Peridot, Serpentine Mắt Mèo (Bản tin tháng 01/2010)

Đặc Điểm Của Peridot Ở Sardinia, Italy

Peridot chất lượng quý thỉnh thoảng được thấy ở dạng thể tù trong đá bazan gần vùng Pozzomaggiore, phía tây nam Sardinia, Italy. Những đặc điểm ngọc học và đặc điểm dưới kính quang phổ của khoáng vật này phù hợp với thành phần hóa học Fo₉₁Fa₉, đặc trưng của peridot từ những địa phương khác nhau trên thế giới. Mặc dù chưa được khai thác về mặt thương mại, nhưng loại đá này là một khoáng vật quý đầy hứa hẹn.

Peridot đã được ghi nhận từ nhiều nguồn tài liệu trên toàn thế giới, nhưng những địa phương có tầm quan trọng về thương mại từ xưa đến nay là Zabargad (Hy Lạp), Arizona (Mỹ), Myanmar, Trung Quốc, Việt Nam, Ethiopia, Tanzania và Pakistan (Shigley và các tác giả khác, 1990, 2000; Kane, 2004).

Một số peridot đẹp được tìm thấy ở Italy (Bianchi Potenza và các tác giả khác, 1989, 1991). Những viên đá có chất lượng quý (hình 1), sau khi mài giác thường có trọng lượng nhỏ hơn 3 ct được tìm thấy trong vùng gần Pozzomaggiore và gần thành phố Sassari, phía tây nam Sardinia (hình 2). Olivine có trong thể tù của đá xâm nhập hạt thô (hình 3) bao bên ngoài là lớp bazan kiềm tuổi Plio-Pleistocene (Dupuy và các tác giả khác, 1987). Những viên cuội này có đường kính lên đến 30 cm và chứa tổ hợp khoáng có trong đá xâm nhập hạt thô đặc trưng gồm olivine, orthopyroxene, clinopyroxene và spinel (Dupuy và các tác giả khác, 1987). Những viên cuội này rõ ràng được thấy rất nhiều ở vùng này, đặc biệt còn thấy ở những khu vực đào xới để làm đường cũng như ở các tòa nhà đã sử dụng chúng làm vật liệu xây dựng (Bianchi Potenza và các tác giả khác, 1991). Bazan chứa olivine được biết đến nhiều nhất từ các nhà sưu tập khoáng vật người Italy trong nhiều năm qua, mặc dầu đến nay chưa có tài liệu xác thực nào về số lượng khoáng vật quý đó. Nghiên cứu này sẽ cung cấp chi tiết các đặc điểm của loại peridot vùng Sardinia này.

Khoáng vật và phương pháp:

Hình 2. Peridot chất lượng quý được tìm thấy ở cùng tây nam Sardinia, gần thị trấn Pozzomaggiore.

Chúng tôi nghiên cứu 10 viên đá mài giác nặng từ 0,14 đến 2,53 ct (hình 1) và 02 mẫu đá thô có kích thước khoảng 0,5 – 1 cm, tất cả được thu thập từ 6 mảnh đá dạng cuội nhỏ đặc trưng có trong lãnh địa đá bazan gần vùng Pozzomaggiore. Tất cả các mẫu mài giác được nghiên cứu bằng phương pháp ngọc học cơ bản để xác định các đặc tính quang học, tỷ trọng, phát quang cực tím và các đặc điểm dưới kính hiển của chúng.

Phân tính hóa định lượng của các nguyên tố chính và phụ (Mg, Si, Mn, Fe và Ni) thực hiện trên các mặt được mài bóng của 2 mẫu đá thô, bằng máy dò vi cực điện tử ARL sử dụng bước sóng tán sắc. Chúng tôi cũng đo đạc được một lượng nhỏ các nguyên tố (Li, B, Na, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Co và Zn) trong các mẫu trên bằng phổ khối lượng–plasma cảm ứng kép–bắn laser (LA–ICP–MS).

Phổ giữa hồng ngoại (4000–400 cm^-1) thu được từ 2 mẫu đá thô, sử dụng phổ kế Nicolet Nexus FTIR (Phổ hồng ngoại biến hình Fourier) bằng phương thức truyền dẫn. Những mẫu dạng bột được nén thành các viên KBr với tỉ lệ trọng lượng từ mẫu thành các viên KBr là 1:100.

Phổ UV-Vis-NIR không phân cực có được từ 2 mẫu mài giác (6,82 x 3,88 x 1,77 mm và 4,33 x 3,86 x 2,04 mm) bằng phổ kế PerkinElmer Lambda 950 được trang bị với gương cầu hội tụ từ trên 300 đến 1300 nm.

Kết quả và thảo luận:

Các đặc điểm ngọc học của các mẫu mài giác (bảng 1) tương đồng với ghi nhận trước đây trên các mẫu từ những khu vực lân cận của Bianchi Potenza và các tác giả khác (1991), chúng cũng phù hợp với những đặc điểm của peridot ở những vùng địa lý khác (Gübelin, 1981; Koivula, 1981; Koivula và Fryer, 1986; Führbach, 1998; Kane, 2004).

Bảng 1: Đặc điểm ngọc học của peridot vùng Sardinia, Italy.

Hầu hết các mẫu đều sạch, chỉ có một ít tạp chất bên trong. Những bao thể phổ biến nhất hiện diện trong tất cả các mẫu là các mặt lấp đầy (hình 4, bên trái) và các bao thể lỏng. Bốn mẫu còn thấy một số khe nứt căng óng ánh dạng hình tròn hơi xù xì đến oval thường được biết đến như bao thể hình “lá bông súng” (hình 4, bên phải). Hiếm hơn nữa là có thể quan sát được các bao thể nhỏ sậm màu (có lẽ là spinel, được thấy trong 3 mẫu), song tinh đa hợp (trong 2 mẫu) và các mặt tăng trưởng (trong 1 mẫu).

Peridot là một dạng đá quý của khoáng vật olivine có thành phần nằm trong dải forsterite  [viết tắt Fo; Mg₂(SiO₄)] – fayalite [Fa; Fe₂(SiO₄)], khoáng hình thành từ loạt hòa tan chất rắn. Hầu hết peridot chất lượng quý nằm trong phạm vi Fo_80-95Fa_20-5 (Gübelin, 1981; Nassau, 1994; Krzemnicki và Groenenboom, 2008).

Bảng 2: Thành phần hóa học của hai mẫu peridot vùng Sardinia, Italy.

Hình 5. Các dải phổ hấp thụ của peridot Sardinian với các tầng số phụ thuộc vào thành phần, đo đạc bằng phổ giữa hồng ngoại trong vùng 1200 – 400 cm-1.

Hình 6. Phổ UV-Vis-NIR cho thấy đặc trưng hấp thu Fe2+ đã tạo nên các đặc điểm chính của peridot vùng Sardinia.

  Phân tích hóa học 2 mẫu đá thô (bảng 2) cho thấy 2 mẫu đều có thành phần Fo₉₁Fa₉ phù hợp với ghi nhận trước đây của Bianchi Potenza và các tác giả khác (1991) và đây cũng là đặc trưng của peridot ở nhiều địa phương khác (theo Stockton và Manson, 1983; Gunawardene, 1985; Führbach, 1998). Thành phần MnO thấp trong cả 2 mẫu (trung bình là 0,13 wt.%; wt%: phần trăm khối lượng). Trong khi đó NiO trung bình là 0,39 wt.% gần bằng giá trị đặc trưng 0,40 wt.% được ghi nhận trong tài liệu về lớp phủ chứa olivine có thành phần ~ Fo₉₀Fa₁₀ (Ishimaru và Arai, 2008). Kết quả từ máy dò vi cực phù hợp với giá trị ước lượng về chỉ số chiết suất theo Deer và các tác giả khác (1982). Ca là nguyên tố vi lượng nhiều nhất được phát hiện sau đó là Co, Cr, Na, Zn, B, Ti, Sc, V và Li, điều này trùng khớp với thành phần được ghi nhận bởi Dupuy và các tác giả khác (1987) cho loại olivine trong thể tù của đá xâm nhập hạt thô khu vực Pozzomaggiore.

  Phân tích trên phổ giữa hồng ngoại của cả 2 mẫu được nhiều dải hấp thụ ở vị trí khoảng 982, 954, 885, 838, 605, 503, 469 và 415 cm^-1 (hình 5). Vị trí của chúng phụ thuộc vào thành phần của Fe có trong mẫu (Duke và Stephens, 1964; Burns và Huggins, 1972). Phổ hấp thụ UV-Vis-NIR trên các mẫu thấy được các dải rộng từ 1050 nm và giảm tại vị trí ~ 830 nm của vùng gần hồng ngoại và phổ hấp thu lại tăng dần về phía vùng cực tím (hình 6). Những dải yếu hơn hiện diện ở các vị trí 403, 450, 473, 490 và 635 nm. Những dải ở 450, 473 và 490 nm thì được nhìn thấy rõ dưới phổ kế cầm tay với tổng hấp thụ dưới ~ 440 nm. Tất cả những đặc điểm phổ hấp thu này cũng được nhìn thấy trong peridot từ những địa phương khác (xem những báo cáo của Kammerling và Koivula, 1995; Fϋhrbach, 1998). Những đặc điểm này là do sự hiện diện của Fe²⁺ (Burns, 1970), vì vậy có thể khẳng định sắt là yếu tố chính tạo nên màu. Tuy nhiên, một số dải phổ hấp thụ cũng có thể được tạo thành bởi các thành phần tạo màu khác (chromophore) có trong các mẫu của chúng tôi, chẳng hạn như crôm (Rossman, 1988). Trên cơ sở của những mẫu được nghiên cứu, peridot vùng Sardinia không thể phân biệt được với peridot ở những địa phương đã được biết đến khác.

Kết luận:

Những đặc tính vật lý và hóa học của peridot vùng gần thị trấn Pozzomaggiore thuộc tây nam Sardinia tương tự với các ghi nhận về các mẫu peridot ở những vùng khác trên thế giới. Hơn nữa, do peridot từ những địa phương khác có giá trị cao hơn và kích thước lớn hơn, mà các mỏ peridot vùng Sardinia này vẫn còn được giữ khá nguyên trạng trong vùng đá quý của Italy. Kết luận của nghiên cứu này cho thấy peridot vùng Sardinia có giá trị như một khoáng vật quý và có thể có chỗ đứng nên thị trường nếu được khai thác và phân phối hợp lý. 

(Theo Ilaria Adamo, Rosangela Bocchio, Alessandro Pavese và Loredana Prosperi, trong Rapid Communication, G&G Summer 2009)

Đá Serpentine Mắt Mèo – Satelite

Gần đây phòng kiểm định đá quý ở Jaipur, Ấn Độ có cơ hội nghiên cứu một viên đá khá lạ dạng cabochon, đục, màu lục phớt xanh (nặng 36,63 ct; hình 7) có 1 dải rộng óng ánh rất rõ ràng. Từ màu sắc cộng với ánh của viên đá là từ ánh mỡ đến đục và trọng lượng thấp, nó được cho là đá serpentine.

Những kiểm tra ngọc học cơ bản cho các kết quả sau: chỉ số chiết suất điểm – khoảng 1,57 không thấy rõ độ lưỡng chiết suất; tỷ trọng SG – 2,60; phát quang – vàng yếu dưới UV sóng dài; phổ hấp thu dưới phổ kế để bàn – thấy các dải mảnh ở vùng màu lục (~490 nm) và xanh (~460 nm). Hơn nữa ánh của đá cho thấy độ cứng thấp, điều này được chứng minh bằng cách làm trầy xước bằng tinh thể fluorite (độ cứng Mohs: 4), tại vị trí khó thấy của mẫu. Những đặc điểm này phù hợp với những đặc điểm của serpentine (xem bài của R. Webster, quyển Gems thứ 5, biên tập và chỉnh sửa bởi P.G.Read, Butterworth-Heinmann, Oxford, UK, 1994, trang 369-372).

Serpentine chủ yếu được sử dụng làm đồ trang sức, thỉnh thoảng chúng được dùng để nhái đá cẩm thạch hay nephrite do cấu trúc khối và màu của chúng tương tự với cẩm thạch và nephrite. Chúng thường thấy với nhiều tông màu xanh, lục và vàng. Nó bao gồm các loại như antigorite, chrysotile, lizardite và những loại khác như bowenite, williamsite và ricolite. Tuy nhiên serpentine có màu óng ánh là khá hiếm. "Satelite-Serpentine mặt mèo" có nhiều bó sợi óng ánh được ghi nhận từ vùng Maryland và California, Mỹ (Webster, 1994) và từ tỉnh Sichuan-Tứ Xuyên, Trung Quốc (B.-q. Lu và các tác giả khác, "Phổ hấp thu hồng ngoại của đá serpentine mắt mèo từ tỉnh Sichuan, Trung Quốc", trong Journal of Shanghai University, Vol.9, No.4, 2005, trang 365-368).

Khi nghiên cứu viên đá dạng cabochon này dưới kính hiển vi thấy các mặt mảnh song song. Các mặt này chứa các vảy nhỏ óng ánh vuông góc với dải óng ánh (hình 8, bên trái), đó là nguyên nhân tạo nên hiệu ứng mắt mèo. Hơn nữa còn thấy được một ít tinh thể hình cây màu nâu nằm rải rác (hình 8, bên phải) và những đám mây màu trắng; trước đây tác giả cũng đã quan sát được những bao thể như thế trong serpentine.

Vì serpentine là khoáng vật có nước nên phổ FTIR (phổ hồng ngoại biến hình Fourier) trong phạm vi 6000 – 400 cm^-1 thấy được phổ hấp thu hoàn toàn ở vùng từ 4500 đến 400 cm^-1 và 2 dải gần 5000 và 4700 cm^-1. Dạng phổ này giống với dạng phổ của các mẫu serpentine trong dữ liệu tham khảo của chúng tôi. Phân tích EDXRF cho thấy có sự hiện diện của Mg, Si, Cr, Fe và Ni, điều này phù hợp với những nguyên tố được dùng để xác định serpentine.

Đây là lần đầu tiên tác giả gặp loại serpentine hiếm này và nguồn gốc của mẫu vật này cũng không được biết đến.

(Theo Gagan Choudhary (gtl@gjepcindia.com), Gem Testing Laboratory, Jaipur, Ấn Độ, trong Gem News International, G&G Summer 2009)

Chuỗi Cổ Ngọc Trai Thiên Nhiên Hiếm Thấy Từ Nhiều Loài Thân Mềm Khác Nhau

Hình 9: Chuỗi cổ này gồm 29 viên ngọc trai (đường kính từ 4,6 – 20,7 mm) cho thấy chúng xuất xứ từ ít nhất 2 họ thân mềm khác nhau. Sưu tập của Boghossian S.A., Geneva; ảnh của Evelyne Murer.

Gần đây phòng thí nghiệm đá quý Gübelin nhận giám định một chuỗi cổ gồm 29 viên ngọc trai lớn và nhiều viên ngọc trai nhỏ và một số viên kim cương (hình 9).

10 viên lớn có màu kem và 19 viên kia có màu tím với nhiều sắc độ khác nhau; Chúng có hình dạng gần cầu đến hình cúc áo đến hình kỳ dị và đường kính từ 4,6 đến 20,7 mm. 5 viên ngọc trai màu tím có dạng ánh xà cừ, trong khi đó tất cả những viên còn lại thì có dạng ánh gốm sứ. Phát quang cực tím, phổ Raman, chỉ số chiết xuất điểm, dữ liệu phân tích hóa EDXRF và các đặc tính dưới kính hiển vi của tất cả các mẫu phù hợp với ngọc trai nước mặn. Nguồn gốc tự nhiên của các viên ngọc trai này được chứng thực bằng việc xác định nguồn gốc của chúng là từ các loài thân mềm không dùng để nuôi cấy lấy ngọc.

Một trong số các viên ngọc trai màu kem cho thấy cấu trúc ngọn lửa giống như các viên ngọc trai tạo ra từ các loài thân mềm như loài Tridacna và loài hai mảnh họ Veneridae hay là từ một số loài chân bụng. 09 viên ngọc trai màu kem khác hầu như không thể hiện dạng cấu trúc nào cả, giống như là trường hợp của ngọc trai Veneridae được miêu tả trong quyển Winter 2008 phần GNI - Gem News Interational (trang 374 -375) cũng như các viên ngọc trai thiên nhiên từ các loài thân mềm khác.

 

Năm trong số 19 viên màu tím cho thấy cấu trúc tổ ong khi xem dưới kính hiển vi (hình 10). Phổ Raman cho thấy các đỉnh của aragonite, với các dải khoảng 1520 và 1130 cm^-1 do sự trộn lẫn các chất tạo màu polyacetylenic. Theo chúng tôi biết, ngọc trai tông màu tím với những màu, cấu trúc và đặc điểm phổ Raman này có nguồn gốc từ động vật 2 mảnh thuộc họ Veneridae. Bốn viên ngọc trai màu tím khác có hình dạng và màu sắc tương tự nhau cũng cho phổ Raman giống nhau; tuy nhiên chúng không có cấu trúc tổ ong như ngọc trai Veneridae (xem mục GNI được trích dẫn ở trên). Những quan sát này cho thấy 9 trong số 19 viên ngọc trai màu này là từ họ thân mềm Veveridae.

Năm trong số 10 viên màu tím còn lại có cấu trúc ánh xà cừ (hình 11), nhưng chúng không mạnh lắm. Đây có lẽ là do các lớp aragonite dày hơn so với các lớp aragonite thông thường trong các viên ngọc trai ánh xà cừ cả tự nhiên và nuôi cấy. Phổ Raman cho thấy các đỉnh của aragonite tại các dải ở 1490 và 1100 cm^-1. Sự tập trung các dải này cho thấy màu này cũng do trộn lẫn các chất tạo màu polyacetylic, nhưng các mắt xích polyacetylenic, nhưng với các mắt xích polyenic lớn hơn so với tài liệu phổ của ngọc trai Veneridae. Theo như chúng tôi biết, chỉ những ngọc trai lấy được từ các loài thuộc họ thân mềm Mytilidae mới có màu, phổ Raman và cấu trúc ánh xà cừ tương tự thế này. 5 viên ngọc trai màu tím còn lại không có ánh xà cừ nhưng cũng có phổ Raman tương tự. Chúng cũng được cho là có nguồn gốc từ họ thân mềm Mytilidae, nhưng có ánh dạng ánh gốm sứ.

Theo chúng tôi biết đây là lần đầu tiên các viên ngọc trai có các tông màu tím trộn lẫn với nhau từ họ Veneridae và Mytilidae được thấy trên cùng một chuỗi cổ. Sự kết hợp giữa phương pháp phân tích đá quý cổ điển và hiện đại cho thấy đây là sự tiến triển đầy hứa hẹn trong việc xác định họ thân mềm của mỗi viên ngọc trai

. (Theo Stefanos Karampelas (s.karampelas@gubelingemlab.ch) và Eric Erel Gϋbelin Gem Lab, Lucerne, Thụy Sĩ, trong Gem News International, G&G Summer 2009)