Bản tin tháng 05/2007

Saphia nhân tạo được xử lý khuếch tán màu

Hình 1: Viên saphia tổng hợp màu xanh dương, nặng 4,17 ct, đã được xử lý khuếch tán màu. Hình của GĐRV SJC.

Đầu tháng 05/2007, Cty TNHH Giám Định Rồng Vàng SJC (GĐRV SJC) đã nhận giám định một viên hình ovan 4,17 carat (ct), màu xanh dương mạnh sáng rất đẹp (hình 1). Khách hàng nói viên đá là saphia và giá bán là hơn 4.000 USD (> 64 triệu đồng), nghĩa là giá 1 carat khoảng 1000 USD.

Qua khảo sát tỷ trọng và chiết suất, chúng tôi xác định viên đá màu xanh dương này là saphia. Viên đá có độ trong suốt rất cao, ở giữa viên đá có màu nhạt hơn xung quanh. Khảo sát bên trong viên đá dưới phóng đại, thấy có các đặc điểm của đá tổng hợp (đá nhân tạo giống hệt saphia tự nhiên). Khảo sát dưới dung dịch nhúng thấy viên đá có màu không đều, tại các cạnh và góc mặt giác thì màu đậm hơn. Viên đá cho tia cực tím (UV) sóng ngắn xuyên qua; nó cũng phát huỳnh quang màu xanh phấn nhưng  không đều, các mặt giác có vẻ sáng hơn các cạnh và góc. Phát huỳnh quang màu xanh phấn và cho UV sóng ngắn xuyên qua là đặc điểm của đá saphia tổng hợp hoặc saphia xử lý. 

Kết luận viên đá saphia ở hình 1 là đá tổng hợp, sau đó bị xử lý khuếch tán để tạo màu xanh dương mạnh cho viên đá. Khi chế tạo đá saphia tổng hợp hoặc xử lý khuếch tán saphia, người ta thường dùng các oxit titan, oxit sắt và oxit nhôm. Titan là nguyên nhân chính làm đá phát huỳnh quang, còn sắt thì kìm hãm. Giải thích sự phát huỳnh quang không đều này như sau: Viên saphia tổng hợp đầu tiên chưa bị xử lý khuếch tán có lẽ là không màu hoặc màu xanh dương nhạt, nó sẽ phát huỳnh quang đều (do lượng titan phân bố đều). Khi đá bị xử lý khuếch tán, các lượng oxid mới tiêm nhập vào, trong đó có oxid sắt để tạo màu xanh dương mạnh cho viên đá và màu mạnh thường tiêm nhập tập trung ở các góc và các cạnh. Sau đó viên đá được đánh bóng lại, màu xanh nhân tạo vẫn còn nhiều ở các góc và cạnh, nghĩa là lượng Fe nhiều tại các cạnh và góc nhiều hơn ở các mặt, cho nên sự phát huỳnh quang ở các mặt mạnh hơn các cạnh và góc.  

Viên đá tổng hợp này thật đẹp. Tuy nhiên nếu khách hàng mua nó với danh nghĩa và giá của một viên saphia đẹp thì chắc chắn họ sẽ bị thiệt hại rất nhiều.

 

Đá spinel tổng hợp rất đẹp

Cũng vào đầu tháng 5-2007, Cty GĐRV SJC nhận được vài viên đá mài giác cần kiểm định với tên gọi của khách hàng là đá spinel tự nhiên. Viên lớn nhất là 23,7 ct và viên nhỏ là 7,6 ct, xét về trọng lượng đá thành phẩm thì chúng thuộc loại lớn đến rất lớn. Tuy nhiên, sau khi kiểm tra, các chuyên viên xác định chúng đều là spinel tổng hợp (đá nhân tạo giống hoàn toàn với spinel tự nhiên).

Viên đá trong hình 2 bên trái nặng 7,6 ct, hình ovan, cắt mài kiểu phối hợp, màu xanh dương nhạt sáng. Quan sát bằng mắt thấy viên đá có độ trong suốt rất cao, độ chiếu tốt và độ rực sáng cao, nhìn chung viên đá rất đẹp.

Các thông số ngọc học cho biết viên đá là spinel. Quan sát bằng kính phổ để bàn thì viên đá có phổ không rõ ràng, có lẽ vì màu hơi nhạt.

Quan sát dưới kính phóng đại, thấy viên spinel xanh này có độ lưỡng chiết suất dị thường. Bên trong có những tạp chất kiểu bọt khí, với hình dạng bất kỳ, đặc trưng nhất là dạng giống các con lăng quăng hoặc dạng ống không đều, gấp khúc. Những tính chất thế này thì có thể khẳng định viên đá màu xanh nhạt sáng là spinel tổng hợp.

Hiện nay trên thị trường thế giới các loại spinel tổng hợp rất được ưa chuộng vì giá thành rẻ, nhưng đá lại to và rất đẹp. Những màu spinel tổng hợp được thích nhất là màu đỏ và xanh dương, vì chúng có thể thay thế các đá ruby và saphia.

 

Ổ tinh thể thạch anh màu xanh lá xưa nay hiếm

Thạch anh màu xanh lá xưa nay rất hiếm. Trong tự nhiên, màu xanh lá ở thạch anh thường không phải do các nguyên tố vết gây ra, mà do đá nung nóng tự nhiên lâu năm trong vỏ địa cầu. Còn đá thạch anh tổng hợp (đá nhân tạo) cũng phải qua giai đoạn bức xạ nhân tạo để có được màu xanh lá.  

Do nhu cầu về trưng bày nhà cửa theo phong thủy hoặc quan niệm là thạch anh có lợi cho sức khỏe vì chúng hấp thu được các tia phóng xạ, nên hiện nay trên thị trường Việt Nam bán khá nhiều các hốc, ổ chứa nhiều tinh thể thạch anh. Đa số tinh thể thạch anh là không màu hoặc màu ám khói, màu tím và màu vàng. Mới gần đây, xuất hiện các ổ tinh thể thạch anh màu xanh lá (hình 3). Giá bán các ổ thạch anh phụ thuộc kích thước, dáng vẻ của chúng và phụ thuộc màu sắc, độ lớn các tinh thể thạch anh. Giá của các ổ màu xanh lá thường cao hơn những màu khác, giá thấp nhất cũng khoảng vài trăm ngàn đồng.

	Hình 3: Các dạng ổ thạch anh màu xanh lá được bán tại thị trường Việt Nam. Có thể chỉ là một ổ duy nhất, hay được ghép lại từ vài ổ nhỏ. Kích thước của hai ổ trên khoảng từ 1 tấc đến hơn 3 tấc. Hình của GĐRV SJC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Cty GĐRV SJC cũng đã nhận được vài ổ thạch anh màu xanh lá (hình 3) để giám định chúng có phải là tự nhiên hay không. Chúng tôi cũng rất ngạc nhiên vì lần đầu thấy được cả một ổ thạch anh màu xanh lá là điều cực kỳ khó thấy trong tự nhiên, làm cho chúng tôi nghĩ ngay chúng có thể là sản phẩm nhân tạo.

Hình 4: Bên trái, hình chụp gần cho thấy màu lục tập trung chủ yếu ở các chóp tinh thể, các chóp này không còn dạng gốc nguyên thủy, chúng đã bị tái nóng chảy và tái kết tinh kèm theo khuếch tán vật chất tạo màu xanh lá. Trên các mặt hông của các tinh thể mọc ra vô số những tinh thể thạch anh nhân tạo, thế hệ mới và không màu. Bên phải cho thấy phần phía trong các ổ, còn một số tinh thể thạch anh không bị biến đổi do xử lý, chúng vẫn còn nguyên vẹn tinh thể và không màu. Có lẽ trước khi xử lý người ta đã bịt kín một số các tinh thể bằng một vật liệu màu vàng cam, để không cho các tinh thể này tiếp xúc môi trường xử lý. Hình của GĐRV SJC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Qua đo đạc các tính chất ngọc học, cty GĐRV SJC xác định các tinh thể trong các ổ màu xanh lá là thạch anh.

Quan sát dưới phóng đại, thấy bề mặt các tinh thể bị thay đổi nhiều. Hầu hết các mặt bên của các tinh thể đều bị bám lấy một lớp vi tinh không màu, lấp lánh của thạch anh thế hệ mới (hình 4 trái). Ấn tượng nhất là màu xanh lá từ nhạt đến tối hầu như chỉ hiện diện nhiều ở các đầu chóp tinh thể (hình 3 và 4). Quan sát kỹ hơn, thấy các đầu chóp này không có dạng mặt tinh thể sắc nét như trong tự nhiên, các cạnh không được thẳng, các mặt không được phẳng, không thấy các vết chạm trỗ như  trong tự nhiên.

Bên dưới một lớp vật chất màu vàng cam, thấy có một số tinh thể không màu (hình 4 phải), không có lớp vi tinh bám vào bề mặt, không có chất màu xanh ở đầu chóp, hình dạng và dáng vẻ bề mặt hầu như còn nguyên của thạch anh tự nhiên.

Qua các đặc điểm trên, cùng tham khảo tài liệu của các nhà ngọc học quốc tế, chúng tôi đi đến kết luận: các ổ thạch anh màu xanh lá ban đầu là ổ tự nhiên, không có màu xanh lá, sau đó đã được xử lý tạo màu.

Phương pháp xử lý các ổ thạch anh giả lập quá trình tự nhiên đó là phương pháp thủy nhiệt (còn gọi là nhiệt dịch). Ổ thạch anh được nung nóng và tăng áp lực trong môi trường dung dịch, chứa nguyên tố crôm. Ở nhiệt độ và áp lực cao, dung dịch làm nóng chảy bề mặt thạch anh tự nhiên, các đầu chóp tinh thể là nơi dễ bị nóng chảy nhất. Sau đó diễn ra phần tái kết tinh, lúc này crôm khuếch tán vào các lớp thạch anh mới ở đầu chóp, tạo màu xanh lá. Mức độ kết tinh không được hoàn hảo như trong tự nhiên, nên các chóp không có hình dáng sắc nét. Các mặt hông khó bị tái nóng chảy hơn nên khó tái kết tinh, nên crôm ít khuếch tán vào. Vào giai đoạn cuối, lúc này nguyên tố tạo màu có lẽ đã hết, quá trình xử lý được hạ thấp nhiệt độ, kéo theo sự hình thành một lớp vi tinh thạch anh không màu bám vào bề mặt rộng lớn của các mặt hông.   

Các ổ thạch anh với nhiều loại màu sắc, phục vụ cho những thị hiếu và nhu cầu đa dạng của khách hàng.

 

Có thể xử lý màu cả một hốc tinh thể thạch anh?

Hình 5: a) Tinh thể thạch anh tự nhiên không màu. b) Tinh thể thạch anh màu vàng cam (citrine), màu có được là do xử lý nhiệt. c) Một hốc chứa hoàn toàn các tinh thể citrine rất tự hình, màu cam cũng do xử lý nhiệt. Hình của The Wug.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Thạch anh là khoáng vật rất phổ biến trong tự nhiên, chúng thường ở dạng đặt sít hoặc tinh thể, thường là không màu hay màu ám khói (hình 5a), những màu khác thì hiếm hơn. Trong số các màu đẹp như hồng, tím, vàng, cam, xanh lá thì thạch anh tím là phổ biến nhất. Xét về giá trị của thạch anh màu đẹp thì màu tím có giá thấp hơn các màu khác. Để có thể tiêu thụ những thạch anh không màu hay màu xấu, người ta tìm cách xử lý để chúng đổi thành màu đẹp và dễ bán.

Thị trường Việt Nam, khoảng 5 năm trở lại đây đã bán khá nhiều các hốc, ổ thạch anh không màu, ám khói, tím, vàng, vàng cam; mới đây xuất hiện thêm màu xanh lá. Còn thạch anh mài giác đã có trên thị trường Việt Nam hơn 10 năm, được thích nhất vẫn là thạch anh tím (amethys) và thạch anh vàng, vàng cam (citrine).

Công nghệ chế tạo thạch anh tổng hợp và xử lý thạch anh tự nhiên đã xuất hiện từ rất lâu. Có khá nhiều đá mài giác citrine và amethys tổng hợp đã xuất hiện trên thị trường Việt Nam với tên gọi là citrine và amethys tự nhiên, ngoài ra còn có các loại đá này gốc là tự nhiên nhưng màu là do xử lý. Trong hình 5, cho thấy một tinh thể citrine và một hốc citrine (hình 5 b và c), chúng là sản phẩm xử lý nhiệt từ các đá amethys. Tại Brazin, có rất nhiều amethys nằm trong các hốc, ổ. Để tiêu thụ được nhiều hốc ổ này, người ta đã đem chúng vào các lò nung nhiệt cao để biến màu tím thành màu vàng, vàng cam, thậm chí là cam và cam phớt đỏ. Trong tự nhiên citrine thường có màu vàng nhạt, vàng chanh, rất hiếm màu vàng cam, còn màu cam thì cực hiếm. Do đó để có được citrine màu cam thì phương pháp xử lý có thể chấp nhận được là đem nung nhiệt các tinh thể riêng biệt hay cả một ổ hay hốc.

 

Điều đặc biệt ở hổ phách Alaska

Hình 6:Mẫu hổ phách Alaska 117,8 g (78 x 59 x 36 mm) mà một người lính Mỹ đã nhặt được vào năm 1943. Hình của R. Weldon.

Rất ít người biết Alaska, Mỹ là nguồn hổ phách, tuy nhiên cư dân vùng Bắc cực từ lâu đã thu thập loại đá quý hữu cơ này trong các bãi sỏi nằm giữa vịnh Harrison và Smith thuộc Bắc băng dương. Người địa phương gọi loại hổ phách ở đây là auma, nghĩa là than sống (đốt cháy được và tỏa ra mùi thơm nhựa cây).

Hình 7: Quan sát dưới phóng đại 10 lần, các chi tiết bên trong hổ phách Alaska hết sức rõ ràng. Ta thấy có muỗi, nhện, ruồi đen, ong... cùng với hàng trăm bọt khí nhỏ. Hình của R. Weldon.

Năm 1943, một lính Mỹ đóng ở Alaska, tìm thấy một cục hổ phách 117,8 g (hình 6) trong lúc tuần tra ven biển. Sau đó, du khách đến vùng này đã nhặt được các mẫu hổ phách nhỏ hơn, các mảnh răng và ngà voi mamut. Mẫu hổ phách hình 6, nay  đã thuộc về Barry Schenck, làm ở cty M.M. Schenck Jewelry Inc. thuộc bang Tennessee. Barry đã đếm được hơn 30 côn trùng và các vật liệu hữu cơ khác bên trong mẫu hổ phách này và ông đã cho GIA mượn mẫu đá đó để nghiên cứu. 

Phần lớn côn trùng trong mẫu hổ phách có thể thấy được bằng mắt thường, những con khác muốn thấy rõ phải xem dưới phóng đại 40 lần. Có thể thấy rõ các con như muỗi, nhện, bọ cánh cứng, ruồi đen, kiến và cả ong (hình 7). Những bao thể khác gồm bọt khí, mảnh vụn vỏ cây, mạng khe nứt gây ra do các ứng lực từ vô số chu kỳ kết – tan băng mà hóa thạch nhựa phải chịu đựng.

Nhiều rừng cây tuyết tùng một thời đã phủ lên những khu vực rộng mênh mông phía Bắc bán cầu, gồm châu Á và Alaska. Khi nhựa tiết ra từ cây, chúng bẩy vào các côn trùng. Chất nhựa rỉ ra này ngày càng cứng dần và hàng ngàn năm sau trở thành hóa thạch, gọi là hổ phách. Những khối hổ phách này kết dính dần vào trong các tích tụ trầm tích. Các biến động địa chất và hoạt động xói mòn đã làm lộ ra những tích tụ này. Trong một số trường hợp, các khối hổ phách bị các dòng sông tách ra, mang đi nơi khác hoặc đẩy ra biển. Vì hổ phách nhẹ nên trổi nổi trong nước biển, rồi các dòng nước và sóng biển đẩy chúng tích tụ ngẫu nhiên dọc các bờ biển phía bắc Alsaka.

 

 

Andradite màu cầu vồng ở Mexico giống opal nhiều màu

Hình 8: Bên trái, những viên dạng cabochon và mảnh tinh thể được mài bóng của đá Garnet Cầu Vồng (2,38-6,23 ct) tiêu biểu cho sản phẩm của mỏ Sonora, Mexico. Hình của C.D. Mengason. Bên phải, viên Garnet Cầu Vồng 25,89 ct được chạm trỗ theo hình dạng tự do, được xem là viên thành phẩm lớn nhất. Hình của Wimon Manorokul.

 

  Vài năm qua, tại vùng mỏ xưa kia nổi tiếng nằm cách 150-200 km về phía đông Hermosillo, Sonora, Mexico, có thêm sản phẩm phụ là andradite màu cầu vồng. Sau hai năm thử tiếp thị loại garnet này tại hội chợ đá Tucson, Mỹ, thì một số người đến vùng mỏ này để mua đá thô. Cty Pala International (Fallbrook, Calfornia) và JOEB Enterprises giúp tái hoạt động khai mỏ vào tháng 1/2006.

 

 

Andradite là một khoáng vật thuộc họ garnet. Các tinh thể andradite ở vùng mỏ này có hai lớp đặc trưng: một nhân màu nâu sẫm chắn sáng, bị phủ bên trên bởi một lớp vật liệu màu vàng phớt lục trong suốt, có biểu hiện hiệu ứng màu cầu vồng. Vì lớp có hiệu ứng đặc biệt này rất mỏng (bề dày thường nhỏ hơn 1-2 mm), do đó để các viên đá bộc lộ được màu sắc thì phải hết sức cẩn thận  khi mài. Vật liệu mài bóng hiện ra một dãy màu phổ từ cam đến xanh dương; một số viên có hiệu ứng mắt mèo, một số có sao 4 cánh. Dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng nóng và mạnh, màu sắc sặc sỡ bộc lộ ra hết sức sinh động; đến nỗi một số người lầm tưởng các đá ở vùng này là opan đen màu cầu vồng.

Các đá garnet này được khai thác từ một mỏ đá hoa. Năm 2003, thợ mỏ địa phương chỉ dùng cuốc chim và xẻng lấy đủ hai túi đá để bán sang Mỹ. Mỗi túi chứa khoảng 20 tinh thể nhỏ từ 5 đến 10 mm. Các thợ mỏ cố gắng đánh bóng thật nhiều sản phẩm để dự hội chợ Tucson năm 2004, tại đây họ đã trưng bày khoảng 100 viên cabochon và mẫu tinh thể đã mài bóng. Tiếp thị với tên sản phẩm là Garnet Cầu Vồng đã gây sự chú ý rất lớn ở các nhà thiết kế và nhà sưu tập vì vật liệu có chất lượng cao đặc biệt. 

Sau đó cty Pala International đã hướng dẫn các thợ mỏ địa phương khai thác đá bằng chất nổ và búa khoan nén hơi. Đầu tháng 4/2006, họ khai thác được 50 kg vật liệu gồm những tinh thể nhỏ có chất lượng cắt mài. Đến giờ thì các thợ mài đá trong vùng đã có nhiều kinh nghiệm trong cắt mài và chạm trổ trên loại vật liệu này. Viên garnet cầu vồng thành phẩm được xem là lớn nhất hiện nay là viên trong hình 8 bên phải, nó nặng 25,89 ct.

 

Bạn đã từng thấy emerald sao chưa?

Hình 9: Hai viên emerald (54,40 và 11,37 ct) có hiển thị sao hơi yếu, nhưng màu lục thì hấp dẫn. Hình của G. Choudhary.

 

 Bạn đã thường nghe nói đến ruby sao và saphia sao mà có nghe nói đến emerald sao chưa? Mới đây, một khách hàng đã mang 2 viên emerald (5,40 và 11,37 ct) có sao đến giám định tại một phòng thí gnhiệm đá quý ở Jaipur, Ấn Độ. Cả hai viên đều có sao 6 cánh nhưng hơi yếu, với cánh mạnh nhất thì song song với chiều dài viên đá (hình 9). Quan sát phóng đại, hai viên đều có sự tập trung rất nhiều bao thể rất nhỏ hình vảy, hình kim trên những mặt phẳng thẳng góc trục quang học của đá. Đặc biệt các bao thể này sắp xếp theo 3 phương cắt nhau 60^o, giống như ở ruby và saphia sao.  Chúng là nguyên nhân chính tạo sao 6 cánh ở emerald. Đây là trường hợp hiếm có và thú vị.