Vết vạch (streak) là màu của bột khoáng vật, thu được bằng cách miết mẫu lên một tấm sứ trắng không tráng men. Màu bột thường ổn định hơn nhiều so với màu bên ngoài của mẫu, nên đây là một trong những phép thử rẻ và tin cậy nhất để nhận diện khoáng vật, nhất là nhóm có ánh kim. Ví dụ kinh điển: hematit có thể đen bóng như thép, nhưng vạch ra luôn là vệt nâu đỏ.
Vì sao màu bột đáng tin hơn màu mẫu
Màu một mẫu khoáng vật mà mắt ta thấy là tổng của nhiều thứ: ánh sáng phản xạ trên bề mặt, ánh sáng đi xuyên qua bề dày, lớp gỉ hay lớp phong hoá bên ngoài, các vết nứt tán xạ ánh sáng, và lượng tạp chất. Khi nghiền khoáng vật thành bột mịn, phần lớn các yếu tố đó bị xoá đi. Hạt bột quá nhỏ nên ánh sáng gần như chỉ còn phản ánh màu "bản chất" của chất ấy.
Lấy fluorit làm ví dụ. Mẫu fluorit có thể tím, xanh lục, vàng, xanh lam hay không màu, tuỳ tạp chất và khuyết tật mạng. Nhưng vạch lên sứ, mọi mẫu fluorit đều cho vệt trắng. Thạch anh tím, thạch anh khói, thạch anh hồng cũng vậy: vết vạch trắng. Màu ở đây là "màu mượn" do lượng nhỏ tạp chất hay khuyết tật gây ra, và nó biến mất khi bột đủ mịn.
Ngược lại, có những khoáng vật mà màu là "màu riêng", do chính nguyên tố chính trong công thức gây ra: malachit xanh lục vì đồng, azurit xanh lam cũng vì đồng, cinnabar đỏ vì thuỷ ngân sunfua. Với nhóm này, vết vạch cùng tông với màu mẫu, chỉ nhạt hơn. Phép thử vẫn có ích vì nó xác nhận màu ấy là thật, không phải lớp phủ.
Cách làm phép thử vết vạch
Chuẩn bị
- Tấm vạch: sứ trắng không tráng men. Bán sẵn trong bộ dụng cụ địa chất, nhưng mặt sau thô ráp của một viên gạch men ốp tường loại sứ trắng cũng dùng được. Mặt có men bóng thì không được, vì men quá trơn và quá cứng.
- Có thêm một tấm sứ đen để thử các khoáng vật cho bột trắng: vệt trắng trên nền đen dễ thấy hơn.
- Mẫu cần một góc hay một cạnh sạch, chưa phong hoá. Nếu mẫu bị gỉ hoặc phủ đất, gõ nhẹ lấy mặt vỡ mới.
Thực hiện
- Đặt tấm sứ trên mặt bàn chắc, giữ bằng một tay.
- Cầm mẫu, miết một cạnh của mẫu một đường ngắn khoảng 2–3 cm, ấn vừa phải như viết phấn.
- Thổi nhẹ hoặc lấy ngón tay quệt vệt bột để thấy màu rõ hơn, xem dưới ánh sáng ban ngày.
- Lau sạch tấm sứ bằng giẻ ẩm sau mỗi lần thử để màu không lẫn sang mẫu sau.
Ghi lại màu bằng từ ngữ cụ thể: "nâu đỏ", "đen hơi xanh lục", "vàng nâu", thay vì chỉ "sẫm". Sự khác biệt giữa "đen" và "đen ánh xanh lục" chính là chỗ phân biệt pyrit với vàng hay chalcopyrit.
Giới hạn độ cứng của tấm sứ
Sứ không men cứng khoảng 6,5–7 trên thang Mohs. Khoáng vật cứng hơn mức đó như thạch anh, topaz, corundum sẽ không để lại bột mà còn cào xước tấm sứ; vệt trắng thấy được khi ấy là bột của chính tấm sứ. Ghi kết quả là "không có vết vạch" hoặc "cứng hơn tấm vạch". Muốn biết màu bột của những khoáng vật này, phải lấy một mảnh nhỏ nghiền trong cối, việc ít ai làm vì hầu hết chúng cho bột trắng hoặc không màu.
Bảng vết vạch của những khoáng vật hay gặp
| Khoáng vật | Màu mẫu | Vết vạch | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Hematit | Đen ánh kim, xám thép, đỏ đất | Nâu đỏ đến đỏ | Phép thử nổi tiếng nhất; tên từ tiếng Hy Lạp nghĩa là "máu" |
| Magnetit | Đen | Đen | Hút nam châm mạnh, phân biệt với hematit |
| Pyrit | Vàng đồng thau, ánh kim | Đen hơi xanh lục hoặc nâu đen | "Vàng của kẻ ngốc" |
| Chalcopyrit | Vàng đồng, hay xỉn ngũ sắc | Đen hơi xanh lục | Mềm hơn pyrit, dao rạch được |
| Vàng tự sinh | Vàng | Vàng | Kim loại dẻo; miết mạnh thì bị bẹt chứ không ra bột |
| Galena | Xám chì, ánh kim | Xám chì | Rất nặng tay |
| Graphit | Đen xám | Đen xám, trơn tay | Vạch được cả lên giấy |
| Limonit, goethit | Nâu, vàng nâu, đen | Vàng nâu | Màu gỉ sắt quen thuộc |
| Sphalerit | Đen, nâu, vàng mật ong | Nâu nhạt đến vàng nhạt | Mẫu sẫm màu mà bột lại sáng |
| Cinnabar | Đỏ son | Đỏ tươi | Chứa thuỷ ngân, rửa tay sau khi cầm |
| Malachit | Xanh lục | Xanh lục nhạt | Sủi bọt với axit loãng |
| Azurit | Xanh lam đậm | Xanh lam nhạt | Hay đi cùng malachit |
| Fluorit, thạch anh, canxit | Nhiều màu | Trắng | Màu mẫu là màu "mượn" |
Màu vết vạch trong bảng là màu điển hình theo các tài liệu tham khảo như Mindat; mẫu thật có thể lệch sắc độ một chút, nhất là khi bột lẫn tạp chất.
Ba cặp khoáng vật mà vết vạch phân định ngay
Pyrit, chalcopyrit và vàng
Đây là bài học đầu tiên của mọi người đi tìm vàng. Cả ba đều vàng óng, ánh kim. Vạch lên sứ: vàng cho vệt vàng, hai khoáng vật kia cho vệt đen ánh xanh lục. Trong lịch sử, đã có những chuyến tàu chở "quặng vàng" về châu Âu mà sau đó hoá ra là pyrit hoặc khoáng vật vô giá trị khác — giai thoại hay được kể là chuyến của Martin Frobisher ở Bắc Mỹ cuối thế kỷ 16, dù loại đá ấy thực chất là gì vẫn được bàn lại. Một tấm sứ trắng đã có thể tránh được nhiều thất vọng.
Hematit và magnetit
Hai ôxit sắt đều có thể đen bóng. Hematit vạch ra đỏ nâu, magnetit vạch ra đen; magnetit còn hút nam châm mạnh. Đây cũng là lý do hematit được nghiền làm bột màu đỏ từ thời tiền sử: những vệt đỏ trong nhiều bức vẽ hang động cổ dùng chất màu ôxit sắt, mà thứ cho màu đỏ chính là bột hematit.
Sphalerit đen và các khoáng vật đen khác
Một mẫu sphalerit giàu sắt có thể đen bóng như nhựa đường, dễ nhầm với nhiều thứ. Vạch ra, nó cho bột nâu nhạt, có khi vàng nhạt, khác hẳn galena (xám chì) hay magnetit (đen). Nhiều người mới ngạc nhiên vì một mẫu đen lại có bột sáng màu, và đó chính là giá trị của phép thử.
Những lỗi thường gặp khi thử vết vạch
- Thử trên mặt phong hoá: lớp vỏ gỉ nâu trên pyrit sẽ cho vệt nâu vàng của limonit, không phải của pyrit. Luôn thử ở mặt vỡ mới.
- Nhầm bột sứ với bột mẫu: khoáng vật cứng hơn tấm sứ để lại vệt trắng của sứ. Thử quệt: bột sứ thường thô và lẫn vết xước.
- Mẫu là đá, không phải khoáng vật: một hòn đá nhiều thành phần cho vệt lẫn màu. Chọn một hạt khoáng vật rõ ràng mà thử.
- Đánh giá màu dưới đèn vàng: ánh đèn sợi đốt làm đỏ hoá mọi vệt. Nhìn dưới ánh sáng ban ngày hoặc đèn trắng.
- Thử trên mẫu quý: vết vạch là phép thử có phá huỷ nhẹ, để lại một vết mài trên mẫu. Không làm trên đá quý đã mài, mẫu bảo tàng hay đồ của người khác.
Vết vạch trong nghề và trong lịch sử
Ý tưởng "vạch để xem" có từ rất lâu. Thợ kim hoàn xưa dùng đá thử vàng, một loại đá đen hạt mịn, miết món vàng lên để so vệt với kim mẫu biết tuổi. Đó là cùng một nguyên lý, chỉ khác là dùng nền đen cho kim loại sáng màu. Chi tiết nghề thử vàng là một chủ đề riêng; ở đây chỉ cần nhận ra rằng nền vạch đen và nền vạch trắng bổ sung cho nhau.
Trong khoáng vật học, vết vạch được đưa vào bộ mô tả chuẩn từ thế kỷ 18–19, cùng thời với thang độ cứng Mohs (1812), khi các nhà khoáng vật học châu Âu như Abraham Gottlob Werner ở Freiberg xây dựng hệ thống nhận diện bằng tính chất bên ngoài. Ngày nay, mỗi trang mô tả khoáng vật trên Mindat hay trong sổ tay khoáng vật học vẫn có một dòng "streak" như một phần không thể thiếu.
Góc nhìn hôm nay: tự làm một bộ thử vết vạch
Bộ thử vết vạch tốn ít hơn một bữa sáng:
- Một mảnh gạch men trắng, dùng mặt sau không men; nếu được, thêm một mảnh gạch men đen.
- Một kính lúp 10x để xem vệt bột và hạt.
- Một cục nam châm nhỏ để tách magnetit.
- Sổ ghi chép, bút, giẻ ẩm.
Đem thử với những gì dễ có: ruột bút chì (graphit), một viên sỏi thạch anh, một mẩu gỉ sắt (limonit), cát đen ở bờ biển miền Trung (thường giàu ilmenit, magnetit). Đặt các vệt cạnh nhau sẽ thấy ngay rằng "đen" có rất nhiều kiểu đen. Khi đã quen, ghép vết vạch với ánh, độ cứng và tỷ trọng, phần lớn khoáng vật quặng phổ biến có thể gọi tên được ngoài thực địa.
Mẫu có thể chứa kim loại nặng như cinnabar (thuỷ ngân), galena (chì) hay khoáng vật asen thì không nghiền, không ngửi, không để trẻ nhỏ cầm, và rửa tay sau khi thử.
Câu hỏi thường gặp
Vết vạch của khoáng vật là gì?
Vết vạch là màu bột của khoáng vật khi miết mẫu lên tấm sứ trắng không tráng men. Màu bột ổn định hơn màu mẫu vì loại bỏ được ảnh hưởng của bề mặt, tạp chất và lớp phong hoá. Đây là phép thử nhận diện nhanh và rẻ, nhất là với khoáng vật ánh kim.
Vì sao hematit màu đen mà vết vạch lại màu đỏ?
Hematit dạng khối kết tinh hấp thụ và phản xạ ánh sáng nên trông đen hoặc xám thép. Khi nghiền thành bột mịn, các hạt nhỏ cho thấy màu thật của ôxit sắt Fe₂O₃ là nâu đỏ. Chính bột hematit được dùng làm chất màu đỏ từ thời tiền sử.
Làm sao phân biệt pyrit với vàng bằng vết vạch?
Miết mẫu lên sứ trắng: vàng cho vệt màu vàng, còn pyrit cho vệt đen ánh xanh lục hoặc nâu đen. Vàng còn mềm và dẻo, bị bẹt khi ấn mạnh; pyrit cứng và giòn. Hai phép thử này kết hợp gần như không sai.
Thạch anh có vết vạch không?
Thạch anh cứng 7 trên thang Mohs, cứng hơn tấm sứ không men (khoảng 6,5–7), nên thường không để lại bột mà còn làm xước tấm sứ. Nếu nghiền thạch anh thành bột thì bột có màu trắng, bất kể mẫu tím, hồng hay khói.
Có thể dùng gì thay tấm vạch sứ?
Mặt sau thô ráp, không tráng men của một viên gạch men sứ trắng là sự thay thế tốt. Không dùng mặt có men bóng vì quá trơn. Với khoáng vật cho bột trắng, nên thử thêm trên nền sứ đen để dễ nhìn.
