لوح خزفي غير مزجج يُعرف باسم لوح الخطوط. عادةً ما تكون صلابة اللوح حوالي 6.5 إلى 7 على مقياس موس. لإجراء الاختبار، يتم سحب عينة معدنية بقوة عبر اللوح، تاركة وراءها خطًا من المادة المسحوقة.

إذا كان المعدن أكثر ليونة من لوحة الخطوط، فسوف ينتج عنه أثر مسحوق مرئي. إذا كان أكثر صلابة من اللوحة، فسوف يخدش البورسلين بدلاً من ترك خطوط. في مثل هذه الحالات، يتم تسجيل النتيجة على أنها ”بدون خطوط“.

المبدأ الأساسي بسيط: يمثل الخط اللوني لون مسحوق المعدن، والذي غالبًا ما يكون أكثر تشخيصًا من لون البلورة الخارجية.

جدول تحديد ألوان الخطوط المتتالية

جوهرة / بلورة	صلابة موس	الصيغة الكيميائية	اللون النموذجي	لون المخدش	ملاحظات
الكوارتز	7	SiO₂	مختلفة	أبيض	البلورة الأكثر شيوعًا
الجمشت	7	SiO₂	أرجواني	أبيض	الحديد يسبب اللون
السترين	7	SiO₂	أصفر	أبيض	غالبًا ما يتم معالجتها حراريًا
الكوارتز الوردي	7	SiO₂	وردي	أبيض	عادةً ما تكون ضخمة الشكل
الكوارتز المدخن	7	SiO₂	بني	أبيض	اللون الناتج عن الإشعاع
العقيق	6.5–7.5	(Fe,Mg,Ca,Mn)₃Al₂(SiO₄)₃	أحمر / متنوع	أبيض	نادراً ما يترك آثاراً
الزبرجد	6.5–7	(Mg,Fe)₂SiO₄	أخضر زيتوني	أبيض	إيديوكروماتيكي
توباز	8	Al₂SiO₄(F,OH)₂	مختلفة	أبيض	صلابة 8
أكوامارين	7.5–8	Be₃Al₂Si₆O₁₈	أزرق	أبيض	نفس نوع الزمرد
الزمرد	7.5–8	Be₃Al₂Si₆O₁₈	أخضر	أبيض	هش على الرغم من صلابته
روبي	9	Al₂O₃	Red	أبيض	أثر الكروم
الياقوت	9	Al₂O₃	أزرق / متنوع	أبيض	جميع الألوان ما عدا الأحمر
الماس	10	C	عديم اللون	لا شيء (صعب جدًا)	صلابة 10
أوبال	5.5–6.5	SiO₂·nH₂O	مختلفة	أبيض	هيكل غير متبلور
الفيروز	5–6	CuAl₆(PO₄)₄(OH)₈·4H₂O	أزرق-أخضر	أبيض إلى أزرق باهت	Porous
التنزانيت	6–7	Ca₂Al₃(SiO₄)(Si₂O₇)O(OH)	أزرق بنفسجي	أبيض	عادة ما يتم معالجتها حرارياً
الإسبنيل	8	MgAl₂O₄	مختلفة	أبيض	غالبًا ما يتم الخلط بينه وبين الياقوت
حجر القمر	6–6.5	(K,Na)AlSi₃O₈	أبيض حليبي	أبيض	مجموعة الفلسبار
ألكسندريت	8.5	BeAl₂O₄	من الأخضر إلى الأحمر	أبيض	تأثير تغيير اللون
المالكيت	3.5–4	Cu₂CO₃(OH)₂	أخضر فاتح	أخضر فاتح	كربونات النحاس اللينة
أزوريت	3.5–4	Cu₃(CO₃)₂(OH)₂	أزرق غامق	أزرق فاتح	غالبًا مع المالكيت
كريسوكولا	2–4	(Cu,Al)₂H₂Si₂O₅(OH)₄·nH₂O	أزرق-أخضر	أخضر باهت إلى أزرق	ناعم جدًا
كوبريت	3.5–4	Cu₂O	أحمر غامق	بني محمر	أكسيد النحاس الكثيف
بورنيت	3	Cu₅FeS₄	بني إلى أرجواني قزحي الألوان	أسود مائل للرمادي	خام الطاووس
الكالكوبايريت	3.5–4	CuFeS₂	أصفر ذهبي	أسود مخضر	يتعرض للتلف بسهولة
النحاس الخام	2.5–3	Cu	نحاسي أحمر	نحاسي أحمر	معدني، قابل للطرق
تينوريت	3.5–4	CuO	أسود	أسود	معدن النحاس الثانوي

الأحجار الكريمة والخطوط المتغيرة اللون والمتغيرة اللون

عند مناقشة اختبار الخطوط في تحديد المعادن، من المهم فهم الفرق بين الأحجار الكريمة المتغيرة اللون والأحجار الكريمة ذات اللون الثابت. تفسر هاتان الفئتان سبب اختلاف ألوان الخطوط في بعض المعادن عن مظهرها السطحي. تحصل الأحجار الكريمة المتغيرة اللون على لونها من الشوائب النزرة وليس من تركيبتها الكيميائية الرئيسية. عادة ما يكون المعدن الأساسي نفسه عديم اللون أو أبيض في شكله النقي. على سبيل المثال، يمكن أن يظهر الكوارتز باللون الأرجواني أو الأصفر أو الدخاني اعتمادًا على العناصر النزرة أو التعرض للإشعاع، لكن خطوطه بيضاء لأن شكله المسحوق يعكس تركيبة ثاني أكسيد السيليكون الأساسية.

مثال آخر هو الكوراندوم. على الرغم من أن أنواع الياقوت والزفير تظهر ألوانًا حمراء أو زرقاء كثيفة بسبب شوائب الكروم أو الحديد، فإن خط الكوراندوم أبيض. في المقابل، تستمد الأحجار الكريمة الألوان الخاصة بها من العناصر الأساسية في تركيبتها الكيميائية. اللون أساسي لهوية المعدن. المالاكيت أخضر لأن النحاس جزء من تركيبته، ويترك خطًا أخضر. الأزوريت أزرق لنفس السبب ويترك خطًا أزرق باهتًا. بشكل عام، غالبًا ما تنتج المعادن المتغيرة اللون خطًا أبيض، بينما المعادن ذات اللون الأصلي أكثر عرضة لإنتاج خط ملون يتوافق مع تركيبتها الكيميائية - بشرط أن تكون ناعمة بما يكفي لترك خط.

إجراءات اختبار المخدش

يتم إجراء اختبار الخطوط باستخدام لوح خزفي غير مزجج، يُعرف عادةً باسم لوح الخطوط. تبلغ صلابة اللوح عادةً حوالي 6.5 إلى 7 على مقياس موس.

يتضمن الإجراء القياسي الخطوات التالية:

1. اختر لوحة خطوط نظيفة وغير مزججة (عادة ما تكون بيضاء للحصول على تباين أفضل).
2. أمسك العينة المعدنية بإحكام.
3. اسحب أحد حواف العينة عبر اللوحة بضغط ثابت.
4. لاحظ لون خط المسحوق المتبقي.

إذا كان المعدن أكثر ليونة من اللوحة، فسوف يترك خطًا مرئيًا. إذا كان أكثر صلابة، فسوف يخدش اللوحة بدلاً من إنتاج مسحوق. في هذه الحالة، يتم تسجيل النتيجة على أنها ”لا يوجد خط“.

نظرًا لأن هذه الطريقة يمكن أن تخدش الأسطح المصقولة، فإنها تعتبر اختبارًا تدميريًا عند تطبيقها على الأحجار الكريمة المصقولة.

ما الفرق بين علم الأحجار الكريمة وعلم المعادن في اختبار الخطوط؟

على الرغم من أن اختبار الخطوط المتتالية أساسي في علم المعادن، إلا أن دوره في علم الأحجار الكريمة محدود للغاية.

في علم المعادن، يعد اختبار الخطوط أداة تحديد شائعة وقيّمة. غالبًا ما يعمل علماء المعادن مع عينات خام وغير شفافة لا يؤدي التآكل الطفيف لسطحها إلى انخفاض كبير في قيمتها. يمكن للون الخطوط أن يميز بسرعة بين المعادن ذات المظهر الخارجي المتشابه، خاصة المعادن المعدنية.

ومع ذلك، فإن الحفاظ على الأحجار الكريمة يعد أولوية في علم الأحجار الكريمة. عادةً ما يفحص علماء الأحجار الكريمة الأحجار المصقولة والمقطوعة التي قد تكون لها قيمة مالية كبيرة. يمكن أن يؤدي خدش سطح الحجر الكريم إلى إتلاف صقله بشكل دائم وتقليل سعره في السوق. لذلك، يعتمد علماء الأحجار الكريمة على تقنيات غير مدمرة مثل اختبار معامل الانكسار والتكبير والتحليل الطيفي وقياسات الثقل النوعي بدلاً من اختبار الخطوط.

باختصار، لا يزال اختبار الخطوط ضروريًا في علم المعادن، ولكنه نادرًا ما يكون مناسبًا في التقييم الاحترافي للأحجار الكريمة نظرًا لطبيعته التدميرية.