Bản tin tháng 11/2015

Turquoise Có Họa Tiết Dấu Vân Tay

Gần đây, phòng giám định GIA ở Carlsbad đã xác định một chuỗi hạt đá turquoise tự nhiên, chưa bị xử lý có một đặc điểm thú vị. Các hạt màu lục phớt xanh cho thấy cấu trúc turquoise tự nhiên với mạch mỏng tạp chất nền màu đen (hình 1). Trong quá trình kiểm tra bằng kính hiển vi, một vài hạt trong chuỗi cho thấy hình ảnh bạc màu, màu lục rất nhạt ít bão hòa giống như dấu vân tay. Hạt được chọn để kiểm tra, ghi nhận chiết suất điểm khoảng 1,60 và phát huỳnh quang màu lục phớt xanh yếu dưới đèn cực tím UV sóng dài, không có phát quang dưới UV sóng ngắn. Để loại trừ việc xử lý tẩm polymer, nhóm nghiên cứu đã thực hiện kiểm tra bằng phổ hồng ngoại (FTIR). Không có đỉnh hấp thu nào liên quan đến chất polymer, do đó loại trừ khả năng nó là turquoise tẩm polymer (K. S. Moe và cộng sự, “Turquoise tẩm polymer”, G&G Summer 2007, trang 149 – 151). Các họa tiết khác thường này có thể là kết quả của keo phủ bóng hoặc chất bẩn ngoại lai khác hiện diện trong quá trình xử lý ban đầu hoặc khi khoan lõi hạt, đã lưu giữ dấu vân tay của người thợ gia công. Với thời gian và độ mòn khi sử dụng, sự bạc màu trên các hạt làm cho dấu vân tay khác biệt hơn (hình 2).

Turquoise không bị xử lý thì xốp và thường hấp thụ mồ hôi trên da và các chất bẩn khác, làm cho màu lục hơn. Do đó, turquoise thường được xử lý để tăng cường vẻ bề ngoài của nó và bảo vệ nó khỏi sự bạc màu. Hầu hết các sản phẩm trên thị trường, đặc biệt là vật liệu chất lượng thấp, đã được tẩm sáp hoặc polymer để cải thiện độ bền của chúng (S. F. McClure và cộng sự, “Đá được cải thiện chất lượng và việc xác định chúng vào những năm 2000”, G&G Fall 2010, trang 218 – 240).

Chuỗi hạt thú vị này đóng vai trò là một ví dụ hữu ích về lý do tại sao turquoise được xử lý thường xuyên và dễ dàng. Chỉ cần cầm, nắm, mang đeo nó cũng có thể ảnh hưởng đến màu sắc và vẻ ngoài của nó theo thời gian, như được minh họa bằng hoa văn dấu vân tay đang lưu giữ lại trên viên đá trong chuỗi hạt này.

(Theo Tara Allen và Amy Cooper, phần Lab Notes, quyển G&G Fall 2013)

 

Bao Thể Biểu Sinh Malachite Dạng Đĩa Hiếm Thấy Trong Thạch Anh

Khi các chất lỏng giàu khoáng chất bị mắc kẹt trong các vết nứt hở và bay hơi, chúng có thể để lại các kết tủa khoáng vật biểu sinh. Các tích tụ khoáng vật biểu sinh này khá phổ biến trong các vật liệu đá quý, thường ở dạng màu nhuộm oxide sắt màu nâu trong các vết nứt. Các tích tụ này thường gây bất lợi, làm giảm vẻ đẹp tiềm năng của đá quý thành phẩm, nhưng đôi khi chúng cũng góp phần tạo màu sắc rực rỡ với những hình dạng hình học thú vị, chẳng hạn như các bao thể pyrite bị mắc kẹt trong các vết nứt của thạch anh.

Một viên đá thạch anh pha lê hiếm thấy, hình dạng tự do này (hình 3), được mua bởi Leonardo Silva Souto (Cosmos Gems, Teófilo Otoni, Brazil) và được cho là có nguồn gốc từ Brazil, đã được kiểm tra tại phòng giám định GIA ở Carlsbad. Viên đá 52,99 ct chứa một số bao thể malachite thú vị (hình 4). Những bao thể này rõ ràng là biểu sinh, vì chúng bị giới hạn trong các vết nứt thứ sinh trong viên đá chủ thạch anh. Sự giam cầm trong mặt phẳng này khiến cho các bao thể phát triển ra bên ngoài sau khi tạo được mầm kết tinh. Các đĩa dẹt đặc biệt thú vị do màu sắc giao thoa rực rỡ có thể nhìn thấy trong ánh sáng phân cực (hình 5), cũng như cấu trúc đồng nhất của chúng. Việc xác định các bao thể và đá chủ đã được xác nhận bằng phương pháp quang phổ Raman.

Malachite trước đây đã được báo cáo là một bao thể đồng sinh (syngenetic) trong chalcedony và thạch cao (xem bài viết của E. J. Gübelin và J. I. Koivula, Photoatlas of Inclusions in Gemstones, ABC Edition, Zurich, 1986), nhưng malachite biểu sinh (epigenetic) trong thạch anh là khá bất thường. Trong viên đá này, màu lục rực rỡ biểu sinh được tạo ra là một sự cải thiện nổi bậc so với những viên thạch anh không màu, thông thường khác.

(Theo Nathan Renfro, phần Gem News International, quyển G&G Fall 2013)

 

Bao Thể Dạng Quả Tạ Bất Thường Trong Kim Cương

Phòng giám định Đá quý Pháp (French Gemmological Laboratory – LFG) tại Paris đã có cơ hội đánh giá một viên kim cương tròn, giác cúc gần không màu, nặng 0,40 ct chứa một bao thể lớn, khác thường (hình 6). Kiểm tra ban đầu dưới kính loupe cho thấy đặc điểm bên trong khác thường bao gồm một thanh xà mỏng và hai phần đầu phình rộng hơn (hình 7). Nhìn dưới những góc độ nhất định, nó có vẻ gần giống kim loại. Đặc điểm này, làm giảm độ sạch của nó xuống cấp SI₂, gợi nhớ đến các bao thể dạng quả tạ kim loại thường thấy trong kim cương tổng hợp HPHT.

Hình ảnh phát quang từ thiết bị DiamondView đã chứng minh rằng bao thể được định hướng theo tinh thể, song song với cạnh giữa hai mặt bát diện (hình 8). Các bao thể hình quả tạ trong kim cương tổng hợp HPHT có định hướng tinh thể rõ ràng, cũng thường dọc theo cạnh bát diện.

Nhưng viên đá phát huỳnh quang màu xanh yếu dưới bức xạ tia cực tím sóng dài và bị trơ trong tia UV sóng ngắn, hành vi phát quang cổ điển đối với kim cương tự nhiên và chưa được ghi nhận trong các mẫu đá kim cương tổng hợp. Hơn nữa, phổ hấp thu hồng ngoại là đặc trưng của kim cương tự nhiên kiểu IaAB với một lượng rất nhỏ hydrogen. Điều này đã chứng minh nguồn gốc tự nhiên của cả viên đá và bao thể của nó. Dưới độ phóng đại, bao thể này không màu và trong suốt chứ không phải kim loại (ánh kim loại và chắn sáng), mặc dù nó có độ nổi quang học cao. Hình thái của nó không phải là hình khối lập phương – như các bao thể trong kim cương tổng hợp – mà là hình bát giác tròn cạnh. Bản chất chính xác của tinh thể này vẫn chưa được biết, vì không thể sử dụng được phổ Raman do sự phát quang mạnh của nó, nhưng các bao thể không màu trong kim cương thường là forsterite.

(Theo Emmanuel Fritsch và Aurélien Delaunay, French Gemmological Laboratory, Paris, phần Gem News Inetrnational, quyển G&G Fall 2013)

 

Boron Carbide: Vật Liệu Mới – Nhái Kim Cương Đen

Bởi vì kim cương đen đã ngày càng trở nên thông dụng, được yêu thích trong vài năm qua, do đó, cũng đã xuất hiện nhiều loại đá tổng hợp màu đen như moissanite tổng hợp và silicon kết tinh (Lab Notes Spring 2011, trang 54 – 55) để nhái/giả chúng. Phòng giám định đá quý ở Jaipur, có nhận một mẫu vật – viên đá tròn, giác cúc, ánh á kim, màu đen, nặng 1,04 ct (hình 9), dường như là moissanite tổng hợp màu đen nhưng đã được chứng minh là một loại khác. Mẫu vật được giới thiệu với chủ sở hữu là kim cương.

Do sự phổ biến của moissanite tổng hợp màu đen trên thị trường nên các phòng giám định đá quý cũng như nhóm nghiên cứu đã ngay lập tức kiểm tra cấu trúc kết khối đặc trưng dưới kính hiển vi. Mặc dù hình ảnh dạng hạt có thể nhìn thấy rõ trong ánh sáng phản chiếu (hình 10), nhưng nó dày hơn và mịn hơn nhiều so với dạng thường thấy trong moissanite tổng hợp màu đen. Điều này làm tăng sự nghi ngờ, vì vậy các kiểm tra ngọc học khác đã được thực hiện. Mẫu đá có chiết suất vượt quá giới hạn đo của chiết suất kế thông thường, tỉ trọng thủy tĩnh SG là 2,43 và độ cứng trên 9 trong thang đo Mohs. Giá trị tỉ trọng thấp loại trừ khả năng nó là moissanite tổng hợp (SG = 3,22), nhưng mặt khác không đưa ra manh mối nào cho việc xác định mẫu vật là gì.

Phân tích EDXRF định tính cho thấy nó có chứa Fe và một lượng rất nhỏ Si và K. Phổ Raman được lấy từ một số điểm bằng cách sử dụng tia laser kích hoạt 530 nm cho thấy các đỉnh lớn ở khoảng 260, 320, 480, 535, 720 và 1088 cm^-1 và các đỉnh nhỏ hơn ở khoảng 800, 824, 874, 967 và 998 cm^-1 (hình 11). Kết hợp các đặc điểm này cho thấy nó không phù hợp với bất cứ vật chất nào trong cơ sở dữ liệu của phòng giám định, nhưng trong tìm kiếm tài liệu mở rộng cho thấy nó hoàn toàn phù hợp với phổ Raman của boron carbide – cacbua (V. Domnich và cộng sự: “Boron carbide: Cấu trúc, tính chất và tính ổn định khi bị nén ép”, Journal of the American Ceramic Society, Vol. 94, No. 11, 2011, trang 3605 – 3628, http://dx.doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04865.x).

Boron carbide là một vật liệu ceramic cải tiến với độ cứng cao, tỉ trọng thấp, ổn định nhiệt và khả năng chống mài mòn cực cao, làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng hạt nhân, quân sự và hàng không vũ trụ. Vật liệu này thường được sản xuất bằng cách tạo phản ứng và nung chảy carbon với oxide boric (B₂O₃) trong lò hồ quang điện, sau đó là quá trình nén kết, ép nóng trong than chì trong môi trường chân không hoặc argon ở nhiệt độ 1900 – 2200°C và áp suất 0,02 – 0,04 GPa trong 15 đến 45 phút (Singhal và Singh, “Nén kết boron carbide dưới áp suất và nhiệt độ cao”, Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, Vol. 13, April 2006, trang 129 – 134).

Mặc dù boron carbide là phổ biến trong khoa học vật liệu và kỹ thuật – được sử dụng làm lớp phủ chống trầy xước và xi mạ trong áo giáp xe tăng, áo chống đạn và khóa móc – nhưng đây là lần đầu tiên nhóm nghiên cứu bắt gặp nó như một vật chất nhái/mô phỏng kim cương. Tìm kiếm tài liệu của phòng giám định (của ông Sandeep Vijay, một chuyên viên giám định đá quý) đã không cho thấy bất kỳ công dụng ngọc học nào của sản phẩm ceramic này. Việc phân biệt boron carbide với kim cương đen hay moissanite tổng hợp rất đơn giản chỉ cần dựa trên giá trị tỉ trọng, nhưng phổ Raman và dữ liệu tham khảo là cần thiết để xác định chính xác. Khả năng thâm nhập thị trường của loại vật liệu này là không thể loại trừ.

(Theo Gagan Choudhary (gagan@gjepcindia.com), Gem Testing Laboratory, Jaipur, India, phần Gem News International, quyển G&G Fall 2013)

 

Hổ Phách Được Trám Thêm Côn Trùng

Gần đây, tác giả cảm thấy thú vị khi giám định một tràng hạt cầu nguyện của người Hồi giáo, nó có vẻ giống như hổ phách (hình 12). Nó gồm 33 hạt màu vàng, dạng bi tròn, đường kính khoảng 12 mm, hai viên phân cách hình oval và một viên liên kết hình dạng khác lạ. Nó được mua với tên gọi là hổ phách từ một người bán lẻ tại một lễ hội hàng năm ở Dubai.

Các hạt tròn chứa các mảnh vụn thực vật màu nâu sẫm và nhiều loại côn trùng: kiến, ruồi và nhện, tất cả đều trong tình trạng được bảo quản tốt. Bề mặt các hạt cũng có các vùng hình tròn đáng chú ý và khi tiếp xúc với bức xạ cực tím UV sóng dài, chúng cho thấy phát huỳnh quang nhẹ, màu xanh và các vùng tròn màu xanh phấn nổi bật (hình 13). Các hạt này đều trơ dưới bức xạ UV sóng ngắn.

Các đặc điểm này tương tự như các đặc điểm của copal lấp đầy nhựa – plastic (G&G Winter 2010, phần GNI, trang 326 – 328). Chỉ số chiết suất ghi nhận được là 1,52 trên các vùng tròn và 1,54 ở phần còn lại. Tiếp theo, tràng hạt được phân tích quang phổ Raman với kích hoạt diode laser 785 nm. Các hạt liên kết, phân cách và phần lớn các phần trên hạt cho thấy các đỉnh hấp thu nằm trong khoảng từ 1434 đến 1644 cm^-1, phù hợp với hổ phách. Các khu vực hình tròn cho các dãy hấp thu mạnh ở 623, 807, 1100 và 1599 cm^-1 thì lại phù hợp với nhựa epoxy (hình 14).

Kiểm tra bằng kính hiển vi kết hợp việc ngâm các hạt trong nước cho thấy rằng tất cả các hạt tròn này đã được khoan và lấp đầy nhựa chứa côn trùng (hình 15). Các hạt được xác định là hổ phách lấp đầy nhựa không màu đến màu vàng nhạt để nhái/bắt chước hổ phách chứa côn trùng.

(Theo Sutas Singbamroong (sssutas@dm.gov.ae), NazarAhmed và Hassan Al Marzooqi, Gemstone Unit, Dubai Central Laboratory, Dubai, United Arab Emirates)