Bản tin tháng 06/2015

Musgravite Từ Myanmar

Mới đây, hai viên đá kích cỡ nhỏ, gần không màu được cho là từ Myanmar (0,11 và 0,24 ct; hình 1) đã được Brad Payne (The Gem Trader, Surprise, Arizona) cho GIA mượn để nghiên cứu. Cả hai mẫu đều có chỉ số chiết suất là 1,718 – 1,723 và tỉ trọng thủy tĩnh là 3,66 (được tính toán, đo đạc từ các phép đo quang học bằng thiết bị Sarin, cho phép do các mẫu có kích thước nhỏ). Cả hai đều cho thấy phản ứng phát huỳnh quang màu cam rất yếu đối với bức xạ UV sóng dài và màu đỏ yếu dưới cực tím sóng ngắn.

Các đặc điểm này nằm trong phạm vi đặc trưng cho musgravite và taaffeite, có thành phần và cấu trúc hóa học tương tự nhau. Phân biệt giữa hai khoáng vật này đòi hỏi phải sử dụng hình ảnh hấp thu của phổ Raman hoặc phổ nhiễu xạ tia X. Việc quyết định kết luận các mẫu này là musgravite đã được thực hiện bằng phương pháp quang phổ Raman (xem thêm L. Kiefert và K. Schmetzer, “Phân biệt taaffeite và musgravite”, Journal of Gemmology, Vol. 26, No. 3, 1998, trang 165 – 167. Mặc dù, trong những năm vừa qua, nhiều viên đá đã được gửi đến phòng giám định GIA với tên gọi là musgravite, nhưng hiếm khi chúng được xác nhận như vậy (xem G&G Summer 1997, phần Gem News, trang 145 – 147; Spring 2001 Lab Notes, trang 60 – 61).

Quan sát bằng kính hiển vi ngọc học cho thấy một cấu trúc tăng trưởng rối, rất lộn xộn và các hạt, que, kim không màu rải rác khắp nơi. Ngoài ra còn nhìn thấy vô số tiểu cầu hình lục giác màu đen, được xác định bằng phân tích Raman là than chì (hình 2). Thật thú vị, tất cả các tiểu cầu than chì hiện diện ở dạng tinh thể này nằm theo hàng bên trong musgravite chủ.

Thông tin từ người bán hàng cho ông Payne, “taaffeite” Burmese (bao gồm một tỉ lệ nhỏ musgravite) được khai thác từ Chaunggyi, cách Mogok vài km về phía Tây Bắc. Mặc dù việc khai thác khá hạn chế, nhưng ngày càng có nhiều khoáng vật musgravite xuất hiện trên thị trường do những thợ mỏ dần nhận thức được sự tồn tại của loại ngọc quý hiếm này. Do sự trùng lấp về các tính chất vật lý giữa musgravite và taaffeite, nên viên đá đang bị nghi ngờ là musgravite, khoáng vật hiếm hơn taaffeite đã được gửi đến phòng giám định đá quý đủ điều kiện để xác định chính xác là đá gì.

(Theo Nathan Renfro (nrenfro@gia.edu), GIA, Carlsbab, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)

Đá Ghép Opal–calcite

Các đá ghép thường được lắp ráp từ các vật liệu đá quý mờ đục như turquoise, chalcedony và chrysocolla đã trở nên khá phổ biến trong những năm gần đây, bằng chứng là đã có một lượng lớn mẫu loại này được gửi đến phòng giám định đá quý ở Jaipur, Ấn Độ. Mới đây, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra một viên đá mài dạng cabochon, hình oval, màu trắng – nâu, trong mờ đến đục (hình 3), thực chất nó là đá ghép với sự kết hợp đặc biệt khác thường của các vật liệu đá quý.

Mẫu đá nặng 8,54 ct và có kích thước 18,03 × 13,12 × 4,63 mm. Thoạt nhìn, nó dường như là một viên đá chứa một số khoáng vật màu nâu và trắng, nhưng sự hiện diện của các mạch màu vàng đã loại trừ khả năng nó là đá đa khoáng, mà nghi ngờ nó là một sản phẩm nhân tạo. Kiểm tra kỹ viên đá cabochon này từ tất cả các phía cho thấy có bốn khu vực khác nhau – bao gồm một loại polymer không màu, các mạch và đốm màu vàng, một khoáng vật màu nâu và một khoáng vật màu trắng – tất cả đều cho thấy ánh bề mặt khác nhau (hình 4, bên trái). Ở phần đáy cabochon, các hạt khoáng vật màu trắng riêng lẻ được dính chặt với polymer không màu, cũng như các khu vực màu vàng gồm các mảnh vụn mịn trộn lẫn với kẽm (hình 4, bên phải). Những đặc điểm này phù hợp với những đặc điểm được quan sát trong một vật liệu đá ghép (xem bài viết của G. Choudhary, “A new type of composite turquoise – Một kiểu đá ghép turquoise mới”, Summer 2010 G & G, trang 106 – 113).

Mặc dù viên đá cabochon này được nhận định là đá ghép nhưng các thành phần của nó vẫn chưa được xác định chính xác. Các chỉ số chiết suất điểm RIs lần lượt là 1,56 và 1,45 được đo đạc tại các phần màu trắng và nâu. Phần màu trắng cũng cho thấy có hiện tượng lưỡng chiết lớn, thường liên quan với các khoáng vật cacbonate như calcite, trong phần màu nâu thì không thấy có hiện tượng này. Dưới chiếu xạ cực tím sóng dài và ngắn, phần lớn viên đá cabochon này vẫn trơ, ngoại trừ sự phát quang màu trắng yếu được quan sát thấy trên các phần màu trắng. Ngoài ra, dưới độ phóng đại ở phần màu trắng thấy có các mặt phẳng phân tách, màng mỏng chứa chất lỏng, bao thể dạng đám mây màu trắng và hiện tượng doubling – nhân đôi cạnh giác, trong khi đó phần màu nâu có bao thể dạng mây sữa mịn như bông tuyết.

Chiết suất điểm và đặc điểm dưới kính phóng đại xác định phần màu trắng là calcite và phần nâu là opal, nhưng chỉ dựa vào các kiểm tra này thì chưa đủ để chứng minh danh tính của chúng. Phổ Raman của phần màu trắng trong dãy hấp thu từ 200 – 2000 cm^-1 (sử dụng tia laser 532 nm) cho thấy nhiều đỉnh sắc nét ở 281, 482, 712, 1086 (mạnh nhất), 1435 và 1749 cm^-1; những đỉnh này ghi nhận là đặc trưng cho calcite. Phổ Raman của phần màu nâu cho thấy các dãy hấp thu rộng ở khoảng 400 – 500, 800 và 1000 cm^-1; không có vạch hấp thu sắc nét nào được ghi nhận ngoại trừ đỉnh hấp thu 487 cm^-1. Những vạch hấp thu này được cho là liên quan với các khoáng vật vô định hình như opal (opal-A) và đỉnh 487 cm^-1 được gắn liền với các chuyển động của nhóm Si–O (xem bài viết của C. J. Brinker và cộng sự, “NMR confirmation of strained ‘defects’ in amorphous silica”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 99, 1988, trang 418 – 428).

Việc xác định viên đá cabochon này là đá ghép thì rất đơn giản, nhưng các thành phần chính xác là gì thì khó phát hiện hơn. Mặc dù quang phổ Raman đã xác định được các vật liệu có mặt, nhưng mục đích của việc sử dụng hai khoáng vật này để tạo ra viên đá ghép như thế này thì vẫn còn là điều khó hiểu, chưa rõ mục đích. (Theo Gagan Choudhary (gagan@gjepcindia.com), Gem Testing Laboratory, Jaipur, India, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)

Scapolite Phân Đới Từ Ấn Độ

Phần GNI quyển G&G Spring 2011 (trang 59) đã ghi nhận scapolite màu vàng chất lượng quý từ Karur ở miền Nam Ấn Độ thuộc bang Tamil Nadu. Trong một lần đến thăm một người bán đá địa phương, tác giả bài viết đã nhìn thấy những lô hàng scapolite dạng đá thô và mài giác, chúng cho thấy có sự phân đới mạnh khi nhìn bằng mắt trần (không sử dụng kính phóng đại). Chúng đã được khai thác từ cùng một khu vực mỏ ở Karur. Từ các lô hàng này, ông đã mua được một mẫu đá thô và một viên mài giác. Viên đá mài giác nặng 9,10 ct được mài dạng hỗn hợp hình oval, trong khi mẫu đá thô nặng 4,18 g dạng lăng trụ bốn mặt với hai đầu chóp bị gãy một phần (hình 5). Cả hai mẫu đá đều có màu vàng rất nhạt với các đới màu nâu mạnh.

Kiểm tra các đặc điểm ngọc học cơ bản trên mẫu mài giác ghi nhận giá trị chiết suất RI là 1,548 – 1,570, với quang dấu âm, một trục quang và độ lưỡng chiết là 0,022; tỉ trọng thủy tĩnh SG của nó đo được là 2,66. Những giá trị này phù hợp với những đặc trưng của scapolite. Cả hai mẫu đều phát quang màu hồng cam mạnh (gần như đỏ) dưới chiếu xạ UV sóng ngắn và trơ dưới cực tím UV sóng dài. Không có vạch hấp thu nào được nhìn thấy khi quan sát bằng quang phổ kế để bàn. Các đới màu xuất hiện không đều và cho thấy một số bao thể dạng bông tuyết dọc theo các mặt nhất định. Điều này đã được kiểm chứng dưới kính có độ phóng đại cao hơn (hình 6, trái). Dưới ánh sáng phản chiếu, các mặt phẳng này có vẻ óng ánh rất nhiều màu, hầu hết các màu trong quang phổ.

Quan sát chi tiết hơn ở độ phóng đại cao cho thấy một số đặc điểm góc cạnh. Mặc dù các mặt phẳng này giao với nhau 90º, nhưng các đặc điểm bên trong chúng dường như đi theo các mặt chóp đôi, được xác định bởi góc và hướng của chúng (hình 6, phải). Khoáng vật màu nâu này được tìm thấy dọc theo các mặt phẳng theo hai hướng cắt nhau ở gần 90º (hình 7), được định hướng dọc theo chiều dài tinh thể (trục c của nó). Kiểm tra mẫu đá thô cho thấy những mặt phẳng màu nâu nhạt này được định hướng dọc theo các mặt lăng trụ, theo các mặt phẳng cát khai. Một số bao thể màu nâu nhạt cũng được xếp dọc theo các mặt phẳng tinh thể hình đôi mặt. Hình ảnh và hướng tổng thể của các đới cho thấy rằng một số khoáng vật đã được tách ra dọc theo các mặt phẳng cát khai, theo các mặt chóp đôi, như giả thuyết về các đặc điểm góc được mô tả ở trên.

Những tiểu cầu màu nâu này không thể được xác định một cách chắc chắn, nhưng phổ Raman cho thấy sự hiện diện của lepidocrocite, trước đây đã được ghi nhận là chất lấp đầy trong các khe nứt mảnh của scapolite (E. J. Gzigelin và J. I. Koivula, Photoatlas of Inclusions in Gemstones, Vol.1, NXB ABC, Zurich, 1997, trang 368 – 369). Trong phần GNI quyển G&G Spring 2011 đã ghi nhận sự hiện diện của scapolite màu vàng chất lượng quý từ vùng mỏ Karur, tuy nhiên khoáng vật này có lẽ phù hợp với vai trò là đá sưu tập hơn là sử dụng làm trang sức vì tính cát khai mạnh của nó. (Theo Gagan Choudhary, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)

Đá Dumortierite – Thạch Anh Có Vẻ Ngoài Giống Sapphire

Phòng giám định đá quý ở Jaipur, Ấn Độ, đã nhận một mẫu đá màu xanh, đục, được yêu cầu giám định dưới tên gọi sapphire. Viên đá cabochon này nặng 5,16 ct (hình 8, trái) có kích thước 12,59 × 10,28 × 4,71 mm. Khi kiểm tra dưới nguồn sáng đèn sợi quang, mẫu vật cho thấy màu xanh không đồng đều thường liên quan đến khoáng vật nhuộm màu, có thể là thạch anh nhuộm màu.

Kiểm tra các đặc điểm ngọc học ghi nhận được chiết suất điểm RI lờ mờ ở khoảng 1,55 và tỉ trọng thủy tĩnh SG là 2,99. Đá có phát quang màu xanh mạnh dưới chiếu xạ cực tím sóng ngắn và trơ với UV sóng dài. Nó không có phản ứng khi xem với kính lọc màu Chelsea và không có sự hấp thu rõ ràng nào khi quan sát bằng quang phổ kế để bàn, các đặc điểm này có thể đã loại trừ khả năng nó là đá nhuộm màu. Chỉ số chiết suất phù hợp với thạch anh, nhưng giá trị tỉ trọng thì lại loại trừ khả năng đó. Do bề mặt cong và sự chắn sáng của viên đá dạng cabochon nên nhóm nghiên cứu đã yêu cầu khách hàng cung cấp một mẫu thử khác, đá được đánh bóng phẳng một mặt, để có thể nghiên cứu vật chất này một cách toàn diện và đúng đắn nhất. Khách hàng đã cung cấp một lát mỏng khoáng vật này (hình 8, phải), mẫu đá cho phép ánh sáng đi qua dễ dàng. Các thuộc tính của mẫu lát mỏng này tương tự như các đặc điểm được ghi nhận trên viên đá cabochon. Tuy nhiên, có đến hai trị số chiết suất được ghi nhận khi dịch chuyển nhẹ lát mỏng. Mặc dù các vạch chỉ số này không rõ ràng, nhưng các vạch bóng được nhìn thấy ở khoảng 1,54 và 1,68.

Những quan sát ban đầu từ kính hiển vi ngọc học của lát mỏng với ánh sáng xuyên thấu mạnh cho thấy có sự tập trung màu xanh dọc theo ranh giới của các hạt màu trắng đến không màu, như được thấy trong các vật liệu nhuộm màu (hình 9, trái). Tuy nhiên, trong các khe giữa các hạt này thì rộng hơn so với trong thạch anh nhuộm màu hoặc bất kỳ vật chất nhuộm màu nào khác. Khi kiểm tra thêm về lát mỏng, kết cấu hạt màu xanh và trắng không đồng nhất trở nên rõ ràng, trong đó một số hạt màu xanh cũng có thể nhìn thấy được. Ánh sáng phản chiếu cho thấy sự khác biệt rõ ràng giữa các phần màu xanh và màu trắng (hình 9, phải). Các hạt không đều màu trắng có cạnh sắc nét, phần màu xám trong hình, dường như được khảm trong phần nền màu xanh. Ngoài ra, phần màu trắng có ánh mờ hơn nhiều so với phần màu xanh. Những đặc điểm này cho thấy màu xanh thực sự tự nhiên và màu không đồng đều này không phải là kết quả của việc nhuộm màu, mà là sự pha trộn của các khoáng vật màu trắng và xanh.

Quang phổ UV–Vis–NIR của lát mỏng trong vùng từ 200 – 2000 nm cho thấy các dãy hấp thụ rộng (hình 10) tập trung ở ~ 290 và ~ 610 nm, được gán cho do sự dịch chuyển điện tích giữa Fe²⁺ – Ti⁴⁺ (xem bài viết của Platonov và cộng sự, “Fe²⁺ – Ti⁴⁺ charge–transfer in dumortierite – sự dịch chuyển điện tích giữa Fe²⁺ – Ti⁴⁺ trong dumortierite”, European Journal of Mineralogy, Vol. 12, No. 3, trang 521 – 528). Điều này đã được xác nhận bởi phân tích phổ EDXRF, qua đó phát hiện sự hiện diện của Fe và Ti cùng với Al, Si, Ca và As. Trong hình ảnh dưới thiết bị DiamondView, các phần màu xanh cho các phản ứng màu xanh mạnh trong khi các hạt màu trắng vẫn trơ (hình 11).

Phân tích Raman sử dụng tia laser có bước sóng 530 nm đã xác nhận các khoáng vật màu xanh và trắng tương ứng là dumortierite và thạch anh. Durmortierite màu xanh có các đỉnh chính trong vùng 200 – 2000 cm^-1 ở ~ 206, 290, 396, 446, 506, 844, 945 và 1068 cm^-1, trong khi thạch anh trắng cho thấy các đỉnh chính ở ~ 206, 263, 353, 464, 807, 1080 và 1157 cm^-1.

Các đỉnh này phù hợp với các đỉnh được ghi nhận cho dumortierite và thạch anh trong cơ sở dữ liệu RRUFF. Hơn nữa, giá trị tỉ trọng thủy tĩnh SG là 2,99 cho thấy thành phần của nó chứa khoảng 54,64% thạch anh và 45,36% dumortierite (giả định SG là 2,65 cho thạch anh thuần khiết và 3,40 cho dumortierite, cùng với điều kiện bỏ qua các khoáng vật phụ khác).

Việc xác định mẫu vật này sẽ khó khăn khi không có phân tích Raman, mặc dù các phản ứng dưới chiếu xạ UV và vạch bóng vạch chiết suất lờ mờ cũng đưa ra được một số chứng cứ. Nhiều năm qua, dumortierite đã được biết là thường cộng sinh với thạch anh dưới dạng đá đa khoáng và dạng khối, nhưng nó không được nhìn thấy thường xuyên ở dạng đá có khả năng thương mại, có lẽ do thiếu nhận thức hoặc vì nó bị hiểu sai, như trong trường hợp này. Khách hàng không có thông tin về nguồn gốc của các mẫu vật này, do chúng được mua tại khu chợ nhỏ ở địa phương, nhưng dumortierite trong thạch anh đã được ghi nhận là có ở Ấn Độ (R. Webster, Gems, tái bản lần thứ 5, được hiệu chỉnh bởi P. G. Read, Butterworth–Heinemann, Oxford , UK–Anh, 1994).

(Theo Gagan Choudhary, phần Gem News International, quyển G&G Spring 2013)