Bản tin tháng 05/2010 (tiếp theo)

Kim Cương Hai Màu

Trước đây GIA chỉ thấy được duy nhất một lần viên kim cương mài giác có hai màu do trong nó hiện diện hai vùng màu riêng biệt (quyển Winter 1989, phần Lab Notes, trang 237). Gần đây phòng giám định GIA ở New York lại có cơ hội nghiên cứu một viên đá tương tự như thế, viên đá lần này được đưa đến giám định nặng 1,79 ct có dạng cắt chữ nhật giác tầng (hình 7). Viên kim cương được phân ra hai phần màu: màu nâu phớt cam đậm và gần không màu, cả hai được xác định là màu tự nhiên. Màu nâu phớt cam dễ nhìn thấy bị giới hạn ở nửa viên đá; có một ranh giới sắc nét tách chúng ra khỏi phần nửa gần không màu. Có một số khe nứt kéo dài qua đường ranh giới nhưng dạng bao thể khoáng vật (độ nổi cao) biểu trưng cho kim cương tự nhiên loại Ib thì chỉ được quan sát thấy trong vùng nâu phớt cam. Cả hai đều phát quang xanh vừa dưới UV sóng dài; tuy nhiên phần gần không màu phát quang vàng mạnh hơn phần nâu phớt cam dưới UV sóng ngắn. Không thấy hiện tượng phát lân quang.

Phổ hấp thu hồng ngoại ghi lại từ hai phần cũng cho thấy sự khác biệt rõ rệt. Phần gần không màu cho thấy phổ loại IaA đặc trưng với sự tập trung rất thấp của nitơ và một đỉnh phổ hấp thu rất yếu ở 3107 cm^-1 cho thấy có sự hiện diện hydrô. Ngược lại ở vùng nâu phớt cam cho thấy các đặc điểm “bất thường” thường được thấy trong kim cương vàng cam được tạo ra từ các khuyết tật của mạng tinh thể tạo nên “dải phổ 480 nm” (cuốn Spring 2007, phần Lab Notes, trang 49 – 50) cũng như sự hiện diện một lượng nhỏ nitơ độc lập. Ngoài đỉnh 3107 cm^-1, còn ghi nhận được các vạch sắc nét ở 3313, 3299, 3272, 3191, 3182 và 3144 cm^-1. Tất cả những quan sát này cho thấy màu nâu phớt cam là do khuyết tật mạng tinh thể tạo nên dải hấp thu ở 480 nm và nitơ độc lập. Không thấy những đặc điểm này ở phần gần không màu khi xem dưới phổ hồng ngoại.

Hầu hết kim cương thiên nhiên thuộc loại Ia, có thành phần chính là nitơ thường tồn tại ở dạng liên kết IaA. Loại Ib thay thế từng nitơ hiếm khi xảy ra trên kim cương thiên nhiên, khi xuất hiện trong viên đá tự nhiên, nó tạo ra màu vàng cam (màu “canary”), thỉnh thoảng có thêm màu phớt nâu hay có thêm màu phớt đỏ, trường hợp này thì hiếm gặp (xem thêm trong phần Lab Notes, Fall 2008, trang 255 – 256). Kim cương hai màu này chứa cả nitơ liên kết loại Ia và nitơ độc lập loại Ib. Việc kim cương chứa các dạng nitơ liên kết khác nhau là chuyện bình thường, nhưng việc phân bố rõ nét các khuyết tật mạng tinh thể này ở các đới màu khác nhau là chuyện hiếm thấy.

Qua ảnh chụp viên kim cương dưới thiết bị DiamondView cho thấy rằng viên đá này có thể được kết tinh liên tục trong hai giai đoạn tăng tưởng khác nhau ở hai môi trường tăng trưởng khác nhau (hình 8). Sự khác biệt rõ rệt về hình dạng mạng tinh thể bị khuyết tật giữa hai phần cũng cho thấy rằng quá trình liên kết nitơ diễn ra sau khi kim cương kết tinh ở trong lớp mantle (phần nằm bên dưới lớp vỏ trái đất – lớp manti), quá trình này có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nữa (điều kiện tạo ra các khuyết tật mạng) ngoài yếu tố nhiệt độ và thời gian. 

(Theo Erica Emerson, Paul Johnson và Wai Win, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)

Kim Cương Lục-Xám Loại IIb Hiếm Gặp

Kim cương loại IIb thiên nhiên thì rất hiếm. Trong số đó chúng tôi nghiên cứu được tại phòng kiểm định GIA, chỉ khoảng một nửa có màu xanh thuần khiết và một nửa còn lại có thêm thành phần màu xám do có sự khác nhau về mức độ bão hòa. Hai viên kim cương loại IIb nổi tiếng nhất là viên kim cương “The Hope và Wittelsbach” được phân cấp màu Fancy, xanh đậm phớt xám. Thỉnh thoảng các viên kim cương màu nâu mang đặc điểm của loại IIb cũng được nhìn thấy (xem trong Lab Notes, Summer 1977, trang 307; Lab Notes, Winter 2008, trang 364-365). Gần đây, các thành viên trong phòng giám định ở New York có cơ hội nghiên cứu viên kim cương loại IIb cực kỳ hiếm với màu chủ đạo là màu lục.

Viên kim cương cắt giác cúc hình hạt dưa nặng 5,41 ct trong hình 9 được phân cấp màu Fancy, lục-xám đậm. Dưới độ phóng đại, viên kim cương chỉ có khe nứt nhỏ kéo dài lên đến bề mặt. Nó không phản ứng dưới cả UV sóng ngắn và sóng dài, đó là đặc điểm của kim cương loại IIb. Khi nghiên cứu dưới thiết bị DiamondView chiếu xạ UV sóng ngắn mạnh, nó có phát huỳnh quang xanh mạnh vừa và phát lân quang đỏ yếu.

Phổ hồng ngoại và phát quang bức xạ thấy được các đặc điểm tương tự như thấy trong các viên kim cương thiên nhiên loại IIb khác. Không phát hiện có dấu hiệu chiếu xạ tạo màu nhân tạo. Tuy nhiên, một số đặc điểm bất thường được thấy trong vùng cực tím – nhìn thấy được – gần hồng ngoại (xem phổ trong nguồn dữ liệu G&G ở www.gia.edu/gandg). Ngược với kim cương loại IIb điển hình, thường biểu hiện sự tăng đều trong phổ hấp thu từ vùng cực tím về phía năng lượng thấp hơn/bước sóng dài hơn, viên kim cương này lại cho thấy một dạng phổ hấp thu tăng dần từ ~500 nm về phía năng lượng cao hơn/bước sóng ngắn hơn. Kết quả là một khe truyền được tạo ra từ dải hấp thu ~500 nm đến 525 nm có ảnh hưởng rất lớn đến tông màu lục. Sự tăng phổ hấp thu từ ~500 nm đến bước sóng ngắn hơn này là rất phù hợp do có sự biến dạng dẻo trong mạng tinh thể, một đặc tính phổ biến ở nhiều viên kim cương thiên nhiên.

Kim cương thiên nhiên loại IIb có tông màu lục chủ đạo vô cùng hiếm. Màu bất thường này là kết quả của sự tập trung các hợp chất boron (nguyên tố bo, ký hiệu hóa học là B), cường độ của biến dạng dẻo và hiệu quả của kiểu cắt mài.

 (Theo Paul Johnson và Jason Darley, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)

Viên Kim Cương Khắc Tượng Hình Chúa Bị Đóng Đinh

Việc kim cương khắc tượng đưa đến phòng giám định để kiểm định không phải là chuyện bất thường. Những năm trước chúng được đưa đến ở nhiều dạng khắc khác nhau, như hình con cá (Spring 1983 Lab Notes, trang 73) hay khắc hình súc sắc (Fall 1985 Lab Notes, trang 172). Kim cương khắc tượng về chủ đề tôn giáo cũng đã từng được đưa đến giám định, có một viên khắc hình Hamsa, biểu tượng bàn tay hộ mệnh của “Đấng tạo hóa” (Fall 2001 Lab Notes, trang 214) và một dạng cắt khác có hình Đức Phật (Fall  1996 Gem News, trang 215). Tuy nhiên, trong tạp chí G&G của chúng tôi trước đây chưa có bài viết về việc nghiên cứu một tượng khắc hình Chúa bị đóng đinh như ở hình 10.

Mẫu khắc này có hình Chúa Giê-su gắn trên thánh giá bằng kim loại màu trắng; hình Chúa Giê-su được xác định là kim cương qua phân tích Raman. Màu phớt xám trên kim cương là do nhiều khe nứt chứa graphite – than chì. Điều này cũng được làm rõ thêm vì còn dấu vết tinh thể kim cương thô ở một điểm trên tượng, một góc hình tam giác và một vài sọc.

Trong khi ngày nay nhiều tượng khắc kim cương thường sử dụng tia laser, nhưng người khách hàng tuyên bố rằng tượng khắc hình Chúa bị đóng đinh này được tạo tác bởi một thợ khắc người Ấn Độ nay đã quá cố chỉ sử dụng công cụ cầm tay. Chỉ có người thợ thủ công tài năng với tính kiên nhẫn hiếm có mới có thể thực hiện kiểu tượng khắc tinh tế đến từng chi tiết thế này. Theo chúng tôi biết tượng hình Chúa bị đóng đinh bằng kim cương này là độc nhất vô nhị. 

(Theo Garry Du Toit, trong Lab Notes, G&G Summer 2009)