(Bài viết của Garan Choudhary & Rjneesh Bhandari – biên tập Đỗ Tường Huy)
Các loại Opal tổng hợp đã được sản xuất, sử dụng làm trang sức trong hơn 3 thập niên và các loại Opal nhái khác nhau cũng đã được đưa vào mua bán. Bài này mô tả tiếp theo loại Opal lửa tổng hợp loại mới có tên thị trường là “Mexifire”
1.Các kết quả và thảo luận:
1.1 Các đặc điểm mắt thường: (xem phần 1, bản tin giám định tháng 4/2009)
1.2 Các tính chất ngọc học:
Chiết suất, tỷ trọng, tính phân cực, phát quang, phổ hấp thu: (xem phần 1, bản tin tháng 4/2009)
Đặc điểm bên trong: Giám định các mẫu Mexifire bằng kính hiển vi ngọc học và kính hiển vi trục ngang cho thấy các đặc điểm sau:
a.Tính đục: hầu hết cho thấy đục vừa đến mạnh khi chiếu sáng bằng đèn sợi quang. Tuy nhiên khi chiếu sáng thị trường tối chúng lại trong suốt. Độ đục đôi khi tạo thành đới (hình 4, trái), thấy giống một trong các viên Opal thiên nhiên được giám định (hình 4, phải) và trong một vài viên Opal lửa tự nhiên (Choudhary và Khan, 2007).
b.Chấm đầu kim: tất cả các mẫu tổng hợp đều có các chấm đầu kim tỏa khắp viên đá (hình 4, trái). Các chấm đầu kim nhìn thấy rõ nhất khi mẫu được chiếu bằng ánh sáng đèn sợi quang, chỉ hiệu quả kém khi xem dưới thị trường tối. Ngay cả ở độ phóng đại cao, bản chất chính xác của các chấm đầu kim này cũng không thể xác định. Mặc dù tương tự như các bao thể dạng bông tuyết rải khắp được thấy trước đó trong các viên Opal tự nhiên, Guibelin và Koivula (2005) đã lưu ý đến các hạt pyrite rất nhỏ rải rác khắp viên đá, chúng tôi đã không tìm thấy bất cứ báo cáo nào về các bao thể chấm đầu kim như vậy trong Opal tự nhiên.
Hình 4: Các đới đục được quan sát trong hầu hết tất cả các mẫu tổng hợp (trái, phóng đại 20X) và trong một trong các viên opal tự nhiên (phải, phóng đại 15X. Chú ý các bao thể chấm đầu kim phân bố khắp mẫu bên trái. Hình hiển vi của G. Choudhary, chiếu sáng đèn sợi quang.
c.Bao thể dạng sợi tóc: một trong các viên opal tổng hợp có bao thể dạng sợi tóc (hình 5, trái) lộ ra đến tận bề mặt. Bản chất chính xác của nó không thể xác định được, nhưng nó rất giống ống rỗng lấp đầy vật liệu thứ sinh. Một trong các viên Opal tự nhiên cũng có bao thể tương tự (hình 5, phải). Johnson và cộng sự (1996) đã báo cáo các bao thể có dạng tương tự trong opal lửa từ Ethiopia.
Hình 5: Một trong các mẫu nhân tạo chứa các bao thể dạng sợi tóc (trái, phóng đại 75X) xuất hiện dưới dạng ống rỗng lấp đầy vật liệu thứ sinh. Đặc điểm tương tự cũng thấy trong một mẫu opal lửa tự nhiên (phải, phóng đại 80X). Hình của G. Choudhary, chiếu sáng đèn sợi quang.
Qua nhiều năm, Opal nhân tạo và nhái đã rất khác biệt so với tự nhiên bằng sự có mặt của hiện tượng “da thằn lằn” hoặc “da gà” và/hoặc kiểu tăng trưởng dạng cột (xem ví dụ của Gubelin và Koivula, 1986, 2005; O’Donoghue, 2006, 2007). Xem xét chi tiết hơn các bao thể và dạng tăng trưởng trong các mẫu opal Mexifire được thực hiện bằng cách dùng nhiều loại kỹ thuật và cách chiếu sáng khác nhau, nhưng không thấy hiện tượng “da thằn lằn” hoặc “da gà”. Các hiện tượng này chỉ rõ ràng trong opal tổng hợp được làm từ các hạt silicat được sắp xếp đều đặn với cấu trúc nén chặt đóng vai trò như bằng chứng rõ hơn về cấu trúc của loại opal tổng hợp mới này khác với hầu hết các loại opal tổng hợp và opal nhái được mô tả trước đây. Ngoại trừ một trường hợp opal tổng hợp của Nga cũng không thấy hiện tượng “da thằn lằn” (Smallgood, 2003).
Thêm một vài đặc điểm bên trong gặp trong opal tự nhiên được nghiên cứu để so sánh được trình bày trong hình 6. Xem thêm Gubelin và Koivula (2005) để có được hình ảnh chi tiết về các bao thể trong opal tự nhiên.
Hình 6: Một vài viên opal lửa tự nhiên làm đối chứng thể hiện các đặc điểm bên trong như dạng dòng chảy gợn sóng với sự tập trung màu (trái, độ phóng đại 45X) và bao thể dạng lông vũ (phải, chiếu sáng đèn sợi quang, phóng đại 80X) không thấy trong opal tổng hợp Mexifire. Hình của G. Choudhary.
1.3 Phân tích EDXRF:
Phổ EDXRF định tính của tất cả các mẫu tổng hợp cũng như tự nhiên, liên quan đến sự có mặt của Silic (Si) như là một nguyên tố chính trong opal. Thêm vào đó các mẫu trong cả 2 nhóm đều có dấu vết của Fe và Ca. Chúng tôi không nhận thấy bất cứ nguyên tố Zr nào hay được sử dụng để tẩm và ổn định opal (Webster, 2002; Smallgood, 2003).
1.4 Phân tích FTIR:
Phổ hồng ngoại ghi nhận được của các mẫu tổng hợp và tự nhiên đã thể hiện các đặc điểm tương tự nhau trong khoảng 400 – 6000 cm-1 (ví dụ hình 7, cùng so sánh với Johnson và cộng sự, 1995). Các sự khác biệt nhỏ trong mật độ và sự xuất hiện của kiểu hấp thu có nguyên nhân do sự khác nhau về lượng truyền phát, sự truyền phát tốt cho các đặc điểm phổ sắc nét hơn. Tất cả các mẫu đều có dải hấp thu trong vùng 5000 – 5350 cm-1; đặc điểm này cũng bao gồm các đỉnh rõ nét tùy thuộc vào sự truyền phát. Các mấp mô quan sát thấy được trong khoảng 4300 – 4600 cm-1 (thường với các đỉnh nhỏ) trong tất cả các mẫu tổng hợp và trong 7/12 mẫu tự nhiên đem nghiên cứu. Sự vắng mặt của các đặc điểm hấp thu trong khoảng 4300 – 4600 cm-1 có thể cung cấp các tiêu chuẩn nhận diện hữu ích cho việc xác định nguồn gốc tự nhiên. Đầu dò bị bão hòa bởi sự hấp thu mạnh ở các trị số sóng gần dưới 4000 cm-1.
Hình 7: Thể hiện trên hình là phổ hồng ngoại của opal tổng hợp Mexifire (trên) và opal lửa tự nhiên (dưới) cho thấy các đặc điểm tương tự: dải hấp thu trong vùng 5000 – 5350cm-1, các mấp mô trong khoảng 4300 – 4600cm-1 (không thấy phổ trong một vài mẫu tự nhiên) và sự hấp thu hết bên dưới gần 4000 cm-1.
Một vài sản phẩm Inamori/Kyocera được xem như là hàng nhái hơn là loại tổng hợp bởi vì chúng sử dụng nhựa như là chất gắn kết. Mặc dù các sản phẩm Mexifire có giá trị tỷ trọng thấp chắc chắn do sự có mặt của nhựa, nhưng không thể xác định được với phổ hồng ngoại do sự hấp thu hoàn toàn trong vùng phổ. Tuy nhiên nhà sản xuất tuyên bố không có nhựa hiện diện trong opal Mexifire.
1.5 Độ bền và rạn nứt:
20 mẫu opal Mexifire không thể hiện bất cứ dấu vết rạn nào trong suốt cuộc thí nghiệm này, nhưng 3 trong số các viên opal tự nhiên đã rạn trong vòng một tuần đến một tháng, 7 mẫu tự nhiên khác không thấy bất cứ dấu hiệu rạn nào.
2.Kết Luận
Sự tương tự trong một vài tính chất ngọc học, cũng như trong thành phần hóa học và đặc điểm phổ hồng ngoại đã được ghi nhận giữa các viên opal tổng hợp Mexifire và các viên opal lửa tự nhiên đối chiếu. Tuy nhiên, giá trị tỷ trọng thấp (<1,77) là chỉ dấu rất tốt cho việc xác định opal lửa không phải tự nhiên và bằng chứng cộng thêm là giá trị chiết suất thấp (<1,40) và các đặc điểm bên trong như là các bao thể chấm đầu kim tỏa ra khắp nơi. Thêm vào đó, sự vắng mặt của các mấp mô trong khoảng 4300 – 4600 cm-1 trong phổ hồng ngoại gợi ý đó là opal tự nhiên
Các tính chất Opal lửa tổng hợp và opal lửa tự nhiên được tóm tắt trong bảng bên dưới:
|
Tính chất
|
Opal lửa tổng hợp Mexifire
|
Opal lửa tự nhiên
|
|
Màu sắc
|
Cam phớt nâu đến vàng cam.
|
Cam phớt nâu đến vàng cam.
|
|
Phân bố màu
|
Đều đặc trưng.
|
Thường tạo đới màu; dạng dòng chảy hoặc gợn sóng.
|
|
Tính trong mờ
|
Trong suốt dưới điều kiện xem bình thường; bán trong hoặc đục dưới đèn sợi quang
|
Trong suốt đến trong mờ
|
|
Chất lượng đánh bóng
|
Tốt
|
Mờ đục đến tốt
|
|
Chiết suất
|
1,380 – 1,405
|
1,400 – 1,435 (trong nghiên cứu này)
1,420 – 1,430 (O’Donoghue, 1988)
|
|
Tỷ trọng
|
1,63 – 1,77
|
1,92 – 2,06 (trong nghiên cứu này)
2,00 (Webster, 2002)
|
|
Tính phân cực
|
Kiểu căng mạnh với các dải như con rắn
|
Dạng căng yếu hơn, không thấy các dải như con rắn
|
|
UV sóng dài, sóng ngắn
|
Yếu
|
Yếu
|
|
Phổ để bàn
|
Không có đặc điểm
|
Không có đặc điểm
|
|
Đặc điểm bên trong
|
1.Đục theo đới (xem với đèn sợi quang)
2.Các bao thể chấm đầu kim khắp nơi
3.Bao thể dạng sợi tóc (trong 1 mẫu)
|
1.Đục theo đới (trong 1 mẫu)
2.Các bao thể pyrite rải rác hoặc một vài bao thể dạng bông
3.Phổ biến các bao thể hình cây
4.Kiểu dòng chảy, đới mây, bao thể lỏng và nứt dạng lông chim, bao thể dạng sợi tóc (trong 1 mẫu)
|
|
Phân tích EDXRF
|
Sự hiện diện của Si, Fe và Ca
|
Sự hiện diện của Si, Fe và Ca
|
|
Phổ FTIR
|
Dải hấp thu trong vùng 5000 – 5350cm-1; các mấp mô từ 4300 – 4600cm-1; đầu dò bị bão hòa bởi các trị số sóng dưới 4000cm-1
|
Dải hấp thu trong vùng 5000 – 5350cm-1; các mấp mô từ 4300 – 4600cm-1; đầu dò bị bão hòa bởi các trị số sóng dưới 4000cm-1
|
|
Tính ổn định/rạn
|
Không thấy rạn trong 20 mẫu
|
3 trong 10 mẫu bị rạn trong một tuần hoặc một tháng
|