水晶、瑪瑙、玻璃、玉髓 的主要成分都是 二氧化矽 （SiO 2 ）。水晶硬度大，顏值高，寓意好；瑪瑙色彩豐富，條帶美麗，還能當文玩；玉髓溫潤通透，冰清玉潔，色彩均一；玻璃的身影更是出現在家家戶戶，成為了日常必需品。但有個問題一直困擾著人們，既然它們的主要成分都一樣，為什麽表現出的性質差異會那麽大？
玻璃——四兄弟中獨樹一幟
雖然是一家人，但是他們享受到的待遇可就不一樣了。水晶、瑪瑙、玉髓有被人們當作寶石對待的，而玻璃，就如同被拋棄了的孩子，待遇明顯不同於其他三個「尊貴」的兄弟。由於價值不高，與透明水晶的外表形態十分相似，因此有不法商販將玻璃冒充水晶進行售賣！其實玻璃有很多獨有的物理性質，而這些性質可以讓它顯出原形。
和其他三兄弟比，玻璃硬度明顯較低。在礦物學中，有一種反映不同礦物的相對硬度的量表，稱為 莫氏硬度計 。水晶的莫氏硬度為7，而玻璃的莫氏硬度僅僅只有5.5左右。我們可以利用這一性質差異，對二者進行區分。由於相對硬度高的礦物可以刻劃相對硬度低的礦物，因此區分的方法就是找到硬度介於水晶與玻璃之間的一種物質對二者進行刻劃，即可分辨出來誰是玻璃誰是水晶。小鋼刀正是這種能讓玻璃現形的物質，其莫氏硬度在5.5-6之間。用小鋼刀進行刻劃，玻璃上會留下明顯的劃痕，而水晶、瑪瑙和玉髓是刻劃不出痕跡的。
利用硬度可以區分水晶和玻璃
僅僅利用硬度差異，就可以很輕松地辨別玻璃和水晶。
但是如果
你是在商家的櫃台前說要用小刀刻劃，老板肯定是不願意的，這時我們該如何鑒定呢？
我們可以用低倍放大鏡進行觀察。
此時玻璃內部會有很多圓形或橢圓形的氣泡出現在視野中，這是玻璃在燒制過程中無法避免的。
水晶中雖然有些包裹體，但是與玻璃的氣泡還是區別明顯。
此外水晶還有雙折射現象，但玻璃沒有。
上述特征還只是表象，從根本上看玻璃和其他三兄弟（水晶、瑪瑙、玉髓）的區別在於它們不同的微觀結構。其實它們有共同的規律——一個矽原子在相鄰的位置上都是氧原子，這在結晶學裏就叫作具有 近程規律 。不同之處在於水晶、瑪瑙和玉髓的結構很有規律，如結構中每個矽原子相鄰的氧原子，不僅數量一樣（都是4個），而且分布的位置也是一樣的。這在結晶學中稱為遠端規律；而玻璃的結構，一看上去就感覺是雜亂無章的，也就是說，玻璃不具有遠端規律。通俗地講，就是水晶、瑪瑙、玉髓的矽原子和氧原子都在老老實實的排隊，是 晶體 ；而玻璃的矽原子和氧原子的排列是雜亂無序的，屬於 非晶體 。
水晶的平面結構與空間結構
玻璃的微觀結構
三大寶石「兄弟」如何區分？
在水晶、瑪瑙、玉髓裏面像玻璃的，大概率就是水晶。在古代，人們常常用水晶作為一種裝飾品，在【資治通鑒·後晉高祖天福二年】中提到：「閩主作紫微宮，飾以水晶」。水晶文化歷史悠久，古人還曾賦予它一串極富美感的雅稱——水玉、水精、水碧等。水玉是中國最古老的稱法，意思是像水一樣的玉，又說是千年之冰所化。唐代詩人溫庭筠【題李處士幽居】寫道：「水玉簪頭白角巾，瑤琴寂歷拂輕塵」。中國最早的大詩人屈原也喜歡水晶，有史以來首次提及水晶：「登昆侖兮食玉英，與天地兮同壽，與日月兮同光」，其中玉英指的便是水晶。當很多水晶柱長在一起抱團取暖時，就構成水晶簇。這些晶簇很多藏於晶洞內，是含有二氧化矽的溶液在巖石空洞內結晶的結果。
有棱有角的透明水晶晶簇
結晶完好的紫水晶
和水晶一樣，天然的瑪
瑙和玉髓也是二氧化矽結晶的結果，也
可以生長於晶洞之中，而它們三個之間的區別就在外表。天然水晶一般是有棱有角的，給人感覺很強勢；而瑪瑙、玉髓沒有棱角，圓圓的，給人感覺比較溫和。這是因為水晶晶體較大，是一種肉眼可以辨識，即具有顯晶質結構，所以有棱有角。聚在一起的水晶晶簇稱為
顯晶集合體
。瑪瑙、玉髓的晶體顆粒很小，肉眼分辨不出來，就像隱身了一樣，要借助高科技手段（如顯微鏡）才能發現。這種結構在礦物學裏就稱為隱晶質結構，由這些微小的顆粒組成的一個整體叫作
隱晶集合體
。
瑪瑙
區分瑪瑙和玉髓，主要有三點：一是瑪瑙具有不同顏色的條帶狀結構，玉髓看起來很均一，沒有這種結構；二是瑪瑙的顏色很不均一，有層次感，而玉髓的顏色是很均勻的；三是玉髓的通透感更強，也更加透明一些。當然，這三條規則僅僅只是理論上的，在很多情況下並不能很好地區分瑪瑙和玉髓。如果在加工時，恰好順著瑪瑙的一個條紋切割瑪瑙，此時，這個被加工的瑪瑙顏色就很均一了，沒有一層層條帶。目前，國家對以二氧化矽為主要成分的隱晶質集合體，統稱為玉髓。這就包括了傳統狹義上的玉髓和瑪瑙。從這個角度來說瑪瑙和玉髓是「最親的」！
玉髓
最後做一個總結。在二氧化矽這個大家族中，只有玻璃不是晶體（非晶質），水晶、瑪瑙、 玉髓這些「貴族」都是晶體。在這些「貴族」寶石中，水晶是顯晶質結構，有棱有角，感覺比較強勢；而瑪瑙和玉髓是隱晶質結構，比較渾圓，給人一種柔和的感覺。瑪瑙大多數情況下具有條帶狀結構，白色條帶摻雜著橙紅色條帶；而玉髓幾乎不具有條帶狀結構，透光性比較好，純凈明亮。
同屬二氧化矽一家人，水晶、瑪瑙、玻璃和玉髓為什麽差別那麽大？如何區分它們？相信現在你已經有了答案。
轉載內容僅代表作者觀點
不代表中科院地質地球所立場
如需轉載請聯系原公眾號
