Bản tin tháng 03/2015

Các Bao Thể Cực Nhỏ Chứa Beryl Tồn Tại Trong Sapphire Madagascar

Chưa Qua Xử Lý

Các bao thể dạng đám mây là nguyên nhân chính tạo vẻ ngoài óng ả mềm mại như nhung của những viên sapphire nổi tiếng vùng Kashmir. Các bao thể dạng mây tương tự cũng đã được tìm thấy trong các viên sapphire không xử lý nhiệt từ Ilakaka (Madagascar) và một số địa phương khác. Các bao thể dạng đám mây trong các mẫu Ilakaka là không bình thường vì chúng có liên quan đến các nguyên tố vi lượng như beryllium (Be), niobium (Nb) và tantalum (Ta), cũng như các nguyên tố đất hiếm và thorium (xem, quyển G&G Fall 2011, phần Lab Notes, trang 232 – 233). Sự phân bố không đồng đều của các nguyên tố này trong các viên sapphire không xử lý nhiệt cho thấy chúng có nguồn gốc tự nhiên (A. Shen và cộng sự, “Tin từ phòng giám định GIA — Beryl trong corundum: kết quả cho ra sapphire màu xanh”, GIA Insider, Vol. 9, No. 2, ngày 26 tháng 1 năm 2007; và Lab Note phía trên). Tuy nhiên, bản chất của các đám mây này chưa được xác định rõ ràng — là gồm các hạt của một pha khoáng vật đơn lẻ hay tập hợp các khoáng vật?

Để xác định pha chứa các nguyên tố vi lượng đặc biệt này — Be, Nb và Ta — nhóm nghiên cứu đã kiểm tra một viên sapphire thô chưa xử lý nhiệt từ Ilakaka với một vùng được đánh bóng phẳng (hình 1). Phân tích phổ LA-ICP-MS ghi nhận được các thành phần sau: Be — từ dưới ngưỡng giới hạn phát hiện (BDL) đến 2 ppmw, Nb — từ BDL đến 3 ppmw và Ta — từ BDL đến 1,5 ppmw. Các thành phần Be–Nb–Ta cao hơn tương ứng với các vùng mây có trong mẫu nghiên cứu (tức là, các khu vực trên cùng và dưới cùng trong hình 1). Những khu vực này sau đó được phân tích bằng hệ thống chùm tia hội tụ và kính hiển vi điện tử ánh sáng truyền dẫn có độ phân giải cao (HRTEM) tại Trung tâm nghiên cứu địa chất Đức GFZ ở Potsdam.

Nghiên cứu dưới kính hiển vi điện tử ánh sáng truyền dẫn các bao thể trong sapphire không có gì mới. Một loạt các bài báo đã được xuất bản vào giữa những năm 1980 bởi A. R. Moon và M. R. Philips đã kiểm tra các bao thể khác nhau trong các viên sapphire từ Úc, Sri Lanka và Thái Lan. Một trong những bài viết này (“Bao thể trong sapphire và xử lý nhiệt”, Australian Gemmologist, Vol. 16, No. 5, 1986, trang 163 – 166), họ đã xác định được các bao thể trong sapphire Úc màu xanh phấn và đá “geuda” Sri Lankan là rutile ghép đôi (TiO₂). Kể từ đó, gần như mọi ấn phẩm đá quý đều gán những đám mây trắng sữa như vậy chính là mây rutile.

Nghiên cứu mói này đã cho biết rằng các đám mây trong sapphire Ilakaka bao gồm duy nhất một pha khoáng vật giàu Ti hình thành nên các bao thể cực nhỏ dài từ 20 – 40 nm và rộng từ 5 – 10 nm; một số trong những tinh thể này được ghép đôi. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu không thấy phù hợp với các hình ảnh nhiễu xạ của rutile. Thay vào đó, nhóm nghiên cứu đã thấy sự phù hợp hoàn hảo với một khoáng vật chưa được đặt tên hình thành dưới áp suất cao có thành phần tương tự như rutile nhưng có cấu trúc tinh thể của scrutinyite (α–PbO₂). Rutile là một khoáng vật hệ bốn phương, trong khi đó pha kết tinh chưa biết tên này là trực thoi với các nguyên tử Ti và O được sắp xếp theo cách tương tự như Pb và O trong scrutinyite.

Khoáng vật chưa biết tên này lần đầu tiên được xác định trong các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm khi các nhà khoa học đưa TiO₂ tinh khiết vào môi trường có áp suất rất cao. Sau đó, nó đã được tìm thấy trong các khoáng vật mang Ti khác (như trong garnet) dưới dạng bao thể cực nhỏ. Bởi vì nó tồn tại ở kích thước cực kỳ nhỏ trong tự nhiên, nên nó đã không được công nhận là một khoáng vật mới bởi International Mineralogical Association’s Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification – Hội đồng khoáng vật học quốc tế thuộc Ủy ban khoáng vật, danh pháp và phân loại mới.

Thông tin chi tiết của nghiên cứu này sẽ được công bố trong một bài viết trong tương lai.

(Theo Andy H. Shen (andy.shen@gia.edu), GIA, Carlsbad và Richard Wirth, GFZ German Research Centre for Geosciences Potsdam, Germany, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2012)

 

Phát Hiện Sapphire Xanh Gần Kataragama, Sri Lanka

Vào tháng 2 năm 2012, Shamil và Armil Sammoon thuộc công ty Sapphire Canners Ltd. (Colombo, Sri Lanka) đã cung cấp thông tin cho phòng giám định GIA Bangkok, một phát hiện mới về những viên sapphire màu xanh ở khu vực Thammannawa nằm ở phía Tây Nam Kataragama, gần Công viên quốc gia Yala trên bờ biển phía Đông Nam Sri Lanka. Những viên đá này được phát hiện vào ngày 14 tháng 2, trên một công trường xây dựng đường giao thông giữa Kataragama và Lunugamwehera. Đất được sử dụng để san lấp đường được cho là từ một trang trại nhỏ gần đó thuộc sở hữu của ông Ranga. Khi tin tức về phát hiện này lan rộng, hàng ngàn người đã đổ xô đến khu vực này. Chính quyền Sri Lanka đã phản ứng nhanh chóng và an ninh tại khu vực được đảm bảo chi trong vài ngày, chuyển 1,4 ha đất xung quanh trang trại của ông Ranga do Bộ Bảo Tồn Rừng quản lý sang Cơ quan Đá quý & Trang sức Quốc gia (NGJA). NGJA đã tổ chức một cuộc đấu giá vào ngày 24 tháng 2 tại Kataragama để giành quyền khai thác trong một năm đối với 49 lô riêng lẻ. Theo chủ tịch NGJA, 40% số tiền thu được từ cuộc đấu giá đó sẽ được trao cho các chủ đất.

Đầu tháng 3, với sự hỗ trợ của NGJA và một số thương nhân địa phương, nhóm nghiên cứu đã đến thăm các khu vực mỏ này để thu thập các mẫu cho bộ sưu tập tham khảo của GIA. Khi đến khu vực mỏ này, tọa lạc ở 06°22’16”N, 81°17’18”E, nhóm nghiên cứu thấy rằng nó đã được chuẩn bị để tiếp nhận khoảng 500 thợ mỏ đến làm việc. Trong vài giờ, các thợ mỏ bắt đầu đến và đưa ra yêu cầu của họ, và các lều trại đã được dựng lên từ khu đất trống (hình 2). Những người thợ mỏ đã xúc đất có khả năng chứa nhiều sapphire vào các túi để mang đi rửa, đãi khoáng. Chỉ có dụng cụ cầm tay được cho phép sử dụng tại thời điểm đó (hình 3), vì việc khai thác cơ giới hóa với máy đào đã bị cấm ở Sri Lanka. Sau đó, vào giữa năm 2012, khai thác cơ giới hóa đã được cho phép tại mỏ này.

Vào thời điểm kết thúc chuyến thực địa của nhóm nghiên cứu, vào ngày 9 tháng 3, nhóm không nhìn thấy bất kỳ viên sapphire nào được khai thác từ các máy đào mới xung quanh nhà ông Ranga. Tuy nhiên, nhóm đã nghiên cứu nhiều mẫu thu được từ người dân địa phương, chúng được cho là đã được tìm thấy tại công trường xây dựng đường giao thông. Các viên sapphire này hiện diện dưới dạng mẫu tinh thể khá hoàn chỉnh hoặc các mảnh vỡ có các cạnh sắc nét và không có dấu hiệu của sự vận chuyển của quá trình bồi tích (hình 4). Các vết nứt và hốc được lấp đầy bằng một vật liệu dạng phấn trắng.

Các viên sapphire từ phát hiện mới này thì có kích cỡ khá ấn tượng . Nhóm nghiên cứu đã thấy một số mẫu vật nặng lên tới 150 g và nghe nói có những tinh thể đẹp lớn tới 300 g. Thật không may, khoáng vật này thường chứa rất nhiều vết nứt cũng như các bao thể giống than chì, mica và feldspar. Tuy nhiên, cũng có các vùng có độ trong suốt cao được nhìn thấy trong các mẫu được kiểm tra và nhóm hy vọng sẽ thấy các viên đá quý hầu như không chứa tạp chất được mài giác có trọng lượng trên 20 ct. Nhiều trong số các tinh thể này cho thấy rõ các đới màu (với sự lưỡng sắc mạnh mẽ từ xanh tím đến xanh lục) liên kết với các lớp bao thể dạng hạt nhỏ. Một số thương nhân đá quý tại mỏ đã bị cuốn hút bởi khoáng vật mới này vì chúng tương tự như sapphire từ Kashmir hoặc Burma, và tại thời điểm chuyến thực địa của nhóm, giá chào bán chúng đã cao đáng kể.

Nhìn chung, hình dạng bên ngoài của những viên sapphire này tương tự như từ Andranondambo (Madagascar), Avisawella (Sri Lanka) và Kashmir, nhưng các phân tích hóa sơ bộ đã cho thấy hàm lượng sắt của chúng cao hơn. Cho đến nay, tương đối ít đá mài giác từ mỏ này xuất hiện trên thị trường (một lần nữa, xem hình 4), và nhóm nghiên cứu thấy rằng sự tồn tại cùng lúc của tính lưỡng sắc, đới màu và các khu vực trong suốt hạn chế sẽ là những thách thức hiện tại đối với các thợ mài đá. Thông tin thêm về mỏ khoáng mới này và các đặc điểm của những viên sapphire này có sẵn tại gia.edu/research-resource/news-from-research.

(Theo Vincent Pardieu và Lou Pierre Bryl, Andrea Heather Go, Vancouver, Canada, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2012)

 

Sapphire Và Ruby Chạm Khắc Từ Việt Nam

Tại triển lãm đá quý Tucson 2012, Steve Ulatowski đã giới thiệu một số tượng sapphire chạm khắc đáng chú ý vì các đường nét chi tiết và được đánh bóng rất tốt. Nhà cung cấp của ông cho biết rằng có khoảng 20 tượng chạm khắc được sản xuất mỗi tháng từ giữa năm 2011 bởi bốn thợ điêu khắc trong một xưởng nhỏ ở Việt Nam. Trong số khoảng 210 sản phẩm chạm khắc đã được hoàn thành, hầu hết làm từ các đá sapphire đục, màu xanh, hồng, trắng hoặc xám đậm (hoặc kết hợp các màu này trên cùng một viên đá; hình 5), đá này được khai thác từ nhiều vùng khác nhau của Việt Nam. Một số mẫu cho thấy có hiệu ứng sao. Ruby từ Thái Lan và Tanzania (Longido) cũng được chế tác thành các sản phẩm chạm khắc. Các tượng thường khắc họa các chủ đề về Châu Á và thần thánh, tôn giáo; và cao từ 2 đến 10 cm.

Mặc dù những bức tượng nhỏ như thế này thường được chạm khắc từ ngọc thạch (cẩm thạch và nephrite) và các chất liệu khác (mềm hơn corumdum), nhưng các đường cong và vết khắc lõm phức tạp được đánh bóng, phủ keo rất tốt là khá ấn tượng đối với các sản phẩm chạm khắc làm từ corundum.

(Theo Brendan M. Laurs, phần Gem New International, quyển G&G Summer 2012)

 

Bộ Sưu Tập Màu Sắc Của Zoisite Từ Tanzania

Các mỏ tại Merelani, Tanzania, nổi tiếng thế giới vì là nguồn tanzanite thương mại duy nhất trên thế giới, cũng như cung cấp nhiều loại đá quý và khoáng sản khác (xem bài viết của W. E. Wilson và cộng sự, “Các vùng mỏ nổi tiếng: Mỏ tanzanite Merelani, dãy núi Lelatema, vùng Arusha, Tanzania”, Mineralogical Record, Vol. 40, No. 5, trang 346 – 408). Nhiều màu sắc khác lạ của đá zoisite đôi khi cũng được khai thác và được tung ra thị trường dưới dạng đá mài giác thành phẩm, nhưng chúng thường phổ biến nằm trong tay của các nhà sưu tập đá quý (D. M. Dirlam và cộng sự, “Tài nguyên đá quý của Tanzania”, Summer 1992, quyển G&G, Vol. 28, No. 2, trang 80 – 102). Tại triển lãm đá quý Tucson 2012, ông Steve Ulatowski đã tuyển chọn kỹ lưỡng các lô đá zoisite Merelani được chuẩn bị riêng cho việc sử dụng gắn trên trang sức. Các viên đá dạng tròn giác cúc (hình 6) được đính trên các bộ trang sức gồm nhiều màu sắc khác nhau, tất cả đều chưa qua xử lý, với kích thước từng viên có đường kính từ 2 đến 5 mm. Mỗi bộ trang sức chứa từ 8 đến 40 viên đá. Các viên đá này được cắt mài từ những viên đá thô kích thước nhỏ mà ông đã thu thập trong năm năm qua, và ông đã cắt mài với số lượng đủ để gắn cho khoảng 100 bộ trang sức như thế này.

Ông Ulatowski cũng có một vài món trang sức sử dụng nhiều màu sắc khác nhau của những viên zoisite trong bộ sưu tập đó (một lần nữa, xem hình 6).

(Theo Brendan M. Laurs, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2012)

 

Thủy Tinh Mờ Hóa Một Phần Làm Giả/Nhái Đá Hemimorphite

Vào giữa năm 2010, GIA được ông Brad Payne (The Gem Trader, Cave Creek, Arizona) cho biết thông tin về một loại đá quý mới màu xanh đến lục hấp dẫn. Ông đã mua được một số mẫu này tại một triển lãm đá quý địa phương, nơi chúng được bán dưới tên gọi hemimorphite (khoáng vật hệ trực thoi màu trắng hoặc không màu đến xanh nhạt hoặc vàng: Zn₄Si₂O₇(OH)₂.H₂O) bị opal hóa. Theo nguồn tin thì có từ 1.000 – 2.000 carat vật liệu này dạng mài cabochon đã được tung ra thị trường từ các thương nhân buôn đồ cổ người Trung Quốc. Ông Payne bị hấp dẫn bởi các bao thể giống như bông tuyết trắng trong vật liệu này, cũng như đới màu có trong một số mẫu, và ông đã cho GIA mượn bốn mẫu để nghiên cứu.

Các viên cabochon có trọng lượng 10,55 – 31,99 ct và có màu xanh phớt lục ngoại trừ hai mẫu có màu chuyển từ xanh phớt lục đến lục phớt vàng (hình 7). Kiểm tra dưới kính hiển vi ngọc học thấy các cụm tinh thể sắc nét dạng lưỡi kiếm tỏa tia, chúng tạo thành một cấu trúc bó sợi, cùng với các cụm bao thể dạnh nhánh cây màu trắng phân bố ngẫu nhiên. Giá trị chiết suất điểm RIs là 1,50 – 1,51 và tỉ trọng thủy tĩnh SG dao động từ 2,48 đến 2,52. Ngược lại, hemimorphite có RIs là 1,614 – 1,636 và SG là 3,45 ± 0,05. Khi tiếp xúc với bức xạ UV sóng ngắn, các mẫu phát huỳnh quang màu xanh phấn rất yếu và vàng phớt lục đến lục rất nhạt; chúng trơ dưới chiếu xạ UV sóng dài. Không nhìn thấy vạch hấp thu nào dưới máy phổ để bàn. Những tính chất này đã loại trừ khả năng nó là hemimorphite, nhưng nó lại cho thấy rằng nó phù hợp với đặc điểm của thủy tinh mờ hóa một phần, điều này sau đó đã được xác nhận bởi phân tích phổ Raman. Quang phổ EDXRF cho thấy một lượng lớn Cu, Ca, Si và Fe; và một lượng nhỏ Sn, Zr và Cr.

Thủy tinh mờ hóa một phần thường được nhìn thấy dưới dạng đá nhái/bắt chước cẩm thạch, nephrite (“Meta Jade”, xem quyển Summer 1995, phần GNI, trang 137). Hiện nay chúng ta thấy có rất nhiều vật liệu nhân tạo được dùng để nhái/bắt chước nhiều loại đá quý khác nhau, thậm chí nhái cả các khoáng vật quý rất ít người biết đến, như các mẫu vật này là một minh chứng.

(Theo Jason Darley (jdarley@gia.edu) và Erica Emerson, GIA, New York, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2012)

 

Thạch Anh Phủ Mài Nhái/Bắt Chước Tourmaline Rubelite

Phủ màu là một trong những phương pháp xừ lý phổ biến nhất được thực hiện trên đá quý, đặc biệt là trên các chất liệu không màu như đá thạch anh pha lê và topaz. Lớp phủ óng ánh nhiều màu đã trở nên rất phổ biến đối với các thợ kim hoàn, nhà thiết kế và người tiêu dùng. Ngoài phương pháp phủ màu tiên tiến này, các hình thức xử lý truyền thống vẫn tồn tại, không chỉ để tạo ra vật liệu khác lạ mà còn để nhái/giả/bắt chước các loại đá quý nổi tiếng như emerald (xem quyển Spring 2011, phần GNI, trang 71 – 72). Một viên đá nhái/bắt chước rubelite tourmaline tương tự như thế (hình 8) được ông Kashish Sachdeva mang đến Triển lãm Trang sức Jaipur vào tháng 12 năm 2011, nó đã thu hút sự chú ý của tác giả.

Mẫu đá màu hồng phớt tím, được cắt mài theo dạng hạt hình dạng bất định, nặng 22,99 ct và có kích thước khoảng 21,41 × 15,39 × 11,29 mm. Màu viên đá, ban đầu được đánh giá là khá giống màu của rubelite tourmaline, nhưng ánh tương đối mờ đục của nó làm dấy lên sự nghi ngờ về sự hiện diện của một lớp phủ bề mặt. Khi quan sát bằng mắt trần (không sử dụng thiết bị hổ trợ) thì không có đặc điểm nào liên quan đến lớp phủ được nhìn thấy. Sau đó, tác giả đã quan sát mẫu đá bằng kính hiển vi, đặc biệt là xung quanh lỗ khoan, là nơi tốt nhất để tìm các khu vực bị mẻ trong mẫu đá phủ màu. Không nhìn thấy các vết mẻ; thay vào đó, một số vết mài mòn điển hình của đá tự nhiên đã được quan sát (hình 9). Những đặc điểm này dường như loại bỏ khả năng có sự hiện diện của một lớp phủ. Tuy nhiên, viên đá cho thấy có một số màn mỏng nội tại lớn có bề ngoài biểu sinh màu nâu và nó thiếu các ống tăng trưởng và màn mỏng phản chiếu chứa chất lỏng thường liên quan đến tourmaline (mặc dù có một số bao thể chứa thể rắn và lỏng được nhìn thấy). Những quan sát này đã thôi thúc nhóm nghiên cứu tiến hành thêm các phương pháp kiểm tra khác.

Viên đá cho thấy một vạch bóng mờ ở ~ 1,54 trong khúc xạ kế và có tỉ trọng thủy tĩnh SG là 2,60. Nó tạo ra phản ứng màu cam yếu đối với bức xạ UV sóng ngắn và trơ với tia UV sóng dài. Với máy quang phổ để bàn, nó hiển thị hai dãy hấp thu mạnh ở vùng màu vàng và đỏ tại vị trí ~ 580 và 650 nm; một dãy yếu hơn cũng có thể nhìn thấy ở ~ 540 nm trong vùng màu lục. Hình ảnh hấp thụ này gắn liền với chất nhuộm màu đỏ và màu xanh, và kết hợp với các đặc điểm ngọc học nêu trên đã loại trừ khả năng nó là tourmaline và thay vào đó là thạch anh có màu nhân tạo.

Kiểm tra dưới kính hiển vi với ánh sáng truyền qua cho thấy các vết, đốm màu loang ở gần các lỗ và hốc (hình 10, bên trái), bằng chứng về màu nhân tạo trên bề mặt. Ngoài ra còn nhìn thấy một số đốm nhỏ màu xanh và đỏ phớt cam còn sót lại từ thuốc nhuộm (hình 10, bên phải), cho thấy rằng sự pha trộn của các màu này đã được sử dụng để tạo ra chất phủ màu hồng phớt tím. Những đốm màu này dường như bị giới hạn trên bề mặt, một dấu hiệu khác của sự phủ màu.

Mẫu đá được xác định là thạch anh bằng quang phổ hồng ngoại, nó có các dãy hấp thu liên quan đến polymer ở ~ 3070, 2958, 2927, 2858, 1750 và 1270 cm^-1. Các vật liệu nhái/bắt chước như thế này là điều đáng quan tâm đối với người buôn bán nhỏ lẻ, những người chỉ được trang bị một chiếc kính loupe với độ phóng đại nhỏ, đặc biệt là khi họ phải nhanh chóng đưa ra quyết định mua hay không mua.

(Theo Gagan Choudhary (gagan@gjepcindia.com), Gem Testing Laboratory, Jaipur, India, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2012)