Hình 9: Các viên sapphire từ một mỏ mới phát hiện tại Ethiopia. Bốn viên mài giác (được cắt mài bởi Matt Dunkle, Aztec, New Mexico) nặng từ 0,34 – 1,32 ct; viên đá thô lớn nhất nặng 12,06 ct. Ảnh chụp bởi Robert Weldon.
Tháng 3 năm 2010, Farooq Hashmi (Intimate Gems, Glen Cove, New York) đã cho GIA mượn vài mẫu sapphire thô và mài giác, được ông mua từ chuyến đi đến Ethiopia. Theo ông Hashmi, những viên đá này được khai thác từ Yabelo thuộc miền Nam Ethiopia, cách 185 km về phía Tây Bắc giữa đường biên giới Moyale với Kenya. Sapphire này (hình 9) cộng sinh với zircon (hình 10) màu nâu phớt đỏ trong các mỏ thứ sinh. Ông còn cho biết các viên zircon thô thường có trọng lượng từ 0,5 – 3 g và sản lượng thường cao hơn so với sapphire và thường thì 1 tháng khai thác được khoảng 1 kg đá zircon.
Hình 10: Viên zircon màu nâu phớt đỏ được khai thác trong cùng mỏ sapphire ở Ethiopia. Viên đá này không xử lý nhiệt, nặng 13,01 ct, hình oval giác cúc được cắt mài bởi Hassan Z. Hamza (Noble Gems Enterprises, Dar es Salaam, Tanzania) từ mẫu đá thô lớn nhất trong lô đá của ông Hashmi. Ảnh chụp bởi Robert Weldon.
Sapphire có màu từ vàng đến lục phớt nâu đến xanh và nhiều mẫu đá thô còn có đới màu rõ màu vàng và xanh. Bốn viên sapphire mài giác trong nghiên cứu này (0,34 – 1,32 ct) được mài dạng tròn giác cúc với trục quang gần vuông góc với mặt bàn. Chúng có các đặc điểm ngọc học như sau: chiết suất RI – no = 1,765, ne = 1,775; độ lưỡng chiết – 0,010; tỷ trọng SG – 3,95-4,03, với các mẫu kích thước lớn hơn đo được tỷ trọng chính xác hơn là 3,99 và 4,00; dưới chiếu xạ cực tím UV – hầu hết chúng trơ dưới cả sóng dài và ngắn, ngoại trừ viên màu vàng có phát quang màu cam rất yếu dưới chiếu xạ sóng dài; và các dãy hấp thu tại 450, 460 và 470 nm khi xem dưới phổ kế để bàn. Quan sát dưới kính hiển vi (hình 11) thấy có các bao thể dạng kim dài nằm rải rác, các đám mây kim ngắn dày đặc và một phần hoặc nguyên mảnh các bao thể mỏng có quầng mây xung quanh và các bao thể hematite dạng tiểu cầu màu nâu phớt đỏ (được xác định bằng phổ Raman). Song tinh theo một hướng duy nhất cũng được quan sát thấy trong một mẫu đá thô.
Hình 11: Viên sapphire mài giác, màu xanh-lục đậm trong hình 9 chứa các kim (chắc là rutile), mây và các mảnh bao thể mỏng có quầng mây xung quanh. Ảnh hiển vi của D. Beaton.
Phổ UV-Vis-NIR của sapphire khẳng định các đặc điểm hấp thu phổ của Fe3+ tại 450 (rất mạnh), 460 và 470 nm, cũng như các đỉnh hấp thu mạnh tại 376 và 386 nm là do có sự trao đổi liên kết hóa trị giữa ion Fe2+ và Ti4+. Ngoài ra, các đá màu xanh đến lục cũng cho thấy dãy hấp thu phổ trong khoảng 800 – 900 nm do sự trao đổi liên kết hóa trị của sắt.
Bảng 1: Thành phần hóa học của sapphire từ vùng Yabelo, Ethiopia
Thành phần nguyên tố vi lượng của 3 mẫu sapphire đại diện được đo bằng máy phổ EDXRF cho thấy hàm lượng Fe tương đối cao trong tất cả các màu, ngoài ra còn có chứa một lượng nhỏ Ga và Ti, không phát hiện thấy có nguyên tố V và nguyên tố Cr chỉ có trong đá màu vàng (bảng 1). Tất cả các đặc điểm này đều phù hợp với sapphire có nguồn gốc magma.
Viên zircon nặng 13,01 ct (xem lại hình 10) cũng được nghiên cứu trong đợt này. Ghi nhận được các chỉ số sau: chiết suất RI >1,81, tỷ trọng SG: 4,70 và có phát quang từ màu cam yếu phớt vàng phấn nhạt dưới chiếu xạ cực tím sóng ngắn. Dưới kính phóng đại ghi nhận thấy rõ hiện tượng nhân đôi cạnh giác và rải rác các dãy mây dạng hạt chấm sáng. Những đặc điểm này phù hợp với ziron hoàn toàn không bị xử lý nhiệt (không chứa metamict – khoáng vật chứa những nguyên tố phóng xạ).
(Công Ty TNHH Giám Định Rồng Vàng – SJC lược dịch theo Donna Beaton (dona.beaton@gia.edu), GIA, New York trong Gem News International, quyển Fall 2011)