Tóm tắt

Một tinh thể lớn dạng tập hợp có gam màu hồng (~108,2 × 71,9 × 44,0 mm) đã được gửi đến Phòng giám định Đá quý GIT. Đánh giá ban đầu cho thấy các các đặc điểm điển hình của thạch anh bao gồm các lăng trụ lục giác kích thước lớn kết thúc bởi các mặt hình thoi, cùng với sự phân đới màu rõ rệt, thể hiện sự tương phản mạnh giữa lớp phủ không màu và lõi màu hồng. Các phương pháp phân tích cơ bản và nâng cao đã được áp dụng để kiểm tra lớp phủ không màu và lõi màu hồng bên trong. Các tính chất ngọc học tiêu chuẩn xác nhận mẫu là thạch anh: một trục dương, lưỡng chiết, chiết suất 1,552-1,543 (lưỡng chiết 0,009), tỷ trọng thủy tĩnh 2,65 và không phát quang dưới tia UV. Đáng chú ý là phép thử ngâm đã làm nổi bật ranh giới rõ nét giữa lớp phủ không màu và lõi màu hồng. Kiểm tra dưới kính hiển vi cho thấy lớp phủ chứa các bao thể hai pha dạng giun, bao thể hai pha dạng răng cưa, bao thể dạng kim đầu đinh, bao thể dạng mảnh vụn bánh mì và bao thể lỏng dạng lá, những đặc điểm này gợi ý đây có thể là thạch anh tổng hợp; trong khi đó, lõi màu hồng chỉ ghi nhận các khe nứt đã được hàn gắn. Phổ FTIR của lõi màu hồng cho thấy một đỉnh hấp thụ mạnh gần 3595 cm⁻¹, đặc trưng của thạch anh tự nhiên, trong khi lớp phủ xuất hiện dải hấp thụ rõ rệt khoảng 3585 cm⁻¹ cùng một dải hấp thụ yếu tại 3543 cm⁻¹, xác nhận là tổng hợp. Nghiên cứu này cho thấy rằng một tập hợp tinh thể thạch anh hồng có hình thái tự nhiên có thể bị phủ bởi một thành phần tổng hợp không màu. Kết quả nhấn mạnh sự cần thiết của việc áp dụng các phương pháp phân tích ngọc học toàn diện để phân biệt giữa các đặc điểm tự nhiên và tổng hợp trong mẫu đá quý phức tạp.

Giới thiệu

Thạch anh hồng, được đánh giá cao nhờ gam màu hồng đặc trưng, là một cái tên thương mại phổ biến trên thị trường đá quý và được biết đến như biểu tượng cho tình yêu. Viện ngọc học Thái Lan – GIT đã tiến hành phân tích một mẫu có kích thước lớn (~108,2 × 71,9 × 44,0 mm) gồm các tinh thể có gam màu hồng (Hình 1), được gửi đến để giám định vào tháng 11 năm 2023. Đánh giá ban đầu cho thấy các đặc điểm điển hình của thạch anh là các lăng trụ lục giác kích thước lớn kết thúc bởi các mặt hình thoi cùng với sự phân đới màu rõ rệt, thể hiện sự tương phản mạnh giữa lớp phủ không màu (chứa các bao thể dạng mảnh vụn bánh mì) và các lõi tinh thể màu hồng tự nhiên.

Hình 1. Tập hợp tinh thể thạch anh hồng có kích thước (108,2 × 71,9 × 44,0 mm) được sử dụng trong nghiên cứu này. Ảnh: A. Jindatongtawee.

Phương pháp nghiên cứu

Phần phía trên của tinh thể đã được tách ra khỏi tập hợp, sau đó được cắt và mài bóng thành các lát mỏng để kiểm tra các tính chất ngọc và nhằm xác định các vùng khác nhau trong mẫu. Các phương pháp phân tích cơ bản và nâng cao đều được áp dụng để kiểm tra lớp phủ ngoài và phần lõi màu hồng bên trong. Các tính chất ngọc học cơ bản được xác định bằng các thiết bị ngọc học tiêu chuẩn, bao gồm khúc xạ kế, phân cực kế, kính nhị sắc, cân thủy tĩnh, đèn cực tím (UV) (365 nm cho sóng dài và 254 nm cho sóng ngắn), cùng kính hiển vi LEICA SAPO tích hợp camera Flexacam C3. Phổ truyền qua hồng ngoại được ghi nhận máy quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) Thermo Nicolet iS50, hoạt động trong khoảng số sóng 400–4000 cm⁻¹, với độ phân giải phổ 4 cm⁻¹ và 64 lần quét.

Kết quả và thảo luận

Tính chất quang học cơ bản của đá quý:

Các tính chất quang học cơ bản của cả phần viền không màu và lõi màu hồng đều xác nhận đây là thạch anh. Mẫu có tính quang học một trục dương, lưỡng chiết với chỉ số chiết suất trong khoảng 1,552-1,543 (lưỡng chiết 0,009) và tỷ trọng thủy tĩnh đạt 2,65. Không quan sát thấy hiện tượng phát quang dưới cả tia cực tím sóng dài và sóng ngắn (UV).

Quan sát hiển vi:

Dưới ánh sáng truyền qua, các ảnh hiển vi cho thấy rõ ranh giới giữa lớp phủ tổng hợp không màu ở phần viền và phần lõi màu hồng tự nhiên (Hình 2). Ranh giới này đặc biệt rõ ràng khi được ngâm trong nước. Khu vực lớpphủ chủ yếu chứa các bao thể lỏng tổng hợp, bao gồm: bao thể hai pha dạng giun, bao thể hai pha dạng răng cưa, bao thể dạng mảnh vụn bánh mì, bao thể lỏng dạng lá, và các khe nứt đã được hàn (Hình 3). Ngược lại, phần lõi màu hồng tự nhiên chỉ cho thấy các khe nứt đã được hàn.

Hình 2. (Trái) Mặt cắt của tinh thể cho thấy ranh giới không rõ ràng giữa lớp phủ không màu ở phần viền và phần lõi màu hồng; (Phải) ranh giới tiếp xúc trở nên rõ ràng khi được ngâm trong nước. Ảnh: T. Lhuaamporn.

Hình 3. Các đặc điểm vi mô quan sát được trong vùng lớp phủ tổng hợp bao gồm: (a) bao thể hai pha dạng giun, (b) bao thể hai pha dạng răng cưa, (c) bao thể dạng kim đầu đinh, (d) bao thể dạng mảnh vụn bánh mì, (e) bao thể lỏng dạng lá, trong khi đặc điểm duy nhất quan sát được trong lõi tự nhiên là (f) các bao thể lỏng nằm trong các khe nứt đã được hàn. Ảnh hiển vi: W. Suwanmanee.

Đặc điểm phổ FTIR

Phổ FTIR của mẫu (Hình 4) được thu nhận trên cả phần lõi màu hồng và lớp phủ không màu để so sánh. Phần lõi tự nhiên thể hiện một đỉnh hấp thụ mạnh tại khoảng 3595 cm⁻¹, đặc trưng cho thạch anh tự nhiên (Zecchini và Smaali, 1999). Ngược lại, lớp phủ tổng hợp cho thấy một dải hấp thụ mạnh khoảng 3585 cm⁻¹, cùng với một dải hấp thụ yếu tại 3543 cm⁻¹, xác nhận nguồn gốc tổng hợp (Balitsky et al., 2004).

Hình 4. Phổ FTIR của phần lõi màu hồng tự nhiên (màu đỏ) và phần viền lớp phủ tổng hợp không màu (màu xanh).

Kết luận

Nghiên cứu trên tinh thể thạch anh hồng dạng tập hợp có kích thước lớn đã cho thấy sự khác biệt rõ rệt giữa lõi màu hồng và lớp phủ không màu, được xác định thông qua việc kết hợp các phương pháp phân tích ngọc học cơ bản và nâng cao. Phần lõi màu hồng thể hiện các đặc điểm điển hình của thạch anh cùng một đỉnh hấp thụ FTIR mạnh gần 3595 cm⁻¹, cho thấy là tự nhiên. Ngược lại, lớp phủ không màu cho thấy các đặc điểm đặc trưng của thạch anh tổng hợp, bao gồm sự hiện diện của các bao thể lỏng tổng hợp như: bao thể hai pha dạng giun, bao thể hai pha dạng răng cưa, bao thể dạng kim đầu đinh, bao thể dạng mảnh vụn bánh mì và bao thể lỏng dạng lá-cũng như các dải hấp thụ FTIR ở 3585 cm⁻¹ và 3543 cm⁻¹. Phương pháp phân tích đa kỹ thuật này đã xác nhận rằng lớp phủ không màu là thạch anh tổng hợp được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và được phủ lên các tập hợp tinh thể thạch anh hồng tự nhiên. Kết quả nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phân tích ngọc học toàn diện để nhận diện chính xác những viên đá bao gồm cả thành phần tự nhiên và tổng hợp, đảm bảo tính minh bạch trong giám định và định giá đá quý.

Tài liệu tham khảo

• Balitsky, V.S. (1980). Synthetic amethyst: Its history, methods of growing, morphology, and peculiar features. Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft, 29(1/2), 5–16.
• Balitsky, V.S. (1981). Gemmology of some colored varieties of synthetic quartz. Journal of the Gemmological Society of Japan, 8(1–4), 103–117.
• Balitsky, V.S., Balitsky, D.V., Bondarenko, G.V., & Balitskay, O.V. (2004). The 3543 cm⁻¹ infrared absorption band in natural and synthetic amethyst and its value in identification. Gems and Gemology, 40(2), 146–161.
• Hosaka, M., Miyata, T., & Taki, S. (1986). Observations on striations on hydrothermally-grown prism faces of quartz. Journal of Crystal Growth, 75, 473–480.
• Zecchini, P., & Smaali, M. (1999). Identification de l’origine naturelle ou artificielle des quartz. Revue de Gemmologie a.f.g., 138/139, 74–83.

Nguồn: Hội nghị quốc tế về đá quý và trang sức lần thứ 8 (GIT 2025), trang 147-150