Bản tin tháng 12/2009

Andradite Từ Erzincan, Miền Đông Turkey (Thổ Nhị kỳ)

Tháng 10 năm 2007, Alexandra Woodmansee (Rock Logic, Glencoe, Minnesota) cho GIA biết tin về một phát hiện mới về đá demantoid ở Turkey. Cô mua được vài mẫu đá loại thô và mài giác tại Hội chợ đá quý Tucson 2008. Cô đã cho GIA mượn vài mẫu để nghiên cứu. Người cung cấp hàng cho cô, ông Kerem Özϋtemiz (Truva Mining Ltd., Ankara, Turkey) cũng đã cho trưng bày loại đá garnet tại Tucson cả hai năm 2008 và 2009. Ông cho một người trong số chúng tôi biết rằng ông có được quyền khai thác mỏ ở gần Erzincan, cách 700 km về hướng Đông của Ankara. Do mùa đông dài và khắc nghiệt nên ông chỉ khai thác được 3 tháng mỗi năm (từ tháng 6 đến tháng 8). Sử dụng một búa hơi và những công cụ cầm tay, ông sản xuất được ~ 300 g đá có thể mài giác được trong năm 2007 và ~ 120 g trong năm 2008, mặc dù hầu hết là khá nhỏ và nhiều tạp chất. Đến nay, ông đã có khoảng 20 viên mài giác (ở Đức) từ 0,5 đến 1,2 ct, cũng như rất nhiều viên đá đủ loại kích cỡ, tổng trọng lượng ~ 300 ct.

Kiểm tra ngọc học trên 13 viên đá của cô Woodmansee thu mua từ ông Özϋtemiz cho thấy có 06 mẫu là andradite (bao gồm cả vài viên demantoid) và 07 mẫu là grossular (tsavorite). Sự hiện diện của grossular không thể giải thích, nhưng ông Özϋtemiz cho biết rằng các viên đá đó có thể được đưa vào từ một lô hàng nào đó ở xưởng cắt mài. Sáu mẫu đá andradite (hình 1; nặng từ 0,15 – 0,38 ct) được mô tả đặc điểm như sau: màu sắc: nâu phớt cam, vàng phớt nâu, lục-vàng và lục phớt vàng (4 mẫu màu lục-vàng đến lục phớt vàng là demantoid); chiết suất RI: >1,81; tỷ trọng SG: 3,82 – 3,93 (các mẫu màu nâu/vàng) và 4,17 – 4,43 (các mẫu màu lục); trơ dưới cả UV sóng ngắn và sóng dài; một vạch hấp thu phổ thấy ở vị trí 440 nm dưới phổ kế để bàn. Kiểm tra với kính hiển vi phát hiện các sợi kim cong tỏa tia kết hợp với các khe nứt (vài mặt nứt chứa mặt lấp đầy trong suốt hoặc tàn dư không hoàn chỉnh cô đặc lại), các cụm mây dạng vân tay và đới tăng trưởng hình lục giác. Ngoại trừ trị số tỷ trọng cao, còn lại các đặc điểm trên đều đặc trưng cho andradite (theo Gems quyển số 6 được biên tập bởi M. O’Donoghue và Butterworth Heinemann, Oxford, UK, 2006, trang 206 – 210). Thêm nữa là các mẫu demantoid có các đới màu lục giác màu nâu và lục rất rõ ràng, trước đây ta cũng đã thấy điều tương tự trong hai mẫu andradite từ Iran (xem trong quyển Gem News International [GNI], Spring 2007, trang 65 – 67).

Phân tích hóa định lượng 06 mẫu andradite bằng máy vi cực điện tử tại Đại Học Oklahoma (xem chi tiết trong ngân hàng dữ liệu G&G tại trang www.gia.edu/gandg) phát hiện trong số garnet này chứa 93,4 – 98,9 mol% thành phần là andradite. Các mẫu demantoid chứa một lượng Cr đáng kể (0,09 – 1,45 % khối lượng Cr₂O₃), trong khi andradite màu nâu phớt cam lại có thành phần Ti cao nhất (0,13 % khối lượng TiO₂). 

(Theo Brendan M. Laurs, Alethea Inns (alethea.inns@gia.edu), GemNews, Summer 2009)

Topaz Có Màu Nâu Không Bền

Khoảng đầu năm 2007, có một nguồn hàng topaz màu nâu phớt cam, phớt đỏ đến phớt hồng từ chợ đá quý Chanthaburi, Thái Lan (xem trong “Topaz alert” của G. Roskin, JCK, Vol. 178, No. 9, 2007, trang 60). Một số viên được cho là đến từ Myanmar, số khác thì được xem là hàng từ Brazil. Khoáng vật loại này hiện nay được mua bán khá rộng rãi trên internet. Hai trong số các viên đá topaz loại này được Jeffery Bergman (LGL Co., Bangkok) cung cấp cho phòng giám định GIA chi nhánh Bangkok tiến hành giám định: một mẫu topaz màu nâu phớt cam thì được giữ trong điều kiện tối, còn một mẫu topaz gần như không màu thì được làm nhạt màu từ nâu phớt cam sang hầu như không màu sau khi được chiếu dưới ánh sáng mặt trời trong 1 ngày (hình 1). Các mẫu thu được tại Chanthaburi không cho thấy tính không bền về màu sắc này.

Đến tháng 6 năm 2008 lại có thêm vài mẫu topaz đã làm nhạt màu (chúng được thu mua từ Chanthaburi vào tháng 11 năm 2007) được L. Allen Brown (All That Glitters, Methuen, Massachusetts) mang đến cho GIA nghiên cứu. Quan sát hiệu ứng chiếu sáng trên những khoáng vật trực tiếp mà GIA đã mua được - 4 mẫu topaz mài giác màu nâu phớt cam (nặng 19,18 – 21,29 ct) từ ông Brown và 3 trong số chúng được cưa làm hai; viên thứ 4 được giữ lại như là mẫu để tham khảo. Mỗi một nửa của ba viên đá được giữ trong tối để đối chiếu và những phần còn lại được chiếu trong nhiều môi trường ánh sáng khác nhau: (1) để ở bên cửa sổ dưới ánh sáng ban ngày trong 80 giờ; (2) được chiếu dưới bóng đèn nóng chuẩn 100 watt trong 80 giờ với khoảng cách giữa đèn và đá là 2,5 cm; (3) được chiếu dưới UV sóng dài trong 40 giờ, sử dụng bóng đèn 6 watt với khỏang cách là 2,5 cm. Xem hình 2, ta thấy các mẫu khi bị chiếu dưới ánh sáng ban ngày và ánh sáng nóng đều có sự nhạt màu đáng kể; sự nhạt màu của các mẫu sau đó có thể cũng được tăng lên do nhiệt từ bóng đèn, bởi vì phần lớn topaz màu nâu mất màu ở nhiệt độ trên 200⁰C (theo K. Nassau, Gemstone Enhancement, quyển 2, biên tập bởi Butterworth-Heinemann, Oxford, U.K., 1994, trang 192). Mẫu được chiếu dưới sự chiếu xạ UV làm nhạt màu thậm chí còn mạnh hơn, mặc dù thời gian chiếu sáng ít hơn.

Vài viên topaz màu nâu có thể mất màu khi bị phơi sáng dưới ánh sáng mặt trời (theo M. O’Donoghue, Butterworth-Heinemann, Gems quyển 6, Oxford, UK, 2006, trang 176 – 177). Thêm nữa theo O’Donoghue (2006) đã ghi nhận rằng màu nâu không bền có thể phát triển từ sự bức xạ trong phòng thí nghiệm của topaz không màu. Đến này không có kiểm tra ngọc học nào có thể nhận biết màu nâu của topaz là thiên nhiên hay do chiếu xạ trong phòng thí nghiệm và kiểm tra sự nhạt màu này là cách duy nhất để quyết định sự bền màu của đá.

(Theo Garry Du Toit (garry.dut@giathai.edu) và Kamolwan Thirangoon, GIA Laboratory, Bangkok, trong GemNews, G&G, Fall 2009)

Triphylite Ở Brazil

Tháng 10 năm 2008, nhà buôn đá quý Brad Payne đã cho GIA biết thông tin về sự hiện diện gần đây của loại đá triphylite mài giác (hình 1), được cho là có xuất xứ từ Galiléia, Bang Minas Gerais của Brazil. Mỏ Galiléia nổi tiếng với việc sản xuất các khoáng hiếm để sưu tập, nguồn gốc granit pegmatite tuổi Brasiliano (550 – 500 Ma; M. L. S. C. Chaves et al., “Assembléias e paragêneses minerais singilares nos pegmatos de região de Galiléia [Minas Gerais]”, Geociências, Vol. 24, No. 2, 2005, trang 143-161). Triphylite là loại triphylite-lithiophilite giàu Fe trong nhóm Li(Fe,Mn)PO₄; lithiophilite là loại khoáng giàu Mn. Các viên triphylite chất lượng quý đủ lớn để mài được những viên đá nhiều carat là khá hiếm. Ông Payne biết được có khoảng 200 ct đá mài giác với đủ loại chất lượng; trong đó phần lớn là dưới 4 ct. Mặc dù khoáng vật này có màu đỏ phớt cam sậm đặc trưng dưới cả ánh sáng tương đương ánh sáng ban ngày và dưới ánh sáng nóng, một vài viên cũng cho thấy có sự thay đổi màu nhẹ.

Ông Payne cho GIA mượn 6 mẫu mài giác nặng từ 0,26 – 9,31 ct (xem lại hình 1). Kiểm tra các đặc tính ngọc học cho ta kết quả sau: màu sắc – 3 viên có màu đỏ phớt cam sậm, 3 viên cho thấy sự thay đổi màu nhẹ từ nâu phớt lục dưới ánh sáng ban ngày sang hồng phớt nâu hoặc tía dưới ánh sáng nóng; đa sắc – xanh mạnh hoặc lục phớt xanh, cam phớt nâu và nâu; chiết suất RI – n_α = 1,687-1,692, n_β = 1,689-1,695 và n_g = 1,695-1,700; độ lưỡng chiết – 0,007-0,008; và tỷ trọng SG – 3,52-3,57. Tất cả đều trơ dưới UV sóng ngắn và sóng dài. Phổ hấp thu xem dưới phổ kế để bàn có vạch trùng khớp tại: một vạch rõ ở 410 nm, một dải tại 450-460 nm, một vạch rõ gần 470 nm và các dải phổ tại 490-500 và 600 nm. Các đặc tính này trùng khớp với báo cáo về triphylite trong quyển Fall 1988, phần Lab Notes, trang 174; hay trong Gems quyển 6 của M. O’Donoghue, Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2006, trang 460. Quan sát dưới kính hiển vi thấy được các hạt nhỏ sắp xếp theo các dải song song, cũng như các bao thể dạng kim ngắn, các tinh thể trong suốt và các màng mịn dạng vân tay.

Bảng 1: Tính chất vật lý và phân tích hóa bằng LA-ICP-MS trên 6 viên triphylite.^a

 

 

Phổ hồng ngoại và Raman thu được các nguyên tố đặc trưng như Li, Fe, Mn và phosphate. Phân tích hóa bằng EDXRF (Phổ huỳnh quang tia X phân tán năng lượng) và LA-ICP-MS (Phổ khối lượng – Plasma cảm ứng kép – Bắn laser) (phân tích phía sau được thực hiện bởi hội nghiên cứu David Kondo, bảng 1) sau đó được thực hiện trong nghiên cứu của cộng tác viên David Kondo; bảng 1) phát hiện một lượng nhỏ các nguyên tố Mg và Zn có trong toàn bộ các mẫu. Sự tập trung của nguyên tố Fe và Mn làm ảnh hưởng đến các tính chất quang học và vật lý trong nhóm khoáng vật triphylite-lithiophilite như: chiết suất RI và tỷ trọng SG tăng hoặc giảm tỷ lệ với thành phần của Fe và Mn (theo S. L. Penfield và J. H. Pratt, “Ảnh hưởng qua lại giữa Fe và Mn đối với các tính chất quang học và vật lý của lithiophilite và triphylite”, quyển American Journal of Science, Series 3, Vol. 50, No. 299, 1895, trang 387 – 390). Trong đó triphylite ở Galiléia, trị số chiết suất RI có nhiều giá trị khác nhau tùy thuộc vào tỷ lệ của Fe/Mn và tỷ trọng SG dao động tương ứng với lượng Fe có trong khoáng vật đó (bảng 1).

(Theo Pamela Cevallos (pamela.cevallos@gia.edu), GIA Laboratory, New York, trong GemNews, G&G, Fall 2009)

Tourmaline Mới Sản Xuất Từ Keffi, Nigeria

Hình 1: Các viên tourmaline này từ một mỏ mới phát hiện tại Keffi khu vực trung tâm Nigeria. Tinh thể trên cùng có kích thước dài 31,6 mm và các viên mài giác nặng từ 6,71 – 16,82 ct. Ảnh của Robert Weldon.

Tourmaline chất lượng quý được biết đến là từ các mỏ granit pegmatite ở Keffi khu vực trung tâm của Nigeria từ 25 năm qua (theo J. Kanis và R. R. Harding, bài “Toàn cảnh đá quý vùng trung tâm Nigeria”, quyển Journal of Gemmology, Vol. 22, No. 4, 1990, trang 195 – 202). Vào cuối năm 2008 có một loại tourmaline mới được phát hiện tại khu vực gần làng Akwandoka (xem bài của J. C. Michelou, “Một mỏ tourmaline mới được phát hiện tại Nigeria”, InColor, Fall-Winter 2008-2009, trang 21, 24).

Tám mẫu tourmaline mới từ Keffi, trong đó có 02 mẫu đá thô (17,5 và 6,8 g) và 06 mẫu là đá mài giác (6,71 – 16,82 ct) được cho GIA mượn để mô tả đặc điểm bởi Dudley Blauwet (Dudley Blauwet Gems, Louisvile, Colorado). Trong hai mẫu đá thô thì một mẫu có dạng tinh thể khá hoàn hảo và một mẫu gần như hình cầu, phần lớn cả hai mẫu có màu hồng với một đới màu lục phớt vàng (hình 1). Các viên mài giác thì có màu hồng đồng nhất với các đới màu vàng, hồng và các đới màu vàng phớt lục, hồng (hình 2). Cả mẫu đá thô và mài giác đều hầu như sạch dưới mắt thường hoặc có rất ít tạp chất.

Kiểm tra ngọc học trên các viên đá mài giác giúp thiết lập được các tính chất sau: chiết suất RI – 1,620-1,640 (± 0,002); tỷ trọng SG – 3,03 (± 0,02); phát quang – trơ dưới UV sóng dài và có màu xanh phấn vừa dưới UV sóng ngắn; những viên có đới màu thì phát quang màu vàng phấn dưới UV sóng ngắn. Sử dụng kính lưỡng sắc (dichroscope) quan sát được hai màu đa sắc riêng biệt vuông góc với trục c: màu vàng nhạt và hồng có trong tuormaline hồng và lục nhạt, cam có trong tourmaline vàng phớt lục. Các đặc điểm bên trong chủ yếu là các bao thể dạng kim ngắn, các hạt nhỏ và các bao thể tàn dư dạng vân tay. Các tính chất của các mẫu này là đặc trưng của khoáng tourmaline.

Ông Blauwet cũng đã cho Trường Đại học New Orlearns mượn hai mẫu tourmaline hai màu ở Keffi khác nữa (một viên tinh thể và một ở dạng đá cuội) để phân tích hóa bằng máy dò vi cực điện tử (microprobe). Viên tinh thể được phân tích tại 10 điểm (07 điểm trong vùng màu hồng và 03 điểm trong vùng màu lục phớt vàng) và viên đá dạng cuội thì được phân tích tại 07 điểm (05 điểm trong vùng màu hồng và 02 điểm trong vùng màu lục phớt vàng). Tất cả cá dữ liệu đều cho thấy có thành phần của khoáng elbaite (một khoáng vật trong nhóm tourmaline) với một lượng nhỏ nguyên tố F, Mn, Ca, K và đôi khi còn có Fe (cá biệt có trong vùng màu lục phớt vàng) và Ti. Các nguyên tố Cr, Bi, V, Mg, Cu, Ba, Pb và Cl thì dưới hoặc gần sát với giới hạn phát hiện (0,01 – 0,02 wt.% oxide) của máy dò vi cực điện từ này. Các phân tích đầy đủ có trong dữ liệu lưu trữ của G&G.

(Theo Riccardo Befi, William B. Simmons và Alexander U. Falster, University of New Orleans, Louisiana, trong GemNews, G&G, Fall 2009)

Kyanite Màu Cam Từ Tanzania

Từ Kyanite có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp là màu xanh, do màu đặc trưng của nó. Kyanite màu lục chất lượng quý cũng được nhìn thấy (Winter 2001 GNI, trang 337 – 338) và các viên không màu hay màu vàng thỉnh thoảng vẫn được cắt mài. Tuy nhiên gần đây kyanite màu cam đã xuất hiện trên thị trường đá quý. Khoáng vật được khai thác ở vùng Loliondo, Tanzania, gần vùng mà gần đây cung cấp các tinh thể spessartine đẹp (xem quyển Spring 2008 GNI, trang 76 - 78).

Ông Brad Payne trong hội thương nhân đá quý (Surprise, Arizona) cho GIA mượn 03 mẫu kyanite mài giác (trọng lượng 0,63 – 1,26 ct; hình 1) để nghiên cứu. Và một trong những người cung cấp này mua được 2 mảnh vỡ tinh thể kyanite màu cam. Một từ Loliondo và mảnh kia từ Mautia Hill, Kongwa, cũng ở Tanzania (xem lại hình 1). Mẫu phía sau được tìm thấy vào cuối thập niên 80; cả 2 mẫu được đánh bóng trên các mặt song song để xem phổ.

Nghiên cứu những viên đá mài giác này cho những đặc điểm như sau: màu sắc – cam vàng vừa đến cam phớt vàng; chiết suất RI – n_a  = 1,718 và n_g = 1,734 – 1,735; lưỡng chiết suất: 0,016 – 0,017; hiệu ứng quang học – hai trục âm; tỷ trọng SG: 3.69 – 3.73; không có phát quang UV hoặc phản ứng dưới kính lọc Chelsea; Quan sát được một vạch ở ~550 nm và một dải ở ~460-500 nm, khi nhìn dưới phổ kế để bàn. Trị số chiết suất RI và tỷ trọng SG nêu trên giống với kyanite màu xanh hay màu lục được M. O’Donoghue đưa tin (trong Gems quyển 6, biên tập bởi Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2006, trang 422). Tất cả những quan sát này cũng phù hợp với những gì J. M. Arlabosse giới thiệu về kyanite màu cam ở Loliondo (“Kyanite màu cam vùng Tanzanie,” Gemmologie FlashData, số 35, có thể xem tại www.geminterest.com/articlist.php, tháng 9, 2008).

Nghiên cứu các viên đá mài giác dưới kính hiển vi thấy được các khe nứt cát khai, các tinh thể rutile màu nâu hình cầu đến hình góc cạnh, các tinh thể zircon không màu hình tròn có độ nổi cao và các tinh thể mica (có thể là mutcovite) và thạch anh không màu hình cầu có độ nổi thấp – tất cả được xác định bằng phân tích Raman.

Hai mảnh đá được đánh bóng có những đặc điểm sau: màu sắc – cam vàng nhạt (viên Mautia Hill) và cam phớt vàng vừa (viên Loliondo); và không có phát quang UV hoặc phản ứng dưới kính lọc Chelsea. Dưới phổ kế để bàn, trong mẫu Loliondo thấy được 1 vạch ở ~ 550 nm, 1 vạch dưới ~ 500 và trên ~ 680 nm; trong mẫu Mautia Hill thì không thấy những đặc tính này. Các khoáng rutile, zircon (cả 2 được xác định bằng phân tích Raman) và các bao thể mica/thạch anh cũng được thấy trong mẫu Loliondo.

Phổ  UV-Vis-NIR trên các mảnh đá được đánh bóng (hình 2) cho thấy rằng màu cam của chúng là kết quả từ một khe truyền có bước sóng tối thiểu khoảng 645 – 755 nm; các dãy phổ liền kề nhau xuất hiện là do ion Mn³⁺. Mẫu Mautia Hill có màu vàng sáng hơn cũng cho kết quả tương tự nhưng biên độ thấp hơn, ít hấp thụ hơn so với mẫu Loliondo. Những đỉnh hẹp ở ~380, 433 và 447 nm trong phổ mẫu Mautia Hill là do ion Fe³⁺.

Bảng 1. Thành phần trung bình của các nguyên tố do bằng LA-ICP-MS trên các viên kyanite cam từ Tanzania.^a

Phân tích bằng Phổ khối lượng-Plasma cảm ứng kép-Bắn laser (LA-ICP-MS) trên cả 2 mảnh đá bởi nhà nghiên cứu khoa học GIA, tiến sĩ Mike Breeding khẳng định mangan là nhân tố tạo màu. Sự tập trung Mn trong mẫu Loliondo (CITI15871) cao hơn ~ 10 lần so với mẫu Mautia Hill (GRR544; bảng 1). Lượng sắt thì tương đương nhau trong cả 2 mẫu, nhưng trong mẫu Loliondo thì nhiều hơn một ít. Mẫu kyanite màu cam thứ 3 – số GNI555, tinh thể Loliondo màu cam phớt vàng nhạt đến vừa được ông Werner Radl (Mawingu Gems, Neider-wörresbach, Đức) tặng cho GIA cũng được phân tích. Sự hiện diện tất cả các nguyên tố ngoại trừ Fe trong mẫu này đều nằm trong khoảng giữa mẫu Mautia Hill và Loliondo.

Vào giữa thập niên 1970, các tinh thể kyanite vàng cam nhỏ được tổng hợp trong các thí nghiệm sử dụng Mn³⁺ trong hỗn hợp Mn₂O₃ cùng với SiO₂ và andalusite chất lượng quý (polymorph kyanite; I. Abs-Wurmbach và K. Langer, “Mn³⁺ tổng hợp - kyanite và viridine, [Al_2-xMn³⁺_x]SiO₅ trong hỗn hợp chất Al₂O₃-MnO-Mn₂O₂-SiO₂, “Những đóng góp cho thạch học và khoáng vật học” - Contributions to Minerallogy and Petrology, quyển 49, 1975, trang 21-38). Nghiên cứu đó cũng hỗ trợ cho quan điểm của chúng tôi là Mn³⁺ là nguyên tố có thể tạo ra màu cam trong những viên kyanite Tanzanian này.

(Theo Karen M. Chadwick (karen.chadwick.edu), GIA Laboratory, Carlsbad và George R. Rossman, California Institute of Technology, Pasadena, California, trong GemNews, G&G, Summer 2009)