Aquamarine Từ Masino-Bregaglia Massif (Bản tin tháng 09/2010)

Aquamarine Từ Masino-Bregaglia Massif, Thuộc Dãy Núi Alps, Italy

     Aquamarine nằm trong đá granit pegmatite vùng Masino-Bregaglia Massif, thuộc khu vực núi Alps (Anpơ), Italy được nghiên cứu bằng các phương pháp ngọc học cổ điển, phân tích hóa LA-ICP-MS và phổ UV-Vis-NIR, phổ giữa hồng ngoại. Nhóm khoáng vật beryl ở nơi này có đặc tính ngọc học đặc trưng của aquamarine bao gồm các đặc tính hấp thu sắt và được xác định bởi đặc điểm là có một lượng chất kiềm thấp và các phân tử nước cả dạng I và II. Mặc dù chỉ một lượng nhỏ aquamarine này mài thành đá quý nhưng nó được cho là khoáng vật quý hấp dẫn và đem lại lợi ích kinh tế trong tương lai.

     Vùng Masino-Bregaglia Massif (còn được biết với tên Bergell Massif) chứa nhiều loại đá granit pegmatite là đá chủ của nhiều khoáng vật, đáng kể nhất là aquamarine (hình 1). Khoáng vật này thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoáng vật học và những người sưu tầm từ cuối thế kỷ 18 (theo Bedogne và những người khác, 1995). Nhóm khoáng vật beryl từ vùng này lúc đầu được đề cập bởi Repossi (1916) và Staub (1924). Sau đó nhiều mỏ beryl khác được phát hiện ở vùng đá dạng khối (massif). Trong bảng tổng hợp thống kê về những địa phương có đá pegmatite chứa beryl từ trước đến nay của Hügi và Röwe (1970) cho rằng các mỏ quặng quan trọng nhất của Italy thuộc những vùng Val Bregaglia (Bregaglia Valley), Valle Mello, Cima di Zocca, Val Masino, Val Codera và Alpe Vazzeda. Vào những năm 1970 một lượng ít aquamarine chất lượng quý có thể mài giác lại được tìm thấy từ vùng Filone Silvana (hồ Silvana) ở Val Codera.

     Tinh thể aquamarine vùng Masino-Bregaglia thường có dạng lăng trụ và dài vài centimet (cm), đôi khi vẫn có một số tinh thể dài ~15–20 cm. Chúng có màu xanh phớt lục nhạt đến đậm đến xanh hay lục vàng. Một số aquamarine chất lượng quý và chất lượng để khắc tượng được tìm thấy, mặc dù sự thật là hầu hết các tinh thể khoáng vật hiếm này thì chứa nhiều bao thể và khe nứt (theo Bedogne và những người khác, 1995).

     Theo sự hiểu biết của chúng tôi thì đặc tính ngọc học của aquamarine này là rất ít, ngoại trừ bài viết gần đây của Caucia và những người khác, 2008, Italy. Vì thế bài này đã bổ sung cho bài đó bằng việc cung cấp thêm dữ liệu thu thập được từ một lượng lớn mẫu của bốn vùng đá pegmatite trong khu vực này.

     Môi trường địa chất:

     Masino-Bregaglia là một vùng phức hệ xâm nhập sâu phân bố ở vùng biên giới giữa Italy và Thụy Sỹ (hình 2). Nó bao gồm chủ yếu là đá xâm nhập tonalite hạt vừa ở ngoài rìa và granodiorite hạt thô ở trong lõi (theo Trommsdorff và Nievergelt, 1983), nó được kết tinh theo thời gian tương ứng là 32 và 30 triệu năm trước (theo von Blanckenburg, 1992). Các lớp granitic pegmatite có tuổi trẻ hơn, dạng mạch xuyên cắt vuông góc và đá magma xâm nhập nông aplite được tìm thấy khắp vùng xâm nhập sâu và một số thể đá pegmatite chứa beryl, garnet, tourmaline và một tổ hợp khoáng vật hiếm khác nữa (theo Wenger và Armbruster, 1991; Bedogné và những người khác, 1995).

           Khoáng vật và phương pháp:

     Chúng tôi nghiên cứu 14 mẫu aquamarine từ Masino-Bregaglia Masiff: 05 mẫu dạng cabochon (0,30–5,79 ct) và 03 tinh thể (4,8–12,0 g, lấy từ 3 mẫu đá thô khác nhau) từ vùng Val Codera (hình 3); 01 mẫu mài giác (0,26 ct) và 01 mẫu đá thô (9,6 g) từ vùng Cima di Zocca; 01 mẫu mài giác (0,90 ct) và 01 mẫu không đánh bóng (4,0 g) từ vùng Val Bregaglia; 01 mẫu mài giác (2,44 ct) và 01 mẫu đá thô (8,7 g) từ vùng Alpe Vazzeda. Các mẫu nghiên cứu nằm trong bộ sưu tập của Bảo Tàng Khoa Học Trái Đất thuộc đại học Milan.

      Tất cả các mẫu cắt mài được nghiên cứu bằng phương pháp ngọc học cơ bản để xác định các đặc tính quang học, tỷ trọng thủy tĩnh, phát quang cực tím UV và các đặc điểm dưới kính hiển vi của chúng.

      Phân tích hóa thực hiện trên 06 mẫu thô bằng phổ khối lượng – plasma cảm ứng kép – bắn laser (LA-ICP-MS) dùng phổ khối lượng Elan DRC-e đi đôi với nguồn laser Q-switched Nd: nguồn laser YAG với sự giải phóng năng lượng cơ bản (1064 nm) chuyển thành 266 nm bằng 2 máy điều hòa. Helium (He – heli) được sử dụng như một khí vận chuyển hòa lẫn với dòng khí Ar từ pin ăn mòn giải phóng ra. Việc đo kích cỡ được thực hiện bằng cách dùng thủy tinh NIST SRM 610 và Si theo thứ tự để đo các tiêu chuẩn bên ngoài và bên trong. Độ tin cậy và độ chính xác đánh giá trên tiêu chuẩn thủy tinh bazan BCR2 tốt hơn 10%. Bốn phân tích cho mỗi mẫu được ghi lại bằng cách dùng một kích thước điểm 40mm.

      Phổ UV-Vis-NIR không phân cực trên 3 mẫu aquamarine (2 tinh thể từ Val Codera và 1 mẫu mài giác từ Val Bregaglia) ghi lại bằng phổ kế Lambda 950 PerkinElmer, được trang bị bằng một hình cầu tích hợp, khoảng 250–1300 nm.

Phổ giữa hồng ngoại (4000–400 cm^-1) của 6 mẫu đá thô được ghi lại bằng cách truyền sóng sử dụng phổ kế FTIR Nicolet Nexus, với độ phân giải 4 cm^-1dùng những viên KBr gồm 2 mg mẫu bột trộn với 200 mg KBr.

            Kết quả và thảo luận:

      Các viên đá cắt mài có màu từ xanh nhạt đến vừa đến xanh phớt lục và độ trong từ trong đến đục. Các kiểm tra ngọc học cho những đặc điểm sau: chiết suất RI –n_o= 1,580–1,590 và n_e= 1,572–1,579; lưỡng chiết suất 0,008–0,009; đặc tính quang học – một trục âm; tỷ trọng SG – 2,67–2,72 và trơ dưới cả UV sóng ngắn và sóng dài. Những quan sát này phù với những gì đã được ghi nhận trong tài liệu về aquamarine (O’Donoghue, 2006). Những mẫu này có tạp chất khá nhiều; chúng có nhiều vết nứt, một số mặt lấp đầy được lấp đầy bằng chất lỏng và bao thể 2 pha (lỏng và khí) (hình 4) và các đường tăng trưởng.

           Bảng 1: Số Liệu Trung Bình Từ Phân Tích LA-ICP-MS Của 6 Mẫu Aquamarine Từ Vùng Masino-Bregaglia Massif, Thuộc Khu Vực Núi Alps, Italy.

      Các số đo LA–ICP–MS (bảng 1) cho thấy một lượng nổi bật chất tạo màu có liên quan đến Fe (0,46–0,74wt.%) như thường thấy trên tất cả aquamarine (xem Adamo và những người khác, 2008 và ở phần tham khảo). Những yếu tố có thể tạo màu khác (Ti, V, Cr, Mn) xuất hiện ở một mức độ rất thấp (<<0,1 wt.%), như là kim loại kiềm thổ (Ca và Mg) và kim loại kiềm (Li, Rb, Cs). Chỉ một trường hợp ngoại lệ là có Na từ 0,22 đến 0,39 wt.%. Trên cơ sở của những dữ liệu này, các mẫu của chúng tôi có thể được xem là beryl chứa lượng kiềm thấp, theo cách xếp loại của Schmetzer và Kiefert (1990).

      Phổ UV–Vis–NIR đặc trưng cho aquamarine (hình 5, bên trên) với một phổ tiêu biểu dưới ~ 300 nm, 2 đỉnh ở 370 và 426 nm liên quan đến Fe³⁺và một dãy phổ mạnh và rộng tập trung ở khoảng 820 nm là do Fe³⁺(Wood và Nassau, 1968; Burn, 1993; Taran và Rossman, 2001; Spinolo và những người khác, 2007). Một dãy bên hông ở khoảng 600 nm được tạo nên nhờ quá trình chuyển đổi điện tích hóa trị giữa Fe²⁺–Fe³⁺(Schmetzer, 1990; Taran và Rossman, 2001), trong khi đó có một số tác giả (Wood và Nassau, 1968; Viana và những người khác, 2002) cho là do Fe²⁺.

      Phổ giữa hồng ngoại (hình 5, bên dưới) chứa các dãy phổ dưới 1200 cm^-1thực chất do cấu trúc beryl và các đặc tính phát sinh từ cả các phân tử nước loại I (3699 cm^-1) và loại II (~3660 và 3597 cm^-1) bị giữ lại trong các rãnh cấu trúc (Wood và Nassau, 1967, 1968; Fukuda và Shinoda, 2008). Cùng với thành phần hóa học, phổ IR cho thấy đây là đặc trưng của beryl chứa lượng kiềm thấp, cả tự nhiên và nhân tạo (Schmetzer và Kiefert, 1990; Adamo và những người khác, 2008).

         Kết luận:

     Aquamarine từ Masino-Bregaglia Massif cho thấy các đặc điểm ngọc học đặc trưng. Các mẫu được nghiên cứu gồm beryl chứa lượng kiềm thấp chứa phân tử nước ở hình dạng loại I và II. Sắt là chất tạo màu và là đặc trưng của aquamarine. Vùng này là một trong những địa phương quan trọng nhất về aquamarine chất lượng quý ở Italy, mặc dù khoáng vật đẹp được tìm thấy chỉ một lượng giới hạn và chỉ một số viên được sử dụng gắn trên nữ trang (hình 6).

     Những người sưu tầm khoáng vật trong vùng tiếp tục tìm các quặng và hình như một lượng nhỏ aquamarine chất lượng quý sẽ tiếp tục được khai thác trong tương lai.

(Theo Rosangle Bocchio, llaria Adamo và Franca Caucia, trong Rapid Communicatión, G&G Fall 2009)