Giới thiệu

Trung Quốc đang thiếu hụt trầm trọng nguồn tài nguyên khoáng sản emerald chất lượng cao. Cho đến nay, nó chỉ được tìm thấy ở Dayakou thuộc Vân Nam, Zhen’an thuộc Sơn Tây và Davdar thuộc tỉnh Tân Cương (Marshall và cộng sự, 2012; Dai và cộng sự, 2018) (Hình 1a). Emerald Tân Cương có thể đạt tới chất lượng thương mại trên thị trường đá quý, nổi bật với màu xanh lục hấp dẫn và trong suốt. Mỏ emerald được phát hiện vào khoảng năm 2000 (Blauwet và cộng sự, 2005; Michelou và Pardieu, 2009; Schwarz và Pardieu, 2009; Marshall và cộng sự, 2012), nằm gần làng Davdar ở phía tây nam Tân Cương, gần biên giới Trung Quốc với Pakistan, Afghanistan và Tajikistan. Hiện nay, hầu hết các nhà nghiên cứu đã xác định thành phần hóa học, các bao thể lỏng, địa hóa đồng vị bền và đặc điểm nguồn gốc địa lý của emerald Davdar (Schwarz và Pardieu 2009; Marshall et al., 2012; Saeseaw et al., 2014, 2019; Cui et al., 2020; Cui et al., 2021). Các nghiên cứu trước đây về các bao thể rắn cho thấy lượng thạch anh, biotit, muscovit, feldspar, cacbonat, tourmalin và magnetit khác nhau (Marshall et al., 2009, 2012; Cui et al., 2020, 2021). Các bao thể trong emerald có thể đơn giản cho biết nguồn gốc địa phương và thạch học đá chủ, cho thấy môi trường hình thành của mỏ emerald Davdar. Dựa trên cuộc điều tra thực địa chi tiết tại Davdar do các tác giả thực hiện vào mùa hè năm 2019 và 2021 (Hình 1b), nhóm tác giả đã có cơ hội kiểm tra một số bao thể rắn chưa xác định trong emerald Davdar, được lấy trực tiếp từ chủ mỏ trước đây, Guimin Wong. Do đó, bài báo này đề cập đến một số phát hiện mới về bao thể rắn để bổ sung thông tin về bao thể và xác định nguồn gốc của emerald ở Davdar.

Hình 1. (a) Bản đồ đơn giản hóa của Trung Quốc cho thấy vị trí của các mỏ emerald Davdar, Dyakou và Zhen’an được sửa đổi từ Bản đồ Trung Quốc (Cục Khảo sát Thông tin Địa lý Quốc gia, GS(2019)1679), (b) Lối vào các mỏ đã bị chính quyền địa phương tạm đóng.

Đặc điểm địa chất của mỏ

Mỏ Davdar nằm ở rìa tây bắc của cao nguyên Thanh Hải – Tây Tạng và nằm trên nền của nhóm Wenquangou thuộc kỷ Silur sớm, được giới hạn ở phía đông bắc bởi các cấu trúc thứ cấp liên quan đến đứt gãy Taaxi (Hình 2; Zhou et al., 2018). Một cuộc khảo sát địa chất ban đầu về sự xuất hiện của emerald đã được thực hiện vào năm 2003-2004 bởi Cục Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản tỉnh Tân Cương. Tại Davdar, các mạch chứa emerald chủ yếu nằm trong Nhóm Wenquangou, bao gồm đá trầm tích silic và trầm tích cacbonat (Marshall và cộng sự, 2012).

Hình 2. Mỏ emerald ở Davdar nằm trong nhóm Wenquangou thuộc kỷ Silur sớm, như minh họa trong bản đồ địa chất đơn giản này (được sửa đổi từ Zhou et al., 2018).

Trong quá trình quan sát các lộ trình đá tại mỏ lộ thiên emerald ở Davdar, nhóm tác giả đã xác định rằng các mạch cacbonat, thạch anh-cacbonat và thạch anh là những dấu hiệu cho sự hình thành emerald (Hình 3). Các mạch chứa emerald nằm trong các loại đá biến chất trầm tích, trong đó đá sa thạch, đá vôi dolomit và đá phiến cacbonat đen là các loại đá chủ chính trong quá trình hình thành(An 2006). Ngoài ra, nhóm tác giả cũng thấy đá gabro lộ ra là loại đá magma nằm trong khu vực gần mỏ (Hình 4). Crom, nguyên tố vết tạo màu cho emerald ở Davdar có khả năng đã bị rửa trôi từ các loại đá gốc là magma xâm nhập.

Hình 3. Quan sát một mỏ lộ thiên (a) Một mỏ lộ thiên đã được khai thác trước đó (b) Một mỏ lộ thiên có đường hầm dài khoảng 2~3 m × 6~7 m (c) Đá chủ chứa các mạch thạch anh emerald nằm gần đường hầm (vị trí: 37°20’57.14” N, 75°26’28.27” E; độ cao 3778,57 m)

Hình 4. Một mỏm đá xâm nhập gần mỏ (vị trí: 37°20’54.79”N, 75°26’23.35”E, độ cao 3732.78m)

Mẫu và phương pháp

Mẫu emerald ở Davdar màu xanh lục trong suốt LM-1 được lấy từ chủ mỏ cũ Guimin Wong (Hình 5a). Tất cả các phương pháp giám định đá quý thông thường đều được các tác giả thực hiện tại Phòng thí nghiệm Đá quý và Vật liệu Công nghệ, Đại học Tongji, Thượng Hải, Trung Quốc. Các đặc điểm hiển vi của mẫu được quan sát và chụp ảnh bằng kính hiển vi đá quý GI-M6S91 với máy ảnh Leica S9i.

Mẫu emerald được đánh bóng để thuận tiện cho phân tích vi dò điện tử. Hình ảnh BSE và các thành phần của các bao thể rắn trong mẫu dạng tấm được đánh bóng đã được phân tích tại Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia về Địa chất biển của Đại học Tongji bằng máy vi dò điện tử JEOL JXA-8230 sản xuất tại Nhật Bản, được trang bị máy quang phổ tán xạ năng lượng. Nhóm tác giả đã sử dụng điện áp gia tốc 15kV, dòng điện chùm 10nA và đường kính chùm 3µm. Thành phần oxit của khoáng chất được hiệu chuẩn dựa trên các tiêu chuẩn khoáng chất tự nhiên và tổng hợp (SPI Supplies) và chương trình ZAF được sử dụng để xử lý dữ liệu. Giới hạn phát hiện đối với một nguyên tố đơn lẻ là 0,01% trọng lượng.

Kết quả và thảo luận

Mẫu LM-1 nặng 0,26 ct, có đường kính từ 3,0 đến 4,0 mm, chỉ số khúc xạ từ 1,579–1,586 và tỷ trọng riêng là 2,73. Nó trơ với cả bức xạ UV sóng dài và sóng ngắn. Các đặc điểm bao thể của mẫu LM-1 đã được thu thập trong nghiên cứu này (Hình 5). Quan sát thấy nhiều bao thể khoáng vật màu đen đục và bao thể khoáng vật màu nâu (Hình 5b, 5c). Thành phần hóa học của chúng được xác định bằng phân tích đầu dò điện tử (Bảng 1). Các nghiên cứu trước đây đã ghi nhận sự hiện diện của các khoáng chất màu đen (Saeseaw et al., 2014, 2019), và một số đã được xác định thông qua vi quang phổ Raman (Cui et al., 2021). Kết quả đã xác định các bao thể khoáng vật trong mẫu LM-1 là cromit, clorit crom và serpentin. Đây có thể là lần đầu tiên các bao thể rắn này được xác định trong emerald Davdar.

Hình 5. Ảnh hiển vi và ảnh BSE của mẫu LM-1.d. Ảnh BSE: Cromit (Hình 1-2), Clorit chứa crom (Hình 3-4); d. Serpentin (Hình 5)

Điều kiện hình thành emerald cần sự có mặt cùng lúc của các nguyên tố Be và Cr, và/hoặc V để chúng phản ứng với nhau. Crom tập trung trong dunit, peridotit và bazan của vỏ đại dương và lớp phủ bên trên, cũng như các dạng biến chất tương đương của chúng (Giuliani et al., 2019). Các bao thể bên trong emerald được giữ lại và tồn tại trong quá trình hình thành tinh thể khoáng vật. Chromit, chính là bao thể oxit crom sắt màu đen, có thể là dấu hiệu của sự làm giàu crom từ những đá xung quanh hay nó chính là nguồn crom. Trong quá trình kết tinh của emerald, chromit từ môi trường hình thành đã gắn kết với viênđá dưới dạng một bao thể. Tuy nhiên, chromit cũng thường được tìm thấy trong emerald từ Brazil (Ahline, 2021). Vì thế, chỉ, vì thế chỉ mình nó không thể được coi là dấu hiệu để nhận biết nguồn gốc emerald từ Davdar. Khoáng vật chlorit chứa crom và serpentin thường được tìm thấy trong emerald từ một số khu vực, chẳng hạn như Nga, điều này cho thấy hoạt động thủy nhiệt do các thân quặng đá phiến talc-chlorit hình thành từ quá trình serpentin hóa đá siêu mafic (Gavrilenko và cộng sự, 2001). Chlorit chứa crom và serpentin, chính là các bao thể hậu sinh trong emerald Davdar có thể là dấu hiệu của các chất tàn dư từ quá trình biến đổi nhiệt dịch liên quan đến các loại đá xung quanh.

Bảng 1. Phân tích vi dò điện tử các khoáng vật tại các vị trí cụ thể trong mẫu LM-1 (Oxit: % khối lượng)

Bdla: Độ chính xác của các nguyên tố chính khoảng 1%. Viết tắt: nd = không phát hiện (<0,01% khối lượng). FeOb: Tất cả Fe được xác định dưới dạng FeO.

Kết luận:

Những phát hiện mới về các bao thể trong emerald ở Davdar có thể giúp xác định môi trường hình thành của chúng. Điều này có thể được chứng minh từ đặc điểm của các bao thể chromit, chlorit chứa crom và serpentin đóng vai trò như  các dấu hiệu liên quan. Bao thể chromit có thể đơn giản chỉ xác định bối cảnh địa chất cục bộ và các loại đá magma xâm nhập gần mỏ. Các bao thể chlorit chứa crom và serpentin được phát hiện đã xác định hoạt động nhiệt dịch trong quá trình hình thành emerald ở Davdar.

Nguồn: HỘI NGHỊ QUỐC TẾ VỀ ĐÁ QUÝ VÀ TRANG SỨC LẦN THỨ 8 (GIT 2025) 8-9 tháng 9 năm 2025, Khách sạn Grand Hyatt Erawan, Bangkok, Thái Lan

Tài liệu tham khảo

An Y.X. (2006). Đặc điểm địa chất của mỏ emerald ở Taxkorgan, Tân Cương. Kim loại màu Tân Cương, Tập 29, Số 2, trang 9-10 (tiếng Trung).

Blauwet D., Quinn E., và Muhlmeister, S. (2005). Tin tức Đá quý Quốc tế: Mỏ emerald mới ở Tân Cương, Trung Quốc. Đá quý & Khoa học Đá quý, Tập 41, Số 1, trang 56-57.

Brigade No. 2, (2004). Báo cáo nội bộ khảo sát địa chất tỷ lệ 1:50000 về mỏ emerald và tinh thể Davdar ở Taxkorgan, Tân Cương. Cục Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản Tân Cương, Ürümqi, Trung Quốc, 40 trang (tiếng Trung).

Cui D., Liao Z.T., Qi L.J., Qian Z., và Zhou Z.Y. (2020). Nghiên cứu về emerald từ Davdar, Tây Bắc Trung Quốc. Tạp chí Đá quý, Tập 37, Số 4, trang 374-392.

Cui D., Liao Z.T., Qi L.J., và Zhou Z.Y. (2021). Cập nhật về các bao thể trong emerald từ Davdar, Trung Quốc. Đá quý & Khoa học Đá quý, Tập 56, Số 4, trang 542-554.

Dai HZ., Wang DH., Lu LJ., Huang F., và Wang CH. (2018). Nghiên cứu về beryl cấp độ emerald từ mỏ đa kim loại W-Be Zhen’an ở tỉnh Thiểm Tây bằng máy phân tích vi dò điện tử và máy nhiễu xạ tia X vi mô. Phân tích Đá và Khoáng vật, Tập 37, Số 3, trang 336-345. (Bằng tiếng Trung)

Gavrilenko, E., Giuliani, G., Popov, M., France-Lanord Ch. (2001). Emerald vùng núi Ural (Nga): Địa chất, bao thể chất lỏng và đồng vị oxy. Kỷ yếu Hội nghị Đá quý Quốc tế, ngày 8-11 tháng 10, Madrid, Tây Ban Nha, trang 36-40.

Giuliani, G., Groat, L.A., Marshall, D., Fallick, A.E. và Branquet, Y. (2019). Mỏ emerald: Tổng quan và phân loại nâng cao. Khoáng vật, Tập 9, Số 2, trang 105.

Marshall D., Pardieu V., Loughrey L., Jones P., và Xue G. (2012). Điều kiện hình thành emerald tại Davdar, Trung Quốc: Nghiên cứu bao thể chất lỏng, nguyên tố vi lượng và đồng vị bền. Tạp chí Khoáng vật học, Tập 76, Số 1, trang 213-226.

Michelou J.C. và Pardieu, V. (2009). Cái nhìn thoáng qua về mỏ emerald hảo hạng mới tại mỏ Davdar, Tân Cương. InColor, Số 10, trang 26-30.

Nicole Ahline (2021). Cromit trong emerald. Gems & Gemology, Tập 57, Số 1, trang 64-69.

Saeseaw S., Pardieu V. và Sangsawong, S. (2014). Ba loại bao thể ba pha trong emerald và tác động của chúng đến việc xác định nguồn gốc. Gems & Gemology, Tập 50, Số 2, trang 114-132.

Saeseaw S., Renfro, N.D., Palke, A.C., Sun Z. và McClure, S.F. (2019). Xác định nguồn gốc địa lý của emerald. Gems & Gemology, Tập 55, Số 4, trang 614-646.

Schwarz D. và Pardieu, V. (2009). So sánh emerald từ các nước Con đường Tơ lụa với emerald từ Colombia. InColor, Số 12, trang 38-43.

Zhou Z.J., Tang, H.S., Wu, Y.S., Li, Q.G., Chen, Y.J. và Chen, Z.L. (2018). Địa chất, địa hóa học và nguồn gốc của mỏ quặng sắt Zankan ở dãy núi Tây Côn Luân, Tân Cương, Trung Quốc. Tạp chí Địa chất Quặng, Tập 100, trang 334-346.