1. Viện Đá Quý-Vàng và Trang Sức Việt

    image
  2. RuBy

    image
  3. SaPhia

    image
  4. Thạch Anh

    image
  5. Cẩm Thạch MYANMA

    image
  6. Đá Màu

    image
  7. Ngọc Trai

    image

VI BAO THỂ CO2 Ở THỂ RẮN VÀ CÁC ĐỚI PHÁT LÂN QUANG TRONG KIM CƯƠNG ĐEN

08:59:00 12/11/2013

Thời gian gần đây phòng giám định ở New York có kiểm tra một viên kim cương màu đen tự nhiên nặng 0,45 ct, hình trái tim – xem hình 6 (trái). Quan sát dưới kính hiển vi thấy có nhiều mây và dưới độ phóng đại cao hơn ta sẽ thấy những đám bao thể dạng dĩa tròn rộng ~ 32 ㎛ (hình 6, phải). Đây là lần đầu tiên chúng tôi thấy các đặc tính như thế trong kim cương đen, chính những bao thể này đã tạo nên màu cho kim cương.

Hình 6: Viên kim cương màu đen nặng 0,45 ct (trái) chứa nhiều đám mây cực nhỏ. Dưới độ phóng đại cao (112,5 lần) có thể nhìn thấy các đám bao thể dạng dĩa tròn (phải). Hình của Jian Xin (Jae) Liao và Kyaw Soe Moe.

 

Do thời gian có hạn nên chúng tôi không có cơ hội để xác định những bao thể này bằng phổ kế hiển vi Raman. Tuy nhiên, phổ kế giữa hồng ngoại (IR) sẽ lý giải về sự hiện diện các tạp chất chính trong viên kim cương này là CO2 ở thể rắn với các đỉnh hấp thu ở ~2370 và ~658 cm-1 (hình 7). Những đặc điểm đi kèm với các vi bao thể như silicate và apatite cũng được phát hiện, lần lượt theo thứ tự ở 1055 và 575 cm-1 (mặc dù không nhìn thấy trong hình 7). Dãy phổ hấp thu sắc nét tại 871 và 721 cm-1, cùng với dãy ở 1430 cm-1 cho thấy có sự hiện diện của carbonate [CO3)2-]. Dãy phổ hấp thu của thạch anh tại 798 và 779 cm-1 hơi khác so với vị trí phổ thông thường của chúng. Viên kim cương này còn chứa các hợp phần của nước, với sự hiện diện một dãy rộng tại ~3220 cm-1cho thấy các ion [OH-] bố trí theo nhiều hướng không đối xứng nhau (xem D. A. Zedgenizov và nhóm tác giả, “Đá catbonate tan chảy trong các khối kim cương từ ống kimberlite Udachnaya [Yakutia]: Được xác định bằng phổ kế dao động”, Tạp chí khoáng vật học, Vol. 68, No. 1, 2004, trang 61 – 73). Một dãy rộng khác tại ~1713 cm-1 có liên quan đến H2O. Những dãy phổ nhỏ của hydro cũng được thấy tại 4703 và 3107 cm-1. Những đặc điểm như thế này thường không phổ biến trong những viên kim cương chất lượng quý. Những dãy hấp thu trong phạm vi 1300 – 1000 cm-1 cho ta nhận định đây là kim cương kiểu Ia.

Hình 7: Phổ hồng ngoại của viên kim cương màu đen tự nhiên chứng minh sự hiện diện của nhiều vi bao thể khác nhau, như CO2 ở dạng rắn, carbonate, thạch anh và nước.

 

Khi kiểm tra dưới chiếu xạ sóng cực ngắn cường độ mạnh (~225 nm) trong thiết bị DiamondView, ta thấy hầu hết viên đá phát quang mạnh màu lục phớt vàng, tuy nhiên có ba đới hình tam giác không phát quang (hình 8, trái). Nhưng khi viên kim cương không còn bị chiếu xạ cực tím nữa thì 03 đới này lại có sự phát lân quang mạnh (hình 8, phải). Dưới phổ phát quang bức xạ (PL) sử dụng tia laser 488 và 633 nm cho ta thấy các đặc điểm tương tự đối với cả những vùng không phát quang và các khu vực phát quang, nhưng có một vài dãy phổ ở 511, 572, 696,2 và 739 nm thì chỉ được nhìn thấy tại những đới không phát quang. Tính năng của các dãy đó là không rõ ràng nhưng chúng có liên quan đến sự phát lân quang bất thường nêu trên. Những đám mây trong kim cương nằm tại các mặt tinh thể {100} sẽ quy định phần lớn khu vực phát quang màu lục phớt vàng, trong khi các đới phát lân quang thì được tạo thành bởi các mặt {111}.

Hình 8: Qua thiết bị DiamondView, viên kim cương đen có phát quang màu lục phớt vàng mạnh, ngoại trừ 03 đới hình tam giác không phát quang (trái). Tuy nhiên, 03 đới này lại có sự phát lân quang mạnh khi viên kim cương không còn bị chiếu xạ cực tím nữa (phải). Hình của Paul Johnson.

 

Viên kim cương đen này đã mang đến cơ hội nghiên cứu về những điều kiện địa chất dẫn đến sự thành tạo kim cương. Những vi bao thể CO2 ở thể rắn và nước – những bao thể này được xem là rất hiếm gặp trong kim cương chất lượng quý – cho ta giả định rằng viên kim cương này được thành tạo từ sự nóng chảy các đá giàu carbonate [(CO3)2-]. Áp suất bên trong của các chất dễ bay hơi này làm cho các dãy phổ của thạch anh thay đổi, điều này khẳng định thêm rằng những vi bao thể bị lưu giữ lại trong suốt quá trình hình thành kim cương. (Theo Paul Johnson và Kyaw Soe Moe, trong Lab Notes, G&G Summer 2010)