Gần đây, Mark Saul (Swala Gem Traders, Arusha, Tanzania) thông báo cho phòng giám định GIA ở Bangkok biết về một mỏ đá mới nằm gần làng Nandagala, tỉnh Lindi, miền nam Tanzania, tại đây có thể khai thác được loại khoáng garnet đổi màu. Theo ông Saul, loại đá này được tin là đá alexandrite khi lần đầu tiên khai thác được vào tháng giêng năm 2011, chính vì tin tức này mà đã dẫn đến một cơn sốt nhỏ về đá quý và nhiều thương buôn sẵn sàng trả giá cao để mua đá thô này. Loại garnet này được đào từ hai mỏ: một mỏ đầu tiên khai thác được chủ yếu là các khoáng nhỏ (đặc thù là dưới 0,2 g) và một mỏ bồi tích gần đó, nơi này khai thác được các mẫu đá có màu nhạt hơn và nặng đến ~2 g. Một viên đá lớn, sạch (>5 g) từ mỏ bồi tích đã mài giác được viên đá chất lượng quý nặng 11,81 ct, xem hình 4. Tại mỏ bồi tích này còn khai thác được những viên garnet nặng trên 20 g chất lượng sạch nhưng có màu cam phớt nâu không có gì đặc biệt.
Hình 4: Pyrope-spessartine từ Nandagala, Tanzania có sự thay đổi màu rõ ràng dưới ánh sáng huỳnh quang tương đương ánh sáng ban ngày (trái) và ánh sáng nóng (phải). Viên đá mài giác nặng 11,81 ct và các mẫu đá thô nặng từ 0,4 – 1,2 g. Ảnh chụp bởi V. Pardieu.
Năm viên đá thô trong hình 4 được GIA mua và bốn viên đánh bóng một phần thành các mặt phẳng tương tự cửa sổ và cũng được dùng nghiên cứu cho báo cáo này.Chúng có sự thay đổi màu sắc rõ ràng từ màu xanh phớt lục dưới ánh sáng huỳnh quang sang màu đỏ hay đỏ phớt tím dưới ánh sáng nóng. Chỉ số chiết suất RI: 1,762 và tỷ trọng thủy tĩnh SG: 3,89, những đặc điểm này đặc trưng cho loại pyrope-spessartine đổi màu (xem bài viết của D. V. Manson và C. M. Stockton, “Pyrope-spessartine garnet có sự phản ứng màu bất thường”, trong quyển G&G Winter 1984, trang 200 – 207, http://dx.doi.org/10.5741/GEMS.20.4.200). Các viên đá này trơ dưới chiếu xạ UV sóng ngắn và sóng dài. Dưới phổ kế để bàn thì mẫu sậm màu nhất sẽ nhìn thấy được vạch hấp thu ở ~400 nm và một dãy hấp thu ở ~570 nm; đối với những viên nhạt màu hơn và có sự thay đổi màu yếu hơn thì những đặc điểm hấp thu phổ này cũng khó thấy hơn. Hình ảnh bao thể (hình 5) chủ yếu là các bao thể dạng kim, bao thể giống tinh thể zircon, các tạp chất lấp đầy một phần mặt nứt và các tinh thể âm. Ngoài ra còn có các tinh thể màu đen, chắn sáng hay màu nâu phớt đỏ hay các tinh thể dạng thon dài màu hơi phớt lục. Thật không may là các bao thể này nằm quá sâu bên trong các mẫu để có thể kiểm chứng bằng phổ Raman.
Hình 5: Mặt nứt được lấp đầy một phần, các bao thể dạng kim, các hạt màu đen tạo thành hình ảnh bao thể đặc trưng của các mẫu garnet đổi màu (trái). Ngoài ra còn có các tinh thể giống zircon (giữa; dưới kính phân cực vuông góc) và một loại bao thể tinh thể khác có màu nâu phớt đỏ sậm (phải). Ảnh chụp hiển vi bởi V. Pardieu; phóng đại 40 lần.
Thành phần hóa học được đo đạc bằng phổ EDXRF và Thermo X Series II LA-ICP-MS. Các viên garnet này có thành phần trung bình như sau: Pyp51Sps40-Grs3,5Alm3Gol2Uva0,5 (với 7300 ppm V và 1100 ppm Cr). Những số liệu này tương tự trong báo cáo về loại garnet đổi màu từ Bekily, Madagascar (K. Schmetzer và H. J. Bernhardt, “Garnet từ Madagascar thay đổi màu từ lục xanh sang tím”, quyển G&G Winter 1999, trang 196 – 201, http://dx.doi.org/10.5741/GEMW.35.4.196).
Hình 6: Phổ UV-Vis của garnet Nandagala nhạt màu (dày 3,3mm) thu được dãy hấp thu ở ~570 nm là do ion V3+ và Cr3+tạo nên các khe truyền trong vùng màu lục xanh và đỏ.
Sử dụng phổ hấp thu cực tím trong vùng nhìn thấy PerkinElmer Lambda 950 thu được dãy hấp thu mạnh ở ~570 nm (do V3+ và Cr3+ tạo nên), dãy hấp thu này hiện diện trong tất cả các mẫu (hình 6). Dãy hấp thu này tạo nên hai khe truyền trong vùng màu lục xanh (~480 nm) và vùng đỏ (700 nm), là nguyên nhân tạo nên sự thay đổi màu. Trong mẫu sậm màu nhất quan sát thấy có ngưỡng hấp thu ở ~440 nm, trong khi các viên đá nhạt màu hơn sẽ có ngưỡng ở ~310 nm và sự hấp thu là do ion Mn2+ (408, 423 và 489 nm), Fe3+ (432 nm) và Fe2+ (463 nm; xem báo cáo của P. G. Manning, “Phổ hấp thu trong vùng nhìn thấy của garnet almandine-pyrope, pyrope và spessartine và một số cấu trúc giải thích sự hình thành khoáng vật”, Canadian Mineralogist, Vol. 9, 1967, trang 237 – 251).
Mỏ khoáng mới ở Tanzania này bổ sung thêm nguồn cung cấp garnet đổi màu của khu vực Đông Phi, ngoài những nguồn đã biết trước đây như ở Kenya và Madagascar.(Công Ty TNHH Giám Định Rồng Vàng – SJC lược dịch theo Vincent Pardieu, Kamolwan Thirangoon và Sudarat Saeseaw, GIA, Bangkok trong Gem News International, quyển G&G Fall 2011)