Tóm tắt

Ngọc jade jadeit tím oải hương là một loại ngọc jade được đánh giá cao, có nguồn gốc lịch sử từ Myanmar, nhưng gần đây, đá chứa ngọc jadeit màu tím đã được phát hiện ở khu vực Tavşani ở tây bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Nghiên cứu này mô tả và so sánh thành phần khoáng vật của các mẫu màu tía-tím từ hai nguồn gốc này – bốn mẫu từ Myanmar và sáu mẫu từ Thổ Nhĩ Kỳ, bằng cách sử dụng thiết bị ngọc học cơ bản và các kỹ thuật quang phổ và phân tích thành phần hóa học tiên tiến, chủ yếu là các phương pháp không phá hủy mẫu.

Nghiên cứu này cung cấp một phương pháp phân tích thực tiễn để phân biệt ngọc bích tự nhiên với đá jadeit-felspar và nâng cao hiểu biết về thành phần khoáng vật phức tạp của loại ngọc này. Cuối cùng, những phát hiện này hỗ trợ việc mô tả chính xác hơn thành phần khoáng vật phức tạp và phân loại các đá có màu tím trong ngành kinh doanh đá quý.

Giới thiệu

Giá trị thị trường của ngọc jadeit chất lượng cao (thường được gọi là Fei Cui trên thị trường) đã tăng mạnh trong những thập kỷ gần đây, thường sánh ngang với ruby và saphir chất lượng tốt. Trong số đó, nổi tiếng là ngọc jade màu tím oải hương chất lượng tốt trên thị trường đến từ khu vực sông Ura cổ ở miền bắc Myanmar (Chhibber, 1934, Bender, 1983, Hughes et al, 2000, Harlow et al, 2014). Tại các mỏ khác, đá chứa ngọc jadeit tím được cho là xuất hiện ở phía tây của Vùng Tavşank thuộc tây bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Đây là đá thuộc tướng phiến lam với tổ hợp khoáng vật jadeit – fenspat kali – lawsonit, xuất hiện dưới dạng các khối ngoại lai trong các tầng dòng mảnh vụn tuổi Miocen thuộc đới đá phiến lam tây bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Đá jadeit – fenspat kali màu tím có hạt rất mịn; mặc dù đã bị tái kết tinh cục bộ, đá vẫn bảo tồn kiến trúc porphyr tàn dư của đá núi lửa ban đầu (Okay, 1984).

Gần đây, một số mẫu đá quý màu tím được bán trên thị trường với tên gọi “ngọc jade oải hương Thổ Nhĩ Kỳ” đã được gửi đến Phòng Thí nghiệm Kiểm định Đá quý và Trang sức của Viện Đá quý và Trang sức Thái Lan (GIT) để kiểm định. Phòng thí nghiệm GIT đã chứng nhận các mẫu đá này là đá jadeit-felspar. Kết quả này khiến khách hàng đặt câu hỏi vì sao vật liệu này không được phân loại là ngọc jade jadeit tự nhiên (Fei Cui), trong khi jadeit là thành phần chính. Để giải đáp, nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiều kỹ thuật phân tích tiên tiến để khảo sát thêm các mẫu, nhằm làm rõ và so sánh những điểm khác biệt chủ yếu giữa ngọc jade jadeit màu oải hương nổi tiếng của Myanmar và đá chứa jadeit màu tím của Thổ Nhĩ Kỳ, đồng thời phân loại chính xác các mẫu theo hệ thống danh pháp ngọc jade jadeit (Fei Cui) được công nhận rộng rãi.

Hình 1: 10 mẫu màu tím được chọn cho nghiên cứu này: (hàng trên) bốn mẫu hình oval mài cabochon từ Myanmar; (hàng dưới) sáu mẫu mài cabochon với các hình dạng khác nhau từ Thổ Nhĩ Kỳ.

Vật liệu và Phương pháp

Tổng cộng mười mẫu màu tím lam – tím (violet-purple), gồm bốn mẫu từ Myanmar (trước đây là Miến Điện) và sáu mẫu từ Cộng hòa Thổ Nhĩ Kỳ (Türkiye), đã được lựa chọn cho nghiên cứu này (Hình 1). Các mẫu được mài cabochon với nhiều hình dạng khác nhau, khối lượng từ 1,75 đến 14,19 ct. Màu sắc của các mẫu được đánh giá trong hộp đèn GretagMacbeth Judge II, sử dụng đèn huỳnh quang mô phỏng ánh sáng ban ngày D65. Các tính chất ngọc học cơ bản được xác định bằng các thiết bị ngọc học tiêu chuẩn. Bên cạnh đó, phòng thí nghiệm GIT áp dụng quy trình kiểm định và phân loại ngọc jade jadeit theo các tiêu chuẩn của GAHK (2016), LMHC (2011) và GIT (2022). Các phân tích quang phổ cũng được thực hiện nhằm xác định loại ngọc và đánh giá hiệu quả của từng kỹ thuật trong việc phân biệt thành phần khoáng vật và hóa học của các mẫu. Phổ hấp thụ UV-Vis-NIR được ghi trong dải bước sóng 365-1000 nm bằng máy quang phổ GemmoSphere ở chế độ đo độ hấp thụ, với bước đo và độ phân giải phổ là 2 nm. Phổ FTIR được ghi bằng máy quang phổ Thermo Scientific Nicolet 1550 trong vùng hồng ngoại giữa (4000-400 cm⁻¹), ở chế độ phản xạ khuếch tán, độ phân giải 8 cm⁻¹, 128 lần quét, tần số 50 Hz và đường kính điểm đo khoảng 5 mm. Vùng phổ hồng ngoại 1600-400 cm⁻¹ thường mang tính chẩn đoán đối với thành phần khoáng vật. Phổ Raman được ghi bằng kính hiển vi Raman Renishaw inVia, sử dụng laser rắn bơm bằng diode bước sóng 532 nm (laser lục), cách tử 1800 vạch/mm, dải dịch chuyển Raman 200-1500 cm⁻¹ và thời gian phơi sáng 1 giây cho mỗi lần quét. Kỹ thuật lập bản đồ Raman (Raman mapping) được thực hiện bằng cách dịch chuyển mẫu theo hai trục X và Y, nhằm khảo sát tính không đồng nhất về cấu trúc và phân biệt các khoáng vật khác nhau trong cùng một mẫu đá đa khoáng. Các khoáng vật được định danh bằng cách đối chiếu với cơ sở dữ liệu Raman của Renishaw thông qua phần mềm Spectral ID của Thermo Fisher Scientific. Để phân tích bán định lượng các nguyên tố chính và nguyên tố phụ, chúng tôi sử dụng máy quang phổ huỳnh quang tia X tán sắc năng lượng (EDXRF) Horiba XGT-9000, vận hành ở 50 kV/1000 µA. Ba mẫu chuẩn của Horiba (Al, Mn và Cu) được dùng làm tiêu chuẩn đối chiếu.

Kết quả và Thảo luận

Tính chất ngọc học cơ bản

Bốn mẫu từ Myanmar có màu tím nhạt đến tím lam nhạt, chiết suất (RI) 1,63-1,67 và tỷ trọng (SG, đo bằng phương pháp cân thủy tĩnh) 3,32-3,39. Trong khi đó, sáu mẫu từ Thổ Nhĩ Kỳ chủ yếu có màu tím đậm hơn, chiết suất 1,53-1,57 và tỷ trọng 2,88-2,96. Giá trị RI và SG của các mẫu Myanmar cao hơn so với các mẫu Thổ Nhĩ Kỳ là do khác biệt về thành phần khoáng vật: như các kết quả phân tích chuyên sâu dưới đây cho thấy, các mẫu Myanmar chủ yếu gồm jadeit, trong khi các mẫu Thổ Nhĩ Kỳ là hỗn hợp của các khoáng vật nhóm fenspat và jadeit.

Bảng 1. Tính chất ngọc học cơ bản của bốn mẫu ngọc jade jadeit màu oải hương từ Myanmar và sáu mẫu đá màu tím từ Thổ Nhĩ Kỳ.

Phổ Raman

Phổ Raman của các mẫu Myanmar thể hiện các đỉnh rõ nét (Hình 2, đường màu xanh lam), trùng khớp khá tốt với phổ chuẩn của jadeit (Hình 2, đường màu vàng), cho thấy các mẫu này chủ yếu gồm jadeit. Ngược lại, phổ Raman của các mẫu Thổ Nhĩ Kỳ (Hình 2, đường màu xanh lục) thể hiện các đỉnh rõ nét tương ứng với tổ hợp phổ chuẩn của jadeit (Hình 2, đường màu vàng) và fenspat (Hình 2, đường màu đỏ), cho thấy các mẫu này là hỗn hợp của jadeit và fenspat.

Hình 2. Phổ Raman của mẫu Myanmar (PJDM-002, đường màu xanh lam) và mẫu Thổ Nhĩ Kỳ (PJDT-001, đường màu xanh lục). Phổ chuẩn của jadeit và fenspat được lấy từ cơ sở dữ liệu RRUFF (lần lượt là R050230 và R040055).

Lập bản đồ Raman (Raman mapping)

Mặc dù phổ Raman thông thường chủ yếu được sử dụng như một kỹ thuật phân tích điểm (spot analysis) và rất hiệu quả trong việc định danh jadeit cùng các khoáng vật đi kèm, song các khoáng vật thành tạo trong điều kiện áp suất cao như jadeit thường có tính không đồng nhất về thành phần do điều kiện địa chất phức tạp trong quá trình thành tạo. Do đó, kết quả phân tích Raman tại một điểm đơn lẻ có thể khác nhau tùy thuộc vào vị trí được chọn. Ngược lại, kỹ thuật lập bản đồ Raman cho phép phân tích theo không gian trên một diện tích lớn hơn, qua đó đánh giá mang tính đại diện hơn về sự phân bố và thành phần khoáng vật. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích trong việc phân biệt các pha khoáng vật chỉ khác nhau rất ít – chẳng hạn jadeit và fenspat – thông qua những dịch chuyển nhỏ về vị trí các đỉnh Raman.

Trong nghiên cứu này, kỹ thuật lập bản đồ Raman được sử dụng để khảo sát sự biến đổi theo không gian của đỉnh jadeit tại 690-710 cm⁻¹ và đỉnh fenspat tại 505-520 cm⁻¹ (xem Hình 2). Ở độ phóng đại cao hơn của hệ thống lập bản đồ Raman sử dụng ánh sáng phản xạ, các hạt khoáng vật có thành phần khác nhau được phân giải rõ ràng. Các bản đồ thu được cho thấy cấu trúc có tính không đồng nhất cao. Trong mẫu Myanmar, quan sát thấy các hạt đan xen gần như hoàn toàn là jadeit (Hình 3), trong khi mẫu Thổ Nhĩ Kỳ cho thấy hỗn hợp của jadeit và fenspat (Hình 4). Mẫu PJDT-001 là một tập hợp không đồng nhất, ước tính gồm khoảng 40% jadeit và 60% fenspat (Hình 4).

Hình 3. Bản đồ Raman trên một vùng chữ nhật nhỏ của mẫu ngọc jade jadeit màu tím Myanmar PJDM-001: bản đồ màu giả của jadeit (màu xanh lục) được xây dựng dựa trên vị trí đỉnh Raman chính ở khoảng 690-710 cm⁻¹. Bản đồ cho thấy mẫu gần như hoàn toàn là jadeit.

Hình 4. Bản đồ Raman trên các vùng chữ nhật của mẫu đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ PJDT-001: (a) bản đồ màu giả của jadeit (màu xanh lục) dựa trên vị trí đỉnh Raman chính ở khoảng 690-710 cm⁻¹; các vùng tối tương ứng với fenspat và các khoáng vật khác; (b) bản đồ màu giả của fenspat (màu tím) dựa trên vị trí đỉnh ở khoảng 505-530 cm⁻¹, thể hiện khá rõ sự phân bố đặc trưng của các hạt fenspat trong đá.

Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR)

Phổ hồng ngoại phản xạ của ngọc jade jadeit Myanmar đặc trưng bởi các dải tại 1168, 1082, 1050, 961, 850, 744, 667, 587, 532, 474 và 432 cm⁻¹; đây gần như là một “dấu vân tay” trùng khớp với mẫu chuẩn jadeit của GIT (Hình 5; xem thêm Zhang và Shi, 2022; GIT, 2022; GAHK, 2016). Phổ FTIR của đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ không chỉ thể hiện các dải liên quan đến jadeit (ngoại trừ việc vắng mặt các dải tại 961 và 744 cm⁻¹) mà còn xuất hiện thêm các tín hiệu mạnh tại 1140, 800, 775, 724 và 693 cm⁻¹, nhiều khả năng liên quan đến thành phần fenspat (Hình 5).

Hình 5. So sánh phổ hồng ngoại của mẫu ngọc jade jadeit màu oải hương Myanmar (PJDM-001), mẫu đá jadeit-fenspat màu tím Thổ Nhĩ Kỳ (PJDT-001), mẫu chuẩn jadeit (GIT, 2023) và khoáng vật microclin (cơ sở dữ liệu RRUFF, mã R040154).

Phổ hấp thụ tử ngoại – khả kiến ​​- cận hồng ngoại (UV-Vis-NIR)

Phổ UV-Vis của các mẫu từ cả hai địa điểm (Hình 6) đều cho thấy đỉnh đặc trưng tại bước sóng 437 nm (được cho là do ion Fe³⁺), vốn thường xuất hiện trong ngọc jadeite tự nhiên với nhiều sắc thái xanh lục khác nhau (Lu, 2012). Một dải hấp thụ rộng, chiếm ưu thế với tâm nằm ở khoảng 570 nm đối với các mẫu đá màu tím từ Myanmar (PIDM-002, đường màu xanh lục) và khoảng 560 nm đối với các mẫu đá màu tím từ Thổ Nhĩ Kỳ (PIDT-003-006, lần lượt là các đường màu đỏ và cam), có liên quan đến ion Mn³⁺; dải này tạo ra một cửa sổ truyền sáng tương đối mạnh trong… …vùng màu đỏ của quang phổ khả kiến, từ đó góp phần tạo nên sắc tím cho những viên đá này. Ngược lại, quang phổ của mẫu đá màu tím từ Myanmar (PJDM-004, đường màu xanh dương) không chỉ cho thấy một dải hấp thụ rộng tập trung quanh bước sóng 540 nm (có khả năng liên quan đến ion Mn³⁺; Abduriyim và cộng sự, 2017), mà còn xuất hiện một dải hấp thụ rộng khác quanh bước sóng 620 nm (do quá trình chuyển điện tích giữa các ion, hay IVCT, giữa cặp Ti⁴⁺-Fe²⁺). Dải hấp thụ này làm tăng mức độ hấp thụ trong vùng màu đỏ, khiến màu sắc của viên đá chuyển dịch về phía sắc tím.

Hình 6. Phổ UV-Vis của mẫu Myanmar PJDM-004 (đường màu xanh lam) cho thấy một dải hấp thụ rộng đặc trưng có tâm ở khoảng 600 nm (liên quan đến cặp Fe-Ti) và một dải hấp thụ rộng khác ở khoảng 540 nm (liên quan đến Mn). Các dải hấp thụ này – cũng quan sát thấy ở các mẫu PJDT-003 và PJDT-006 (đường màu đỏ và màu cam) và mẫu Myanmar PJDM-002 (đường màu xanh lục) – là nguyên nhân tạo nên màu tím của các mẫu.

Thành phần hóa học

Thành phần hóa học bán định lượng (xác định bằng EDXRF) của toàn bộ 10 mẫu từ hai nguồn gốc được trình bày trong Bảng 2. Thành phần hóa học phản ánh thành phần khoáng vật chính của các mẫu. Cụ thể, các mẫu ngọc jade jadeit Myanmar có hàm lượng Na khá cao (12,04-14,71% khối lượng Na₂O) so với các mẫu đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ (3,43-7,22% khối lượng Na₂O). Ngược lại, các mẫu đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ có hàm lượng K cao hơn đáng kể (4,19-9,38% khối lượng K₂O) so với các mẫu ngọc jade jadeit Myanmar (0,04-0,05% khối lượng K₂O).

Bảng 2: Kết quả thành phần hóa học của 4 mẫu jadeit jade Myanmar và 6 mẫu đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ trong nghiên cứu này đo bằng phương pháp EDXRF (Horiba)

Kết luận

Ngọc jade jadeit màu oải hương (lavender) là một loại đá quý rất hấp dẫn và có giá trị cao, theo truyền thống được khai thác tại Myanmar. Loại ngọc này được phân loại là “ngọc jade jadeit tự nhiên” (Fei Cui) theo các hệ thống danh pháp tiêu chuẩn được công nhận rộng rãi (GAHK, 2016; LMHC, 2011; GIT, 2022). Thuật ngữ chung “phỉ thúy (Fei Cui)” được dùng để chỉ các loại ngọc jadeit, omphacit và kosmochlor – những tập hợp đa tinh thể có kiến trúc từ dạng hạt đến dạng sợi, với thành phần chủ yếu hoặc hoàn toàn là jadeit, omphacit và/hoặc tổ hợp của các khoáng vật này (xem thêm Du Yang và cộng sự, 2003; Prosperi và cộng sự, 2011; Franz và cộng sự, 2014). Tuy nhiên, vật liệu được gọi trong thương mại là “ngọc oải hương” (Lavender Jade) Thổ Nhĩ Kỳ lại chứa một lượng đáng kể fenspat. Thành phần này không đáp ứng tiêu chí để được xếp vào nhóm “ngọc jade jadeit tự nhiên” (Fei Cui); do đó, tên gọi chính xác hơn là “đá jadeit-fenspat”.

Nghiên cứu này giới thiệu các phương pháp thực tiễn, không phá hủy mẫu để phân biệt hai loại vật liệu trên, thông qua việc kết hợp các thiết bị ngọc học cơ bản với các kỹ thuật quang phổ và phân tích hóa học tiên tiến. Phổ Raman và bản đồ Raman tại các đỉnh 690-710 cm⁻¹ (đặc trưng cho jadeit) và 505-520 cm⁻¹ (đặc trưng cho fenspat) cho phép phân biệt rõ ràng các khoáng vật này. Ngoài ra, phổ FTIR cho thấy các dải phản xạ đặc trưng của jadeit tinh khiết tại 1165, 1003, 954 và 745 cm⁻¹, trong khi các mẫu hỗn hợp jadeit-fenspat thể hiện các dải đặc trưng rõ rệt tại 1140, 800, 775, 724 và 693 cm⁻¹. Điều này giải thích vì sao các mẫu đá jadeit-fenspat Thổ Nhĩ Kỳ có chiết suất (RI) và tỷ trọng (SG) thấp hơn so với các mẫu ngọc jade jadeit điển hình của Myanmar. Về mặt hóa học, các mẫu Myanmar giàu natri (Na), trong khi các mẫu Thổ Nhĩ Kỳ có hàm lượng kali (K) cao, càng củng cố thêm kết luận trên. Phổ hấp thụ UV-Vis-NIR cho thấy các dải hấp thụ liên quan đến các tác nhân gây màu (chromophore) như Fe³⁺, Mn³⁺ và quá trình chuyển điện tích Fe²⁺-Ti⁴⁺, giải thích cho sắc tím oải hương của loại vật liệu này.

Những kết quả trên phản ánh cấu trúc phức tạp, không đồng nhất – vốn là đặc trưng của các loại đá chứa jadeit – và cung cấp cơ sở vững chắc để phân loại và xác định nguồn gốc ngọc jade jadeit màu tím oải hương một cách chính xác hơn, đồng thời ủng hộ việc ứng dụng tích hợp các kỹ thuật quang phổ trong phân tích ngọc học và hoạt động thương mại. Loại vật liệu này vẫn tiếp tục xuất hiện trên thị trường đá quý toàn cầu, thường dưới nhiều tên thương mại khác nhau như “Turkiyenite”. Các chuyên gia cần thận trọng và nên dựa vào hệ thống phân loại khoa học thay vì tên thương mại khi đánh giá hoặc mô tả loại ngọc này (phỉ thúy – Fei Cui).

Tài liệu tham khảo:

Abduriyim, A., Saruwataris, K., and Katsurada, Y. (2017). Japanese jadeite: History, characteristics, and comparison with other sources. Gem and Gemology, Vol. 53, No. 1, pp. 48-67, http://doi.org/10.5741/gems.53.1.48.

Bender, F. (1983). Geology of Burma— Beiträge zur Regionalen Geologie der Erde. Gebrüder Bornträger, Berlin, Germany, 293p.

Chhibber, H.L. (1934). Mineral Resources of Burma. Macmillan, London, 320p.

Franz, L., Tay Thye Sun, Hänni, H.A., de Capitani, C., Thanasuthipitak, T., and Atichat, W. (2014). A comparative study of jadeite, omphacite and kosmochlor jades from myanmar, and suggestions for a practical nomenclature. Journal of Gemmology, Vol. 34, No. 3, pp. 210-229, https://doi.org/10.15506/JoG.2014.34.3.210

GAHK. (2016). The Gemmological Association of Hong Kong. Standard Methods for Testing Fei Cui for Hong Kong (HKSM/FCT-2016), GAHK. http://www.gahk.org/attachment/fc_std_eng.pdf

GIT. (2022). The Gem and Jewelry Institute of Thailand (GIT). The Gem and Jewelry Institute of Thailand Standard-Testing of jade and Fei Cui (GIT 1013.1-2564), GIT.

Harlow, G.E., Sorensen, S.S., Sisson, V.B., and Shi, G.H. (2014). Chapter 10: The Geology of Jade Deposits. In L.A. Groat (Ed.), The Geology of Gem Deposits, 2nd edn., Short Course Handbook Series 44, Mineralogical Association of Canada, Quebec, pp. 305–374.

Hughes, R.W., Galibert, O., Bosshart, G., Ward, F., Oo, T., Smith, M., Sun, T.T., and Harlow, G.E. (2000). Burmese jade: The inscrutable gem. Gems and Gemology, Vol. 36, No. 1, pp. 2-26.

LMHC. (2011). Laboratory Manual Harmonisation Committee. Standardised Gemmological Report Wording (version 4; December 2011).

Lu, R. (2012). Color origin of lavender jadeite: An alternative approach. Gem and Gemology, Vol. 48, No. 4, pp. 273-283, https//doi.org/10.5741/gems.48.4.273.

Okay, A.I. (1948) Distribution and characteristics of the northwest Turkish blueschists. In The Geological Society of London Special Publication, No. 17, pp. 455 – 66.

Ou Yang, C.M., Li, J.Q., Li, H., and Kwok, B. (2003). Recent studies on inky black omphacite jade, a new variety of pyroxene jade. Journal of Gemology, Vol. 28, No. 6, pp. 210337–344.

Prosperi, L., Adamo, I., Bocchio, R., Diella, V., and Pavese, A. (2011). Italian gemstones: Peridot from Sardinia, demantoid garnet from Val Malenco, omphacite “jade” from the Po Valley, Piedmont, amber from Sicily. 32^nd International Gemological Conference, Interlaken, Switzerland, 13–17 July, pp. 114–117.

Rossman, G.R. (1974). Lavender jade. The optical spectrum of Fe3+ and Fe2+→Fe3+ intervalence charge transfer in jadeite from Burma. American Mineralogist, Vol. 59, pp. 868–870.

Zhang, Y., and Shi, G. (2022). Origin of Blue-Water Jadeite Jades from Myanmar and Guatemala: Differentiation by Non-Destructive Spectroscopic Techniques. Crystals, Vol. 12, No. 10, pp. 1448.

Nguồn: Dịch từ bài viết của các tác giả Kannatee Fueangaksorn*, Boonyapak Aksorn, and Chanikarn Seangrit trong Tập san của “38th International Gemmological Conference Athens – Greece October 2025”.

Dịch bởi: Dương Anh Tuấn_DOJILAB HN