硬度は鉱物を見分けるうえでとても役に立つ手がかりの1つで、家でもきちんと測れる数少ない性質の1つです。研究室も特別なキットもいりません。結果の読み方さえわかっていれば、爪、硬貨、鋼のナイフ、ガラス片だけで驚くほど多くのことがわかります。
モース硬度が測るもの
1812年、ドイツの鉱物学者フリードリッヒ・モースは、身近な10種類の鉱物を引っかきへの強さの順に並べました。リストの各鉱物は、それより下の鉱物に傷をつけることができ、それより上の鉱物によって傷がつきます。これは今でも地質学者が野外で使っている尺度です。
ここでいう硬度とは、引っかき傷のつきにくさのことです。割れにくさ（靭性）とは違います。ダイヤモンドは天然でもっとも硬い鉱物ですが、打ち方によっては欠けたり、へき開に沿って割れたりします。一方、ヒスイはそこそこの硬さしかありませんが、繊維がからみ合った構造のおかげでとても割れにくい石です。
| 硬度 | 鉱物 | 簡単なチェック |
|---|---|---|
| 1 | 滑石 | すべすべした手触り。爪で簡単に傷がつく |
| 2 | 石膏 | 爪で傷がつく |
| 3 | 方解石 | 爪では傷がつかないが、銅貨で傷がつく |
| 4 | 蛍石 | 鋼のナイフで簡単に傷がつく |
| 5 | リン灰石 | ナイフで少し力を入れると傷がつく |
| 6 | 正長石 | ガラスに傷をつける。鋼のやすりで傷がつく |
| 7 | 石英 | ガラスや鋼に簡単に傷をつける |
| 8 | トパーズ | 石英に傷をつける |
| 9 | コランダム（ルビー、サファイア） | トパーズに傷をつける |
| 10 | ダイヤモンド | ほかのすべてに傷をつける |
尺度は順番を表すもので、等間隔ではない
数字が表しているのは順番で、等しい間隔ではありません。9（コランダム）と10（ダイヤモンド）の差は、1と2の差よりはるかに大きいのです。研究室の機器で測ると、ダイヤモンドはコランダムの何倍も硬いことがわかります。識別にはあまり関係ありませんが、「硬度9」の宝石でもダイヤモンド工具にはあっさり負けてしまう理由がこれでわかります。
家庭でそろう硬度キット
身近な道具を使えば、標準鉱物の間を埋めることができます。金属やガラスは組成によって硬さが変わるため、値はおおよそです。
- 爪： 約2.5
- 銅貨： 約3〜3.5。最近の硬貨の多くはめっきした鋼や亜鉛でできているため、結果がばらつきます。古い純銅の硬貨がいちばん確実です。
- 鋼のナイフの刃や鉄くぎ： 約5〜5.5
- ガラス（板やびん）： 約5.5
- 鋼のやすりや焼き入れした工具鋼： 約6.5
- 素焼きの磁器タイル（条痕板）： 約6.5〜7
- 石英のかけら： 7
これだけで、ほとんどの鉱物を役に立つグループに分けられます。爪よりやわらかいもの、爪と硬貨の間、硬貨とガラスの間、ガラスより硬いものです。最後の分かれ目、つまりガラスに傷をつけるかどうかは、どんな識別表でも特によく使われるテストの1つです。
引っかきテストの正しいやり方
- 新しくてきれいな、目立たない場所を選びます。 風化した表面は、その下の新しい鉱物よりやわらかいことがよくあります。傷がついても標本を損なわないよう、端や裏側を選びましょう。
- 標本をテーブルの上でしっかり押さえます。 ガラスを使う場合は、手に持たずにテーブルに平らに置き、鋭い縁はテープで覆っておきます。
- テストに使う道具の先を表面に押し当て、 しっかり一定の力で1センチほど引きます。たたいたり、のこぎりのように往復させたりしないでください。
- 濡らした指でその部分をふき取り、 拡大鏡で見ます。
- 逆向きでも試します。 道具で石に傷がついたら、今度は石で道具を引っかいてみます。硬さが近い2つの素材は、お互いにわずかに傷をつけ合うことがあります。
傷か、条痕か？勘違いしないために
硬度テストの失敗のほとんどは、跡を傷と勘違いすることから起こります。結果を記録する前に、次のどれを見ているのかを確認してください。
- 本物の傷は、爪で触って感じられる溝です。こすっても消えず、ルーペで見ると縁がシャープです。
- 金属の条痕は、硬貨のようなやわらかい道具が、より硬い石にこすれてつくものです。灰色や銅色の線に見え、ふけば消えます。硬貨が石に傷をつけたのではなく、石が硬貨を削ったのです。
- 粉の線は、やわらかい鉱物が硬い表面に自分の粉を残すことでできます。条痕テストと同じ現象です。ガラスにチョークのような白い線がついたら、たいていはその鉱物がガラスよりやわらかいということです。ふき取って溝があるか確認しましょう。
- 粒がぽろぽろ取れると、岩石がやわらかく見えることがあります。たとえば粗い砂岩では、粒をつなぐセメントが弱いため、ナイフで石英の粒そのものに傷をつけずに、粒をはがしてしまうことがあります。必ず岩石全体ではなく、鉱物の粒1つをテストしてください。
迷ったら、別の場所でもう一度テストしましょう。大切なのは、結果が一貫していることです。
岩石ではなく、鉱物をテストする
岩石は鉱物の混合物で、硬さの異なる鉱物を含んでいることがよくあります。花崗岩には石英（7）、長石（6）、雲母（約2.5〜3）が含まれているので、引っかく場所によって3つの違う答えが出ることがあります。ルーペで粒を1つ選び、それをテストしてください。どんな種類の石なのかをまだ調べている段階なら、岩石の見分け方から始めましょう。
硬度が1つではない鉱物もある
方向によって硬さがはっきり違う鉱物もいくつかあります。代表的な例は藍晶石で、刃のような形の結晶の長さ方向にはナイフで傷がつきますが、横方向にはつきません。方解石も、面によってわずかな違いがあります。珍しいことですが、結果がばらつくようなら覚えておく価値があります。
硬度で解決できる、よくある識別の悩み
- 石英と方解石： 石英はガラスに傷をつけます。方解石は爪では傷がつきませんが、ナイフで簡単に傷がつきます。石英、方解石、それともガラス？をご覧ください。
- 黄鉄鉱と金： 黄鉄鉱は約6〜6.5で、もろい鉱物です。金は約2.5〜3で、ピンでへこむほどやわらかい金属です。
- 蛍石とアメジスト： どちらも紫色になることがありますが、蛍石は4、石英は7です。
- ガラスの模造品と宝石： ほとんどのガラスは約5.5なので、模造品の多くはまねている宝石よりやわらかくなります。本物のクリスタルと偽物の見分け方をご覧ください。
引っかいてはいけない場合
引っかきテストは、元に戻せない傷をつけます。次のような場合はテストを省くか、専門家に任せてください。
- カットされた宝石、ジュエリー、研磨された品物の場合。
- どんな跡でも魅力が損なわれる、上質な結晶標本の場合。その石に価値はある？をご覧ください。
- 隕石かもしれない場合。確認のため、そのままの状態で保管するべきです。
- 粉にすると危険な可能性がある鉱物の場合。有毒な元素を含む鉱物もあり、繊維状の鉱物の中には削ったりやすりをかけたりしてはいけないものもあります。狭い範囲で作業し、終わったら手を洗いましょう。
ヒント： ラベルを貼った小さなキットを箱に入れておきましょう。古い銅貨、鋼のくぎ、縁をテープで覆った小さなガラス板、素焼きのタイル、石英の小石です。この5つがあれば、見つけた鉱物のほとんどについて、硬度の範囲を絞り込めます。
硬度は手がかりの1つで、答えではない
硬度を測れば候補は絞られますが、関係のない鉱物どうしが同じ数字をもつことも多くあります。条痕、光沢、へき開、密度、結晶の形と組み合わせることで、自信をもって答えを出せます。AI Stoneのような写真アプリは、候補の鉱物について想定されるモース硬度と、それが実際に何を意味するのかをやさしい言葉で表示しますが、写真で硬度を測ることはできません。その候補が手元の石に合っているかを確かめるのは、あなた自身の引っかきテストです。