“有的國外‘水晶’品牌，居然賣的是玻璃！”第一次聽說這條知識的時候，或許很多買家的心也像玻璃一樣碎了一地。那是不是我們被坑騙啦？玻璃和水晶怎麼區分呢？
水晶？玻璃？
傻傻分不清楚
其實並不是商家故意“以次充好"，這個鍋得翻譯來背：歐美常把精美的玻璃工藝品稱為“Crystal”，但這個詞泛指各種礦物晶體和玻璃製品。
看起來像是該有一個廣告位的樣子
中文把這些商品的分類“Crystal”譯成“水晶”，然而中國寶石界的“水晶”卻特指二氧化矽（石英）的晶體，這就有點尷尬了。實際上，國外那些高檔玻璃工藝品賣得貴，主要是賺設計、加工的錢，不是因為材料珍貴。再說，人工生產水晶如今也不難了……
那麼，外表都是晶瑩透明的玻璃和水晶，我們能用肉眼分辨嗎？還真有個簡單又靠譜的鑑別方法：在它們後面放一根頭髮絲，如果隔著工藝品能看到一根頭髮就是玻璃，如果能看到兩根頭髮那就是石英，因為石英晶體有“雙折射現象”。
晶瑩透明的玻璃，可以做門窗、做器皿，或是各種精巧奪目的手工藝品。其實，玻璃未必都出自人類的能工巧匠之手，在大自然中也有不少天然玻璃，它們也屬於岩石家族的成員。
玻璃
外表亮晶晶，內心亂糟糟
自然界的大部分石頭，都是由各種各樣的礦物晶體組成的。每種礦物晶體的化學成分、原子排列都遵守固定的“套路”，內部結構井然有序，如同擺放整齊的一盒巧克力。
而玻璃卻不同，它們看似晶瑩滑潤，卻沒個正形，能被加工成各種樣子，打碎後的玻璃渣也沒有固定形狀——這是因為玻璃內部的微觀結構不同於晶體，而像一鍋雜亂無章的“亂燉”。
圖1：正常岩漿冷卻時，原子們排列成整齊的隊形，凝固後形成結構井然的晶體形態；圖2：黏稠岩漿冷卻時，原子之間阻力劇增、相互亂撞，還沒排列好就凝固了，形成了玻璃形態。
在物理學上，玻璃內部的這種狀態稱為“玻璃態”，組成玻璃的分子、原子排列得亂七八糟，同時整塊玻璃又能保持自己的外形，不會像液體一樣四處流動。
也就是說，物理學上的“玻璃”是指物質的一種存在狀態，沒有固定的化學成分。具體到我們生活中的“玻璃”，主要是由石英、長石、石灰等幾種礦物混合燒製而成的，成分以矽酸鹽為主。
能“造”出玻璃的自然力量，主要是岩漿和火山運動。黏性越強的岩漿越容易形成玻璃，通常稱為“火山玻璃”。一般來說，岩漿冷卻過程中隨著溫度降低，原子們就開始自覺排好隊形、安定下來，凝固後就成了礦物晶體。
而那些黏性較強的岩漿，在冷卻過程中原子之間的阻力增加太快，只有一小部分來得及形成晶體。至於剩下的許多原子，還在到處亂撞尋找自己該呆的位置時，就凝固了！於是它們都來不及排好隊形，冷卻後就成了亂糟糟的玻璃。
黑曜石玻璃：
上古神器，天生犀利哥
人們最熟悉的火山玻璃，就是簡稱“黑曜石”的黑曜石玻璃了，它的主要化學成分是矽酸鹽。在人們學會冶煉金屬之前，閃著暗光的黑曜石曾經是製造工具、武器的上等材料。
三體中雲天明的童話之一《王國的新畫師》中提到：只有黑曜石板才能將雪浪紙壓平
上圖：玻璃光澤的普通黑曜石
下圖：內部有包裹體的雪花黑曜石
這要感謝它的兩大優點：一個是5.5的摩氏硬度，這在常見的石頭中已經算相當硬了；另一個就是黑曜石在強力敲擊下裂開時，裂開處會呈現貝殼狀的斷口，斷口處邊緣鋒利，拿來做刀片、矛頭正合適。
史前人類打製的黑曜石矛尖
既然是玻璃而非晶體，黑曜石也談不上“純淨”，內部一般都含有各種雜質。雜質較多的黑曜石，就呈現黑色或深褐色。但有時它們也會因其所含的微量二價鐵離子、三價鐵離子、錳離子等金屬元素，而呈現出紅色、棕色或藍紫色等各種色彩。
雪花黑曜石做成的小豬
圖源：wikipedia
而黑曜石特殊的玻璃光澤，也給它們增加了幾分神秘感。雖然它們早早被金屬材料趕出了生產和戰爭一線，但黑曜石在古代埃及、兩河和印度等文明當中，繼續被人們視為能夠辟邪、驅魔的神奇石頭，製成宗教器物或是珠寶飾品。
古埃及中王國時期的黑曜石雕像
圖源：erenow. org
以黑曜石玻璃為主的岩石，在地質學上稱為“黑曜岩”，屬於玻璃質流紋岩的一類。流紋岩是由二氧化矽含量超過66%、黏性較強的酸性岩漿形成的，在冷卻過程中更容易形成火山玻璃。
/ 石頭怎麼變玻璃？/
最晚在公元前2000年左右，人類就掌握了製造玻璃的法子。用來製作窗戶、器皿和工藝品的普通玻璃，一般是由石英、長石、石灰等幾種天然礦物，以及一些新增劑燒製而成的。
玻璃器皿是一圈圈纏上後再冷卻成形的，因此在灼熱狀態下看著像“棒棒糖”。圖源：popsci
生產時，先對配好的原料進行高溫加熱的“熔制”，使它們在高溫下混合成為均勻、無氣泡的玻璃液。之後對玻璃液冷卻降溫，並經過吹、壓、拉、軋等工藝，使玻璃液凝固成所需要的形狀，也就是玻璃製品的“成形”。再經過退火、拋磨等工序，就是我們見到的各種玻璃製品啦。
玄武岩玻璃：
火山八寶粥，混煮小晶體
在岩漿岩的主要型別——玄武岩中，也有玻璃的身影。與二氧化矽含量較高的流紋岩不同，形成玄武岩的岩漿中二氧化矽含量不到53%，黏性也沒那麼強，因此形成的玻璃更少、更小。流紋岩中能形成直徑超過1米的黑曜石玻璃，而玄武岩玻璃一般都是以小顆粒形式存在，甚至肉眼都看不見。
玄武岩玻璃
圖源：Wikipedia
別看玄武岩玻璃的個頭小，玄武岩中的礦物晶體顆粒通常更小，因此總是被玻璃包裹在裡面。用光學顯微鏡觀察玄武岩的話，往往會看到一種“玻基斑狀結構”，就像一鍋凝結的微型八寶粥：岩石樣本中，玄武岩玻璃是基礎物質，如同粥裡的米糊；長石、輝石、橄欖石等礦物晶體的顆粒混雜其間，好似粥裡的紅豆、花生。
玻璃隕石：
來自宇宙的玻璃？
除了來自地球內部岩漿，天然玻璃還可能來自太空，那就是罕見的“玻璃隕石”。這種玻璃通常直徑只有幾釐米，成分、結構和火山玻璃很相似，卻幾乎不含水，表面還有許多熔蝕的凹坑。在世界範圍內，玻璃隕石只在美國南部、歐洲中部、非洲西海岸，以及從中國南部、東南亞到澳大利亞的幾處地帶被發現過，頗為罕見。
啞鈴型和水滴型的玻璃隕石
圖源：Wikipedia
實際上，對於玻璃隕石的“天外來客”身份，科學家們一直沒能確定。有人認為它們來自月球，而更多的科學家認為，它們是隕石撞擊地球時，地表的岩石、沙土在強力衝擊下先被熔融、再迅速冷卻固結而成的。因此頂著“隕石”之名的玻璃隕石，可能只是地球物質化身的“假洋鬼子”……
撰文 | 楊帥斌
繪圖 | 蘇義
部分圖片 | 圖蟲創意
微信編輯 | 未末
本文原載於《博物》雜誌2016年11月刊
關鍵詞
岩石
就是
玄武岩
晶體
黑曜石
