Bản tin tháng 05/2015

SỬ DỤNG NHIỀU PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT ĐỂ SO SÁNH

GIỮA NGÀ VOI HIỆN ĐẠI VÀ NGÀ VOI HÓA THẠCH (Tiếp theo)

Phân tích hóa:

Phổ hồng ngoại: Theo Dan và những người khác (2006) thì ngà voi có thành phần chủ yếu gồm hydroxyapatite có nguồn gốc sinh vật và collagen. Hydroxyapatite của các sinh vật sống được kết tinh ở một mức không đáng kể. Trong quá trình bị chôn vùi, hydroxyapatite không kết tinh sẽ bắt đầu kết tinh nhờ vào quá trình hóa đá. So sánh phổ FTIR giữa ngà voi hiện đại và ngà voi hóa thạch ít bị phong hóa nhất (hình 12) cho thấy những kết quả sau:

1. 4000–3000 cm^-1: ngà voi hiện đại có một dãy phổ hấp thu IR rộng quanh đỉnh 3320 cm^-1. Trong lớp ít bị phong hóa nhất của ngà voi hóa thạch một số vạch hấp thu sắc nét được nhìn thấy ở giữa 3300 và 3500 cm^-1. Dan và những người khác (2006) chứng minh rằng những dãy phổ hấp thu giữa 3300 và 3500 cm^-1 được tạo ra bởi sự chuyển động kéo giãn của hydroxyl, điều đó cho thấy rằng ngà voi hóa thạch có hàm lượng nước thấp hơn trong ngà voi hiện đại.

2. 3000–2000 cm^-1: Các đỉnh phổ hấp thu của ngà voi hiện đại ở 2927 và 2855 cm^-1 có được từ collagen (Qi và những người khác, 2005). Bởi vì những mẫu này được cầm bằng bao tay và đã lau chùi bằng cồn và làm khô trong không khí nên đã loại trừ khả năng ảnh hưởng từ các tạp chất bẩn. Đỉnh hấp thu của ngà voi hiện đại ở 2927,60 cm^-1 được tạo ra bởi sự chuyển động kéo giãn không đối xứng của nhóm CO₃^2- và đỉnh 2855,51 cm^-1 được tạo ra bởi sự chuyển động kéo giãn đối xứng của các nhóm CO₃^2- (Farmo, 1982). Phổ hấp thu IR của ngà voi hóa thạch có đỉnh phổ hấp thu yếu gần 3000 cm^-1 cho thấy sự mất một lượng callogen đáng kể sau khi bị chôn vùi hàng chục ngàn năm (Qi và những người khác, 2005).

3. 2000–1000 cm^-1: Phổ IR của ngà voi hiện đại có 2 đỉnh hấp thu mạnh tại 1660,79 cm^-1 và 1557,66 cm^-1 được tạo ra bởi sự chuyển động xoay của nước liên kết hay sự xoắn trong liên kết H–O–H. Phổ của ngà voi hóa thạch chỉ cho thấy một đỉnh hấp thu yếu ở 1642,22 cm^-1, cho thấy hàm lượng nước thấp hơn nhiều (Zhou và những người khác, 1999). Cả hai loại ngà voi đều có một dãy phổ hấp thu mạnh ở khoảng 1038,90 cm^-1 được tạo ra bởi sự chuyển động kéo giãn không đối xứng của nhóm PO₄^3-, bởi vì thành phần chính của chúng là hydroxyapatite. Những hydroxyapatite có nguồn gốc sinh vật có 3 đỉnh phổ hấp thu ở 1541–1548, 1455 và 1417 cm^-1 (Huang và những người khác, 2007).

4. 1000–400 cm^-1: Cả hai loại ngà voi đều có 2 đỉnh hấp thu và không có sự khác biệt rõ ràng nào ở vùng này.

Phân tích LIBS: Ngà voi gồm 70% hydroxyapatite (một số calcium được thay thế bởi magnesium) và 30% hợp chất hữu cơ (các sợi collagen). Vì thế những nguyên tố chính của hai loại là giống nhau: Ca, Na, Mg, P, H, C, N và O trong đó có sự tập trung nhiều hơn của các nguyên tố Ca, Na và Mg (hình 13–16) (Muller và những người khác, 2011; Huang và những người khác, 2007; Dan và những người khác, 2006).

So sánh số liệu LIBS của ngà voi hiện đại và 3 lớp của ngà voi hóa thạch (Table – bảng 1), nhóm nghiên cứu thấy rằng:

1. Ngoài thành phần nguyên tố chính trong cả hai loại ngà voi, ngà voi hiện đại còn có Hg, Cr và Si; lớp màu trắng của ngà voi hóa thạch thì có chứa Fe, Ti, Mn và Al.

2. Nguyên tố Al và Ti có trong lớp màu trắng của ngà voi hóa thạch nhưng lại không có mặt trong các lớp màu nâu và màu đen.

3. Lớp bề mặt màu đen trong ngà voi hóa thạch có chứa một ít Si và nó không có mặt trong các lớp màu trắng và màu nâu.

 

Theo ghi nhận của Wilson và Pollard (2002), những thay đổi hóa học hoàn tất khi có sự cân bằng nhiệt động lực giữa vật chất cổ xưa và môi trường xung quanh. Theo nguyên lý này thì tất cả chất xương dường như có thành phần hóa học giống nhau dưới những điều kiện môi trường giống nhau. Nhóm nghiên cứu suy luận ra rằng Sr và Ba thường thay thế cho Ca trong apatite của cả hai loại ngà voi. Do môi trường sống khác nhau của voi mammoth và voi hiện đại nên Fe, Mn, Ti và Al thay thế Ca trong ngà voi mammoth; Hg, Cr và Si thay thế Ca trong ngà voi hiện đại.

 

Singh và cộng sự (2006) phát hiện hàm lượng của nguyên tố P, Mg và Cr trong ngà voi Châu Á cao hơn trong các loại ngào voi Châu Phi. Vì thế có thể phân biệt ngà voi hóa thạch và hiện đại bằng cách phân tích hàm lượng các nguyên tố vi lượng của chúng. Mặc dù những nghiên cứu hiện tại của nhóm cho thấy một số sự khác biệt giữa hai loại ngà voi nhưng với nhiều mẫu khác cần có sự cân nhắc thêm khi xác định.

KẾT LUẬN

Sự so sánh trong nghiên cứu này giữa ngà voi hóa thạch và hiện đại cho thấy nhiều cách để phân biệt chúng. Các góc Schreger thường được sử dụng để xác định các loại ngà voi khác nhau nhưng những điều này không đáng tin cậy. Góc Schreger được quan sát có thể thay đổi tùy vào lớp ngà và góc cắt tương ứng với chiều dài của ngà. Nghiên cứu dưới kính hiển vi các mẫu ngà voi hóa thạch cho thấy các đường bị đứt gãy, các khe nứt, các rãnh dài và các đường khe rãnh, điều này không thấy trong các mẫu ngà voi hiện đại. Phổ hồng ngoại của ngà voi hiện đại cho thấy các đỉnh hấp thu rõ rệt liên quan đến collagen trong khi đó ngà voi hóa thạch không có những đỉnh này. Tương tự vậy, các đỉnh hấp thu liên quan đến nước liên kết được cho là có trong phổ của ngà voi hiện đại và yếu trong phổ của ngà voi mammoth. Nghiên cứu FTIR chứng tỏ hiệu quả trong việc xác định hai loại ngà voi. Phân tích LIBS cho thấy rằng ngoài những nguyên tố chính phù hợp với cả hai loại ngà voi, ngà voi hóa thạch màu trắng còn có Fe, Ti, Mn và Al, trong khi đó ngà voi hiện đại có Hg, Cr và Si. Sự khác nhau trong sự tập trung yếu tố vi lượng có tiềm năng trợ giúp khá hữu hiệu trong việc xác định ngà voi hóa thạch và ngà voi hiện đại.

(Theo Zuowei Yin, Pengfei Zhang, Quanli Chen, Qinfeng Luo, Chen Zheng, and Yuling Li, bài Comparison Of Modern And Fossil Ivory, quyển G&G Spring 2013)

 

Apatite Mắt Mèo Màu Xanh

Apatite là nhóm khoáng thuộc hệ tinh thể sáu phương với công thức hóa học là Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH).  Nó có nhiều màu và thường trong suốt đến trong mờ. Apatite phổ biến nhất là loại giàu fluorine, được biết với tên gọi là fluorapatite. Apatite màu xanh đặc biệt hiếm và được nhiều người ưa chuộng. Nghiên cứu trước đây cho thấy rằng do sự giống nhau giữa hấp thu quang học và phổ bức xạ của apatite màu xanh tự nhiên và các hợp chất nhân tạo có chứa thành phần MnO₄^3-. Màu xanh có được là do sự thay thế PO₄^3- với MnO₄^3- (P. D. Johnson và những người khác, “Apatite: Nguồn gốc màu xanh của đá”, Science, Vol. 141, No. 3586, trang 1179–1180). Dãy lụa óng ánh là hiện tượng rất phổ biến trong các tinh thể apatite có màu chủ đạo lục hoặc vàng. Tuy nhiên apatite màu xanh đậm có hiệu ứng mắt mèo là rất hiếm.

Tại hội chợ GJX năm 2013 ở Tucson, Công ty TNHH Duarte & Bastos từ Teofilo Otoni, Brazil có trưng bày một viên apatite mắt mèo màu xanh đậm mài dạng cabochon, nặng 12,50 ct (hình 17). Viên đá được cho là từ Brazil. Nó có màu chủ đạo là xanh neon và hiệu ứng mắt mèo rất sắc nét được nhìn thấy dưới nguồn ánh sáng tập trung cao (đèn pha, đèn tia). Cần nghiên cứu nhiều hơn nữa để xác nhận nguồn gốc màu của viên đá này.

(Theo Tao Hsu, GIA, Carlsbad, phần News International, quyển G&G Spring 2013)

 

Trang Sức Da Cá Đuối Đẹp Mê Hồn

Da (da thuộc) xưa nay đã được dùng trong trang sức, kết hợp với kim loại quý và đá quý để làm tăng thêm sự lựa chọn cho sở thích làm đẹp đặc biệt của con người. Sự đa dạng về hoa văn họa tiết từ các loại da động vật khác nhau tạo ra nguồn chất liệu phong phú cho các nhà thiết kế.

Bộ sưu tập của Ferraccia Jewelry trưng bày rất nhiều sản phẩm từ da cá đuối tại triển lãm AGTA, trong đó có vòng đeo tay (hình 18), dây chuyền, hoa tai, nhẫn, thắt lưng, ví, và bao da đựng điện thoại di động. Cá đuối gai độc không được liệt vào loài có nguy cơ tuyệt chủng. Chúng được đánh bắt, khai thác như một món ngon ở Châu Á và một số nước Đông Âu. Da được sử dụng trong bộ sưu tập này chỉ được làm từ phần da ở phần lưng cá đuối. Phần da này, đóng vai trò là áo giáp và xương sống của động vật, hiếm khi rộng vượt quá 10 inch và dài quá 17 inch (hình 19). Da cá đuối được đánh bóng phô bày hình ảnh họa tiết độc đáo giống như có hàng trăm hạt ngọc trai lấp lánh dưới nguồn ánh sáng thích hợp. Họa tiết này có thể cảm nhận qua xúc giác cũng như thị giác. Phải tốn rất nhiều công sức mới có thể thành công trong việc thuộc da và hoàn thiện để có được sản phẩm da có màu sắc đậm và có độ bền nhất định. Ba mươi màu nhuộm khác nhau đã được tạo ra tùy nhu cầu, và mỗi tấm da có hoa văn riêng, làm tăng thêm sự độc đáo và hấp dẫn kỳ lạ.

Da cá đuối cũng rất bền với các hạt nhỏ đều bắt nguồn từ mặt dưới của da. Với sự chăm sóc thích hợp, nó sẽ kéo dài tuổi thọ sản phẩm nhiều hơn. Một miếng vải ẩm, làm khô tự nhiên trong không khí, dầu (sáp) đánh bóng da xà phòng nhẹ được sử dụng để loại bỏ tất cả chất bẩn bám nằm lọt giữa các hạt dạng ngọt trai trên lớp da.

(Theo Tao Hsu, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)

 

Emerald Cấu Trúc Căm Xe Kép Hiếm Gặp

Thuật ngữ “trapiche – căm xe”, được đặt theo tiếng Tây Ban Nha có nghĩa là bánh xe được sử dụng để xay ép cây mía, mô tả một hiện tượng tăng trưởng rất đặc biệt. Cấu trúc này cơ bản thường bao gồm hình ảnh sao sáu tia, lõi hình lục giác sậm màu hoặc trong suốt (sạch – không chứa tạp chất) ở trung tâm và có sự kết nối giữa lõi và tinh thể phía bên ngoài tạo hình rẽ quạt. Nó thường liên quan với đá emerald, nhưng corundum, tourmaline, thạch anh và andalusite cũng được ghi nhận có dạng cấu trúc căm xe (T. Hainschwang và cộng sự, “Tourmaline căm xe từ Zambia, quyển Spring 2007 G&G, trang 36 – 46). Trong 40 năm qua, các nhà ngọc học đã cố gắng giải thích hiện tượng này, các giả thuyết thường lý giải nó liên quan đến sự khác nhau về tốc độ tăng trưởng và điều kiện tăng trưởng.

Tại triển lãm AGTA, công ty Equatorian Imports đã trưng bày hai mẫu emerald với hoa văn “cấu trúc căm xe kép” rất hiếm gặp. Chúng nặng khoảng 1,77 ct mỗi viên và được báo cáo là khai thác từ Muzo, Columbia. Thay vì có hình ảnh sao sáu tia, thì hai viên đá này lại có hình ảnh mười hai tia tỏa ra từ trung tâm (hình 20). Không có phần lõi ở trung tâm. Sao mười hai tia hiện diện dường như do sự kết hợp của hai sao sáu tia sắp xếp hơi lệch nhau. Các tia có hình ảnh nhánh cây, một vài trong số chúng đan xen nhau. Không giống như các cấu trúc căm xe được ghi nhận trước đây, hai mẫu vật này cho thấy có ít nhất ba khu vực tăng trưởng. Sự hình thành của cấu trúc căm xe kép này là đặc biệt hiếm thấy nhất.

 (Theo Tao Hsu, phần Gem Mews International, quyển G&G Spring 2013)

 

Hạt Nút Bằng Đá Nguồn Gốc Từ Mỹ

Tại triển lãm AGTA, công ty Columbia Gem House (Vancouver, Washington) đã giới thiệu bộ sưu tập hạt nút bằng đá xuất xứ từ Mỹ. Các viên đá được thu thập từ khoảng 25 tiểu bang khác nhau, sau đó được xử lý và hoàn thiện trong các cơ sở cắt mài nội bộ của công ty. Những viên đá được cắt và tạo hình thành các nút tròn và được khoan lỗ theo nhiều hướng khác nhau. Mỗi hạt nút có độ dày khoảng 3 – 4 mm và đường kính từ 1 – 3 cm. Một số được đánh bóng, trong khi số khác thì vẫn để nguyên dạng nhám đục. Đá quý tự nhiên được gắn lên một số hạt nút bằng đá này, làm nổi bật màu sắc cho cả hai.

Bộ sưu tập này có rất nhiều loại đá (hình 21). Mạch thạch anh màu xanh, sự kết hợp của đá gốc thạch anh với các mạch azurite màu xanh, được phát hiện ở bang Washington. Có lẽ sản phẩm hấp dẫn nhất là thỏi gạch chứa đồng từ nhà máy luyện đồng Michigan. Qua nhiều năm, đồng nóng chảy rơi trên sàn và bịt kín các vết nứt trong viên gạch, mang lại cho chúng một vẻ ngoài độc đáo sau khi đánh bóng. Serpentine màu lục, đá từ tiểu bang California, là một loại đá biến chất có thành phần gồm các khoáng chất silicate giàu magnesium. Amazonite từ Virginia là một loại microcline màu lục phớt xanh đẹp mắt. Với một số sọc albite nhỏ, nó hiển thị họa tiết màu xanh và trắng xen kẽ nhau. Từ vùng núi Utah thì có khoáng vật bertrandite, một nguồn mỏ beryllium bao gồm nhiều khoáng vật khác nhau. Bertrandite chỉ là một thành phần khoáng vật của đá, nó khá hiếm; hầu hết bị phá hủy trong máy nghiền quặng trước khi chúng được thu nhặt để sử dụng trong thị trường trang sức. Các mẫu vật thú vị khác bao gồm rhodonite từ Colorado, jasper đen và agate polka-dot từ Oregon, oligoclase từ Nevada, san hô từ Alaska và đá từ sông băng ở Idaho.

Các hạt nút bằng đá được bán riêng lẻ. Nhà thiết kế hoặc người tiêu dùng có thể sử dụng chúng trong bất kỳ kết hợp nào để tạo ra hình ảnh phong cách của riêng họ. Các hạt nút có thể được xâu chuỗi lại với nhau, gắn trên trang sức kim loại, đính trên da hoặc các vật liệu khác để tạo thành vòng cổ và vòng đeo tay đầy cá tính. (Theo Tao Hsu, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)