Bản tin tháng 10/2019

Một Viên Kim Cương Tấm Tổng Hợp CVD 

Được Tìm Thấy Trong Lô Kim Cương Tấm Tự nhiên Đã Qua Chiếu Xạ

Trộn kim cương tấm tổng hợp với kim cương tấm thiên nhiên đã được ghi nhận nhiều lần. Những mẫu kim cương tổng hợp, kích thước nhỏ này có thể là không màu (Lab Notes, quyển G&G Winter 2016, trang 416 – 417; Lab Notes Summer 2017, trang 236 – 237) và màu vàng (Lab Notes, quyển G&G Winter 2014, trang 293 – 294). Gần đây, phòng giám định GIA ở Tokyo đã phát hiện một viên kim cương tổng hợp CVD, kích thước nhỏ, màu xanh-lục bị xử lý chiếu xạ trong một lô kim cương tấm thiên nhiên cũng có màu xanh-lục do bị xử lý chiếu xạ.

Lô hàng 300 viên dạng đá tấm, tròn, màu xanh-lục đồng đều đã được gửi đến phòng giám định để kiểm tra (hình 1). Tất cả các viên kim cương màu này đều có sự hấp thu mạnh tại đỉnh GR1, cho thấy dấu hiệu chúng bị xử lý chiếu xạ. Quang phổ hấp thụ hồng ngoại, phổ phát quang bức xạ điện tử và phân tích hình ảnh Diamond-View đã xác nhận rằng 299 viên trong số đó là kim cương tự nhiên được chiếu xạ và một trong số đó là kim cương tổng hợp CVD được chiếu xạ. Viên kim cương tổng hợp CVD nặng 0,007 ct, đường kính 1,14 mm.

Hình ảnh DiamondView của viên kim cương tổng hợp thấy được là các đường thẳng tuyến tính, mờ nhạt nằm ở phần đáy (hình 2). Các bao thể sậm màu được quan sát thấy dưới kính hiển vi ngọc học. Phổ hồng ngoại cho thấy đỉnh hấp thu cực đại ở 3123 cm^-1 và phổ phát quang bức xạ điện tử thì ghi nhận các đỉnh kép ở 596/597 nm (hình 3). Những đỉnh này được nhìn thấy trong kim cương tổng hợp CVD mà không qua tôi luyện nhiệt. Phổ phát quang bức xạ điện tử cũng ghi nhận tâm sai hỏng SiV- nhỏ, rộng ở 737 nm, nằm bên cạnh tâm GR1 hấp thụ rất mạnh ở 741 nm (hình 3). Căn cứ vào đỉnh ở 3123 cm^-1 và đỉnh kép 596/597 nm, viên kim cương này được kết luận là đã qua chiếu xạ mà trước đó không qua tôi luyện nhiệt.

Kim cương tổng hợp CVD được chiếu xạ hiếm khi được nhìn thấy tại GIA, chỉ có sáu viên được GIA phát hiện và công bố trước đây (Lab Notes, quyển G&G Fall 2014, trang 240 – 232; Lab Notes Fall 2015, trang 320 – 321; Lab Notes Summer 2018, trang 215 – 216). Kim cương tổng hợp CVD có chiếu xạ trước đây được ghi nhận thường tương đối lớn, từ 0,43 đến 1,34 ct. Đây là viên kim cương tổng hợp CVD có kích thước nhỏ lần đầu tiên được kiểm định bởi GIA.

(Theo Shoko Odake, phần Lab Notes, quyển G&G Winter 2018)

Ngọc Thạch Quý Châu Từ Huyện Thanh Long, Trung Quốc

Một viên đá quartzite (đá biến chất hạt tha hình gồm chủ yếu là thạch anh và được tạo thành do tái kết tinh của cát hoặc đá silic trong quá trình biến chất) màu xanh lục được khai thác trong mỏ antimony Thanh Long, ở phía Tây Nam tỉnh Quý Châu, được gọi với tên thương mại là ngọc thạch Quý Châu. Khu vực nguồn mỏ nằm ở giữa cao nguyên Vân Nam – Quý Châu ở 25 độ vĩ Bắc, cao 1.600 mét (5,250 ft) trên mực nước biển (hình 4). Loại đá này được phát hiện vào những năm 1950, khi mỏ antimony mạng lại nguồn kinh tế quan trọng đối với khu vực. Đá quartzite màu xanh cộng sinh chỉ được khai thác thương mại như một vật liệu đá trang trí. Sau đó, nó được sử dụng làm nguyên liệu đá quý và nó đã phổ biến ở các thị trường ngọc thạch Trung Quốc kể từ khoảng năm 2011 (hình 5).

Vào tháng 6 năm 2018, nhóm tác giả đã đến thăm mỏ khai thác antimony và tiến hành thăm dò và thu thập ngọc Quý Châu tại mỏ này. Các đá gốc chủ yếu là đá pyroclastic (breccia) – dăm vụn núi lửa, đá sét breccia (dăm kết?) của lớp Dachang và đá vôi sinh học của hệ tầng Mao Khẩu. Lớp Dachang là lớp chứa quặng chính của quặng antimony, là một tập hợp của các dăm vụn núi lửa và các trầm tích hóa học, và đã bị biến đổi thành đá silic và đá sét (J. C. Cao, “Cơ chế và nguyên nhân tạo màu của Guicui – ngọc thạch?”, Act Acta Mineralogica Sinica, No. 3, 1983, trang 183 – 192).

Các tác giả quan sát thấy rằng trong mỏ, vật liệu này có mối quan hệ chặt chẽ với stibnite (khoáng vật màu xám chì: Sb₂S₃, có ánh kim loại, là quặng chính của antimony). Nó chủ yếu được phát triển trong các khe nứt đan xen, các đới đứt gãy và các khu vực hiện diện dăm kết. Vật liệu này xuất hiện dưới dạng khối và/hoặc dạng mạch (hình 6). Trong các quặng, có các vết nứt và lỗ rỗng chứa đầy calcite và thạch cao. Khoáng vật sét màu trắng hoặc lục thường được tìm thấy trong các vi vết nứt hoặc các hốc nhỏ trong đá quý.

Ngọc Quý Châu có độ trong mờ đến đục, với chỉ số chiết suất khoảng 1,54 (chiết suất điểm), tỉ trọng 2,62 và độ cứng Mohs là 6,5 – 7. Theo ghi nhận từ phổ hồng ngoại, khoáng vật cấu thành chính là thạch anh và phổ hồng ngoại của nó phù hợp với phổ hồng ngoại chuẩn của thạch anh α, bao gồm một số đỉnh hấp thu rõ ở 1172, 1124, 1085, 798, 781, 540 và 478 cm^-1 (hình 7). Quartzite thì thường ở dạng ẩn tinh – cryptocrystalline. Màu sắc của nó nằm trong dãy màu từ xanh lục nhạt đến xanh lục đậm. Màu sắc được săn tiềm nhiều nhất là màu xanh biển, như trong hình 5.

Phổ hấp thu UV-Vis-NIR (hình 8) của cả hai mẫu cho thấy dãy hấp thu rõ tại 415 nm và dãy hấp thu mạnh ở 590 – 620 nm, nằm trong dãy ánh sáng màu xanh lục. Cường độ hấp thu của mẫu màu sáng thấp hơn đáng kể so với mẫu màu đậm. Dãy hấp thụ 415 nm được tạo ra bởi quá trình chuyển đổi ⁴A_2g → ⁴T_1g và chuyển đổi ⁴A_2g → ⁴T_2g của Cr³⁺. Dãy hấp thụ mạnh ở bước sóng 590 đến 620 nm được gây ra bởi sự chuyển điện tích giữa Fe²⁺ → Ti⁴⁺ và chuyển đổi ⁴A_2g → ⁴T_2g của Cr³⁺ (J. Liu, “Sự hình thành màu sắc của ngọc thạch anh thương mại màu lục”, Ming Ri Feng Shang, No. 3, 2017, trang 368 – 371).

Ngọc Quý Châu chất lượng cao có màu sắc phong phú và được các nhà sưu tập yêu thích. Nó đã được sử dụng rộng rãi trên các sản phẩm dây chuyền, vòng đeo tay, bông tai và các mặt hàng khác. 

(Theo Yushan Dai và Xuemei He, School of Gemmology, China University of Geosciences, Beijing, Trung Quốc; phần Gem News International, quyển G&G Winter 2018)

Quan Sát Dưới Kính Hiển Vi Những Viên Sapphire Màu Xanh Được Xử Lý Nhiệt Và Áp Suất

Trong những tháng gần đây, sapphire được xử lý nhiệt và áp suất đã được ghi nhận trong thương mại. Vật liệu này được báo cáo là được xử lý dưới áp suất 1 kbar ở nhiệt độ từ 1200 đến 1800°C bởi HB Laboratory Co. Ltd. của Hàn Quốc (H. Choi và những người khác, “Sapphire Sri Lanka được cải thiện bằng nhiệt và áp suất”, Tạp chí của Hiệp hội Đá quý Hồng Kông, Vol. 39, 2018, trang 16 – 25). Quá trình này được sử dụng để cải thiện màu xanh và có khả năng hàn gắn bất kỳ vết nứt nào có trong viên đá.

GIA mua lại từ nhà buôn đá quý Sri Lanka, Imam Faris, công ty Imam Gems (Pvt) Ltd. sáu mẫu được cho là đã qua xử lý dưới các điều kiện nêu trên. Các mẫu được kiểm tra bằng kính hiển vi ngọc học cơ bản để tìm kiếm bất kỳ đặc điểm khác thường nào phát sinh do quá trình xử lý này tạo ra. Năm trong số sáu viên sapphire cho thấy các đặc điểm mà các tác giả chưa từng biết là đã được ghi nhận và công bố trước đây. Quan sát dưới ánh sáng phân cực (hình 9, bên trái), các mặt của các tinh thể nhỏ được quan sát thấy là các điểm sáng trên nền tối khi corundum chủ ở vị trí tối đen. Nhưng dưới ánh sáng không phân cực (hình 9, bên phải), các tinh thể nhỏ này là vô hình hoặc gần như vậy, và chỉ có thể nhìn thấy mặt phân cách độ nổi thấp giữa các tinh thể và corundum chủ.

Do độ nổi của các bao thể này là cực kỳ thấp, nên tác giả suy đoán rằng các bao thể này là các tinh thể corundum có nguồn gốc từ các mặt nứt và được lấp đầy bằng sự tái kết tinh của corundum. Mặc dù chắc chắn có thể có các tinh thể corundum lưỡng chiết trong corundum chưa được xử lý, nhưng sự nhất quán khi quan sát các mặt của các tinh thể lưỡng chiết này thì có thể đoán rằng đặc điểm này có thể hữu ích cho việc nhận biết corundum được xử lý bằng nhiệt và áp suất. Những quan sát sơ bộ này cung cấp một số manh mối thú vị, nhưng sẽ cần nghiên cứu thêm để mô tả đầy đủ corundum được xử lý bằng kỹ thuật này. 

(Theo Nathan Renfro, GIA, Carlsbad, phần Gem News International, quyển G&G Winter 2018)

Moissanite Tổng Hợp Phủ Màu Hồng

Phòng giám định đá quý Pháp (LFG) gần đây nhận được một viên đá màu hồng, nặng 0,41 ct trông giống như một viên kim cương màu hồng (hình 10) để giám định. Bề mặt của viên đá cho thấy nhiều đốm màu (hình 11), điều này khiến nghi ngờ về nguồn gốc tự nhiên của màu sắc của nó.

Dưới kính hiển vi, những đốm này cho thấy ánh kim loại. Hơn nữa, màu hồng hiện diện tập trung ở bề mặt. Sự không đồng đều về màu sắc ở nhiều nơi đã được nhìn thấy do các vết xước của lớp phủ này. Khi nhìn qua phần trên, viên đá thấy rõ sự nhân đôi các cạnh của nó, cho thấy nó là một vật chất dị hướng. Những quan sát này đã xác nhận sự nghi ngờ của khách hàng về việc viên đá quý này được cho là kim cương màu hồng (hình 12) là có cơ sở.

Mẫu được phân tích bằng máy quang phổ hồng ngoại, UV-nhìn thấy và Raman. Tất cả các phổ thu đều thể hiện nó là một viên moissanite tổng hợp được phủ một lớp màu mỏng. Nghiên cứu hóa học của lớp phủ này thu được từ máy quang phổ EDXRF ghi nhận sắt và titan chịu trách nhiệm phần màu của lớp phủ giàu calcium này.

Đây là mẫu vật đầu tiên mà LFG được thấy về moissanite tổng hợp được phủ một lớp màng mỏng màu. Kiểu xử lý này không hiếm đối với topaz, thạch anh, kim cương hoặc tanzanite. Các chuyên gia ngọc học phải luôn thận trọng vì xử lý này có thể được thực hiện trên tất cả các loại đá quý, không kể tự nhiên hay tổng hợp.

(Theo Aurélien Delaunay, Laboratoire Français de Gemmologie (LFG), Paris, phần Gem News International, quyển G&G Winter 2018)