Bản tin tháng 04/2008 (tiếp theo)

Đá fluorite màu lục “emerald” ở Ấn Độ

Mặc dù fluorite màu lục khá phổ biến, nhưng đá có màu lục “emerald” bão hòa chủ yếu có ở Columbia. Mới đây Viện Ngọc Học Hoa Kỳ (GIA) đã nhận được một quà tặng là viên đá ở hình 7. Nó được xác định là fluorite và có xuất xứ từ Bihar, Ấn Độ.

Người tặng nói đã mua được 1000 carat đá fluorite màu lục đã mài giác, trong đó có khoảng 200-300 carat gồm các viên nặng từ 2 đến 58 ct. Đá có màu lục với các mức bão hòa khác nhau, một số đá lớn có đới màu lục, không có dấu hiệu xử lý nhiệt.

Các tính chất ngọc học của loại fluorite màu lục “emerald” này: Chiết suất 1,439; tỷ trọng 3,19; không phản ứng với kính lọc Chelsea; không phản ứng với tia cực tím; không có phổ hấp thu đặc trưng. Khảo sát dưới phóng đại, thấy có các bao thể lỏng dạng phẳng, các vết cát khai đặc trưng của fluorite và các bao thể nhỏ 3 pha cơ bản. Nhiều bao thể này có hình tứ diện hoặc tứ diện biến thể. Những tính chất này khác với đá fluorite màu lục “emerald” gốc Columbia.

Một số đá thạch anh tổng hợp mới của Nga

Ngày nay hơn 1.000 tấn thạch anh tổng hợp đã được sản xuất hàng năm chủ yếu ở Nhật, Mỹ và Nga. Tuy nhiên, đa số là loại không màu và được dùng trong công nghiệp quang học và điện tử.

Trong thiên nhiên, thạch anh có màu chủ yếu là tím (amethyst), kế đó là vàng, cam (citrine) và cực hiếm là màu lục (praseolite), riêng màu xanh dương thì không tồn tại. Thực tế là đá citrine tự nhiên hiện nay rất hiếm, đa số trên thị trường chủ yếu là do xử lý amethyst.

Nga là một quốc gia hàng đầu sản xuất nhiều loại đá tổng hợp dùng trong ngành kim hoàn. Riêng với đá thạch anh tổng hợp, Nga đã sản xuất ra nhiều loại với các màu khác nhau dựa vào cơ chế tạo màu của thạch anh trong tự nhiên. Sản xuất được thạch anh tổng hợp một màu đã khó, thì việc sản xuất thạch anh hai màu càng khó hơn. Hiện nay, Nga đã thành công vượt bậc trong sản xuất thạch anh tổng hợp vì đã chế tạo được nhiều loại, hơn cả trong tự nhiên. Các sản phẩm thạch anh tổng hợp một màu gồm: amethyst, citrine, praseolite. Các sản phẩm hai màu gồm: tím–vàng (ametrine), vàng–lục, vàng–xanh dương; hai loại sau không có trong tự nhiên.

Thạch anh màu lục trong tự nhiên cực hiếm, nhưng Nga đã sản xuất được thành những viên đá lớn, có màu lục đẹp. Đá hai màu tím–vàng (ametrine) trong tự nhiên cũng rất hiếm, nhưng họ cũng đã chế tạo thành công. Còn những đá màu vàng-lục, vàng-xanh dương thì thiên nhiên không hề có, ấy thế mà họ đã làm ra được. Điều đặc biệt là ranh giới giữa hai màu trong thạch anh tổng hợp của Nga trông rất tự nhiên vì không có mặt phân cách, nghĩa là quá trình tăng trưởng là liên tục. Công nghệ chế tạo này là một thành công vượt bậc của họ.

Những viên thạch anh đẹp trong tự nhiên giá có thể lên đến 10 USD / carat, còn giá thạch anh tổng hợp đẹp chỉ khoảng 1 đến 2 USD / carat. Qua đó cho thấy, các nhà sản xuất thạch anh tổng hợp trên thế giới đã sản xuất được khối lượng lớn, với những loại hiếm như praseolite, ametrine thì sản lượng chắc chắn đã nhiều hơn trong tự nhiên. Với những sản phẩm nhân tạo thạch anh vàng–lục, vàng–xanh dương chưa hề thấy trong tự nhiên đã làm phong phú thêm thị trường đá quý.

Kim cương tổng hợp màu vàng được nuôi theo cách khác

Các đặc tính ngọc học của hầu hết kim cương tổng hợp ít có thay đổi. Nhiều bài viết về chúng và các nhà ngọc học đã quá quen thuộc với các đặc tính ấy. Tuy nhiên viên kim cương tổng hợp ở hình 9 gởi giám định tại GIA lại gây một sự chú ý.

Các tính chất ngọc học cho biết viên đá hình 9 là kim cương tổng hợp. Nó nặng 1,35 ct, cắt mài hình chữ nhật, vạt bốn góc, giác cúc biến thể. Đá có cấp màu Vàng Tươi, chính màu này đã là bất thường và gây chú ý, bởi vì hầu như kim cương tổng hợp cao nhiệt cao áp (HPHT) màu vàng đều có thành phần màu cam trong đó. Kiểm tra dưới phóng đại 60 lần, không thấy bất kỳ bao thể kim loại nào lớn cả, nhưng lại có nhiều vi bao thể giống đầu kim. Cũng thấy một đới màu dạng đốm hơi vàng nằm trong vùng giới hạn ở giữa viên đá; điều này không hề có ở kim cương tổng hợp màu vàng phổ thông. Khi chiếu sáng viên đá bằng đèn sợi quang, nó biểu hiện sự phát sáng màu lục vừa, phân bố không đều, sự phát sáng này tương ứng với đới màu (hình 9b). Đáng chú ý nhất là viên đá không có một tính chất mà hầu như kim cương tổng hợp HPHT nào cũng có, đó là đới màu dạng đồng hồ cát. So với kim cương tổng hợp kiểu Ib thì nó cũng khác, kim cương kiểu Ib thì trơ hoặc phát huỳnh quang yếu với tia cực tím sóng dài, còn viên kim cương này biểu hiện khác hẳn, nó phát huỳnh quang màu lục không đều, từ trung bình đến mạnh. Ngoài ra, nó cũng không giống hầu hết kim cương tổng hợp khác, đó là cường độ phát huỳnh quang với sóng ngắn thì yếu hơn.

Khảo sát bằng thiết bị DiamondView cho thấy sự sắp xếp cung tăng trưởng nội theo đới tăng trưởng hình bát diện phát triển tốt và kiểu chữ thập 4 nhánh ở các cung tăng trưởng lập phương phát triển kém (hình 10).

Điều khác nữa là nitơ bị cô lập phổ biến ở kim cương tổng hợp màu vàng nuôi HPHT tiêu biểu, trong khi đó ở mẫu đá này, nitơ liên kết ở mức cao. Để phát hiện điều này, dùng thiết bị phổ hấp thu giữa hồng ngoại. Với kính phổ, thấy có dãy hấp thu sắc nét ở 546 nm, đó là bằng chứng của tạp chất niken.

Qua những khảo sát trên, các nhà ngọc học GIA cho rằng viên kim cương tổng hợp này có thể đã được nuôi ở nhiệt độ tương đối cao, xấp xỉ 1700^oC, cao hơn hẳn những kim cương tổng hợp tiêu biểu được nuôi ở nhiệt độ 1400 đến 1500^oC. Hầu hết nitơ trong kim cương tổng hợp nuôi trong nhiệt độ cao như thế sẽ liên kết lại. Một khả năng nữa là sau khi nuôi, viên kim cương đã được nung luyện kéo dài trong nhiệt độ cao. Tuy nhiên do sự phát triển bị hạn chế của phần tăng trưởng lập phương trong viên đá này cho thấy rằng nó đã được kết tinh trực tiếp ở nhiệt độ cao chứ không qua nung luyện. Trên thị trường chủ yếu là kim cương tổng hợp màu vàng nuôi HPHT, còn mẫu kim cương tổng hợp như thế này thì rất hiếm.

Đá leifite mắt mèo ở núi Saint-Hilaire, Canada

Leifite là một khoáng vật hiếm gặp, hình thành trong môi trường pegmatite kiềm. Công thức khoáng vật Na₂(Si,Al,Be)₇(O,OH,F)₁₄.

Chúng được tìm thấy ở núi Saint-Hilaire, tỉnh Quebec,  Cannada. Những mẫu trong suốt có thể mài giác được thì có màu hồng phớt tím nhạt. Các đá thuộc loại đục, cấu trúc sợi, màu trắng đến xám nhạt, được mài dạng cabochon. Trước khi cắt mài loại vật liệu dạng sợi thì phải phủ nhựa epoxy để tăng độ bền của chúng. Loại có hiệu ứng mắt mèo rất hiếm, đặc biệt 2 viên trong hình 11 có hiệu ứng mắt mèo khá rõ. Người ta đã mài được những viên leifite mắt mèo cỡ từ 0,5 đến 2,78 ct. Khai thác leifite ở núi Saint-Hilaire đạt cao điểm vào khoảng thời gian 1988 đến 1991.

Phổ kế Raman xách tay và phần mềm CrystalSleuth

Tại cuộc triển lãm AGTA (Hiệp Hội Thương Mại Đá Quý Hoa Kỳ) ở Tucson, bang Arizona Hoa Kỳ, Bear và Cara Wiliams giới thiệu một phổ kế Raman xách tay (hình 12) mà họ đã mua mới đây để phục vụ nghiên cứu ngọc học của riêng họ tại phòng thí nghiệm tư gia. Thiết bị gọi là Enwave Optronics EZRaman L System, sử dụng nguồn kích hoạt laser 785 nm (laser 532 và 670 nm cũng dùng được), hệ thống này hoạt động cùng với một máy tính xách tay thông thường. Lúc dùng, máy nối mạng với thư viện phổ Raman, có thể tải về tự do từ trang web của RRUFF Project ở địa chỉ http://rruff.info/about/about_software.php. Phần mềm trên nền Windows, gọi là CrystalSleuth, có khả năng phân tích và thao tác phổ Raman, cũng như dữ liệu nhiễu xạ tia X. Nó có thể được dùng để loại bỏ bức xạ thừa, so sánh đa phổ và xác định một mẫu không biết bằng cách tham chiếu các đỉnh trên dữ liệu RRUFF Project trực tuyến. Dù dữ liệu hiện tại thiên về khoáng vật học, chúng vẫn phù hợp với ngọc học.

Ông Williams cho thấy chỉ cần 5 phút để có được phổ Raman rõ ràng, nó có thể được lưu thành dữ liệu riêng cho cá nhân, hay dùng để so sánh với dữ liệu RRUFF dùng phần mềm CrystalSleuth. Ông đang xây dựng riên cho mình dữ liệu phổ Raman chứa thông tin về nguồn gốc đá và những xử lý trên từng mẫu đá quý mà ông phân tích.

Phổ kế Raman xách tay này có giá thấp hơn 20.000 USD. Với những tiến bộ công nghệ liên tục, hy vọng sẽ làm cho thiết bị này nhỏ hơn nữa, tiện dụng hơn nữa trong tương lai. Thiết bị này, cùng với phần mềm miễn phí CryatlSleuth sẵn có, giúp cho phương pháp nghiên cứu phổ học Raman thành công cụ phổ biến hơn đối với các nhà ngọc học và các nhà buôn đá quý chuyên nghiệp.