Bản tin tháng 07/2010

Các Dạng Cắt Kỳ Lạ Ở Kim Cương

Vào tháng 3 năm 2009 phòng giám định ở New York nhận được một số viên kim cương có sự sắp xếp các mặt giác khác thường và độc đáo. Chúng có hình dạng từ tròn, nệm đến giọt nước và chữ nhật, nhưng tất cả một đặc điểm chung: phần trên có dạng vòm đầy các mặt giác, không có viên nào có mặt bàn cả, chỉ có một mặt giác dạng giác chóp đáy nhỏ ở trung tâm của phần trên (hình 1). Chúng tôi thật ngạc nhiên khi thấy những dạng cắt thử nghiệm này lại được áp dụng trên những viên kim khá lớn và đẹp, hầu hết có trọng lượng từ 2 đến 7 ct và trên các viên kim cương có màu sắc khác nhau.

Các dạng cắt kim cương mà thiếu giác mặt bàn thường gây khó khăn trong việc tính toán trên toàn bộ kích thước và góc phần trên, góc đáy, bởi vì đặc trưng của mặt bàn là mặt tham chiếu chính để dựa vào đó đo được các góc. Việc mô tả dạng cắt mài (hình dạng và kiểu cắt) cũng trở nên khó khăn do không có thuật ngữ chuẩn nào trong từ điển GIA giải thích đầy đủ những kiểu cắt như thế.

Tuy nhiên chúng tôi thật ngạc nhiên pha với thích thú khi thấy số đá đó có các giác cắt đối xứng cân đối, điều đó rất bất thường đối với dạng cắt kim cương không truyền thống (và thậm chí đối với dạng cắt kiểu chuẩn). Khi chúng tôi so sánh một viên cắt dạng tròn với một viên tròn, giác cúc (được phân cấp bởi GIA là “xuất sắc”) có cùng đường kính, thì viên tròn giác cúc nhìn thấy tối hơn rõ rệt với các giác cắt đối xứng ít tinh tế hơn. Chúng tôi không phân tích đường đi ánh sáng bằng cách kẻ tia nhưng chúng tôi tin rằng sự phản chiếu khúc xạ hay tia sáng của các mặt trên được thêm vào cùng với hiệu quả của các đường ánh sáng đã đi vào bên trong của viên kim cương, kết quả là viên kim cương này chiếu sáng hơn và trông có “lửa” hơn.

Chúng tôi tiếp xúc với khách hàng và biết được rằng kiểu cắt mới này vừa được cấp bằng sáng chế và sẽ được đưa ra thị trường với tên “Antwerp Twins”. Tên gọi được chọn nhằm nhắc đến thành phố đầu tiên sản sinh ra cắt mài kiểu này và quả thật những viên kim cương này có 2 phía (phần trên và phần đáy) đều cắt dạng “mặt vòm”, xem trong hình 2.

Kiểu cắt kỳ lạ này thật khó để đo, xếp loại và phân cấp nhưng chúng tôi rất vui vì có cơ hội được xem thành quả của kiểu cắt cách tân này. 

(Theo Ronnie Geurts, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)

Tourmaline Có Dãy Óng Ánh Màu Trắng Bạc Và Vàng

Trong quyển Fall 2001, phần Lab Note (trang 218 – 219), chúng tôi có bài viết về một viên sapphire sao nặng 1,51 ct, hai mặt đều mài cabochon. Một mặt có sao màu trắng bạc 6 cánh và mặt khác có sao màu vàng 6 cánh. Hiệu ứng này chủ yếu là do đới màu và khoảng cách của các bao thể tạo ra hiện tượng kỳ lạ trên bề mặt của viên đá.

Gần đây chúng tôi lại có cơ hội nghiên cứu một viên tourmaline mắt mèo, được cho là từ Mozambique, nó có hiện tượng hai màu tương tự. Viên đá mài 2 mặt cabochon này nặng 5,44 ct (hình 8) được ông Leon M. Agee (Agee Lapidary, Deer Park, Washington) cho GIA mượn nghiên cứu. Viên đá có kích thước 12,01 x 10,59 x 5,46 mm có một dãy mắt mèo màu trắng bạc mạnh ở một bên và một bên có một dãy mắt mèo màu nâu vàng đậm với cường độ và độ sắc nét tương đương. Khi đặt viên cabochon giữa 2 nguồn ánh sáng và xoay thì thấy cả 2 dãy mắt mèo này tắt rồi lại sáng liên tục, làm ta liên tưởng đây là viên chrysoberyl có hiệu ứng mắt mèo sắc nét.

Nghiên cứu dưới kính hiển vi thấy đới màu rất mạnh, một đới màu vàng phớt nâu vàng nằm song song với lớp achroite gần không màu (tourmaline không màu thường được gọi tên là achroite). Bên gần không màu chứa nhiều bao thể dạng ống tăng trưởng rất sắc nét sắp xếp định hướng và phân bố đều đặn đã tạo ra dãy óng ánh rõ nét. Sự phản chiếu từ những bao thể này tạo ra dãy mắt mèo màu trắng bạc (hình 3, bên trái). Các ống tăng trưởng không kéo dài đến khu vực của đới màu vàng phớt nâu; và cũng tương tự như bên đới gần không màu, bên lớp màu này dãy óng ánh màu vàng được tạo ra bởi sự phản chiếu từ các ống lên lớp màu (hình 3, bên phải).

Đây là lần đầu tiên chúng tôi gặp viên tourmaline có hiện tượng hai dãy màu thế này. Cách hợp lý nhất là gắn viên đá trên mề đay với một ổ chấu bao đơn giản để cả 2 mặt đều lộ ra và có thể chiêm ngưỡng được hiệu ứng mắt mèo ở cả hai bên. 

(Theo John I. Koivula, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)

Spessartine Pyrope Đổi Màu Ở Kenya

Viên pyrope-spessartine đổi màu từng được ghi nhận có ở Đông Phi, Sri Lanka và gần đây nhất là ở Madagascar (xem D. V. Manson và C. M. Stockton, “Garnet pyrope-spessartine có đặc điểm màu khác thường”, quyển G&G Winter 1984, trang 200 – 207; Summer 1998, phần Gem News International, trang 138; K. Schmetzer và H. -J. Bernhardt, “Garnet từ Madagascar có sự thay đổi màu từ lục–xanh sang tím”, G&G Winter 1999, trang 196 – 201).

Một mỏ mới garnet đổi màu ở Kenya vừa được thông báo đến GIA bởi Amarjit Saini (Mobu Gems, Los Angeles). Theo người cộng sự của ông ta, Peter C. L. Pereira (Isle of Gems, Arusha, Tanzania), garnet được tìm thấy ở đồi Taita thuộc làng Kamtonga gần khu vực mỏ tsavorite vùng Mwatate. Đặc trưng của vùng này là thường sản sinh ra các khoáng vật màu nâu đến đỏ, nhưng vào tháng 1 năm 2009 người ta đã tìm thấy được vài viên garnet đổi màu lục/đỏ đáng chú ý. Hầu hết đá thô có trọng lượng <1,5 g và thường chỉ mài ra được những viên đá <2 ct, mặc dù vậy hai quý ông này cũng đã được biết đến những viên sạch có sự đổi màu rõ rệt cân nặng từ 8 – 10 ct. Việc sản xuất đã bị gián đoạn do sự tranh chấp về quyền khai thác trong khu vực này.

Ông Saini tặng cho GIA làm mẫu hai viên garnet đổi màu từ mỏ này. Hai viên nặng 1,32 và 1,39 ct lần lượt cắt mài thành hình chữ nhật và hình vuông vạt góc giác tầng. Màu của chúng được quan sát bằng hộp đèn Gretag Macbeth Judge II dưới cả đèn tương đương ánh sáng ban ngày và đèn nóng sáng. Màu của chúng lần lượt thay đổi từ lục đậm phớt xanh sang tím đậm và từ tím phớt xanh xám sang tía (hình 4). Viên garnet nhìn thấy xanh hơn dưới nguồn sáng huỳnh quang khác, cũng tương đương ánh sáng ban ngày nhưng không chuẩn. Không quan sát được sự thay đổi màu đáng kể nào khi thay đổi giữa ánh sáng phản chiếu và ánh sáng xuyên thấu.

Nghiên cứu ngọc học cho ta những đặc điểm sau (những đặc điểm của viên nhỏ hơn được hiển thị trước): chiết suất RI – 1,762 và 1,765; tỷ trọng SG – 3,88 và 3,91; phát quang – trơ dưới cả UV sóng ngắn và sóng dài; phản ứng dưới kính lọc Chelsea – đỏ vừa; và dưới phổ kế để bàn thấy các dãy hấp thu ở ~485, 505 và 575 nm. Phóng đại hơn nữa thì thấy các kim nhỏ óng ánh do phản chiếu ánh sáng (hình 5), trước đây cũng đã quan sát thấy trên viên garnet đổi màu từ Đông Phi và Madagascar (Summer 1998, phần GNI; Schmetzer và Mernhardt, 1999). Phổ Vis-NIR (hình 6) xác định 2 vùng dịch chuyển rõ rệt trong giới hạn nhìn thấy được, đó là đặc điểm của các đá đổi màu, một vùng tập trung ở ~475 nm (vùng màu xanh) và vùng khác trên 650 nm (vùng màu đỏ). Quan sát được những vị trí hấp thu rõ rệt ở 486, 505 và 577 nm và vị trí rất yếu tập trung ở 464, 524 và 688 nm.

Phân tích LA-ICP-MS (Phổ khối lượng – Plasma cảm ứng kép – Bắn laser) phát hiện được Mg và Mn, cho thấy đây là một hỗn hợp pyrope-spessartine; những đặc điểm ngọc học này phù hợp hơn với thành phần của khoáng cuối dãy spessartine. Sự hiện diện của một lượng nhỏ Fe và Ca xác định có một lượng nhỏ là almandine và grossular, theo thứ tự tương ứng. Tác nhân tạo màu bao gồm Fe (bình quân 12,000 ppm-phần triệu), V (4300 ppm) và Cr (500 ppm). 

(Theo Donna Beaton (donna.beaton@gia.edu), Phòng giám định GIA, New York, trong Gem News International, G&G Fall 2009)

Kim Cương Tổng Hợp CVD Màu Hồng 

Kim cương nhân tạo chất lượng quý tăng trưởng bằng cách cô đọng hơi hóa chất (CVD) được giới thiệu trên thị trường trang sức nhiều năm trước, nhưng chỉ có một lượng rất ít được đưa đến phòng giám định GIA để kiểm tra và các viên đó có màu từ gần không màu đến màu nâu (xem trong Lab Note: Spring 2008, trang 67–69; Summer 2008, trang 158–159; Winter 2008, trang 365–367). Tuy nhiên gần đây GIA có giám định một viên kim cương tổng hợp CVD hiếm có với tông màu hồng khác lạ.

Viên đá cắt dạng hình nệm nặng 0,54 ct, ban đầu được đưa đến để làm giấy giám định phân cấp kim cương màu và được phân cấp là màu hồng phớt nâu (hình 7). Mặc dù đã so với nhiều màu tự nhiên làm mẫu đối chiếu thì màu này lại hiếm trong kim cương nhân tạo. Màu này thậm chí được phân bố khắp viên đá. Dưới kính phóng đại, viên đá cho thấy rõ các sọc tăng trưởng dạng gấp khúc xếp thành dãy. Ngoại trừ bao thể dạng chấm nhỏ màu đen (giống như graphite – than chì), ngoài ra không thấy bao thể hay khe nứt nào khác.

Chúng tôi thấy viên đá có phát quang yếu dưới cả UV sóng ngắn và sóng dài. Dưới UV sóng cực ngắn của DiamondView, viên cắt hình nệm có phát quang đỏ cam, khá đều, mạnh và phát lân quang màu vàng khá mạnh, phân bố đều. Chúng tôi không thấy sự phát quang màu xanh phân bố không đều như thường thấy trong nhiều viên kim cương nhân tạo CVD. Hơn nữa cấu trúc sọc tăng trưởng đặc trưng của phương pháp CVD thì thấy không rõ (theo P. Martineau và những người khác “Xác định kim cương nhân tạo làm bằng phương pháp cô đọng hơi hóa chất [CVD]”, quyển G&G, Spring 2004, trang 2 – 25; W. Wang và những người khác, “Kim cương nhân tạo tăng trưởng CVD thế hệ gần nhất từ công ty liên doanh kim cương Apollo”, Winter 2007 G&G, trang 294 – 312).

Phổ hấp thu hồng ngoại cho thấy các đặc tính loại IIa đặc trưng, không phát hiện phổ hấp thu ở vùng của phonon. Những đặc tính đáng chú ý bao gồm các dãy phổ yếu nhưng sắc nét ở 7804, 5219, 4888, 4767, 4648, 4587, 4337 và 3123 cm^-1. Các dãy phổ này là đặc điểm riêng của kim cương tổng hợp CVD và cũng đã được ghi nhận ở các mẫu màu hồng khác (theo Wang và những người khác, 2007). Những đặc điểm đáng chú ý ở phổ hấp thu UV-Vis-NIR (ghi lại ở nhiệt độ nitrogen-nitơ lỏng) bao gồm một dãy rộng khá mạnh tập trung ở ~520 nm, đó là nguyên nhân chính tạo ra màu hồng, một đỉnh kép hấp thu mạnh ở 736,5/736,9 nm có liên quan đến Si và các đỉnh nhọn ở 753,0 và 850,2 nm (hình 8). Sự tập trung phổ tại các đỉnh 753,0 và 850,2 là hơi khó hiểu, nhưng chúng chưa từng được ghi nhận ở kim cương thiên nhiên. Màu của hầu hết kim cương hồng thiên nhiên được tạo nên bởi phổ hấp thu rộng tập trung ở ~550 nm, cao hơn một chút so với dãy 520 nm ở kim cương tổng hợp CVD này. Phổ phát quang bức xạ (PL) được giới hạn bởi các tâm N-V tạo ra (ZPL ở 574,9 nm và 637,0 nm) và có liên quan đến Si (đỉnh kép 736,5/736,9 nm). Ngoài ra còn nhiều đỉnh yếu và sắc nét thấy ở các vùng 460-530, 670-700 và 740-780 nm.

Kim cương tổng hợp CVD màu hồng hiếm khi gặp trên thị trường đá quý. Mặc dù chúng có nhiều đặc điểm rất giống với kim cương hồng tự nhiên, chúng có thể được xác định chắc chắn bởi các đặc điểm phổ như phổ hấp thu 3123 liên quan đến H ở vùng hồng ngoại và đỉnh phổ kép ở 736,5/736,9 có liên quan đến Si thấy ở cả phổ hấp thu và phổ phát quang bức xạ. 

(Theo Wuyi Wang, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)

Đá Phenakite Mắt Mèo

Tháng 5 năm 2009, một tinh thể phenakite hình lăng trụ được khai thác ở trung tâm Madagascar (có lẽ là Anjanabonoina), sau đó được cắt mài thành 3 viên cabochon có hiệu ứng long lanh giống mắt mèo (7,03; 8,98 và 50,36 ct; hình 9). Phenakite mắt mèo không được biết đến nhiều lắm. Các đặc điểm ghi nhận được trên 3 viên đá này như sau: màu sắc – vàng phớt nâu nhạt; độ lưỡng sắc – vừa; chiết suất RI – 1,654-1,670; lưỡng chiết suất – 0,016; đặc tính quang học – một trục dương; tỷ trọng SG (đo hai lần) – 2,96; và không thấy vạch hấp thu nào dưới phổ kế cầm tay. Những đặc điểm này phù hợp với những gì đã được ghi nhận trên đá phenakite bởi M. O’Donoghue, (Gems, 6^th, biên tập bởi Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2006 trang 436–437), ông cũng là người đề cập đến đề tài “Các mẫu có hiệu ứng long lanh đặc biệt”.

Những viên đá có chứa nhiều kim nhỏ (có lẽ là các ống rỗng rất mảnh) sắp xếp định hướng vuông góc với trục c, sẽ tạo ra hiệu ứng long lanh khác thường cho viên đá. Qua kính hiển vi không còn thấy bao thể nào khác trên viên đá.

(Theo Fabrice Danet, trong Gem News International, G&G Fall 2009)

Các Đặc Điểm Của Một Số Viên Ngọc Trai Họ Pinnidae

Ngọc trai họ Pinnidae (được xếp loại bởi Leach, 1819) được tạo ra bởi giống hai mảnh Pinna (Linnaeus, 1758) và Atrina (Gray, 1847) được biết đến nhiều nhất là “trai ngòi bút”. Loài hai mảnh Pinnidae phân bố rộng khắp ở vùng biển Địa Trung Hải và biển Đỏ, vùng biển Indo-Pacific (bao gồm vùng Nam Phi, Melanesia, New Zealand, Australia và phía bắc Nhật Bản) và ở vùng biển nước Mỹ (bờ biển Baja California Thái Bình Dương, Mexico). Những viên ngọc trai ở vùng Địa Trung Hải và biển Đỏ đó có lẽ là được ưa chuộng nhiều nhất, chỉ đứng sau loại ngọc trai loài Pinctada (E. Starck, Pearls, Rϋhle-Diebener-Verlag, Stuttgart, Đức, 2006). Ngọc của trai ngòi bút thường có kích thước 7 mm (hiếm thấy đến 16 mm) và có thể có màu từ trắng phớt xám hay nhiều tông màu cam và nâu đến đen. Chúng có thể có ánh xà cừ và không có ánh xà cừ (hình 10); ngọc trai Pinnidae có ánh xà cừ là các lớp aragonite.

Nhiều năm trước, một người trong số biên tập viên (J-PG) có sưu tầm được vài viên ngọc trai có ánh xà cừ và không ánh xà cừ từ động vật thân mềm Pinna thu hoạch từ vịnh Hyères (Var, Pháp), Sagone (Corsica, Pháp) và Olbia (Sardinia, Ý). Một số viên có màu cam, chúng có dạng gần tròn và giọt nước (hình 11). Quan sát dưới kính hiển vi cho thấy chúng trong mờ khi được rọi qua sáng ánh xuyên thấu và có cấu trúc hình cột (hình 12). Những đặc điểm hoa văn cấu trúc tương tự cũng được nhìn thấy ở ngọc trai không ánh xà cừ được mô tả trong phần GNI, quyển G&G Fall 2007 (trang 259 – 260). Giống như các viên ngọc trai được mô tả trong mục đó, cấu trúc hình cột trong những mẫu hiện tại là đặc trưng do sự sắp xếp tỏa tia của calcite (canxit). Một trong số những viên ngọc trai dạng giọt nước không thấy cấu trúc hình cột ở phần phình lớn nhưng lại thấy cấu trúc này ở phần vuốt nhỏ. Phổ Raman cho thấy phần phình lớn có chứa aragonite và phần vuốt nhỏ có chứa calcite.

Phổ Raman của các mẫu trong hình 11, dùng 5 bước sóng bức xạ khác nhau cũng cho thấy rằng chúng có chứa hỗn hợp các chất tạo màu caroten. Chất hữu cơ này được thấy trong san hô quý Stylaster (S. Karampelas và những người khác, “Xác định giống san hô có nguy cơ tuyệt chủng Stylaster  màu hồng đến đỏ bằng phổ Raman”, quyển G&G Spring 2009, trang 48 – 52).

Phổ phản xạ UV-Vis-NIR của ngọc trai Pinnidae thấy được một chuỗi các vạch hấp thụ có màu xám, cam, nâu và đen (với nhiều mức độ tông màu, sắc thái và độ bão hòa) trải dài từ vùng cực tím đến vùng gần hồng ngoại. Chuỗi hấp thu liên tục này là nguyên nhân tạo ra màu xám (yếu hơn) đến đen (mạnh hơn). Hơn nữa, các chất tạo màu caroten hấp thu vùng xanh tím của quang phổ tạo ra sắc cam. Theo chúng tôi biết, ngọc trai Pinnindae là ngọc trai thiên nhiên chất lượng quý duy nhất có chứa cả calcite và chất tạo màu caroten. 

(Theo Stefanos Karampelas (s.karampelas@gubelinggenlab.ch), Gϋbelin Gem Lab, Lucerne, Thụy Điển; Jean-Pierre Gauthier, Trung tâm nghiên cứu đá quý, Nantes, Pháp; Emmunuel Fritsch, Franck Norati, trong Gem News International, G&G Fall 2009)