モース硬度スケール

モース硬度スケールは、鉱物または宝石の傷つきにくさを相対的に表す尺度です。宝石学の主要なツールとして、モース硬度スケールは宝石を識別し、損傷を防ぐ上で重要な役割を果たします。

鉱物硬度スケールの名前はどこから来たのでしょうか?

ドイツの鉱物学者で地質学者のフリードリヒ・モースは、1812年にモース硬度スケールを考案しました。当時、鉱物の分類は化学組成に基づいて行われることがほとんどでした。古代の学者テオプラストスが紀元前300年に初めて宝石の硬度を比較したのに対し、モースは最初の公式な分類表を作成しました。

モース硬度は10段階に等級分けされ、最低が1、最高が10でした。ダイヤモンドが世界で最も硬い石であることは周知の事実であったため、彼はダイヤモンドを10の位に等級分けしました。そこから、彼は入手しやすい9種類の硬度の異なる鉱物を集め、それぞれの等級を定めました。

モース硬度スケールは完璧ではありませんが、宝石学者や愛好家にとっては便利で不可欠なツールです。

このガイドでは、モース硬度スケールの重要性、その活用方法、そして各宝石の硬度（最も柔らかい鉱物から最も硬い鉱物まで）について解説します。まずは、モース硬度スケールの概要を簡単にご紹介します。

• 1: タルク

• 2: 石膏

• 3: 方解石

• 4: 蛍石

• 5: アパタイト

• 6: 長石

• 7: クォーツ

• 8: トパーズ

• 9: コランダム

• 10: ダイヤモンド

さて、残りの部分に移りましょう！

鉱物の硬度とは何ですか?

硬度は引っかき傷に関係していることはご存じでしょうが、引っかき傷はどのように定義されるのでしょうか?

モース硬度スケールにおける「傷」の定義は、永久的で目に見える欠陥（または「転位」）です。石の靭性（次項で説明します）が弾性的であり、その後元の形状と外観に戻る場合、それはモース硬度スケールにおける傷とはみなされません。

鉱物 A が鉱物 B を傷つけることができる場合、鉱物 A は鉱物 B よりも上位にランクされます。

では、モース硬度8の鉱物は4の鉱物の2倍の硬さなのでしょうか？いいえ、そうではありません。しかし、これはよくある誤解です。実際、モース硬度スケールは質的な順序尺度です。

質的尺度って何？「質的」尺度は、数値的な尺度ではなく、数えられないものを表すために特性を用います。「順序尺度」は順位付けされます。各レベルは単純に他のレベルよりも高いか低いかを示すもので、数値で正確に比較することはできません。

基本的には、スケールの 1 ～ 10 を AJ に置き換えても、基本的に同じように機能します。

ちなみに、サファイアの硬度は 9 ですが、サファイアはトパーズ（モース硬度スケールで 8）の 2 倍硬く、ダイヤモンド（10）の 4 倍柔らかいです。

独自の硬度レベル

基本的な 1 ～ 10 のモース硬度スケールの数値はすべての鉱物に当てはまるわけではなく、不規則な値に遭遇する場合もあります。

まず、エメラルドの硬度が 7.5 といった中間の値が表示されることがあります。

中間ランクとは、単にスケール上のより具体的なランク付けです。エメラルドの場合、ブルートパーズの硬度8よりは低いですが、ローズクォーツの硬度7よりは高いです。

他に見られる不規則性は、硬度の範囲です。

例えば、オパールの硬度は5から6.5です。なぜでしょうか？オパールは水分含有量が異なり、組成が一定ではありません。化学組成が硬度に影響を与えるため、3種類のオパールがそれぞれ5、6、6.5という硬度を持つ場合があります。

宝石のモース硬度に影響を与えるもう一つの要因は風化です。風、雨、バクテリアなどの環境要因によって鉱物が摩耗すると、柔らかくなることがあります。

最後に、同じ結晶でも硬度のレベルが異なる場合があります。

例えば、カイヤナイトの結晶は、一方の軸の硬度が5で、垂直軸の硬度が7です。この硬度の違いは、一方の軸の分子結合がもう一方の軸よりも弱いためです。

硬度と靭性

ダイヤモンドは世界で最も硬い石だと聞いたことがある人も多いでしょうが、それは本当でしょうか？ダイヤモンドのモース硬度は10で、世界で最も硬い鉱物です。

しかし、モース硬度は強度の尺度ではないため、最も硬いということは壊れないということを意味するわけではありません。

靭性（または粘り強さ）は、鉱物が壊れたり欠けたりするのに対する耐性を表します。

ダイヤモンドは脆い性質を持ち、簡単に壊れてしまいます。よく言われるように、「鉄のハンマーでダイヤモンドを傷つけることはできないが、ダイヤモンドを砕くことはできる」のです。

ダイヤモンドと翡翠（ジェダイト）を比較してみましょう。翡翠の硬度は6.5～7なので、ダイヤモンドよりも傷がつきやすいです。しかし、翡翠はダイヤモンドよりも硬いので、ダイヤモンドを割る方が翡翠を割るよりも簡単です。

画像: ビッカース硬度計

モース硬度と他の硬度スケール

モース硬度は宝石の硬度を表す唯一の尺度ではありません。他には、ロックウェル硬度、ビッカース硬度、ヌープ硬度、ショア硬度、ブリネル硬度などがあります。それぞれの硬度は、特定の種類の宝石に最もよく用いられます。最もよく使われるのはロックウェル硬度とビッカース硬度です。

ロックウェル試験では、「差圧試験機」を用いて圧痕硬度を測定します。予備荷重、わずかに荷重を増加した荷重、そして最大荷重を負荷した荷重に基づいて、圧痕の深さを測定します。最も正確な硬度試験ですが、高度な機器が必要です。

ビッカース試験は、微小硬度試験または微小押込み試験の一種で、薄い試料や小さな試料に最適です。ビッカース法では押込み深さも測定しますが、その対象ははるかに小さいです。しかし、この試験には、滑らかに研磨された試料、高度な機器、そして計算が必要です。

モース硬度テストは、よりアクセスしやすく、高度な機器や計算を必要とせず、最も理解しやすいため、宝石学者や愛好家に最もよく使用されています。

モース硬度スケールに戻って、それぞれの宝石のランクを見てみましょう。

モース硬度表

モース硬度スケールで最も柔らかい鉱物はタルクです。そこから、最も柔らかい鉱物から最も硬い鉱物までの標準的な基準が生まれます。

もちろん、鉱物の種類は10種類以上あります。さらに、金属、爪、ペニー硬貨、ガラスなど、宝石以外の物にも硬度の測定方法があります。

鉱物、宝石、その他のアイテムを含む、最も柔らかいものから最も硬いものまでの完全な硬度スケールを見てみましょう。

• 1: タルク

• 1 - 2: グラファイト、モリブデナイト、パイロフィライト

• 1 - 3: ボーキサイト

• 1 - 5.5: リモナイト

• 1.5 - 2.5: 硫黄

• 2: 石膏、シルバイト、グラウコナイト

• 2 - 2.5: 岩塩、辰砂、緑泥石、爪

• 2 - 3: モスクワ

• 2.5 - 2.75: ガレナ

• 2.5 - 3: 銀、金、銅、黄銅鉱、黒雲母

• 2.5 - 3.5: 重晶石

• 3: 方解石、銅板

• 3 - 3.25: ボルナイト

• 3 - 3.5: ウィザライト、無水石膏

• 3 - 4: ヴァナジナイト

• 3 - 5: サーペンタイン

• 3.5 - 4: 閃亜鉛鉱、ロードクロサイト、磁硫鉄鉱、マラカイト、ドロマイト、白銅鉱、黄銅鉱、アズライト

• 3.5 - 4.5: シデライト

• 3.5 - 5: マグネサイト

• 4: 蛍石

• 4 - 7: ガラス、釘

• 4.5 - 7: カイヤナイト

• 4.5 - 5.5: 珪灰石

• 5: アパタイト

• 5 - 5.5: チタン石、モナザイト

• 5 - 6: ウラン鉱、トルコ石、イルメナイト、角閃石、エンスタタイト

• 5 - 6.5: マグネタイト、ナイフの刃、スチールヤスリ

• 5 - 7: ストリークプレート

• 5.5 - 6: ソーダライト、ネフェリン、クロマイト、オージャイト、硫砒鉄鉱

• 5.5 - 6.5: ヘマタイト、ロードナイト、透輝石

• 6: 長石

• 6 - 6.5: ルチル、パイライト、プレナイト、ネフライト翡翠

• 6 - 7: ゾイサイト、緑簾石、錫石

• 6 - 7.5: 黄鉄鉱

• 6.5 - 7: スポジュメン、オリビン（ペリドット）、ジェダイト、翡翠、カルセドニー

• 6.5 - 7.5: シリマナイト、ガーネット

• 7: クォーツ

• 7 - 7.5: トルマリン、スタウロライト、コーディエライト（アイオライト）

• 7.5: ジルコン、ユークレース

• 7.5 - 8: ベリル

• 8: トパーズ、スピネル

• 8.5: クリソベリル

• 9: コランダム（ルビー、サファイア）

• 10: ダイヤモンド

リストに特定の宝石が見つからない場合は、その鉱物のグループを調べてください。

例えば、ジャスパーの硬度は6.5～7で、他のカルセドニー系宝石と同じです。長石のように、より複雑な組成を持つものもあります。例えばラブラドライトの硬度は6～6.5で、ほとんどの長石の標準的な硬度6とは異なります。

モース硬度スケールはなぜ重要なのでしょうか?

旅行に行くとしましょう。アメジストのネックレス、ダイヤモンドのイヤリング、フローライトの指輪など、宝石のジュエリーをいくつか持っていくとします。それらをすべて1つのポーチに入れてスーツケースに放り込みます。ところが、なんと！荷物を解いてみると、フローライトとアメジストに傷がついているのに気づきます。

上記のシナリオは、 貴石や半貴石の硬度を知ることが、すべてのジュエリー愛好家にとって有益である理由の一例です。アメジストの硬度がダイヤモンドよりも低く、どちらもフローライトよりも硬いことを知っていれば、別々に保管することで傷を防ぐことができたでしょう。

宝石の硬度に関する知識が極めて重要なもう一つの分野は、宝石細工作業（宝石のカット）です。

宝石職人は、単に最も美しいファセットカットを選ぶだけでは不十分です。宝石の硬度、靭性、そして劈開性を考慮してカットを計画する必要があります。劈開性が完璧で、靭性や硬度が低い宝石は、研磨や成形を難しくするため、適切な宝石加工の技術と専門知識が不可欠です。

モース硬度スケールの 3 番目の重要な用途は識別です。

たとえば、あなたはアメリカのカリフォルニア州で宝石探し（いわゆる「ロックハンティング」）をしている岩石や宝石愛好家だとしましょう。すると、緑色の鉱物を見つけました。それは翡翠かもしれない、貴重な宝石です！ 換金しようと宝石鑑定士に持っていきます。ところが、鑑定士はそれが翡翠ではなく、価値がはるかに低い別の緑色の宝石であるヴァーダイトだと告げ、あなたの希望は打ち砕かれます。

硬度試験ツールを自分で持参していれば、感情のジェットコースターに乗らずに済んだでしょう。

鉱物の硬度を測る方法

硬度試験は、現場での鉱物同定における簡単な第一歩です。鉱物の硬度試験にはどのようなツールが使用されますか？

標準的なモース硬度試験キットには、9つの区画に分かれた容器が付いており、各区画には、タルク、石膏、方解石、蛍石、アパタイト、長石、石英、トパーズ、コランダムといった、硬度1～9の鉱物の原石が入っています。ダイヤモンドは高価なので、通常は除外されます。

もう一つの選択肢は、鋭利な金属製の硬度ピックのセットです。これらの両端ピックは、多くの場合、色分けされ、硬度のランクごとにラベルが貼られています。硬度ピックはよりコンパクトで、正確で目立たない傷をつけるのに優れています。ただし、一般的な検査キットよりも高価です。

硬度テストの手順

モース硬度計の試験官になる準備はできましたか？ さあ、始めましょう！

検査キット、未知の鉱物標本、モース硬度表、そして結果を記録するためのメモ帳を用意してください。屋内の場合は、ゴムなどの丈夫なカバーが付いた作業台（高級家具は避けてください）の上で検査を実施してください。

ステップ 1: 指の爪で標本を傷つけます。

指の爪の硬度は2～2.5なので、傷が残る場合は、1～2.5の鉱物に絞り込むことになります。そこから石膏、そしてタルクで傷をつけます。

傷はありませんか？ステップ 2 に進みます。

ステップ 2: 石膏または 2 段階硬度ピックを使用して標本を傷つけます。

未知の標本をテーブルの上に置いたら、片手で持ちます。標本の底面（または目立たない平らな部分）を上にして引っ掻くようにしてください。

試験鉱物または硬度計の先端を試験片に当てます。試験片を固定したまま、試験鉱物を試験片上でしっかりと引っ張ります。安全のため、体から離して引っ張ります。

宝石の粉塵を拭き取り、傷がないか確認します。傷があれば目立つように窪みがあるので、必要に応じて拡大鏡を使用してください。

まだ傷が残っていませんか？ステップ3に進んでください。

ステップ 3: 鉱物または硬度の選択ごとにテストを続行します。

手順 2 の指示に従いますが、傷が見つかるまで、レベル 3 の素材、次にレベル 4 の素材というように繰り返します。

傷を見つけたら、どの鉱物が傷をつけたのか、そしてその硬度を書き留めてください。標本を鉱物に擦り付けて確認することもできます。そうすれば傷はつかないはずです。その後、モース硬度表を参照して、標本がどの鉱物であるかを確認できます。それでも不明な場合は、他の鑑定テストを行って絞り込みましょう。

テストのプロのヒント

適切な硬度テストを実施するためのヒントをいくつか紹介します。

• 傷跡に筋だけでなく凹みがないか必ず確認してください。

• テストには少なくとも中くらいの大きさの標本を選択するようにしてください。

• 未知の標本が風化している可能性があると疑われる場合は、最も光沢のある破片を見つけて引っ掻いてみましょう。

• 内包物や表面の傷は、結果に混乱をもたらす可能性があります。その可能性があると思われる場合は、標本の別の部分を削ってみてください。

• スクラッチ テストはいつでも複数回実行できることを忘れないでください。

これで、テストの準備は完了です!

そんなに難しくないですよね？

モース硬度のランクを知ることのメリットは、宝石学の専門家や学生だけにとどまりません。宝石を購入する人は誰でも、宝石の保管時にモース硬度スケールを考慮することで、宝石の輝きを保つことができます。

鑑定を始めれば、どうなるかは誰にもわかりません。もしかしたら、宝石学こそがあなたの天職だと気づくかもしれません！宝石鑑定についてもっと知りたい方は、 4つの必須鑑定ツールについて学んでみましょう！

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