Bản tin tháng 05/2014

Tượng Thạch Anh Với Các Bao Thể Izoklakeite

Nhóm nghiên cứu vừa giám định một hộp sọ thạch anh to như kích cỡ người thật (hình 1) được khắc bởi thợ chụp ảnh đá quý và thợ khắc ngọc nổi tiếng Harold Van Pelt (Los Angeles). Hộp sọ rỗng gồm 2 miếng khớp với nhau và khớp nối quai hàm được mở và đóng. Lúc đầu, tinh thể thạch anh không màu nặng 250 pound, ông Van Pelt tạo ra được một tác phẩm điêu khắc nặng 6,5 pound (≈ 2,9 kg).

Một trong số đặc điểm thú vị của tượng khắc là nhiều bao thể dễ nhìn thấy, màu xám bạc giống kim loại (hình 2). Những bao thể này lúc đầu được cho là jamesonite, một dạng khoáng sulfide chì – sắt – antimony (Sb) thường thấy ở dạng sợi. Phân tích ban đầu bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) nhanh chóng phát hiện nhiều nghi vấn. Không phát hiện ra sắt, điều đó có nghĩa các sợi này là một khoáng khác.

Nghiên cứu chi tiết hơn bằng máy SEM và máy vi dò điện tử ở Caltech cho thấy một hợp chất sulfide chì (Pb) – antimony (Sb) – bismuth (Bi) với một lượng nhỏ đồng. Công thức ban đầu của nó được xác định là (Pb_2,65Cu_0,25)( (Sb_1,14Bi_0,95)S₆. Nhiều chỗ trên vài sợi này còn chứa các khoáng vật biến đổi như: galena (PbS), bismuthinite (B₂S₃), một số khoáng CuPb(Sb,Bi)S₃ và lượng nhỏ bismuth tự nhiên.

Để xác định bản chất của sulfide chì – antimony – bismuth này, nhóm nghiên cứu đã lấy một miếng thạch anh ~ 1 cm³ từ khối đá dùng để khắc hộp sọ. Nó được làm lạnh trong nitrogen lỏng để làm cho nó dễ vỡ và ngay sau đó được làm vỡ trong cối giã. Quá trình đó đã giải phóng nhiều mảnh vỡ tinh thể màu xám bạc. Phân tích bột nhiễu xạ tia X tại Bảo Tàng Lịch Sử Tự Nhiên ở Los Angeles cho thấy chúng là izoklakeite hoặc giessenite và hình ảnh nhiễu xạ tán xạ ngược điện tử ở Caltech kết hợp với phân tích hóa; khẳng định chúng là izoklakeite.

Izoklakeite là một hợp chất antimony trong chuỗi dung dịch đậm đặc cùng với giessenite, thành phần chủ đạo trong chuỗi này là bismuth. Nó được mô tả lần đầu tiên trong hợp chất sulfide gần hồ Izok, Canada (D. C. Harris và nnk, “Izoklakeite, một loại khoáng mới từ hồ Izok, phía Tây Bắc Territories”, Canadian Mineralogist, Vol. 24, 1986, trang 1 – 5). Khoáng vật này sau đó được tìm thấy ở Thụy Điển và ở dạng các bao thể trong tinh thể thạch anh từ Thụy Điển. Công thức hóa học lý tưởng của nó là Cu₄Pb₅₄Sb₃₈Si₁₁₄.

Hộp sọ thạch anh này được đặt tên “Izok” để ghi nhớ đến một loại bao thể khác thường, là một phần của bộ sưu tập các bức tượng của Harold Van Pelt được trưng bày ở Bảo Tàng Khoa Học Tự Nhiên Houston vào tháng 10 năm 2012.

(Theo George R. Rossman (grr@gps.caltech.edu) và Chi Ma, California Institute of Technology; Pasadena, California; Anthony R. Kampf, Natural History Museum of Los Angeles County, trong Gem News International quyển G&G Winter 2011)

 

Thông Tin Cập Nhật Về Ruby Và Sapphire Khai Thác Ở Pakistan

Tháng 8 và 9 năm 2011, một nhóm cộng tác viên đến Pakistan để sưu tầm những mẫu tham khảo cho phòng giám định GIA. Với sự giúp đỡ của nhà buôn đá quý Syed Iftikhar Hussein (Công ty thương mại Syed, Peshawar, Pakistan), đầu tiên nhóm đến phía Bắc Pakistan để thăm mỏ ruby gần Hunza và Bisil. Sau đó ông Vincent Parieu cùng đồng hành với Zulfiqar Ali Abbas (Công ty TNHH đá quý Kashmir, Abbottabad, Pakistan), đã đến các mỏ ruby và sapphire ở thung lũng Kaghan gần Batakundi. Bài viết này cung cấp thông tin cập nhật về hoạt động khai thác và sản lượng ở một số mỏ Pakistan được mô tả trong quyển Fall 2007 (trang 263 – 264) và Winter 2010 (trang 319 – 320) ở phần GNI.

Khoảng 100 thợ mỏ và người buôn địa phương hoạt động khai khoáng và kinh doanh ruby quanh thung lũng Hunza, ở nhiều mỏ đã bắt đầu khai thác từ những năm 1960 và 1980. Ruby được tìm thấy trong đá hoa, thỉnh thoảng cộng sinh với mica và spinel xanh và hồng. Các mỏ nằm ở phía Bắc thung lũng, từ khu vực Tây Bắc Datumbaresho (hình 3) đến Đông Aliabad và Karimabad (Bajoring, Gharei Chhar, Phudan Daar, Gafinas), Altit, Ahmedabad và Dong-e-Das (còn được biết với tên Ganesh). Hầu hết các công trường nằm bên trên các ngôi làng từ 500 – 1.000 m ở độ cao khoảng 3.000 m (gần 10.000 feet) và chúng khó tiếp cận vì địa hình dốc. Màu của ruby thường nằm trong dãy màu từ đỏ đậm (vùng Datumbaresho) đến màu đỏ phớt hồng (khu vực Aliabad/Karimabad) đến đỏ phớt hồng và phớt xanh (xung quanh vùng Dong-e-Das). Kích cỡ của những viên này tăng dần theo cùng hướng thứ tự mô tả màu sắc, từ <0,4 g đến hơn 20 g. Hầu hết ruby Hunza cao lắm chỉ đạt chất lượng mài cabochon, tuy nhiên vẫn có vài mẫu khoáng đạt chất lượng tốt. Khá nhiều sản phẩm của vùng này hình như xuất sang Trung Quốc.

Mỏ ruby Bisil nằm gần tọa độ 35^o48^’53^” Bắc, 75^o23^’52^” Đông trong thung lũng Basha, phía Bắc Skardu. Nó được phát hiện năm 2003 bởi một người tìm kiếm đá quý địa phương. Ruby từ Bisil (hình 4) cũng được tìm thấy trong đá hoa, trong các mạch hay thấu kính, điển hình là sự cộng sinh với diopside và mica. Nhóm khảo sát thấy khoảng 10 hầm mỏ đang khai thác, chiều sâu đến 20 m. Các mỏ hiện diện kéo dài ngay phía trên làng Bisil (độ cao ~2.800 m) đến đỉnh của các dãy núi ở độ cao trên 3.500 m và có thể kéo dài hơn 10 km theo hướng Đông Tây. Khoảng 15 thợ mỏ đang làm việc ở vùng này, dùng các dụng cụ đơn giản, búa khoan và thuốc nổ. Những viên đá nhỏ từ màu hồng đến đỏ đậm được khai thác quanh năm nhưng sản lượng rất hạn chế.

Mỏ ruby Batakundi nằm trong thung lũng Kaghan ở tọa độ 34^o52^’41^” Bắc, 73^o48^’05^” Đông, tại độ cao 4.190 m. Ruby trong khu vực này nằm trong đá chủ là đá hoa, hầu hết chúng có kích cỡ nhỏ và có màu đỏ đậm, mỏ được phát hiện từ năm 2000. Những viên đá thô lớn hơn 0,6 g là rất hiếm, hầu hết ruby khai thác được có trọng lượng nhỏ hơn 0,2 g. Một nhóm gồm 7 thợ mỏ dưới sự quản lý của Haider Ali đang làm việc tại vùng mỏ này từ năm 2006. Cũng như tại vùng mỏ Bisil, các thợ mỏ dùng búa khoan, thuốc nổ và dụng cụ cầm tay; sản lượng khai thác được rất hạn chế.

Cũng trong vùng Batakundi, Besar (cũng được biết với tên Basil hay Besel) các mỏ sapphire được khai thác bởi khoảng 50 thợ mỏ dùng búa khoan và cho nổ tại 2 địa điểm, nằm ở tọa độ 35^o02^’41^” Bắc, 73^o52^’56^” Đông và 35^o02^’58^” Bắc, 73^o53^’19^” Đông (hình 5). Độ cao khai thác của những mỏ này tương ứng là 4.020 m và 3.780 m. Mỗi ngày, nhiều kg sapphire màu hồng đến tím được lấy ra từ các mạch giàu graphite; dưới 5% là chất lượng quý.

Toàn bộ sản lượng ruby khai thác từ Pakistan là rất thấp so với cùng kiểu mỏ nguyên sinh ở Châu Á và Châu Phi. Hầu hết sản lượng ruby ở Trung Á đến từ vùng Murgab ở phía ĐôngTajikistan và từ Jegdalek, Afghanistan. Ruby Pakistan thường có nhiều tạp chất và nhỏ hơn. Mặc dù các mỏ ruby Pakistan hiếm khi bị ảnh hưởng bởi sự không ổn định về chính trị và các vấn đề an ninh đặt ra như ở một số nơi trên đất nước nhưng các mỏ này nằm ở phía trên cao của các vùng núi gây khó khăn cho việc tiếp cận để khai thác.

(Theo Vincent Pardieu Stephane Jacquat Piat Co., Bangkok trong Gem News International, quyển G&G Winter 2011)

 

Sphene Đổi Màu Chứa Vanadium Từ Pakistan/Afghanistan

Phòng giám định Carlsbad vừa nhận một lô sphene thô và mài giác (hình 6) được Eric Braunwart (Columbia Gem House, Vancouver, Washington) cho mượn để nghiên cứu. Theo ông thì sphene có nguồn gốc ở vùng gần biên giới Pakistan/Afghanistan. Đặc điểm thú vị nhất của khoáng này là nhiều viên đá đổi màu từ nhạt đến vừa. Dưới ánh sáng tương đương ánh sáng ban ngày, phần lớn màu lục đậm đến lục phớt vàng của viên sphene chuyển sang màu cam phớt nâu hay màu nâu dưới đèn nóng sáng (xem lại hình 6). Tuy nhiên tính đa sắc mạnh là nguyên nhân nhìn thấy có nhiều màu trên các viên đá mài giác.

Đá thô gồm nhiều tinh thể giống lưỡi dao hình dạng đẹp, cho thấy rõ ràng là khoáng vật này được khai thác từ một mỏ nguyên sinh. Sản lượng đá thô trong tháng 7 năm 2011 được ông Braunwart ước lượng khoảng 600 g, từ số đá này tạo ra được khoảng 200 carat đá thành phẩm. Những viên đá cắt mài có đường kính từ 3 mm đến những viên lớn hơn với trọng lượng nhiều carat. Viên lớn nhất từ trước đến này được khai thác có trọng lượng là 5,45 ct, mài dạng oval giác cúc.

Các đặc điểm ngọc học của khoáng vật này phù hợp với sphene. Chỉ số chiết suất vượt quá giới hạn của chiết suất kế và tỉ trọng trung bình (được đo trong trạng thái thủy tĩnh) là 3,54. Viên đá phản ứng màu đỏ mạnh khi nhìn dưới kính lọc Chelsea. Quan sát dưới kính hiển vi cho thấy hiện tượng nhân đôi cạnh giác mạnh và nhiều bao thể tinh thể. Những tinh thể này được xác định bằng phổ hiển vi Raman là apatite gần không màu trong suốt và các tinh thể dạng kim dài là khoáng amphibol (hình 7). Nhiều viên đá còn có màng dung dịch dạng “dấu vân tay”. Một số viên đá thô còn có đới màu nổi bật và sự đổi màu nhưng kém rõ ràng ngang những vùng được chia màu này.

Phổ EDXRF trên tất cả các mẫu cho thấy hàm lượng chính là Ca, Ti và Si được cho là của sphene cùng với lượng nhỏ V nhưng không có Cr. Các đặc điểm của phổ LA–ICP–MS tại nhiều vị trí trên mẫu mài giác phát hiện một lượng trung bình hơn 2400 ppmw V (và không có Cr), đây có lẽ là nguyên nhân của sự đổi màu. Phổ trong vùng nhìn thấy ghi nhận đặc điểm hấp thu rộng tập trung ở khoảng 603 nm (hình 8). Các khoảng không dẫn truyền trên mỗi bên của dãy hấp thu rộng này phù hợp với phổ của viên đá đổi màu.

Màu của viên sphene này khác nhiều so với khoáng màu cam “vàng” đặc trưng trước đây được mô tả từ Frontier, Tây Bắc Pakistan (Spring 2006 GNI, trang 68 – 69), cũng như loại sphene màu vàng từ Badakhshan, Afghanistan (Summer 2006 GNI, trang 180 – 182).

(Theo Nathan Renfro (nrenfro@gia.edu), GIA, Carlsbad trong Gem News International, quyển Winter 2011)

 

Spinel Màu Xanh Cobalt Từ Khuổi Ngan, Việt Nam

Spinel màu xanh đã được ghi nhận từ nhiều địa phương ở vùng An Phú – Lục Yên, thuộc phía Bắc Việt Nam, tuy nhiên loại khoáng vật này có độ bão hòa cao là khá hiếm (C. P. Smith và nnk, “Cận cảnh về spinel Việt Nam”, InColor, Spring 2008, trang 11 – 13; J. B. Senoble, “Đẹp và hiếm – Tìm kiếm spinel Việt Nam”, InColor, Summer 2010, trang 18 – 23; Spring 2011 GNI, trang 60 – 61). Nghiên cứu cho thấy màu xanh là do chứa nhiều lượng tạp chất cobalt và sắt (Smith và nnk, 2008).

Người buôn đá quý và khoáng vật Dudley Blauwet gần đây có đến một trong những mỏ spinel màu xanh của Việt Nam và cung cấp một số thông tin về việc khai thác và sản lượng của khoáng này. Điểm khai thác nằm ở phía Đông làng Khuổi Ngan và cách khoảng 2,5 km về phía Đông Nam An Phú, ở đó một số dân địa phương đang khai thác các mỏ quặng thứ sinh trong các hố cạn dọc theo rìa các ruộng lúa (hình 9). Việc khai thác ở vùng này bắt đầu từ năm 2008 và một số hố được đào xới bằng công cụ cầm tay với độ sâu 2 – 3 m. Vật chất chứa đá quý được mang đến khu vực gần đó để rửa và thu nhặt bằng tay (hình 10).

Đá thô spinel khá nhỏ nhưng màu đậm rất tươi. Ông Blauwet mua được 4 lô đá nhỏ từ 0,4 đến 5 g sau hành trình 4 ngày ở Lục Yên. Ngoài ra ông còn mua lô đá thô thứ 5 ở An Phú vào ngày ông đến Khuổi Ngan. Phần lớn thì các viên đá thô có trọng lượng <0,2 ct, nhưng vẫn thích hợp để cắt mài thành các viên kích cỡ nhỏ do độ bão hòa màu cao. Tất cả các lô được cho là từ Khuổi Ngan ngoại trừ một lô được cho từ Bãi Ruộng (có thể là tên gọi thay thế của Khuổi Ngan vì nó được mô tả vị trí liên quan đến cùng vùng đồng lúa ở Khuổi Ngan). Miếng đá thô lớn nhất mà ông Blauwet mua đã được mài thành một viên oval nặng 0,80 ct (hình 11). Trong chuyến đi mới đây nhất đến Việt Nam, vào tháng 11 năm 2011, ông cho biết sản lượng spinel màu xanh đậm sáng từ Khuổi Ngan là rất hạn chế, những viên đá có kích cỡ nhỏ sẽ cắt mài với trọng lượng <0,15 ct.

Ông Blauwet kể rằng những người mua đá tiếp tục nhìn thấy các lô đá thủy tinh và đá nhân tạo dạng thô và cắt mài tại Việt Nam. Sau khi nhận được các viên spinel màu xanh trong chuyến hàng đầu tiên của ông từ nơi cắt mài, có một mẫu 0,26 ct là thủy tinh. Việc nhái, giả như thế này có thể khó xác định tại nơi khai thác vì khoáng thô thường được nhào trộn để có hình dạng của những viên đá sa khoáng bồi tích và che giấu các bọt dễ nhìn thấy hay các dấu vết cuộn xoáy dạng dòng chảy. Ông cho biết kính lọc Chelsea rất hữu ích trong những tình huống như thế: Spinel chứa Co sẽ có màu hồng đến đỏ trong khi thủy tinh thì không có phản ứng.

Ba mẫu spinel Khuổi Ngan màu xanh đậm sáng, mài giác của ông Blauwet (0,24 – 0,80 ct) được kiểm tra tại phòng giám định Carlsbad của GIA. Các giá trị tỉ trọng từ 3,50 đến 3,57 và chiết suất của viên lớn nhất là 1,716. Phân tích LA–ICP–MS cho thấy có 60 – 290 ppmw Co. Sắt là 7.400 – 10.500 ppmw và các vi lượng đáng kể Zn, Ga, Ni, Mn, V và Li cũng được ghi lại. Như mong đợi, cả 3 mẫu đều có màu đỏ dưới bộ lọc Chelsea.

(Theo Thomas W. Overton và Andy H. Shen GIA, Carsbad trong Gem News International, quyển G&G Winter 2011)

 

Xử Lý Đường-Acid Trong Opal Từ Wollo, Ethiopia

Mới đây, vài phòng giám định đá quý nhận nhiều viên opal “màu đen” từ Wollo của Ethiopia được cho là xử lý khói (www.stonegrouplabs.com/SmokeTreatmentinWolloOpal.pdf). Những hiệu ứng của xử lý khói có lẽ liên quan đến đặc điểm có khả năng ngấm nước – hydrophane phổ biến trong opal Wollo. Tính chất xốp cho phép khói thấm vào cấu trúc opal đủ sâu để tạo ra màu đậm. Do đó ông Francesco Mazzero đã nghiên cứu kỹ khả năng xử lý opal Wollo là dùng quy trình đường-acid giống như được dùng cho opal dính kèm đá nền từ Andamooka, Australia.

Trong thí nghiệm này, chúng tôi chọn 12 viên opal cấp thấp nhất có hình dạng và kích cỡ không giống nhau, với màu trắng đến trắng phớt vàng, đặc trưng của opal từ Wollo (hình 12, bên trái). Đầu tiên đun các mẫu ở 90^oC khoảng 2 giờ trong dung dịch chứa 25% đường theo trọng lượng. Sau đó chúng được đun ở 100^oC khoảng 3 giờ trong dung dịch gồm 60% acid hydrocloric. Tất cả các viên opal chuyển sang màu đậm hơn (hình 12, bên phải). Một số viên có màu đều, đục, đen, trong khi đó những viên khác được làm đậm không đều từ màu nâu phớt xám đến xám. Hiệu ứng đốm màu nhấp nháy trở nên mạnh hơn trong một số mẫu và ít mạnh hơn trong những mẫu khác. Hai viên opal bị vỡ rời ra cho thấy màu đen chỉ thấm qua một vài millimet vào các viên đá. Những mẫu với đặc tính hydrophane mạnh nhất (thể hiện bằng khả năng dính vào lưỡi) thì có màu đậm nhất sau khi xử lý. Ngược lại, những viên opal trong hơn và ít có hydrophane thì lại ít bị ảnh hưởng bởi quá trình xử lý (phần bên trong của mẫu bên phải, trên cùng trong hình 12). Như mong đợi, đặc tính hydrophane xuất hiện làm thuận tiện cho việc thấm của dung dịch đường và acid vào opal.

Thậm chí có thể có được màu đậm hơn trong opal hydrophane bằng cách thay đổi nguồn carbon và sự tập trung của nó, bản chất của acid và sự tập trung của nó và cuối cùng là nhiệt độ và thời gian đun trong cả 2 dung dịch. Những thí nghiệm như thế đang được tiến hành và kết quả sẽ cho các chuyên gia đá quý ý tưởng hay hơn về việc xử lý trong tương lai có thể xảy ra của loại opal với số lượng phong phú này.

(Theo Benjamin Rodeau (benjamin.rondeau@univ-nantes.fr), Emmanuel Fritsch, Francesco Mazzero Opalinda, Paris Jean-Pierre Gauthier, Trung tâm nghiên cứu đá quý, Nantes, Pháp trong Gem News International, quyển G&G Winter 2011)