Bản tin tháng 06/2016

Scapolite Chiếu Xạ Tạo Hiệu Ứng Bóng Râm

Hình 1: Các mẫu scapolite ở phía bên trái của những bức ảnh này đã được chiếu xạ, trong khi nhóm đá scapolite bên phải thì không. Ảnh bên trái là scapolite trước khi tiếp xúc với bức xạ UV. Trong ảnh ở giữa, scapolite đã được tiếp xúc với UV sóng dài trong 10 phút. Ảnh bên phải hiển thị các mẫu sau 30 giây tiếp xúc với UV sóng ngắn. Tỉ lệ mỗi vạch là 1 mm. Ảnh của Nathan Renfro.

Gần đây, mười sáu mảnh đá scapolite thô gần không màu, được Dudley Blauwet (Dudley Blauwet Gems, Louisville, Colorado) gửi đến phòng giám định của GIA ở Carlsbad để kiểm tra. Tất cả các mẫu được báo cáo là từ mỏ Pitawak ở vùng Sar-e-Sang tỉnh Badakhshan, Afghanistan. Khoáng vật này trong suốt và gần không màu, chứa các bao thể tinh thể trong suốt và bao thể lỏng, ngoài ra còn một số vết dơ biểu sinh màu nâu trong các vết nứt.

Một nửa số tinh thể này được báo cáo là đã trải qua xử lý chiếu xạ. Việc xác định cả hai nhóm đá tự nhiên và chiếu xạ là scapolite đã được xác nhận bằng quang phổ Raman. Cả hai nhóm tinh thể này đều có vẻ ngoài giống nhau trong điều kiện ánh sáng bình thường (hình 1, bên trái). Khi tiếp xúc với ánh sáng cực tím sóng dài (LWUV), cả scapolite tự nhiên và chiếu xạ nhân tạo đều cho thấy phát quang màu vàng mạnh, cường độ hơi kém hơn trong scapolite chiếu xạ. Dưới đèn cực tím sóng ngắn (SWUV), xu hướng phản ứng với cường độ tương tự đã được quan sát, cả scapolite tự nhiên và nhân tạo được chiếu xạ đều có màu vàng yếu đến vừa. Tuy nhiên, sự khác biệt đáng chú ý nhất là cường độ của hiệu ứng bóng râm thể hiện ở cả hai nhóm đá, xảy ra sau khi tiếp xúc với cả hai nguồn sáng LWUV và SWUV.

Hiệu ứng tạo bóng râm là hiện tượng xảy ra khi một khoáng vật thay đổi màu sắc sau khi tiếp xúc với đèn cực tím. Sự thay đổi màu sắc là tạm thời và có thể đảo ngược khi khoáng vật tiếp xúc với ánh sáng đèn sợi đốt nóng. Hiệu ứng tạo bóng râm trong scapolite tự nhiên đã được ghi nhận (Fall 2005 GNI, trang 269 – 271). Trong trường hợp của 16 mẫu scapolite này, hiệu ứng bóng râm quan sát được là màu xanh bão hòa vừa trong một viên đá trước đó (chưa tiếp xúc với đèn cực tím) gần như không màu. Dựa trên các khoáng vật đã được kiểm nghiệm, có vẻ như scapolite chiếu xạ nhân tạo đã tạo ra hiệu ứng bóng râm mạnh hơn nhiều khi khoáng vật này sau đó được tiếp xúc với tia UV. Khoáng vật này hiển thị hiệu ứng bóng râm khi chịu tác động của LWUV, nhưng cường độ thường lớn hơn sau khi tiếp xúc với SWUV (hình 1, giữa và phải). Sau khi tiếp xúc với SWUV, phổ hấp thu trong vùng có thể nhìn thấy ghi nhận một sai hỏng, nguyên nhân tạo màu xanh. Kết quả ghi nhận từ phổ trong vùng nhìn thấy được đã xác nhận rằng màu xanh được tạo ra trong scapolite (hình 2).

Chiếu xạ scapolite không màu dường như có ảnh hưởng rất hạn chế đến khoáng vật này. Sau khi thực hiện nhiều kiểm tra ngọc học khác nhau, sự khác biệt đáng kể duy nhất mà nhóm nghiên cứu quan sát được là cường độ của hiệu ứng tạo bóng râm, điều này có thể đóng vai trò là bằng chứng cho thấy scapolite đã được chiếu xạ trước đó. Vẻ bề ngoài của khoáng vật không thấy có sự cải thiện đáng kể nào sau khi được chiếu xạ.

(Theo Tara Allen, Nathan Renfro và David Nelson, GIA, Carlsbad, phần Gem News International quyển G&G Spring 2014)

 

Sapphire Màu Vàng Xử Lý Lấp Đầy Thủy Tinh Chì

Tác giả bài viết này trước đây đã có một báo cáo về corundum màu đỏ và xanh thay đổi màu, có lấp đầy thủy tinh (Spring 2008 GNI, trang 88 – 89). Sau đó, gần đây là các báo cáo về sapphire màu lục lấp đầy thủy tinh chì (Fall 2013 Lab Notes, trang 176) và sapphire lấp đầy thủy tinh chì có phủ màu cobalt (ví dụ: T. Leelawatanasuk và cộng sự, “Cobalt-doped glass-filled sapphire; an update”, Australian Gemmologist, Vol. 25, No. 1, 2013, trang 14 – 20); và mới đây một viên sapphire màu vàng phớt cam xử lý lấp đầy thủy tinh chì đã được Dheeraj Gupta (Gem & Jewellery Sales Promotion Council, New Delhi) gửi đến phòng giám định.

Viên sapphire 4,27 ct (hình 3) có vẻ ngoài lờ mờ khắp viên đá, với hiệu ứng khuấy đục gợi nhớ đến hình ảnh của khoáng vật hessonite, nhưng các đặc điểm ngọc học cơ bản và phân tích dưới kính hiển vi đã xác định mẫu vật là corundum tự nhiên. Nó có chiết suất RI là 1,762 – 1,770; tỉ trọng thủy tĩnh SG là 4,03; một dãy hấp thu ở khoảng 450 nm, cùng với các vạch nhỏ ở phần đầu màu đỏ dưới quang phổ kế để bàn; và phát quang màu cam phớt đỏ dưới cực tím sóng dài và sóng ngắn. Viên sapphire cho thấy phát quang mạnh hơn dưới cực tím sóng dài. Kiểm tra dưới kính hiển vi cho thấy nhiều vết nứt có độ nổi thấp trong khắp viên đá với hiệu ứng lóe màu rõ rệt. Cũng có thể nhìn thấy bọt khí dẹt bị mắc kẹt lại trong đá, như trong hình 4, và các vệt mây màu hơi trắng; chúng thường tồn tại trong đá xử lý lấp đầy. Ngoài ra còn thấy các vùng màu sữa chứa các đĩa nhỏ (thường là rutile) và các tinh thể âm liên quan đến màng mỏng chất lỏng. Dưới ánh sáng khuếch tán, các vết nứt lấp đầy thủy tinh có màu vàng phớt cam nổi bật so với màu vàng nhạt tổng thể của đá (một lần nữa, xem hình 4). Kết quả là màu khi nhìn trực diện cũng có màu vàng phớt cam. Màu của thủy tinh lấp đầy này tương tự như trong ruby lấp đầy thủy tinh. Thành phần thủy tinh chì được xác nhận thêm bằng phân tích EDXRF, trong khi sự hiện diện của sắt (nguyên nhân tạo màu của sapphire vàng) được xác nhận bởi dãy hấp thu ở 450 nm liên quan đến Fe trong phổ trong vùng cực tím đến nhìn thấy được.

Vì đây là mẫu đầu tiên về sapphire màu vàng xử lý lấp đầy thủy tinh chì được kiểm tra tại phòng giám định, nên mức độ phổ biến trên thị trường của nó vẫn chưa được biết. Với độ trong suốt và màu sắc của nó, viên đá này đủ điều kiện là một thay thế rẻ tiền cho sapphire màu vàng, miễn là nó được công bố đầy đủ thông tin về các xử lý cho người tiêu dùng biết. (Theo Gagan Choudhary (gagan@gjepcindia.com), phần Gem News International quyển G&G Spring 2014)

 

Opal Có Hiệu Ứng Sao

Opal nổi tiếng với việc hiển thị hiệu ứng lóe màu sặc sỡ nhấp nháy. Nó cũng có thể hiển thị hiệu ứng sao, mặc dù opal sao chỉ mới được báo cáo là có ở vùng Idaho, và một hình ảnh sao sáu tia hoàn hảo là cực kỳ hiếm (JV Sanders, “Cấu trúc của opal sao”, Acta Crystallographica, Vol. A32, 1976, trang 334 – 338). Phòng giám định GIA ở Bangkok gần đây đã có cơ hội kiểm tra một viên đá opal trong suốt có hiệu ứng sao (hình 5). Viên đá mài dạng cabochon màu vàng phớt nâu nhạt nặng 2,39 ct có hiệu ứng sao sáu tia sắc nét.

Các kiểm tra ngọc học cơ bản ghi nhận chỉ số chiết suất điểm là 1,43 và tỉ trọng thủy tĩnh là 2,10. Khi tiếp xúc với bức xạ cực tím, đá phát quang màu trắng phớt xanh mạnh dưới UV sóng dài và màu trắng phớt xanh yếu dưới UV sóng ngắn. Nó có lân quang màu lục sau khi tiếp xúc với tia cực tím sóng dài. Phương pháp kiểm tra ngọc học tiên tiến như huỳnh quang tia X phân tán năng lượng (EDXRF) đã xác nhận nó là khoáng vật giàu silica với một số nguyên tố vi lượng khác, bao gồm nhôm và sắt. Tất cả các tính chất này phù hợp với opal.

Kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy các mặt phẳng lớn song song nhau, có lóe màu sặc sỡ giao nhau để tạo thành một hình lục giác (hình 6). Điều này chịu trách nhiệm tạo ra ngôi sao sáu tia. Loại đá đặc biệt này đóng vai trò như một lời nhắc nhở rằng, không giống như hiệu ứng sao trong các khoáng vật quý khác, hiệu ứng sao trong opal được gây ra bởi sự nhiễu xạ ánh sáng từ các sai hỏng hoặc sự không hoàn chỉnh trong cách sắp xếp các khối cầu silica. (Theo Wasura Soonthorntantikul, phần Lab Notes quyển G&G Summer 2014)

 

Vỏ Ngọc Trai Dùng Nhái/Mô Phỏng Ngọc Trai

Ngọc trai nhái/mổ phỏng làm bằng vỏ sò, hoặc vỏ ngọc trai, có lịch sử lâu đời trên thị trường trang sức và đã được báo cáo trong mục Lab Notes trước đây (Fall 1984, trang 170; Winter 1986, trang 239; Summer 2001, trang 135 – 136; Summer 2004, trang 178). Các hạt vỏ thường được phủ bằng vật liệu nhân tạo để mô phỏng/nhái nhiều loại ngọc trai tự nhiên và nuôi cấy trên thị trường. Gần đây các vật liệu mô phỏng như vậy đã khiến các nhà nghiên cứu trong phòng giám định GIA tìm mua một số mẫu từ một trang web thương mại để kiểm tra. Được công bố là vỏ ngọc trai (hình 7), chúng giống như ngọc trai nuôi cấy Tahiti màu đen, ngọc trai South Sea nuôi cấy màu trắng và vàng.

Mặc dù các mẫu có vẻ bề ngoài và trọng lượng tương tự của ngọc trai nuôi cấy, các kiểm tra ngọc trai thông thường cho thấy các đặc điểm bề mặt không tự nhiên. Chuỗi cổ bằng vỏ ngọc trai màu đen cũng cho thấy có sự óng ánh nhiều màu nhưng giống ánh dầu nhiều hơn. Dưới kính phóng đại thấy nhiều hạt nhỏ với hiệu ứng lấp lánh (hình 8, bên trái), bên cạnh đó thì không thấy các tiểu cầu xà cừ xếp chồng lên nhau rõ ràng như thường thấy trong ngọc trai ánh xà cừ. Những đặc điểm này cho thấy rằng một lớp phủ nhân tạo đã được áp dụng cho các hạt này. Kiểm tra chỗ gần các lỗ khoan của một số mẫu cho thấy sự ngấn mẻ và bong tróc của lớp phủ rất mỏng này, cho thấy vật liệu vỏ giống hình hạt cầu tròn màu trắng bên dưới (hình 8, bên phải).

Hình ảnh X-quang chỉ cho thấy phần hạt bên trong, đôi khi thấy các dãy song song và các vết nứt – tương tự như các dãy và “đường hầm” giun sán phổ biến trong một số hạt vỏ nước mặn – trong khi lớp phủ bên ngoài vẫn trong suốt (hình 9). Phân tích EDXRF đã phát hiện ra nồng độ bismuth cao, thường không thường tồn tại trong ngọc trai nhưng loại này đã được ghi nhận trước đây trên ngọc trai tự nhiên và nuôi cấy có lớp phủ nhân tạo (Fall 2005 Gem News International, trang 272 – 273; Winter 2011 Lab Notes, trang 313 – 314). Cuối cùng, phân tích quang phổ Raman tại vùng lộ ra của hạt màu trắng đã xác định nó là aragonite. Những kết quả này, cùng với phản ứng trơ  dưới huỳnh quang tia X của các hạt này đã xác nhận nó được làm bằng vỏ nhuyễn thể nước mặn.

Nhóm nghiên cứu lưu ý việc sử dụng thuật ngữ shell pearl – vỏ ngọc trai hoặc chỉ pearl – ngọc trai hiện được các trang web thương mại dùng để mô tả các sản phẩm nhái/mô phỏng ngọc trai này. Tên gọi không chính xác này có thể gây hiểu nhầm cho người mua thiếu kinh nghiệm. Theo CIBJO Blue Book (tạm dịch “Danh Sách Xanh” của CIBJO) về ngọc trai, “Sản phẩm mô phỏng hoặc nhái ngọc trai tự nhiên và ngọc trai nuôi cấy … sẽ có tên gọi được bắt đầu ngay bằng từ “imitation or simulated – nhái hoặc mô phỏng, giả”, với mục đích nhấn mạnh và nổi bật … như tên của chính nó”. Imitation pearl – ngọc trai nhái/mô phỏng sẽ là tên riêng của vật liệu này và người tiêu dùng cần phải biết về tên gọi thực sự của nó.

(Theo Jessie (Yixin) Zhou và Chunhui Zhou, phần Lab Notes quyển G&G Summer 2014)

 

Hiệu Ứng Quang Học Khác Lạ Trong Sapphire Xanh

Một viên sapphire màu tím nhạt phớt xanh 1,36 ct (hình 10) đã được gửi đến phòng giám định của Trung tâm Đá quý Ukraine để kiểm tra. Viên đá có chiết suất RI là 1,762 – 1,170, độ lưỡng chiết 0,008 và tỉ trọng thủy tĩnh là 3,97. Các mẫu có đa sắc đặc trưng và phát quang màu cam phớt hồng rất yếu dưới tia cực tím sóng dài. Phân tích định tính bằng phương pháp quang phổ EDXRF ghi nhận một lượng lớn Fe, Cr và Mg và một lượng nhỏ Ti và Ga. Kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy rutile hòa tan dạng chấm, bằng chứng xử lý nhiệt. Viên sapphire có sự thay đổi màu nhẹ từ tím phớt xanh trong ánh sáng ban ngày sang màu xanh nhạt trong ánh sáng sợi đốt nóng. Một dãy phát quang màu hồng (rõ ràng là do tạp chất Cr³⁺) đã được ghi nhận khi quan sát dưới thiết bị DiamondView (hình 11). Khi được lấy ra khỏi thiết bị DiamondView, viên đá đã đổi màu hoàn toàn thành màu nâu (hình 12, bên trái). Sau khoảng 15 phút dưới ánh sáng ban ngày tự nhiên, màu tím nhạt phớt xanh bắt đầu quay trở lại (hình 3, bên phải). Khoảng 12 giờ sau, màu tím–xanh nguyên thủy của nó đã được phục hồi. Sự mất ổn định màu sắc như vậy là cực kỳ khác thường trong sapphire màu xanh.

Cần lưu ý rằng đèn cực tím trong thiết bị DiamondView có bước sóng nhỏ hơn 225 nm (theo hướng dẫn sử dụng cho người dùng). Năng lượng của bức xạ UV được coi là quá yếu đối với việc xử lý màu của corundum (xem K. Nassau, Gemstone Enhancement, Butterworth-Heinemann, 1984, trang 221). Tuy nhiên, trong viên sapphire này, thiết bị DiamondView rõ ràng đã gây ra sự thay đổi màu sắc. Sự thay đổi màu sắc có thể đảo ngược như vậy khi tiếp xúc với ánh sáng được gọi là photochromism (hiện tượng quang điện; đổi màu theo ánh sáng).

Hình 12: Khi được lấy ra khỏi DiamondView, viên sapphire đã chuyển hoàn toàn sang màu nâu (trái). Sau khoảng 12 giờ, viên đá trở lại màu tím nhạt phớt xanh nguyên thủy (phải). Ảnh của Igor Iemelianov, phóng đại 15 lần.

(Theo Iurii Gaievskyi (gaevsky@hotmail.com), Igor Iemelianov và Elena Belichenko, State Gemological Center of Ukraine, Kiev, phần Gem News International quyển G&G Summer 2014)

 

Wurtzite Mài Giác Hiếm Gặp

Gần đây, phòng giám định GIA ở Carlsbad đã kiểm tra một viên đá cắt giác cúc biến thể hình giọt nước, màu đỏ phớt nâu, trong suốt, nặng 3,97 ct với yêu cầu của khách hàng là muốn xác định bản chất viên đá (hình 13). Các kiểm tra ngọc học cơ bản ghi nhận chỉ số khúc xạ vượt quá giới hạn của chiết suất kế và tỉ trọng thủy tĩnh là 3,96. Không quan sát thấy hiện tượng phát quang khi đá tiếp xúc với ánh sáng cực tím sóng dài và sóng ngắn. Đá cũng hiển thị ánh kim cương (adamantine) và hình ảnh một trục quang khi được kiểm tra với ánh sáng phân cực. Kiểm tra bằng kính hiển vi với đèn sợi quang cho thấy các bao thể hình kim nhỏ và quầng sáng phân rã phản chiếu kích thước lớn bao quanh một tinh thể âm. Kiểm tra cũng cho thấy quầng sáng phân rã này vuông góc với hướng trục quang, cho thấy viên đá cơ bản có cát khai (hình 14).

Quang phổ Raman và nhiễu xạ bột tia X kết luận xác nhận viên đá là wurtzite. Phân tích EDXRF đã phát hiện kẽm và lưu huỳnh, hỗ trợ thêm cho kết quả trên.

Wurtzite, một dạng đa hình của sphalerite, thường hiện diện trong các mỏ dạng mạch thủy nhiệt liên quan đến barite và sphalerite. Wurtzite chất lượng mài giác đã được báo cáo là có ở Merelani, Tanzania (Winter 2013 GNI, trang 261). Đây là viên wurtzite đầu tiên được kiểm tra bởi phòng giám định GIA.

(Theo Amy Cooper và Nathan Renfro, phần Lab Notes quyển G&G Summer 2014)