Kyanite Màu Cam Từ Tanzania (Bản tin tháng 12/2009)

Từ Kyanite có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp là màu xanh, do màu đặc trưng của nó. Kyanite màu lục chất lượng quý cũng được nhìn thấy (Winter 2001 GNI, trang 337 – 338) và các viên không màu hay màu vàng thỉnh thoảng vẫn được cắt mài. Tuy nhiên gần đây kyanite màu cam đã xuất hiện trên thị trường đá quý. Khoáng vật được khai thác ở vùng Loliondo, Tanzania, gần vùng mà gần đây cung cấp các tinh thể spessartine đẹp (xem quyển Spring 2008 GNI, trang 76 - 78).

 Ông Brad Payne trong hội thương nhân đá quý (Surprise, Arizona) cho GIA mượn 03 mẫu kyanite mài giác (trọng lượng 0,63 – 1,26 ct; hình 1) để nghiên cứu. Và một trong những người cung cấp này mua được 2 mảnh vỡ tinh thể kyanite màu cam. Một từ Loliondo và mảnh kia từ Mautia Hill, Kongwa, cũng ở Tanzania (xem lại hình 1). Mẫu phía sau được tìm thấy vào cuối thập niên 80; cả 2 mẫu được đánh bóng trên các mặt song song để xem phổ.

Nghiên cứu những viên đá mài giác này cho những đặc điểm như sau: màu sắc – cam vàng vừa đến cam phớt vàng; chiết suất RI – n_a  = 1,718 và n_g = 1,734 – 1,735; lưỡng chiết suất: 0,016 – 0,017; hiệu ứng quang học – hai trục âm; tỷ trọng SG: 3.69 – 3.73; không có phát quang UV hoặc phản ứng dưới kính lọc Chelsea; Quan sát được một vạch ở ~550 nm và một dải ở ~460-500 nm, khi nhìn dưới phổ kế để bàn. Trị số chiết suất RI và tỷ trọng SG nêu trên giống với kyanite màu xanh hay màu lục được M. O’Donoghue đưa tin (trong Gems quyển 6, biên tập bởi Butterworth-Heinemann, Oxford, UK, 2006, trang 422). Tất cả những quan sát này cũng phù hợp với những gì J. M. Arlabosse giới thiệu về kyanite màu cam ở Loliondo (“Kyanite màu cam vùng Tanzanie,” Gemmologie FlashData, số 35, có thể xem tại www.geminterest.com/articlist.php, tháng 9, 2008).

Nghiên cứu các viên đá mài giác dưới kính hiển vi thấy được các khe nứt cát khai, các tinh thể rutile màu nâu hình cầu đến hình góc cạnh, các tinh thể zircon không màu hình tròn có độ nổi cao và các tinh thể mica (có thể là mutcovite) và thạch anh không màu hình cầu có độ nổi thấp – tất cả được xác định bằng phân tích Raman.

Hai mảnh đá được đánh bóng có những đặc điểm sau: màu sắc – cam vàng nhạt (viên Mautia Hill) và cam phớt vàng vừa (viên Loliondo); và không có phát quang UV hoặc phản ứng dưới kính lọc Chelsea. Dưới phổ kế để bàn, trong mẫu Loliondo thấy được 1 vạch ở ~ 550 nm, 1 vạch dưới ~ 500 và trên ~ 680 nm; trong mẫu Mautia Hill thì không thấy những đặc tính này. Các khoáng rutile, zircon (cả 2 được xác định bằng phân tích Raman) và các bao thể mica/thạch anh cũng được thấy trong mẫu Loliondo.

Phổ  UV-Vis-NIR trên các mảnh đá được đánh bóng (hình 2) cho thấy rằng màu cam của chúng là kết quả từ một khe truyền có bước sóng tối thiểu khoảng 645 – 755 nm; các dãy phổ liền kề nhau xuất hiện là do ion Mn³⁺. Mẫu Mautia Hill có màu vàng sáng hơn cũng cho kết quả tương tự nhưng biên độ thấp hơn, ít hấp thụ hơn so với mẫu Loliondo. Những đỉnh hẹp ở ~380, 433 và 447 nm trong phổ mẫu Mautia Hill là do ion Fe³⁺.

Bảng 1. Thành phần trung bình của các nguyên tố do bằng LA-ICP-MS trên các viên kyanite cam từ Tanzania.^a

Phân tích bằng Phổ khối lượng-Plasma cảm ứng kép-Bắn laser (LA-ICP-MS) trên cả 2 mảnh đá bởi nhà nghiên cứu khoa học GIA, tiến sĩ Mike Breeding khẳng định mangan là nhân tố tạo màu. Sự tập trung Mn trong mẫu Loliondo (CITI15871) cao hơn ~ 10 lần so với mẫu Mautia Hill (GRR544; bảng 1). Lượng sắt thì tương đương nhau trong cả 2 mẫu, nhưng trong mẫu Loliondo thì nhiều hơn một ít. Mẫu kyanite màu cam thứ 3 – số GNI555, tinh thể Loliondo màu cam phớt vàng nhạt đến vừa được ông Werner Radl (Mawingu Gems, Neider-wörresbach, Đức) tặng cho GIA cũng được phân tích. Sự hiện diện tất cả các nguyên tố ngoại trừ Fe trong mẫu này đều nằm trong khoảng giữa mẫu Mautia Hill và Loliondo.

Vào giữa thập niên 1970, các tinh thể kyanite vàng cam nhỏ được tổng hợp trong các thí nghiệm sử dụng Mn³⁺ trong hỗn hợp Mn₂O₃ cùng với SiO₂ và andalusite chất lượng quý (polymorph kyanite; I. Abs-Wurmbach và K. Langer, “Mn³⁺ tổng hợp - kyanite và viridine, [Al_2-xMn³⁺_x]SiO₅ trong hỗn hợp chất Al₂O₃-MnO-Mn₂O₂-SiO₂, “Những đóng góp cho thạch học và khoáng vật học” - Contributions to Minerallogy and Petrology, quyển 49, 1975, trang 21-38). Nghiên cứu đó cũng hỗ trợ cho quan điểm của chúng tôi là Mn³⁺ là nguyên tố có thể tạo ra màu cam trong những viên kyanite Tanzanian này. (Theo Karen M. Chadwick (karen.chadwick.edu), GIA Laboratory, Carlsbad và George R. Rossman, California Institute of Technology, Pasadena, California, trong GemNews, G&G, Summer 2009)