Bảng tin tháng 03/2011

Giác Cắt Biến Thể Khác Thường Trên Kim Cương

Kiểu Uốn Nếp Vỏ Sò

Việc cải tiến giác cắt có ảnh hưởng lớn đến vẻ đẹp bên ngoài của kim cương. Mới đây, tác giả có cơ hội kiểm tra một viên đá mài giác được mài bởi một người thợ độc lập chuyên cắt mài kim cương tên là Zev Weitman (New York), giác cắt này đã tạo nên hiệu ứng quang học đặc biệt thú vị.

Thiết kế dạng cắt tròn giác cúc biến thể 12 mặt chiếu sáng và sắc sảo của ông Weitman có vẻ ngoài kiểu uốn nếp của vỏ sò (hình 1). Hiệu ứng thị giác này do sự hiện diện của các giác sao (giác tam giác) nhỏ và dốc đứng gần cạnh gờ (hình 2). Các giác này được mài rất nghiêng để qui định hướng đi trực tiếp của ánh sáng xuyên qua viên đá. Khi ánh sáng “thoát ra” từ các giác này thì chúng có vẻ sậm màu hơn, điều này tạo nên hiệu ứng uốn nếp kiểu vò sò khi nhìn trực diện từ bề mặt xuống.

Giác cắt biến thể này đưa ra một thử thách cho các nhà thiết kế trang sức: Kiểu 4 chấu sẽ làm giảm tính đối xứng hiện có của 6 hoặc 12 nếp uốn vỏ sò; và kiểu chấu bao hay chấu ngàm sẽ che khuất phần gờ và hiệu ứng quang học này. Ổ chấu dọc theo mặt phẳng của giác cắt cũng làm mất hiệu ứng này tuy nhiên điều này có thể được cải thiện nếu ta cẩn thận đặt các chấu ngay tại vị trí giao nhau giữa các giác (xem hình 2). Hiệu ứng quang học này dễ dàng nhìn thấy khi sử dụng các chấu sáng màu hơn (như trên mêđay hay bông tai).

(Theo Al Gilbertson (agilbert@gia.edu), Phòng Giám Định GIA tại Carlsbad trong Gem News International, G&G Summer 2010)

 

Chrysocolly Chalcedony Từ Acari, Peru

Mỏ khai thác đồng Acari ở vùng Arequipa, miền Nam Peru đã trở thành nguồn khoáng vật quý quan trọng như opal “Andean” màu hồng, xanh và chrysocolla chalcedony (Summer 2006 Gem News International [GNI], trang 176 – 177). Nhất là suốt hai năm vừa qua, mỏ đã cung cấp một lượng đáng kể chrysocolla chất lượng cao từ màu lục đến xanh, theo lời của Hussain Rezayee (Đá quý và khoáng vật hiếm, Beverly Hills, California). Tháng 4 năm 2008, ông nhận được một lô đá thô nặng 5 kg, sau đó ông cho cắt mài được ~500 ct dạng cabochon, có viên nặng đến 5 ct; ~20% là bán trong suốt. Tháng 5 vừa qua ông đã thu thập được thêm 300 kg khoáng vật từ Peru, lô này ông mài được 4.000 ct dạng cobochon chất lượng tốt, có viên nặng hơn 30 ct. Theo nguồn tin được biết thì các đá này được khai thác bằng phương pháp thủ công và chưa trải qua bất cứ xử lý nào.

Ông Rezayee cho GIA mượn 5 viên cabochon (13,68 – 31,25 ct; hình 3) để kiểm tra và GIA đã ghi nhận được các đặc điểm sau: màu – xanh-lục và lục-xanh; độ trong suốt – trong mờ; chiết suất điểm RI – 1,54-1,55; lưỡng chiết suất – 0,01; tỷ trọng SG – 2,63; trơ dưới cả UV sóng ngắn và dài. Phổ kế để bàn thấy vạch phổ hấp thu tại 650 nm và không thấy vạch hấp thu biểu thị sự tẩm màu. Kiểm tra dưới kính hiển vi thấy trong vài mẫu có các đốm bao thể màu lục lờ mờ dọc theo các mặt nứt. Những đặc điểm này phù hợp với đặc tính của chrysocolla được lưu trữ trong các tài liệu trước đây, ngoại trừ chỉ số tỷ trọng SG là tương đối cao ( tài liệu ghi nhận SG từ 1,93 – 2,40; R. Webster, Gems, tái bản lần 5, hiệu chỉnh bởi P. G. Read, Butterworth-Heinermann, Oxford, UK, 1994, trang 399 – 400) và vẻ ngoài của chúng có màu sắc hầu như đồng nhất.

Phân tích hóa bằng Phổ huỳnh quang tia X phân tán năng lượng (EDXRF) phát hiện một lượng lớn nguyên tố Cu và Si, cũng như một lượng nhỏ Pb và Fe trong 2 mẫu. Phổ Raman và hồng ngoại được thực hiện để làm rõ hơn đặc điểm của các mẫu vật. Phổ hồng ngoại ghi nhận được các đỉnh hấp thu tại ~7077, 5234, 4440 và 2502 cm^-1, cùng với một dãy rộng tập trung tại ~3708 – 2546 và 2405 – 800 cm^-1, giống các đặc điểm của chrysocolla. Phổ Raman cho các chỉ số phù hợp với nhóm khoáng thạch anh trong dữ liệu lưu trữ của GIA.

Phổ cực tím gần hồng ngoại trong vùng nhìn thấy được (UV-Vis-NIR) được sử dụng để phát hiện sự tẩm màu trên chrysocolla chalcedony (xem A. Shen và nhóm tác giả, “Nhân biết sự tẩm màu trên chrysocolla chalcedony”, tạp chí G&G Fall 2006, trang 140) được qui định bởi tỷ số của cường độ kết hợp giữa nhóm Cu ²⁺ và liên kết cấu trúc của nhóm OH. Chalcedony có màu tự nhiên, cụ thể trong tường hợp này là chrysocolla có tỷ số từ 7 đến 44, trong khi các mẫu tẩm màu với dung dịch đồng sẽ có tỷ số từ 0,5 đến 3,0. Những mẫu này được chúng tôi kiểm tra có tỷ số từ 33,5 đến 54,7, điều này chứng thực rằng các mẫu này không bị tẩm màu.

(Theo Erica Emerson (eemerson@gia.edu) và Jason Darley, Phòng Giám Định GIA, New York, trong Gem News International, G&G Summer 2010)

 

Bao Thể Silic Trong Moissanite Nhân Tạo Màu Đen

Sau khi loại trang sức với hai màu đen trắng trở thành mốt trong cuối thập niên 1990 thì nhu cầu về kim cương đen sớm vượt mức cung. Vì thế nhiều viên kim cương đen xử lý và đá nhái kim cương đen được tung ra thị trường. Vào tháng 2 năm 2009 phòng giám định GAAJ-Zenhokyo ở Nhật Bản đã đưa ra khuyến cáo về loại đá moissanite nhân tạo màu đen trộn lẫn với kim cương đen trên các món nữ trang (theo H. Kitawaki, “Cảnh báo từ phòng giám định về loại moissanite nhân tạo màu đen” công bố vào tháng 2 năm 2009, www.gaaj-zenhokyo.co.jp/researchroon/kanbetu/2009/2009_01_02_01en.html).

Mới đây 21 mẫu trang sức kim cương đen và trắng được đưa đến phòng giám định bởi một khách hàng duy nhất, khách yêu cầu cấp giấy chứng nhận cho chúng. Qua kiểm tra tất cả các viên đá bằng bút thử ngọc học cơ bản, phổ FTIR và phổ Raman. Những kỹ thuật này cho thấy 10 trong số những mẫu trang sức trên có lẫn đá moissanite nhân tạo màu đen – 229 trong số 1.690 mẫu màu đen được kiểm tra (xem hình 4).

Quan sát các viên kim cương đen thật dưới kính hiển vi bằng đèn huỳnh quang sợi quang học cho thấy các bao thể graphite hình kim màu đen rải rác khắp viên đá. Trong khi đó các viên moissanite nhân tạo màu đen thì chắn sáng dưới cả ánh sáng cường độ mạnh và chúng còn có bề mặt xù xì, các cạnh mặt giác không sắc nét và nhiều chỗ hỏng tăng trưởng (lỗ hổng, vi ống rỗng) điều đó rất khác với kim cương (Zhang Beili, Hệ Tinh Thể Ngọc Học, Nhà xuất bản tài liệu đá quý, Bắc Kinh, 2006). Một điều thú vị là hơn 20 trong số 229 moissanite nhân tạo màu đen được xác định có các bao thể lên đến bề mặt dạng bất thường với ánh bạc trong ánh sáng phản chiếu (hình 5).

Phổ Raman của những bao thể này xác định chúng là silic kết tinh. Theo chúng tôi biết những bao thể silic trong moissanite nhân tạo màu đen trộn lẫn với trang sức kim cương đen trước đây chưa được ghi nhận. Họ cho rằng những moissanite nhân tạo màu đen này không tăng trưởng bằng phương pháp cô đặc mầm kết tinh được sử dụng để tạo ra moissanite nhân tạo gần không màu điển hình sử dụng làm trang sức. Ở đó SiC bốc hơi và sau đó cô đặc mà không trải qua giai đoạn hóa lỏng (K. Nassau và nhóm tác giả, “Moissanite nhân tạo: Đá thay thế kim cương mới”, Winter 1997 G&G, trang 260 – 275). Bao thể silic chưa được ghi nhận trong tăng trưởng moissanite nhân tạo bằng phương pháp cô đọng mầm kết tinh nhưng chúng được biết là có trong moissanite tăng trưởng nhân tạo bằng kỹ thuật hóa hơi vật lý (PVT) ở Trung Quốc (xem Zhi-Zhan Chen và nhóm tác giả, “Tăng trưởng đơn tinh thể 6H–SiC kích cỡ lớn”, Tạp chí khoáng vô cơ, Vol. 17, No. 4, 2002, trang 685 – 690). Vì thế moissanite nhân tạo màu đen trong nghiên cứu này có thể tăng trưởng bằng kỹ thuật PVT.

(Theo Li Haibo (lhb@ngtc.gov.cn), Lu Taijin, Shen Meidong và Zhang Jun, phòng giám định đá quý, Trung tâm nghiên cứu đá quý quốc gia, Bắc Kinh, Trung Quốc, trong Gem News International, G&G Winter 2009)

 

Alabaster Tẩm Màu Hồng

Phần lớn khoáng gypsum – thạch cao (CaSO₄·2H₂O), alabaster – biến thể đặc sít, hạt rất mịn của thạch cao – thường không màu, màu trắng hay màu xám, với nhiều sắc như vàng, đỏ, nâu hay thậm chí màu đen là do tạp chất. Gypsum có độ cứng Moh là 2, vì thế nó quá mềm để mài thành các viên đá quý nhưng nó có thể mài thành các hạt hay tượng khắc. Tuy nhiên mới đây một viên alabaster cabochon (hình 6) được đưa đến phòng giám định đá quý Jaipur để giám định và nó có màu hồng phớt cam gây sự ngạc nhiên thú vị.

Nhận định đầu tiên về mẫu nặng 14,32 ct (17,59 x 12,86 x 8,07 mm) này giống với chalcedony hay opal do độ trong mờ của nó. Tuy nhiên ánh của nó quá mờ và nó có bề mặt giống sáp. Ở các vết nứt mảnh trên vòm thấy hợp chất màu trắng, dạng bột (xem lại hình 6). Chất bột dễ dàng mất đi khi chùi bằng ngón tay cho thấy độ cứng rất thấp; điều này được khẳng định bằng cách làm trầy xước chỗ khó nhìn thấy trên viên cabochon bằng móng tay. Vì thế mẫu này không thể là opal hay chalcedony.

Với độ cứng thấp như thế thì chỉ là gypsum, nó được xác định chỉ số chiết suất điểm 1,52 và tỷ trọng thủy tĩnh 2,31. Nó có phản ứng màu cam vàng khi để dưới chiếu xạ UV và phản ứng mạnh hơn dưới UV sóng dài. Xem dưới phổ kế để bàn, mẫu này có 2 dãy hấp thu cách quãng gần nhau trong vùng màu lục. Dạng hấp thụ này liên quan đến một số thạch anh tẩm màu đỏ, bổ sung thêm về khả năng nó là alabaster bị tẩm màu. Dưới phóng đại thấy rõ trong viên đá có tập trung màu đỏ màu hồng trong các khe nứt lên đến bề mặt (hình 7). Sự thay đổi màu cũng được thấy ở chỗ các đường cong, với phần màu tập trung tối hơn ở một số chỗ và các phần thân màu trắng gốc rõ ràng nhìn thấy ở những chỗ khác (xem lại hình 7).

Phổ hồng ngoại biết hình Fourier (FTIR) của mẫu có sự hấp thụ hoàn toàn đến ~5300 cm^-1 và các dãy từ 5800 đến 5400 cm^-1 và 6700 đến 6300 cm^-1. Dạng này giống với gypsum không màu trong dữ liệu phổ của chúng tôi và nó liên quan phổ biến đến các khoáng ngậm nước khác. Phổ hấp thụ hoàn toàn dưới sóng dài ở vùng 3200 – 2700 cm^-1 loại trừ việc phát hiện các đặc tính hấp thu khác liên quan đến màu hữu cơ hay những chất khác như sáp. Phân tích EDXRF định tính cho thấy có S và Ca và một ít Sr nhưng không phát hiện nguyên tố liên quan đến chất tạo màu.

Gypsum tẩm màu đã được đề cập đến trong quyển Summer 1963 G&G (R. Crowningshield, “Những trưng bày nổi bật tại phòng thương mại đá quý ở Los Algeles”, trang 219); Báo cáo sau đó khẳng định “Một số viên đá trong trang sức cổ không đắt tiền gồm các hạt màu lục và màu hồng là alabaster bôi nhiều sáp và tẩm màu. Mặc dù độ bóng của các viên cabochon hiện tại này cũng khẳng định rằng sáp được dùng cùng với tẩm màu, nhưng không thấy dấu hiệu nào của sáp khi mẫu bị làm trầy xước và thực hiện thử nghiệm đốt nóng điểm tập trung.

(Theo Gagan Cloudhary (gtl@gjepcindia.com), Phòng giám định đá quý Jaipur, Ấn Độ trong Gem News International, G&G Winter 2009)

 

Sillimanite Tẩm Màu Nhái Khoáng Emerald

Mới đây phòng giám định Gemlab nhận phân tích 3 viên đá (hình 8, bên trái) được mua ở Ấn Độ từ một người buôn đá quý, ông này bảo đảm chúng là emerald tự nhiên, không xử lý. Trọng lượng từ ~14,5 đến 43,75 ct, chúng trong mờ và có màu lục vừa. Đặc biệt xuất hiện nhiều mặt lấp đầy bằng các bao thể dạng sợi. Quan sát dưới kính hiển vi thấy rằng chúng có những bao thể dạng bó sợi bị lấp đầy màu; mặt khác khoáng này tự thân nó đã có cấu trúc dạng sợi (hình 8, bên phải). Ngoài ra màu lục tập trung trong cấu trúc này cho thấy rằng khoáng này không phải emerald mà là đá nhái tẩm màu.

Các mẫu được phân tích bằng phổ hồng ngoại biến hình Fourier (FTIR), đầu tiên sử dụng kiểu phản xạ, để xác định loại khoáng, sau đó sử dụng kiểu truyền sóng để phát hiện ra hợp chất hữu cơ. Phổ phản xạ xác định 3 mẫu này là sillimanite (Al₂SiO₅). Phổ hấp thu cho thấy chúng chứa lượng dầu đáng kể (hình 9). Sillimanite tẩm màu đã từng được dùng để nhái nhiều đá emerald (xem Fall 2005 GNI, trang 274). Do cấu trúc dạng sợi của nó (tên dùng phổ biến là fibrolite) nên sillimanite dễ dàng tẩm màu, cho dầu tẩm màu thấm sâu vào trong viên đá. (Theo Thomas Hainschwang, trong Gem News International, G&G Winter 2009)

 

Diopside Nhân Tạo Trong Thủy Tinh Nhân Tạo

Thủy tinh nhân tạo là loại đá rất phổ biến dùng để nhái các đá khác, nó thường được nhận biết bởi sự hiện diện các bọt khí tròn. Tuy nhiên khi thủy tinh hóa mờ, nó có thể chứa các tinh thể kết tinh tự nhiên, do đó nhiều ngưới sẽ bị bối rối trong việc nhận biết chúng, ngoại trừ hầu hết các chuyên gia đá quý có kinh nghiệm. quá trình hóa mờ thường xảy ra trong thủy tinh ngả màu, loại này thường chứa các nguyên tố thêm vào để làm tăng khả năng phát triển tinh thể. Những tinh thể này là nhân đặc trưng trong các bọt khí hoặc là những mảnh nhỏ ngoại lai trong thủy tinh (theo J. I. Koivula, “Những thuật ngữ về quan hệ giữa các bao thể trong từ điển bằng hình ảnh dành cho các chuyên gia giám định ngày nay: Phần 27”, tạp chí Canadian Gemmologist, Vol. 17, No.2, 1996, trang 40).

Mới đây, phòng giám định ở Carbad có kiểm tra một mẫu bất thường thuộc trường hợp trên. Những đặc điểm ngọc học cơ bản (chiết suất RI ~1,52 và tỷ trọng SG ~2,55) phù hợp với thủy tinh nhân tạo. Mẫu này cho thấy ba đới màu riêng biệt gồm: đới màu xanh phớt lục, lục và một đới gần như không màu. Đới không màu này cắt xuyên vào vùng màu lục và chứa nhiều khối tinh thể tự hình đẹp màu lục vài tinh thể có lõi bên trong màu lục bão hòa mạnh (hình 10). Phân tích Raman xác định các tinh thể này là diopside. Do những tinh thể diopside nhân tạo màu lục này chỉ hiện diện trong vùng không màu, chúng có mặt với vai trò là một “chất tạo màu thống trị” chi phối thủy tinh màu lục ban đầu, biểu hiện là tạo nên những phần không màu trong mẫu vật. Phân tích phát quang tia X phân tán năng lượng trên chủ thể xác nhận sự hiện diện crôm (chromium), đây có thể là chất tạo màu cho cả phần màu lục trong thủy tinh lẫn tinh thể diopside nhân tạo.

Ngoài ra còn có sự hiện diện của những tinh thể không màu bị kéo giãn ra, chúng được xác định là wollastonite (khoáng vật hệ ba nghiêng thuộc nhóm pyroxenoid: CaSiO₃) bằng phân tích Raman. Sự hiện diện những khoáng vật này là sản phẩm đầu tiên trong quá trình hóa mờ của thủy tinh, tiếp theo là những tinh thể diopside nhân tạo, chúng thường được phấn bố dọc theo chiều dài của tinh thể wollastonite nhân tạo (xem lại hình 10). Sự phân bố không theo qui luật dọc theo các tinh thểwollastonite nhân tạo này có vẻ phù hợp là vị trí mầm cho diopside nhân tạo.

Trong khi wollastonite nhân tạo trước đây đã từng được ghi nhận là có trong thủy tinh nhân tạo (theo H. A. Hänni và nhóm tác giả, “Thủy tinh nhân tạo nhái chalcedony màu xanh”, tạp chí Journal of Gemmology, Vol. 27, no. 5, 2001, trang 275 – 285), nhưng đây là lần đầu tiên chúng tôi nhìn thấy diopside nhân tạo hình thành trong quá trình hóa mờ thủy tinh.

(Theo Nathan Renfro và John Koivula, trong Lab Notes, G&G Summer 2010)

 

Sapphire Màu Lục Được Xử Lý Khuếch Tán Be – Beryllium

Xử lý khuếch tán Be có thể tạo ra nhiều màu khác nhau trên corundum. Phòng giám định ở Carlsbad đã nhiều lần gặp loại này với các màu như xanh, vàng, cam, hồng và đỏ. Màu lục là màu không thường gặp đối với loại xử lý này, đặc biệt là đối với đá kích cỡ lớn nhưng mới đây chúng tôi có giám định một viên nặng 14,20 ct được xác định là có xử lý khuếch tán Be (hình 11).

Những đặc điểm ngọc học cơ bản của viên đá này phù hợp với corundum. Kiểm tra dưới kính hiển vi thấy được những đám mây dạng hạt, các mặt lấp đầy chứa các tàn chất dư dạng vân tay, các mặt nứt dạng dĩa, các mặt tăng trưởng đặc trưng. Phổ kế để bàn thấy được vạch hấp thu mạnh có liên quan nguyên tố sắt – Fe tại ngay vạch 450 nm. Như mong đợi, khi nhúng vào dung dịch sẽ thấy các đới màu xanh và vàng xen kẽ nhau, đây là đặc điểm phổ biến trong sapphire lục.

Xử lý khuếch tán Be được phát hiện vào đầu những năm 2000 dựa vào các đới phân cách màu gần bề mặt trong sapphire hồng cam đến cam phớt hồng. Tuy nhiên, hầu hết corundum khuếch tán Be theo phương pháp hiện nay sẽ không thấy dạng các đới màu như thế do đá được khuếch tán hoàn toàn, màu khuếch tán xuyên sâu vào đá. Tuy nhiên, qua những kiểm tra dưới kính hiển vi có thể cung cấp bằng chứng về khả năng có thể xảy ra xử lý khuếch tán, như sọc tăng trưởng nhân tạo, các bao thể tinh thể bị biến đổi đáng kể và đới màu xanh cục bộ trong lớp khuếch tán bên trong (do sự giải phóng Ti từ các bao thể (có thể là rutile) vào corundum chủ có chứa Fe). Mặc dù chỉ riêng những bằng chứng đó thì không đủ chứng minh là khuếch tán Be, nhưng sự hiện diện của chúng cũng cho thấy có sự xử lý nhiệt cao, áp cao (xem J. L Emmett và nhóm tác giả, “Khuếch tán Be trên ruby và sapphire”, G&G Summer 2003, trang 84 – 135).

Phòng giám định GIA sử dụng Phổ khối lượng – Plasma cảm ứng kép – Bắn laser (LA-ICP-MS) kiểm tra tất cả corundum xử lý nhiệt để phát hiện sự hiện diện của Be. Đối với viên đá có những đặc điểm của xử lý nhiệt này cũng không ngoại lệ. Phổ LA-ICP-MS cho biết có sự tập trung Be ở mức trung bình, chỉ khoảng trên 13 ppmw (27ppma), đủ để biến đổi đáng kể màu sắc.

Sự hiện diện trên thị trường loại sapphire màu lục khuếch tán Be kích cỡ lớn này một lần nữa cho thấy mức độ cần thiết gửi những mẫu đá nghi ngờ đến các phòng giám định có đủ điều kiện để phân tích hóa. Bằng chứng xử lý nhiệt cao áp cao dưới kính hiển vi có thể gợi cho ta sự nghi ngờ vể khuếch tán Be nhưng phân tích hóa bằng kỹ thuật có khả năng dò tìm ra dấu vết của Be là cần thiết để khẳng định việc xử lý thuộc loại nào. (Theo Nathan Refro trong Lab Notes, G&G Summer 2010)