BAO THỂ KIM LOẠI CÓ HOA VĂN MOIRÉ ĐỘC ĐÁO TRONG TOURMALIN PARAÍBA

Danh mục nội dung

Phòng thí nghiệm Tokyo đã nhận được một viên đá tourmalin Paraíba hình oval mài kiểu brilliant cách điệu, nặng 0,33 ct, có màu xanh lam phớt lục, kích thước 5,48 × 3,60 × 2,37 mm (hình 1). Các tính chất ngọc học cùng với việc phân tích nguyên tố vết bằng phương pháp LA-ICP-MS (laser ablation–inductively coupled plasma–mass spectrometry) đã xác định viên đá này là tourmalin Paraíba có nguồn gốc từ Brazil.

Quan sát dưới kính hiển vi cho thấy sự hiện diện của các bao thể dạng phẳng gồm những hạt cực nhỏ tại vùng được đánh dấu trong hình 1. Dưới ánh sáng sợi quang, các hạt li ti này thể hiện ánh kim màu hồng. Các hạt tập trung thành từng cụm, trong các cụm này xuất hiện những khoảng trống hình tròn đến giọt lệ, không chứa các hạt quan sát được (hình 2). Khi phóng đại hơn, các hạt được sắp xếp theo dạng hoa văn moiré (hình 3).

Hoa văn moiré hình thành khi hai tập hợp đường song song chồng lên nhau, hiện tượng này đôi khi được ghi nhận trong các loại bao thể của đá quý (ví dụ: G&G Micro-World, số mùa Thu 2023, tr. 375–376). Các bao thể dạng mặt phẳng này không tiếp xúc với bề mặt viên đá và không có vết nứt nào dọc theo bao thể. Dựa trên màu hồng ánh kim của các hạt cũng như hàm lượng đồng cao trong mẫu (17.095–22.700 ppmw), nhóm nghiên cứu giả định rằng đây là đồng kim loại tự sinh. Dữ liệu này không được thu thập trực tiếp từ bao thể mà được lấy tại thắt lưng (girdle) của viên đá bằng phương pháp LA-ICP-MS.

So sánh với phạm vi hàm lượng đồng đã được báo cáo cho tourmalin Paraíba Brazil (từ 119 đến 38.800 ppmw, theo Y. Katsurada và cộng sự, “Geographic origin determination of Paraíba tourmalin”, Gems & Gemology, mùa Đông 2019, tr. 648–659), có thể giả thuyết rằng các bao thể này là đồng tự sinh trong tourmalin cuprian-elbaite Paraíba, Brazil (Gems & Gemology, mùa Thu 1994, tr. 178–183; Lab Notes, mùa Thu 2022, tr. 362–363; H.A.O. Wang và cộng sự, “Further characterisation of native copper inclusions in Cu-bearing tourmalin”, Journal of Gemmology, Tập 38, Số 5, 2023, tr. 427–429).

Một số nghiên cứu đã thảo luận về cơ chế hình thành các bao thể đồng dạng nhánh cây (dendritic). Brandstätter và Niedermayr (1994) cho rằng đây là cơ chế hình thành tách lớp ngoại sinh do nồng độ CuO giảm dần về phía các bao thể kim loại đồng ban đầu mà vốn nằm dọc theo các mặt phẳng tương ứng với hệ đối xứng ba phương của tinh thể tourmalin. Ngược lại, Wang và cộng sự (2023) cho rằng quá trình này là đồng sinh chứ không phải ngoại sinh, dựa trên trạng thái phân bố hóa trị của đồng (Cu⁰/Cu²⁺) và sự xuất hiện của các bao thể lỏng có hình dạng tương tự các bao thể đồng dạng nhánh cây.

Các bao thể quan sát được trong nghiên cứu này khác biệt với dạng nhánh cây đã được đề cập trong các nghiên cứu trước, về cả hình thái hoa văn lẫn định hướng trong tinh thể chủ. Do đó, có khả năng các cơ chế hoặc quá trình hình thành khác đã tham gia vào sự xuất hiện của những bao thể này, bao gồm cả khả năng chúng không phải là bao thể đồng tự sinh mà là một loại vật chất khác.

Hình 1. Một bao thể kim loại có hoa văn moiré được quan sát thấy ở vùng được đánh dấu của viên tourmalin Paraíba nặng 0,33 ct. Ảnh: Shunsuke Nagai

Hình 2. Ánh sáng sợi quang cho thấy các hạt có ánh kim loại phân bố theo dạng mặt phẳng. Dưới ánh sáng trường sáng hoặc trường tối, độ nổi thấp của các hạt khiến chúng gần như vô hình khi nhìn thoáng qua. Ảnh phóng đại: Kanako Otsuka; thị trường 1,55 mm.