Bản tin tháng 09/2015

Tourmaline và Beryl Từ Afghanistan Thời Cổ Đại

Một bộ sưu tập đồ sộ gồm các hạt và sản phẩm chạm khắc từ các cuộc khai quật cổ, được sưu tập vào những năm 1970 bởi nhà sưu tầm ở Afghanistan, gần đây đã được giám định. Các mẫu vật được tuyên bố là được tìm thấy gần thành phố cổ Bactra (ngày nay là Balkh), cách Kabul 300 km về phía Tây Bắc gần biên giới với Uzbekistan. Bactra là một trung tâm của nền văn minh Bactria, phát triển mạnh từ 2500 đến 1500 trước Công nguyên. Bộ sưu tập chứa vài nghìn hạt có khoan lõi, chủ yếu là mã não, carnelian và chalcedony màu xanh hiếm. Các vật liệu phong phú nhất tiếp theo là turquoise – một số viên nhỏ khoảng 1 mm – và lapis lazuli. Ít phổ biến hơn là garnet (chủ yếu thuộc nhóm almandine), thạch anh pha lê, amethyst – thạch anh tím, serpentinite và steatite, cũng như các vật liệu hữu cơ được xác định là hổ phách, ngọc trai và vỏ ốc xà cừ. Những phát hiện rất thú vị khác là đá thạch anh pha lê và thạch anh màu trắng đục được xử lý, cả hai đều chứa các đốm thủy tinh màu xanh trên bề mặt của chúng, tương tự như đá nhái sapphire thời Trung cổ (Fall 2001 GNI, trang 243 – 245).

Hai mẫu thú vị nhất, một con chim màu hồng (hình 1) và một hạt màu xanh rất nhạt (hình 2), đã được nghiên cứu chi tiết. Con chim có phần dưới cùng màu lục nhạt, kích thước 13,9 × 13,6 × 7,6 mm và nặng 9,52 ct, với chỉ số chiết suất gần 1,63. Đa sắc mạnh (màu hồng và không màu), và nó là một trục âm khi nhìn qua thiết bị giao thoa hình cầu. Trong đèn cực tím cả hai bước sóng ngắn và dài thì phần trung tâm đều trơ, nhưng có thể nhìn thấy một vùng tam giác mỏng phát quang màu xanh nhạt gần bề mặt. Các kiểm tra này đã xác định viên đá là tourmaline. Khởi đầu nó là tourmaline “dưa hấu”, màu hồng được bao quanh bởi màu lục, nhưng chỉ một phần nhỏ của phần rìa màu lục còn sót lại.

Hạt đá màu xanh nhạt được gắn trong dây kim loại bị ăn mòn nặng, có thể là đồng. Toàn bộ mẫu có kích thước 20,7 × 12,3 × 6,7 mm và nặng 20,28 ct, với chiết suất RI gần 1,59. Đá có đa sắc yếu (màu xanh rất nhạt và không màu), trơ trong đèn cực tím và nó là một trục âm khi nhìn qua thiết bị giao thoa hình cầu. Những kết quả này cho thấy khả năng nó là aquamarine rất nhạt màu. Việc xác định cả hai mẫu đá đã được kiểm chứng bằng các hình ảnh hấp thu phổ Raman của chúng, được thực hiện bởi A. Gilg (Technical University of Munich – Đại học Kỹ thuật Munich).

Cả hai mẫu vật có thể là một trong những sản phẩm lâu đời nhất trong bộ sưu tập này. Các viên đá rubellite kích cỡ lớn và có ý nghĩa lịch sử đã được ghi nhận có niên đại từ thế kỷ 14 và 16, và một hạt beryl duy nhất từ Nubia đã có từ thời Tiền sử (trước 3200 năm trước Công nguyên), nhưng rất ít thông tin chi tiết được biết đến. Nơi ghi nhận đầu tiên về beryl được báo cáo là mỏ emerald Ai Cập được khai thác sớm nhất là vào thời Ptolemaic (sau 332 năm trước Công nguyên).

Cả mẫu tourmaline và aquamarine đều là khoáng vật pegmatite điển hình. Các đá pegmatite chứa đá quý đã được khai thác từ những năm 1970 tại tỉnh Nuristan ở miền Đông Afghanistan và miền Bắc Pakistan – có thể là nguồn gốc của cả hai mẫu đá này.

(Theo Jaroslav Hyršl, hyrsl@hotmail.com, Prague, Czech Republic, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2013)

 

“San Hô Xốp" Phủ Màu Hồng Phớt Cam

Nhuộm màu san hô trắng để bắt chước/nhái các màu được ưa chuộng như đỏ, cam và hồng là một thực tế được biết đến rộng rãi. Nhưng một chuỗi hạt được kiểm tra tại Phòng giám định đá quý ở Jaipur, Ấn Độ, đã tiết lộ một phương pháp nhuộm màu không phổ biến với các chuyên gia ngọc học (hình 3).

Chuỗi hạt này nặng khoảng 380 ct và chứa các hạt hình cầu có đường kính từ 6 đến 15 mm. Chúng được xác định là san hô thuộc loài Melithaea ocracea thuộc bộ Alcyonacea (theo M. C. Pederson, Gem and Ornamental Materials of Organic Origin – Đá quý và sản phẩm trang sức có nguồn gốc hữu cơ, Elsevier Butterworth–Heinemann, Oxford, 2004, trang 192 – 218). Bề mặt của chúng cho thấy có các “lỗ khung xương” sâu và ánh mờ đục. Sự hiện diện của “lỗ khung xương” là đủ để xác định các hạt là “san hô xốp”, cũng được đặc trưng bởi vẻ bề ngoài xốp, giòn, thô ráp, gồ ghề.

Mặc dù việc nhận dạng chúng rất đơn giản, nhưng vẻ bề ngoài của các hạt này gây nghi ngờ về nguồn gốc màu sắc của chúng. Khi nhìn dưới kính phóng đại (hình 4), sự tập trung màu rõ có thể nhìn thấy trong bề mặt “lỗ khung xương” và các hốc. Chất tạo màu bị giới hạn trên bề mặt, tạo ra một hình dạng giống như tráng men trong rãnh trong khi các “đường sống” thì lại có màu trắng. Bằng chứng này cho thấy các hạt được sơn phủ màu chứ không phải tẩm, nhuộm.

Mặc dù các đặc điểm dưới kính hiển vi là đủ để xác định nó là loại gì, nhưng các phương pháp kiểm tra tiếp theo đã xác nhận những luận điểm đó. Dưới đèn cực tím, các hạt hiển thị phát quang màu cam sáng (mạnh hơn dưới UV sóng ngắn), một đặc điểm thường thấy với vật chất nhuộm màu hồng–cam. Không có phổ hấp thu điển hình nào được ghi nhận dưới phổ kế để bàn hoặc máy quang phổ UV–Vis–NIR. Điều này là do các hạt có ánh mờ đục, chắn sáng và bề mặt gồ ghề, không đồng đều nên không phản chiếu ánh sáng (ở chế độ phản xạ khuếch tán) và cũng không hấp thu nó (ở chế độ truyền dẫn). Các dãy hấp thụ yếu và rộng được hiển thị ở khoảng 540 và 680 nm, và sự hiện diện của calcium cacbonate (aragonite) đã được xác nhận bằng phương pháp quang phổ Raman.

Những loại “san hô xốp” như thế này thường được nhuộm màu đỏ và các “lỗ khung xương” được lấp đầy bằng một loại polymer để tăng cường độ bóng và ánh đá. Nhưng mẫu vật này có màu sắc và ánh khác thường. Phòng giám định cũng nhận được các chuỗi san hô tương tự với màu hồng và đen, cho thấy phương pháp nhuộm này có thể tạo ra nhiều màu sắc khác nhau.

(Theo Gagan Choudhary, gagan@gjepcindia.com), Gem Testing Laboratory, Jaipur, India, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2013)

 

Chuỗi Ngọc Trai Akoya Keshi Kích Thước Rất Nhỏ

Một viên ngọc trai có thể nhỏ cỡ nào? Tại triển lãm Hiệp hội Thương mại Đá quý Hoa Kỳ tại Tucson, Japanese Pearl Exporting Co. – Công ty Xuất khẩu Ngọc trai Nhật Bản đã giới thiệu một số viên ngọc trai akoya keshi có đường kính chỉ từ 0,7 – 0,9 mm (hình 5). Với kích thước này, rất khó để phân biệt từng viên ngọc trai khi nhìn tổng thể một sợi. Theo người bán, mỗi sợi trong hình 5 chứa hơn 300.000 viên ngọc keshi, một người sẽ mất bốn năm để khoan và xâu kết 1 chuỗi như thế này.

Các công cụ truyền thống được sử dụng để khoan những viên ngọc nhỏ bé này. Một tấm gỗ dày được ngâm qua đêm để làm mềm nó, và mỗi viên ngọc trai được ấn vào tấm gỗ này để giữ cho nó ổn định. Một mũi khoan rất sắc, nhỏ được sử dụng để khoan một lỗ trên mỗi viên ngọc. Bằng cách kéo một sợi chỉ gắn vào máy khoan, người thợ có thể tiếp tục xoay mũi khoan cho đến khi đạt được độ sâu mong muốn.

“Keshi”, tiếng Nhật có nghĩa là hạt anh túc, là sản phẩm phụ của quá trình nuôi cấy ngọc trai akoya. Chúng chiếm ít hơn 0,5% tổng sản lượng ngọc trai akoya hàng năm, tỉ lệ này đã giảm dần trong những năm gần đây. Ngọc trai Akoya keshi có nhiều kích cỡ, hình dạng, màu sắc và ánh lụa khác nhau. Các sợi ngọc này thường được kết hợp với đá màu khác như ruby và sapphire (hình 6) để tăng tính nổi bậc, hấp dẫn.

(Theo Tao Hsu, GIA, Carlsbad, phần Gem News Internatuoal, quyển G&G Summer 2013)

 

Đá Kyanite Màu Lục

Tại triển lãm Riverpark Inn ở Tucson, nhà buôn đá quý Tom Schneider (San Diego, California) đã trưng bày một lô kyanite có màu lục phớt vàng bão hòa khác thường (hình 7). Ông Schneider cho biết ông đã mua một vài kg nguyên liệu khoáng vật này ở Arusha, Tanzania, nơi có mỏ đá này. Mặc dù kyanite màu xanh phớt lục, xanh và cam từ Tanzania đã được ghi nhận trước đó (G&G Winter 2004, GNI, trang 341 – 342; Summer 2009 GNI, trang 146 – 147), nhưng đây sẽ là vật liệu màu lục phớt vàng rực rỡ đầu tiên được ghi nhận từ vùng này. Khoáng vật kyanite màu lục phớt vàng từ Brazil đã được báo cáo trước đây (G&G Winter 2001 GNI, trang 337 – 338), nhưng chúng có màu nhạt và không có độ bão hòa mạnh như của khoáng vật từ Tanzania.

Một viên đá hình nệm mài dạng cabochon từ một trong những tinh thể đá này đã được nghiên cứu trong phòng giám định của GIA ở Carlsbad và ghi nhận được các đặc điểm sau: chiết suất RI là 1,719 – 1,731, tỉ trọng thủy tĩnh SG là 3,70 và không có phản ứng nào dưới bức xạ cực tím UV sóng ngắn hoặc sóng dài. Những tính chất vật lý này phù hợp với những đặc tính của kyanite. Nhận định này đã được xác nhận bởi quang phổ Raman.

Kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy một số tinh thể trong suốt, các hạt mịn, nhiều vết nứt và các mặt cát khai. Bị mắc kẹt trong một số vết nứt là dư lượng khoáng chất ngoại lai màu nâu phớt đỏ còn sót lại. Đáng chú ý là một tỉ lệ nhỏ các tinh thể được kiểm tra này cho thấy có các đới hẹp màu xanh.

Để xác định nguyên nhân của màu lục phớt vàng, nhóm nghiên cứu đã thu thập phổ trong vùng nhìn thấy bằng máy quang phổ quét UV–Vis–NIR (hình 8). Điều này cho thấy các đặc điểm nổi bật nằm ở vùng nhìn thấy tại 432 và 445 nm. Những đặc điểm này đã được cho là do sự hiện diện của Fe³⁺ trong kyanite (R. G. Burns, Mineralogical Applications of Crystal Field Theory, tái bản lần 2, 1993, Nhà xuất bản Đại học Cambridge). Các phép đo LA–ICP–MS được thu thập trên viên đá hình nệm, cabochon này đã xác nhận nồng độ sắt cao — hơn 20,400 ppmw, phù hợp với màu lục phớt vàng bão hòa.

Nguồn cung cấp mới loại khoáng vật màu lục phớt vàng rực rỡ từ Tanzania này là một lựa chọn ít tốn kém trong số các khoáng vật đá quý đặc sắc dùng trong ngành kim hoàn.

(Theo Nathan Renfro and Andy Shen, GIA, Carlsbad, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2013)

 

Đá Mimenite Có Cấu Trúc Vân Dạng Dãy Giống Agate

Mimetite là một thành viên của nhóm khoáng vật apatite và là một chloro–arsenate chì, được các nhà sưu tập biết đến như một trong những viên đá mài giác quý hiếm nhất. Một số mẫu vật trong suốt màu vàng nặng tới 1 ct được biết đến từ những phát hiện cổ ở Tsumeb, Namibia. Những viên đá trong mờ, nhỏ, màu cam, dưới 0,5 ct đã được mài từ mimetite Trung Quốc, và gần đây, một loại mimetite mới, chất lượng quý (hình 9) đã được ghi nhận, có khả năng từ Bolivia nhưng được mua ở Tucson mà không rõ nguồn gốc từ vùng mỏ nào.

Viên đá dạng cabochon này có kích thước 40,5 × 31,7 × 7,2 mm và nặng 177,75 ct, với ánh đá rất cao. Nó chỉ mới được mài thô với chất lượng cắt mài thấp, nhưng đá có cấu trúc giống như agate – mã não rất đẹp, với các lớp màu nâu–vàng và nâu sẫm xen kẽ. Nó gần giống với hai loại đá mỹ nghệ đặc sắc: loại sphalerite đa hợp (hình 10) được biết đến với tên tiếng Đức là schalenblende (một loại đá pha trộn giữa sphalerite và wurtzite và galena), và loại đá cassiterie đa hợp có tên là “wood tin” (cassiterite dạng hột, có cấu trúc đồng tâm với các sợi tỏa tia trông giống gỗ khô). Schalenblende được biết đến từ nhiều địa phương trên toàn thế giới, chủ yếu là Poland – Ba Lan nhưng cũng có tại Bolivia, khoáng vật vùng này có vẻ ngoài rất khó phân biệt với mimetite khi nhìn bằng mắt thường. “Wood tin” được biết ở vùng Bolivia và Mexico.

Chỉ số chiết suất RI của cả ba khoáng vật này đều rất cao, vượt quá giới của chiết suất kế thông thường. Đá rời có thể dễ dàng phân biệt bằng độ cứng và tỉ trọng của chúng, và độ cứng của đá mimetite và schalenblende là như nhau, khoảng 3,5 trên thang Mohs. “Wood tin” cứng hơn nhiều, khoảng 6,5 trên thang Mohs. Tỉ trọng SG của mimetite là 6,31, cao hơn đáng kể so với 3,8 – 4,2 của schalenblende. Tỉ trọng SG của “wood tin” có thể thay đổi từ 5,2 đến 6,6, có thể phụ thuộc vào sự hiện diện của các lớp mỏng chalcedony. Mimetite và “wood tin” cũng trơ trong đèn cực tím, trong khi schalenblende thường có phát quang màu vàng dưới tia cực tím UV sóng dài. Viên đá mimetite này được xác định bằng nhiễu xạ tia X bởi John Attard ở San Diego, nhưng nguồn gốc chính xác của nó vẫn không thể xác định được. Các mạch mỏng mimetite lắng đọng từ suối nước nóng được biết là đã được khai thác từ một mỏ ở Lomitas, nằm ở vùng La Paz, Bolivia.

(Theo Jaroslav Hyršl, Prague, Czech Republic, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2013)

 

Đá Ghép Gồm Turquoise – Thạch Anh Pha Lê

Gần đây, phòng giám định có kiểm tra là một viên đá thạch anh pha lê mài giác được gia cố thêm bởi một lát turquoise – một sự dán ghép rõ ràng và bất thường của các vật liệu quý. Viên đá hình oval, nặng 21,58 ct có kích thước 20,02 × 15,03 × 9,05 mm và dễ dàng được xác định là đá dán, ghép do màu sắc và diện mạo của chúng. Từ trên nhìn xuống, nó có màu xanh phớt lục nhạt (hình 11, bên trái); từ các mặt hông, nó cho thấy một lớp không màu ở trên cùng và màu xanh phớt lục ở dưới đáy (hình 11, bên phải).

Các phương pháp kiểm tra tiếp theo xác nhận mẫu vật được tạo ra từ đá thạch anh pha lê và turquoise, dựa trên các thành phần không màu và màu xanh phớt lục của nó. Phần không màu hiển thị chiết suất RI là 1,543 – 1,552, với độ lưỡng chiết 0,009, trong khi lớp màu xanh phớt lục hiển thị đường bóng mờ, không rõ ở khoảng 1,61. Dưới độ phóng đại, phần không màu không nhìn thấy tạp chất, trong khi phần đáy màu xanh phớt lục có một số đốm mây màu hơi trắng, phù hợp với đá turquoise và các khoáng vật tương tự. Đúng như dự đoán, mặt phẳng tiếp nối chứa vô số bong bóng khí dạng dẹt, không màu bị kẹt lại. Dưới đèn cực tím sóng dài và sóng ngắn, phát quang màu trắng đến vàng nhạt chỉ có thể nhìn thấy dọc theo mặt phẳng tiếp giáp này, biểu thị cho phần keo dán. Dưới máy phổ kế để bàn, mẫu vật cho thấy vạch hấp thu yếu ở khoảng 430 nm.

Phổ FTIR được thực hiện bằng cách định hướng theo phần không màu ghi nhận các đỉnh ở khoảng 3595, 3480, 3380, 3305 và 3198 cm^-1 – các đặc điểm thường được đặc trưng cho thạch anh pha lê tự nhiên (xem trong quyển G&G Summer 2011, GNI, trang 146 – 147). Phân tích Raman của phần đáy màu xanh phớt lục bằng cách sử dụng tia laser có bước sóng 532 nm trong vùng 200 – 2000 cm^-1 ghi nhận một đỉnh mạnh ở khoảng 1040 cm^-1, cùng với một số đỉnh yếu hơn ở khoảng 238, 334, 427, 482, 554, 596, 645 và 810 cm^-1. Các đỉnh này phù hợp với phổ của turquoise trong cả cơ sở dữ liệu phổ Raman tại phòng giám định và dữ liệu lưu trữ RRUFF. Không có đỉnh hấp thu nào liên quan đến polymer. Ngoài ra, phân tích huỳnh quang tia X phân tán năng lượng định tính (EDXRF) cho thấy sự hiện diện của Al, P, Fe và Cu, phù hợp với turquoise. Như đã đề cập, quang phổ kế để bàn ghi nhận thấy vạch hấp thụ yếu ở khoảng 430 nm, và vạch hấp thu tương tự đã được xác nhận khi sử dụng phổ UV–Vis, cho thấy một đỉnh sắc nét ở khoảng 429 nm (Fe³⁺) và dãy hấp thụ rộng ở khoảng 680 nm (Cu²⁺), chứng tỏ đây là màu tự nhiên, không phải màu nhuộm.

Mặc dù sử dụng cả phân tích cơ bản lẫn kỹ thuật quang phổ để xác định chính xác đây là đá ghép từ thạch anh pha lê và turquoise thiên nhiên, nhưng lý do cho sự sáng tạo này vẫn chưa được làm sáng tỏ.

(Theo Gagan Choudhary, Gem Testing Laboratory, Jaipur, India, phần Gem News International, quyển G&G Summer 2013)