Ba Viên Đá Màu Lục Có Dạng Bề Ngoài Giống Nhau: Jadeite, Omphacite Và Hydrogrossular (Bản tin tháng 05/2013)

Phòng giám định New York vừa nhận giám định nhiều viên cabochon màu lục trong khoảng thời gian một vài ngày (hình 1). Tất cả chúng đều có màu lục đậm và xem dưới kính hiển vi cho thấy cấu trúc vi kết tinh giống nhau. Xem dưới lưỡng sắc kế thấy đa sắc rất yếu đến không, điều này phổ biến đối với những hỗn hợp khoáng có cấu trúc mịn. Dưới phổ kế để bàn, tất cả các viên cabochon đều có các vạch hấp thu chromium – Cr gần 690 nm và hai viên còn có vạch gần 437 nm như thấy trong cẩm thạch và omphacite. Những mẫu này trơ dưới chiếu xạ UV sóng ngắn và sóng dài. Tuy nhiên giá trị tỷ trọng của chúng thay đổi từ 2,90 đến 3,34. Hơn nữa tất cả các viên cabochon ngoại trừ 1 viên có chỉ số chiết suất 1,66 –1,68 ¾ các giá trị đặc trưng của cẩm thạch và omphacite – trong khi đó viên đá kia (giá trị tỷ trọng cao nhất) có chỉ số chiết suất 1,72.

Hình 1: Ba viên đá trông giống nhau nay được xác định (trái qua phải) là cẩm thạch (23,90 ct), omphacite (8,12 ct) và hydrogrossular (13,90 ct). Ảnh chụp bởi Jian Xin (Jae) Liao.

Phổ Raman xác định viên đá có chỉ số chiết suất và tỷ trọng cao nhất là hydrogrossular (hibschite). Việc xác định này được bổ sung thêm bằng phổ hồng ngoại, dựa vào các dãy phổ hấp thu hydroxyl đặc trưng trong vùng 4000 – 3000 cm-1. Phổ EDXRF cho thấy các thành phần chính là calcium – Ca, aluminum – Al và silicon – Si và lượng nhỏ Cr phù hợp với công thức Ca3Al2(SiO4)3-x(OH)4x (x = 0,2 – 1,5) của hydrogrossular và màu lục của viên đá. Hydrogrossular có màu lục khi có mặt một lượng nhỏ Cr và sự thay đổi hàm lượng hydroxyl tạo ra sự khác nhau về đặc điểm vật lý như chiết suất và tỷ trọng (W. A. Deer và những người khác, Rock-Forming Minerals Orthosilicates, Vol. 1A, 2nd có chỉnh sửa, Longman Group Ltd., London, 1982).

Những viên cabochon đó được giám định là cẩm thạch hay omphacite, sử dụng cùng phương pháp kỹ thuật. Omphacite [(Ca, Na)(Mg,Fe,Al) Si2O6] là clinopyroxene, loại khoáng vật thường có trong cẩm thạch (NaAlSi2O6). Cả 2 khoáng có đặc điểm giống nhau như các giá trị chiết suất trùng nhau và chúng được phân biệt bởi phổ Raman. Để khẳng định thêm nên dùng phổ EDXRF, phổ này cho thấy sự hiện diện của Ca và Fe trong omphacite và không có trong cẩm thạch.

Việc xác định chắc chắn là cẩm thạch thì khá khó khăn do những khoáng khác cũng có cấu trúc dạng hỗn hợp khoáng mịn, các giá trị tỷ trọng và chỉ số chiết suất, độ cứng, phản ứng dưới chiếu xạ cực tím (nếu không bị tẩm màu) và các dãy phổ UV-Vis liên quan đến chromium cũng tương đồng; tiêu biểu là nhóm khoáng vật amphibole (nephrite) và các khoáng nhóm serpentine. Do đó việc giám định chính xác đòi hỏi phải xem xét và nghiên cứu một cách thật cẩn thận. (theo Ren Lu trong Lab Notes, quyển G&G Spring 2011)

 

Sapphire Chứa Beryllium Và Tungsten Từ Afghanistan

Hình 2: Những tinh thể sapphire này (~0,2 – 4g) được cho là từ tỉnh Badakhshan củaAfghanistan. Hầu hết có dạng lăng trụ dẹp, với một vùng không màu (ở đây xuất hiện màu phớt xám) phía trên đầu và phía dưới đáy của mỗi tinh thể. (Ảnh chụp bởi Vincent Pardieu).

Tháng 3 năm 2010 phòng giám định Bangkok có nhận giám định một lô đá thô gồm 175 viên sapphire màu xanh được cho là từ một mỏ đá tương đối mới, nằm gần các mỏ lapis lazuli ở thung lũng Kokcha thuộc tỉnh Badakhshan của Afghanistan. Các viên đá có trọng lượng từ ~ 0,2 đến 4g (hình 2) và khoảng một nửa lô hàng là có chất lượng quý. Trong chuyến đi đến Afghanistan vào tháng 7 năm 2010 (xem Winter 2010 GNI, trang 319 – 320), nhóm nghiên cứu đã thu thập thêm 6 mẫu, cũng được cho là từ mỏ này. Mỏ chứa các viên sapphire màu xanh nằm trên nền là các tinh thể màu lục phớt xanh và nâu phớt vàng (được xác định là dravite – một loại tourmaline và phlogopite – khoáng vật thuộc nhóm mica, dựa vào phân tích phổ Raman và phổ khối lượng – plasma cảm ứng kép – bắn laser (LA – ICP – MS), lần lượt theo thứ tự).

Trong số 181 mẫu, hầu hết đều có đới màu xanh hình lục giác sắc nét bao quanh một lõi màu vàng chứa họa tiết dạng ngôi sao 6 cánh khi xem dưới ánh sáng dẫn truyền (hình 3). Các bao thể phổ biến là tinh thể âm (một số liên kết với các khe nứt lấp đầy), tinh thể zircon bị ăn mòn, các mặt song tinh và các tinh thể corundum. Hầu hết sapphire bị chia đới với các vùng không màu kết hợp với hình mặt đôi cơ bản.

 

 

Hình 3: Nghiên cứu viên sapphire dưới kính hiển vi với ánh sáng dẫn truyền cho thấy các dãy màu xanh hình lục giác bao quanh một lõi màu vàng chứa họa tiết hình ngôi sao. Bao thể nằm bên trên trong lõi là một tinh thể âm. Phóng đại 40 lần. Ảnh chụp bởi Vincent Pardieu.

 

Phân tích phổ huỳnh quang tia X phân tán năng lượng – EDXRF phát hiện sắt – Fe, gallium – Ga, vanadium – V và ngạc nhiên hơn là tungsten – W (còn được biết với tên gọi là wolfram, một nguyên tố thường liên quan đến đá nhân tạo). Phổ LA – ICP – MS cho thấy hàm lượng Ga và V trong cả hai vùng màu xanh và không màu là như nhau. Tuy nhiên vùng màu xanh có lượng magnesium – Mg cao hơn và lượng Fe thấp hơn trong khi đó titanium – Ti thì gần như không có. Trong vùng không màu tìm thấy một lượng đáng kể các nguyên tố beryllium – Be (đến 20 ppma) và niobium – Nb, thiếc – tin-Sn, tantalum – Ta, zirconium – Zr, hafnium - Hf và tungsten - W (30-700 ppma) nhưng không có trong các phần màu xanh. Mặc dù không phổ biến nhưng Be (trong mối liên kết với Nb và Ta) được cho là có tồn tại trong một số viên sapphire màu xanh không bị xử lý từ Madagascar (V. Pardieu “Beryllium trong sapphire không bị xử lý”, Incolor, Fall-Winter 2007-2008, trang 41) và Tasmania (B. M. McGee, “Đặc điểm và nguồn gốc của sapphire Weldborough, NE Tasmania”, luận văn cử nhân, Khoa Khoa Học Trái Đất, Đại Học Tasmania, 2005).

Hình 4: Phổ FTIR của viên sapphire Badakhshan (mẫu 668563702, 1,35 ct và dày ~4 mm) cho thấy phổ hấp thu mạnh giữa 3700 và 3100 cm-1 (có lẽ là do nước phân tử) cũng như các dãy liên quan đến mica và một số đỉnh bất thường.

Phổ UV – Vis cho thấy các vạch phổ hấp thu mạnh ở 580 và 700 nm (tia o) và ~700 nm (tia e) là đặc trưng của sapphire màu xanh kiểu biến chất/biến chất trao đổi. Phổ hấp thu liên quan đến sắt rất yếu thấy ở 377, 388 và 450 nm và vùng ngưỡng của dãy phổ thì rất thấp (khoảng 300 nm). Phổ FTIR (hình 4) cho thấy hấp thu mạnh ở giữa 3700 và 3100 cm-1 (có lẽ do nước phân tử) và các đặc điểm liên quan đến diaspore – khoáng vật hệ thoi màu trắng xám, vàng nhạt hoặc xanh nhạt, công thức hóa học là AlO(OH). Thường ở dạng tấm mỏng, ánh lấp lánh hoặc dạng tinh thể lăng trụ (các đường ở 2120 và 1990  cm-1 và các dãy rộng ở khoảng 3020 và 2880 cm-1) và mica (các vạch ở vùng ~3700 – 3620 cm-1) trong hầu hết các mẫu. Một dãy hấp thu ở 3163 cm-1 cũng thấy trong hầu hết các viên sapphire cùng với một số phổ hấp thu bất thường: một dãy rộng ở 3428 cm-1, một vạch sắc nét ở 3387 cm-1 và một chuỗi gồm 4 dãy rộng ở ~4450, 4306, 4200 và 4100 cm-1.

Sự hiện diện của những đặc điểm hóa học và phổ đặc biệt như thế trong những viên sapphire này kết hợp với nguồn gốc của chúng gần mỏ lapis Afghan nổi tiếng xưa nay làm chúng thêm thú vị đối với thị trường đá quý.

(Theo Vincent Pardieu, Sudarat Saeseaw, Kamolwan Thirangoon và Pantaree Lomthong trong Lab Notes, quyển G&G Spring 2011)

Thông Tin Từ Hội Chợ Đá Quý Và Khoáng Vật Tucson

 

 

Hình 5: Viên đá 2,59 ct màu xanh cobalt, bên trái là một trong số các viên spinel Việt Nam được trưng bày tại Tucson năm 2011 (thuộc sở hữu của Palagems.com, Fallbrook, California; ảnh chụp bởi Robert Weldon). Viên đá hiếm väyrynenite từ Pakistan, bên phải, nặng 2,41 ct (ảnh và đá do The Gem Trader, Surprise, Arizona cung cấp).

 

Tại Hội Chợ Đá Quý Và Khoáng Vật Tucson năm 2011, nhiều nhà buôn đá quý đã hết sức ngạc nhiên khi nhận thấy rằng việc buôn bán đã diễn ra tốt hơn mong đợi trong bối cảnh khó khăn của sự suy thoái kinh tế toàn cầu. Sự thành công này rõ ràng là do sự tích trữ hàng hóa khi mua được những lô hàng với giá cắt giảm nhiều so với trước đây trong suốt hai năm, cũng như sự nhiệt tin tưởng vào triển vọng kinh tế sẽ được cải thiện. Nhiều loại đá quý và khoáng sản xuất sắc như spinel Việt Nam (hình 5, trái và bài viết ở trang 60 – 61 trong ấn phẩm này), vài loại đá hiếm gặp cũng khá hấp dẫn như viên đá väyrynenite trong hình 5, bên phải và vài mẫu đá thô với kích cỡ lớn như viên đá morganite trong hình 6. Ngoài ra còn có nhiều mặt hàng đáng chú ý khác tìm thấy tại Tucson được mô tả ở những trang tiếp theo, cũng như sẽ được báo cáo trong các ấn phẩm tiếp theo của tạp chí G&G.

Hình 6: Viên morganite bán trong suốt này từ Brazil có cân nặng ấn tượng ~22,4 kg và đây chỉ là một phần của một tinh thể đá lớn hơn nhiều. Tính đa sắc của viên đá dễ dàng quan sát được khi nhìn từ các hướng khác nhau. Ảnh chụp bởi Eric Welch; mẫu thuộc sở hữu của BC Gemas do Brasil, Governador Valadares, Brazil.

Chủ đề trong năm 2011 của Hiệp Hội Khoáng Vật Và Đá Quý Tucson là “Khoáng Vật Vùng California”, nơi cho thấy có sự quan tâm đặc biệt của các chuyên gia đá quý như đá quý nguồn gốc pegmatite và benitoite. Chủ đề trong năm 2012 của Hiệp Hội Khoáng Vật Và Đá Quý là “Khoáng Vật Vùng Arizona” nhân dịp kỷ niệm 100 năm Arizona.

(Theo Brendan M. Laurs trong Gem News Interational, quyển G&G Spring 2011)