Bản tin tháng 12/2020

Hình Mô Phỏng Tinh Thể Sapphire Tự Hình Trong Sapphire

Gần đây, một hình ảnh mô phỏng tinh thể sapphire trong tinh thể sapphire chủ đã được kiểm tra tại phòng giám định GIA ở Carlsbad. Bao thể này cho thấy hình thái tự hình là một nửa hình chóp đôi vuốt nhọn một phần. Các đường ranh giới có thể nhìn thấy của bao thể tinh thể là bao thể kiểu dấu vân tay dạng hoa văn hình học chưa biến đổi và các hàng bao thể mịn tuyến tính. Bề mặt của tinh thể cũng cho thấy các màu lưỡng chiết bậc trung bình; điều này là kết quả của sự chia sẻ cùng dạng mạng tinh thể giữa đá chủ và bao thể (hình 1).

Dấu vân tay cục bộ bên ngoài cũng kết thúc xung quanh ở khu vực chóp nhọn của tinh thể mô phỏng. Các tinh thể âm trong bao thể có dạng tấm hình lục giác (hình 2, bên trái). Khi viên sapphire chủ tiếp xúc với nhiệt độ dưới điểm đóng băng của nước, một bong bóng khí CO₂ được nhìn thấy trong tinh thể âm lớn nhất (hình 2, bên phải). Một viên sapphire chứa bao thể phức hợp như thế này thì hiếm khi được nhìn thấy.

Hình 2: Bên trái: Các tinh thể âm có hình lục giác dạng tấm trong bao thể sapphire tự hình. Phải: Một bong bóng khí CO2 xuất hiện trong tinh thể âm lớn nhất (xem mũi tên) sau khi viên đá tiếp xúc với nhiệt độ dưới điểm đóng băng của nước. Ảnh chụp dưới kính của Britni LeCroy; trường quan sát 1,76 mm.

(Theo Britni LeCroy, GIA, Carlsbad, phần Micro-World quyển G&G Summer 2019)

 

Dãy Sọc Cong Trong Sapphire Tổng Hợp Nhiệt Nóng Chảy Trong Ngọc Lửa

Hầu hết các viên ruby và sapphire tổng hợp trên thị trường được tăng trưởng bằng phương pháp nhiệt nóng chảy qua ngọn lửa Verneuil. Nó thường có thể được phân tách khỏi corundum tự nhiên bằng dãy sọc cong đặc biệt của nó, trái ngược với đới, sọc góc cạnh được thấy trong đá tự nhiên. Các chuyên gia ngọc học có thể nhìn thấy những đặc điểm này bằng kính hiển vi khi sử dụng phương pháp chiếu sáng thị trường tối hoặc thị trường sáng. Đới, sọc này cũng có thể được nhìn thấy khi sử dụng ánh sáng huỳnh quang sóng ngắn, như đã nêu trong Ruby & Sapphire: A Gemologist’s Guide (R. W. Hughes và cộng sự, Lotus Publishing, Bangkok, 2017).

Gần đây, các chuyên gia ghi nhận được hai mẫu đá có những đặc điểm hoàn hảo. Khi quan sát bằng hệ thống huỳnh quang cực tím Magilabs (một nguồn UV sóng ngắn độc quyền), dãy sọc cong trong đá tổng hợp rất rõ ràng (hình 3 và 4), cho phép dễ dàng phân tách chúng khỏi loại corundum tự nhiên. Các chuyên gia ngọc học sử dụng thiết bị DiamondView cũng có thể thấy hình ảnh phản ứng tương tự.

(Theo E. Billie Hughes, Lotus Gemology, Bangkok, phần Micro-World quyển G&G Summer 2019)

 

Hốc Đá Tabasco Óng Ánh

Hốc đá Tabasco là một hốc đá nhỏ được đặt tên theo khu vực chúng được khai thác ở bang Zacatecas của Mexico, gần thành phố Tabasco. Thông thường, các hốc đá này được trám, phủ bằng tinh đám thạch anh trong suốt, nhưng gần đây các chuyên gia đã kiểm tra một hốc đá chứa đầy chalcedony dạng chùm nho màu xanh phớt lục, nó còn cho thấy hiệu ứng màu sắc óng ánh nhiều màu (hình 5). Nguyên nhân của màu sắc không được làm rõ ngay lập tức, nhưng kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy nhiều manh mối lý giải. Lớp chalcedony ngoài cùng không dính chắc vào khối chùm nho bên dưới. Sự tách lớp này tạo ra một khoảng trống dọc theo mặt phân cách của lớp mỏng chalcedony ngoài cùng và khối chalcedony dạng chùm nho màu xanh phớt lục bên dưới.

Khe hở không khí này, ngoài bản chất trong suốt của lớp vỏ chalcedony rất mỏng, đã tạo ra các màu giao thoa của màng mỏng dọc theo mặt phân cách của lớp vỏ chalcedony và chất nền (hình 6). Lời giải thích này được hỗ trợ thêm bởi quan sát thấy rằng tại các khu vực có lớp vỏ mỏng manh bị hư hỏng thì hiệu ứng óng ánh nhiều màu không được nhìn thấy. Hốc đá Tabasco này là một trong những hốc đá trực quan thú vị nhất mà các chuyên gia được kiểm tra.

(Theo Nathan Renfro, phần Micro-World quyển G&G Summer 2019)

 

Topaz Chứa Rất Nhiều Bao Thể Màu Đen Từ Dãy Núi Thomas, Utah

Topaz là một loại đá quý quan trọng có nhiều màu sắc khác nhau. Các chuyên gia ngọc học đã có cơ hội kiểm tra một số tinh thể topaz màu đen khác lạ và các mảnh tinh thể mà vẻ bề ngoài của chúng là kết quả hình ảnh màu sắc của rất nhiều bao thể khoáng vật tối màu, kích thước nhỏ (hình 7 và 8). Những mẫu đá topaz này có nguồn gốc từ một địa phương nào đó, không được tiết lộ, chỉ biết nó thuộc dãy núi Thomas ở Hạt Juab, Utah. Chúng được cung cấp bởi Shaun Rasmussen và Krisann Morrill (SK Star Claims, Provo, Utah), những người đã thu mua được chúng. Kiểm tra cẩn thận bằng kính hiển vi cho thấy sự hiện diện của nhiều bao thể khoáng vật (hình 9, phía trên cùng). Trong số này có các bao thể dạng tấm mỏng, màu nâu nhạt, trong mờ là mica annite/phlogopite; tinh thể fluorite hình cầu, không màu trong suốt; và các tinh thể magnetite hình bát diện màu đen chắn sáng. Những khoáng vật này, là những bao thể rất đặc trưng trong topaz, đã được xác nhận bằng phép đo phổ Raman vi hiển.

 

Các bao thể phong phú nhất – và rõ ràng là nguyên nhân chính của sự xuất hiện màu đen của topaz – là nhiều tinh thể wolframoixiolite chắn sáng, dạng dẹt hoặc ngắn và dày (hình 9, dưới cùng), một khoáng vật oxide phức hợp hiếm có công thức lý tưởng là (Nb, W, Ta, Fe, Mn, Nb)₂O₄ (N. Ray, “Khoáng vật học và địa hóa của topaz đen chứa W-Nb hiện diện bất thường trong khu vực dãy núi Thomas, Utah”, bản thảo chưa được xuất bản và chưa ghi ngày tháng, do SK Star Claims cung cấp cho nhóm nghiên cứu). Phân tích hóa học định lượng bằng phổ LA-ICP-MS cho thấy thành phần gồm 1,66 wt.% CaO; 2,28 wt.% TiO₂; 5,52 wt.% MnO; 19,93 wt.% Fe₂O₃; 1,94 wt.% ZrO₂; 24,66 wt.% Nb₂O₅; 1,17 wt.% MoO₃; 1,17 wt.% Ta₂O₅; 40,15 wt.% WO₃; và 1,53 wt.%  các nguyên tố khác. Điều này đưa ra công thức hóa học được tính toán là (Ca_0,074, Ti_0,071, Mn_0,193, Fe³⁺_0,620, Zr_0,039, Nb_0,461, Mo_0,020, Ta_0,013, W_0,430, khác_0,026)_1,948O₄, phù hợp với công thức hóa học của khoáng vật wolframoixiolite không phổ biến này.

Sự hiện diện của cả bao thể magnetite và wolframoixiolite trong topaz dẫn đến một biểu hiện từ tính nhẹ. Hình dạng bên ngoài bị ăn mòn và đôi khi bị thay đổi của cả hai pha bao thể tối màu này gợi ý rằng chúng đại diện cho các bao thể tiền sinh được hình thành trong giai đoạn kết tinh khoáng vật trước đó trong môi trường tăng trưởng và sau đó được sáp nhập trong topaz. Bất chấp sự phong phú của chúng, những bao thể khoáng vật khác nhau này không tạo ra bất kỳ hiện tượng quang học nào.

Nhóm nghiên cứu cảm ơn những người đã cung cấp những mẫu này, những mẫu này đại diện cho topaz xuất hiện màu đen đầu tiên mà nhóm đã kiểm tra.

(Theo Jonathan Muyal, Ziyin Sun và James Shigley, GIA, Carlsbad, phần Micro-World quyển G&G Summer 2019)

 

Tinh Thể Quý Hiếm: Dioptase Nằm Trong Và Trên Thạch Anh

Các tinh thể đá thạch anh pha lê không màu, trong suốt chứa nhiều loại bao thể tinh thể khác nhau, một số trong đó thì rất hấp dẫn. Do nó trong suốt và có màu lục–xanh sáng, nên một trong những bao thể gây ấn tượng trực quan nhất được tìm thấy trong thạch anh này là dioptase. Hiện diện trong vùng bị ôxy hóa của một số mỏ đồng, dioptase có màu sắc rực rỡ từ nguyên tố đồng – Cu, công thức hóa học của dioptase là Cu₆Si₆O.6H₂O. 

Gần đây, nhóm nghiên cứu đã có cơ hội kiểm tra một tinh thể thạch anh pha lê khác thường có hình dạng của đầu mũi tên với đoạn cuối hoàn chỉnh, nó được trang trí ở một mặt với lớp ngoài cùng gồm nhiều tinh thể dioptase trong suốt, hình tam giác nằm cả ở bên trong và trên thạch anh chủ. Nguồn gốc địa lý của tinh thể đá trong hình 10 là Kaokoveld, Namibia. Nặng 15,65 ct và có kích thước 25,28 × 17,51 × 7,67 mm, mẫu đá thạch anh pha lê bất thường này đóng vai trò là đá chủ chứa nhiều tinh thể hình tam giác nằm gần bề mặt (hình 11) có chiều dài lên đến 3,0 mm. Các đặc điểm đặc trưng nhìn thấy được — hình thái học dạng tam giác, độ trong suốt và màu sắc của các bao thể — giúp ta suy đón nó là dioptase; điều này đã được xác nhận bằng phương pháp ảnh quang phổ hiển vi Raman laser. Các bao thể dioptase tự hình chỉ nằm ở một mặt của tinh thể thạch anh, điều này cho thấy rằng chúng phát triển thông qua sự lắng đọng có định hướng vào cuối chu kỳ tăng trưởng của thạch anh.

(Theo John I. Koivula và Nathan Renfro GIA, Carlsbad, phần Micro-World quyển G&G Summer 2019)

 

Khoáng Vật Chiolite Được Mài Giác

Gần đây, phòng giám định GIA ở Carlsbad có nhận được một viên đá quý không màu, nặng 1,04 ct, nó là một khoáng vật mới, lần đầu được đưa đến phòng giám định (hình 12). Chỉ số chiết suất đo được là 1,342 – 1,349 với độ lưỡng chiết là 0,007 và đặc tính quang học là dạng khoáng vật một trục, quang dấu âm. Tỉ trọng, được đo bằng phương pháp thủy tĩnh là 3,01. Các đặc điểm này phù hợp với khoáng vật chiolite, điều này được xác nhận bằng quang phổ Raman (xem hình 13 và http://rruff.info/R050412).

Chiolite là một khoáng vật rất hiếm từ trong suốt đến trong mờ, không màu hoặc trắng như tuyết với ánh thủy tinh, cát khai một hướng hoàn hảo và vết vạch màu trắng. Nó kết tinh trong hệ bốn phương và có thành phần gồm sodium (natri – Na) và aluminum (nhôm – Al), với công thức hóa học là Na₅Al₃F₁₄ (sự hiện diện của các nguyên tố này đã được xác nhận bằng phổ EDXRF). Nguồn mỏ chính của khoáng vật chất lượng quý này là Ivigtut, Greenland, nơi nó hiện diện cộng sinh với cryolite (khoáng vật hệ đơn nghiêng, màu trắng hoặc không màu, công thức hóa học là Na₃AlF₆, chứa sắt và tìm thấy chủ yếu trong pegmatite ở Ivigtut, Greenland. Cryolite tự nhiên và nhân tạo dùng sản xuất aluminum). Các nguồn mỏ chất lượng quý khác bao gồm Miass ở vùng núi Ilmen của Russia, nơi nó được tìm thấy trong một cryolite pegmatite và mỏ pegmatite Morefield ở Virginia (xem AZoMining.com). Khoáng vật này được phát hiện lần đầu tiên tại Miass vào năm 1846. Tên gọi của nó rất giống với khoáng vật cryolite, một loại khoáng vật có quan hệ họ hàng. Cryolite xuất phát từ tiếng Greek – Hy Lạp có nghĩa là “ice stone – đá băng”, trong khi chiolite có nghĩa là “snow stone – đá tuyết”. Giống như tên gọi của chúng, chúng đôi khi được tìm thấy cùng nhau, tuy nhiên khoáng vật chiolite thì hiếm hơn.

Loại đá quý này có độ cứng rất thấp (3,5 – 4 theo thang độ cứng Mohs) và cát khai hoàn hảo. Các viên đá thường có kích cỡ nhỏ và không có gì nổi bật. Tuy nhiên, chiolite đã gia nhập hàng ngũ các loại khoáng vật được cắt mài bởi những người thợ cắt mài đá muốn thử tay nghề của họ trên mọi chất liệu khoáng vật đủ “sạch – hầu như không thấy bao thể” để cắt mài, và một viên đá được mài giác sẽ trở thành một mẫu vật đúng nghĩa để dành cho sưu tập đá quý.

Chiolite hiện diện trong một số đá granite pegmatite và cộng sinh với ralstonite, pachnolite, elpasolite, cryolite, thomsenolite, cryolithionite, fluorite, phenakite và topaz (xem mindat.org và rruff.info).

Chiolite rất khó để cắt mài, cực kỳ hiếm và ít thu hút về mặt thương mại. Nó chỉ là một khoáng vật hiếm trong thế giới đá quý. (Theo Forozan Zandi, phần Lab Notes quyển G&G Fall 2019)