Xác định các biến loại Turmalin chất lượng ngọc vùng Lục Yên bằng phương pháp nhiễu xạ Ronghen

XÀC OjNH CAC BIÉN LOAI TURMALIN CHAT laONG NGOC VÙNG LUC YÈN B À N G PHaONG PHÀP NHIÉU XA RONGHEN NGUY TUYÉT NHUNG, NGUYÈN THI MINH THUYET Tricàng Dai hoc KHTN, DHQGHN Tom tàt: Dica v

XÀC OjNH CAC BIÉN LOAI TURMALIN

CHAT laONG NGOC VÙNG LUC YÈN B À N G

PHaONG PHÀP NHIÉU XA RONGHEN

NGUY TUYÉT NHUNG, NGUYÈN THI MINH THUYET

Tricàng Dai hoc KHTN, DHQGHN

Tom tàt: Dica vdo dàc diem cdu trite mqng tinh thi (thóng so d

mgng ca sa, khodng edch giùa cdc mcit mqng) dugc xdc dinh bang phuang phdp phdn tìch cdu trite tinh the trén mdy nhiéu xq ronghen

dà nhàn dqng duge hai bien loqi turmalin clidt lugng ngoc cita viing

mò Lue Yèn Id elbait vd dravit Trong hai bien loqi dd, elbait co chdt lugng ugge cao han Su thành tqo nhùng bien loqi ndy lién qiian vdi càc qud trình dia chdt khdc nhau Sic xud't hién elbait là ddu hiéu de tié'p tue tìm kiem loqi hinh pegmatit kim loqi liiem ed y nglua cdng nghiép tqi viing mò Lue Yèn

Dat vàn de

Turmahn là mot trong so nhìrng dà bàn quy ed nhiéu màu sàe dep nhàt, pho màu eùa nd rat ròng, bao gdm càe màu xanh lue, lam, vàng, da cam, hdng, dd, dd tim, den va khdng màu Khdng nhirng the, nhiéu màu ed the cùng xuàt hién tren mot tinh thè khién cho ve dep eùa turmalin eàng thém dàc bièt Chinh vi ed màu sàe dep, dò trong cao, dd eung khà Idn nèn tir làu, turmalin da duge dùng de che tàc dd trang sue, dd my nghé

Turmalin chat lugng ngge dugc phàt hién d vùng md Ydn Bài cùng vdi càe dà quy khàe nhu saphir, ruby, spinel Màu sàe, kich thude, cha't lugng ngge eùa ehùng rat kbàc nhau [6, 7], vi the, ed khà nàng ehùng thude nhiéu bié'n loai va dugc thành tao trong nhiìng diéu kièn dia chat khàe nhau Xàc dinh chinh xàc bien loai turmalin, làm sàng td diéu kién thành tao eùa ehùng se gdp phàn dành già dùng dàn

1 VV/ ^\y

tiém nàng dà quy vùng md này cùng nnu lau

kiém thàm đ va quy boach khai tbàc dà quy ed hiéu quạ

Khài quàt dàc diem va phàn loai turmalin

Turmalin ed thành phàn boa hgc phùc tap, ed the biéu diln bang cdng thùc boa tinh thè sau: (Na,Ca)(Mg,Fe,Mn,Li,Al)3(Al,Mg,Fe)fi [SifiỌJ (BO),(0,OH)3(OH,F), hoàc viét tóng quàt là XY^Z-6B3Si(;(0,OH)3o(OH,F) vdi càc cation ebù yéu là Na, Ca d vi tri X; Mg, Fé'^ Mn, Li, Al - Y; Al, Mg, Fê^" - Z Tuy thude vào loai cation ehiém càc vi tri X, Y, Z turmalin duge phàn chia ra nhirng bien loai chinh sau (bang 1)

Càc bien loai pho bien nhàt là dravit vdi cdng thùc là NaMg3Al6B3SÌ6(0,OH)3o(OH,F), schorl- NăFe,Mn)3Al6B3Sift(0,OH)3„ (OH,F), elbait- NăLi,Al)3AlfiB3SÌ6(0,OH)3„(OH,F), ehùng tao nén hai day đng pho bien là dravit - schorl va elbait - schorl Tàt eà turmalin vdi thành phàn boa hgc khàe nhau déu két tinh trong he ba phuang Tinh the thudng ed dang thàp làng tru ba phuang rat dàc trung bòi nhiéu vét khia dgc màt làng trụ

Bang 1 Càc bien loai turmalin [3]

Tén bien loai

Elbait

Olenit

Dravit

Schorl

Tsilaisit

Buergerit

Liđicoatit

Uvit

Feruvit

-Ferridravit

Chromdravit

X

Na

Na

Na

Na

Na

Na

Ca

Ca

Ca

Ca

Na

Na

Y

Al, Li

Al

Mg Fê^

Al, Mn Fế

Li, Mg

Mg

Fe"2

Mn

Mg

Mg

Z

Al

Al

Al

Al

Al

Al

Al

Al, Mg

Al, Fe"\ Mg Al,Mn Fê^

Cr

Turmalin là khoàng vàt thude phu Idp silieat dào vdng [2, 5], don vi càu trùe ca bàn gdm càc vdng lue giàc kép (2 tàng) nàm bao quanh càc true bàe 3 Tàng 1 là vdng lue giàc gdm 6 tu dién SÌO4 mde noi vdi nhau, ehùng ed màt tam giàc day gàn nhu vudng gdc vdi true bàe 3 va càc dinh cùng hudng ve mdt phiạ Tàng 2 là vdng lue giàc gdm ba tam giàc BO3

nàm xen ke vdi ba bàt dién, càu tao tu bdn nguyén tu oxy va hai nhdm

OH tao nén da dién phdi tri hình tàm màt (bàt dién) cho nguyén tu nhdm

Y (Li, Mg, Al) Càe vdng lue giàc kép xép chdng lén nhau tao thành nhiing edt lue giàc vdi true bàe 3 nàm giùa Càe nguyén tu Na Ca phàn

bd trong càc khoang trong giùa hai vdng lue giàc kép Càe edt lue giàc trén lién két vdi nhau theo hudng nàm ngang qua càe nguyén tu nhdm Z (Al, Fé, Mn), phàn bd trong càc bàt dién phdi tri duge tao bòi 5 nguyén

tu oxy va mdt nhdm OH Nhdm ddi xùng khdng gian eùa turmalin là R3m Ó mang ca sa hình màt thoi ed thdng so a = 9.54 A, y =113 ° 57', d mang ca sd sàu phuang ed thdng sd a = 15.7 - 16.2 A, e = 6.9 - 7.5 A Càc tinh cha't co ly eùa càe bié'n loai turmalin gàn tuang tu nhau: dd cùng tucfng ddi khoàng 7 - 7.5, ty trgng dao ddng trong khoàng 3.03 dén 3.22, chiét suàt np = 1.612- 1.650, ng=: 1.634- 1.671

TurmaUn là khoàng vàt dae trung cho dà pegmatit granit, càc dà mach khi boa nhiét dich, mdt sd dà granit, dà bié'n chat Trong càc dà này thudng gap càc bié'n loai turmalin khàe nhau Trong dà granit, pegmatit thudng gap turmalin ed thành phàn tuang ùng vdi day ddng hinh elbait -schorl, turmalin giàu magnesi bay dravit thudng dàc trung cho dà bié'n chat, dà metasomatit Tàt eà càe bié'n loai turmalin déu ed the dùng làm

do trang sue hoàc my nghé nhung già tri nhàt vàn là elbait

Hình I : Cdu trite turmalin

MÓM vàt

Màu nghién cùu gdm càc tinh the hoàc mành tinh the turmalin co càe màu khàe nhau, da sd là màu dà tàeh rdi khòi dà gdc, ehi ed 2 trong 10 màu phàn tich là tinh the duge là'y true tiép tu dà pegmatit Càc màu phàn tich gdm:

1 LYT 12 - mành tinh the sàe canh màu dò tim, bàn trong

2 LYT 13 - tinh thè làng tru sàu phuang màu xanh lue phdt xàm, due

3 LYT 14 - mành tinh thè sàe canh màu vàng lue, trong sudt

4 LYT 15 - mành tinh thè sàe canh màu vàng phdt lue xàm, due

5 LYT 16 - mành tinh thè sàe canh phàn ddi màu: ddi màu lam dàm xen ddi màu lam tìm rat nhat gàn nhu khdng màu

6 LYT 18 - mành tinh thè sàe canh phàn ddi màu: hdng nàu nhat vdi càe dai màu xàm xanh

7 LYT 20 - tinh thè làng tru màu nàu cành dàn

8 LYT 20/1 - tinh thè làng tru, phàn ddi màu tu trong ra ngoài Trong - xàm nhat, ngoài - den, bàn trong Tinh thè nàm trong dà pegmatite, gap cùng thach anh àm khdi, amazonite, mica

9 LYT 132/2 - tinh thè làng tru, phàn ddi màu tu trong ra ngoài, trong - dd, ngoài - hong

Tinh thè nàm trong dà pegmatite gap cùng thach anh àm khdi, amazonite, mica

10 LY-Xl - tinh dàm gdm nhiéu tinh thè turmalin hình làng tru ngàn nàm Idn xdn, màu nàu

Phuang phdp nghién cica

Vièe phàn biét 3 bié'n loaii turmalin dravit, elbait, schorl bang càc phuang phàp ngge hgc ddn giàn nhu dua vào ty trgng, chiét suàt thudng gap khd khan do ed nhùng khoàng già tri trùng lap ò càc bié'n thè khàe nhau (bang 2) Cd thè phàn biét càc bié'n loai dira vào két qua phàn tich thành phàn boa hgc bang phuang phàp mierosond, nhung day là phuang phàp phàn tich khà phùc tap tir khàu chuàn bi màu, phàn tich trén mày dén xù ly két qua Ngoài

ra, ed mdt so hgp phàn khdng phàn tich dugc bang phuang phàp này, vi du B, Li, OH

Bang 2 Ty trong va chiét suàt eùa càc bié'n loai turmalin [9]

TT

1

2

3

Bien loai

Elbait

Dravit

Schorl

Ty trong

2 9 - 3 1 1 2.92 - 3.30 3.1 - 3 2

ng

1.637- 1.651 1.627- 1.664 1.658- 1.668

np

1.618- 1.630 1.610- 1.634 1.628- 1.633

Vi thè de nhàn dang chinh xàc bié'n loai turmalin nguòi ta thudng dùng nhiéu phuang phàp bò trg nhau Mdt trong nhùng phuang phàp

do là phuang phàp phàn tich càu trùe tinh thè bang tia ronghen trén mày nhiéu xa bay ggi tàt là phuang phàp nhiéu xa ronghen Trong bài bao này su dung hai phuang phàp nhàn dang nhanh càc bié'n loai turmalin thude hai day ddng hình pho bié'n là dravit - schorl va schorl

- elbait Nguyén ly phuang phàp dua trén su thay dói già tri thdng sd

ò mang co so do thay the ddng hình càe nguyén td hoà hgc dàn tdi su

co dàn càu trùe mang tinh thè Dà ed nhiéu cdng trình nghién cùu nhàn dang bié'n loai turmalin dira vào già tri thdng sd d mang ca so Trén bang 3 là càc thdng sd d mang ca so duge eàe tàc già khàe nhau sii dung làm chuàn de nhàn dang turmalin Cd thè nhàn dang nhanh càe bié'n loai elbait, shorl, dravit bang biéu dd thè hién su phu thude thóng sd d mang e, c/a vdi thành phàn (hình 2) Su co dàn càu trùe mang tinh thè cùng kéo theo su thay doi già tri khoàng eàeh giùa eàe màt mang dàn tdi su dich chuyèn vi tri eàe pik nbilu xa Sau khi khào sàt ky càe giàn dd nhilu xa eùa eàe bié'n loai turmalin Xoxetko [10] da di xuàt su dung eàe pik nhiéu xa (003), (232), (511) làm pik chuàn cho viéc nhàn dang bié'n loai turmalin (hình 3, 4, 5) Aphonina [1] cùng dà xày dung eàe dd thi (hình 6,7) va phuang trình thè hién

su phu thude thdng sd d mang ea so vào thành phàn hoà hgc

Elbait% (mol) = 7395.1 - 1029.1 e; sai sd 5 = ±10%(1)

Dravit% (mol) = - 7088,75 -i- 15842 c/a; sai sd 5 = ±10%(2)

Bang 3 Thdng sd d mang co so cua cac uicn i^ai ,.^

TT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

Bié'n

loai

D*

D*

D*

D*

D*

D*

D*

D*

U*

S*

s*

s*

s*

s*

s*

s*

E*

E*

E*

E*

E*

E*

E*

E*

E*

L*

Thóng so ó mang (A)

a

15.910

15.918

15.983

15.947

15.931

15.947

15.942

15.942

15.960

16.000

15.990

15.964

16.095

16.095

16.032

15.984

15.842

15.810

15.887

15.854

15.843

15.842

15.853

15.843

15.858

15.847

e 7.210 7.203 7.223 7.194 7.197 7.194 7.208 7.225 7.195 7.135 7.145 7.154 7.136 7.136 7.149 7.164 7.090 7.085 7.120 7.105 7.102 7.099 7.103 7.102 7.106 7.108

c/a 0.45317 0.45251 0.45192 0.45112 0.45176 0.4511 0.4521 0.4532 0.45081 0.44594 0.44684 0.4481 0.44337 0.4434 0.4459 0.4482 0.44754 0.44813 0.4482 0.4415 0.4483 0.4481 0.4480 0.44827 0.44810 0.44854

Khoàng càch màt mang d (À)

511

2.341 2.341 2.351 2.337 2.342

2.350 2.349 2.347 2.348

2.328 2.323 2.337 2.335

2.327 2.328

232 2.377 2.376 2.383

2.376

2.378 2.373 2.374 2.372

2.354 2.350 2.363 2.361

2.356

003

2.403 2.401 2.406

2.396

2.378 2.382 2.383

2.363 2.362 2.370 2.370

2.370 2.368

003-511

0.062 0.060 0.055

0.028 0.033 0.036

0.035 0.039 0.033 0.035

003-232 0.026 0.025 0.023

0.005 0.008 0.011

0.009 0.012 0.007 0.009

Tàc già

Epprecht [10]

-Xoxedko[10] 21-164* 14.76*

Tomisakatl] \

Aphonhina[ll Spprecht[l] 29-342* Epprecht[10]

-Xoxedko[10] 22-469* Tomisaka[l] Epprecht[l] Aphonhina[l] Minerals[10] Epprecht[10] Xoxedko[10] Xoxedko[10] Tomisaka[l] Epprecht[l] Aphonhina[l] 21-251* 26-964* 30-748* D* - Dravit, U* - Uvit, S* - Schorl, E* - Elbait, L* - Liddicoatit 21-164; 14-76; 29- 342; 22-469; 21-251; 26-694; 30-748* - sdthii

tu càc phiéu ronghen eùa JCPDS

Dua vào càc dd thi hoàc càc phuang trình trén ed thè xàc dinh phàn tram càc hgp phàn elbait hoàc dravit trong eàe bié'n loai turmalin thuòc day ddng hình schorl - elbait va dravit - schorl

Càc màu nghién cùu duge chup giàn dd nbilu xa bdt trén mày nhiéu xa SIEMEN D5005 (Trung tàm Khoa hgc vàt liéu, Trudng DHKHTN) Chédd chup: dng ddng, 20 =10 - 70°, toc dd quay eùa dng dém là 0.03 7 see

Kit qua

Càe giàn dd nhilu xa duge giài doàn theo già tri khoàng càch màt mang d(hkl) va eudng dd càc vach nhilu xa Thdng sd d mang ea so duge tinh theo phuang trình: l/(dhkl)^ = 4/3 (h^+hk-i-k^) / a^+P-fc^ Viéc tinh toàn thdng sd dugc thirc hién nhd phàn mlm do Phan Thién San viét

Càc pik duge ehgn de tinh thdng sd d mang là 122, 051, 003, 511,

440, 342, 413, 621, 333, 603, 271, 550, 054

Thdng sd d mang ca sd dugc tinh cho tàt eà càc màu nghién cùu, két qua duge trình bay trong bang 4

Bang 4 Thdng sd d mang co sd ciia turmalin Lue Yèn (A)

TT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Màu

LYT12

LYT13

LYT14

LYT15

LYT16

LYT18

LYT20

LYT20/1

LY 132/2

LY-Xl

a 15.8243 15.9113 15.9045 15.9054 15.8655 15.8262 15.9629 15.9267 15.8365 15.9498

e 7.0914 7.2082 7.1168 7.1254 7.1097 7.0976 7.2014 7.1300 7.0937 7.1940

c/a 0.4481 0.4530 0.4475 0.4480 0.4481 0.4485 0.4511 0.4476 0.4480 0.4510

511 2.3256 2.3404 2.3358 2.3362 2.3307 2.3261 2.3484 2.3388 2.3266 2.3452

003 2.3648 2.4056 2.3685 2.3719 2.3686 2.3606 2.4059 2.3774

2.3998 Phàn tich càe giàn dd ronghen eùa càe màu nghién ciiu cho thay ed thè phàn biét hai kiéu giàn dd theo hình thài va vi tri càc pik nhilu xa

511, 232 va 003: kiéu thir nhà't bao gdm càe màu LYT 12 (N" 1); LYT

14 (N" 3); LYT 15 (N" 4); LYT lo UN' oy, L^I i io v^^ - „ ^ ,1

(N" 8); LYT 132(N" 9) tuang tu màu chuàn elbait va kiéu thù hai bao gdm eàe màu LYT 13 (N" 2); LYT 20 (N" 7); LY-Xl (N" 10) gid'ng màu chuàn dravit (hình 3, 4) Ve dae dièm bé ngoài ed thè nhàn xét: càc màu tuang ùng elbait ed nhiéu màu khàe nhau, tinh thè thudng ed màu thay doi theo ddi phàn bd tu trong ra ngoài hoàc dgc theo ehiéu dai tinh thè, dd trong sudt khà cao Càe màu tuang ùng dravit thudng ed dò trong sudt kém han (due) Màu tinh thè ddng nhà't, pho bié'n là màu xanh lue va nau cành dàn Viéc phàn loai trén hoàn toàn phù hgp vdi eàe két qua nhàn dang càc bién loai turmalin theo càe biéu dd biéu dién

su thay dói già tri khoàng càch màt mang dj,, va dfxn (hinh 5) va su thay dói già tri thdng sd d mang e, e/a eùa turmalin thude hai day ddng hình schorl - dravit va schorl - elbait (hình 2)

c/a

0,452

0.450

0.448

0.446

0.444

0.442

1 Elbait

9 X ^ ^

-1 -1

4

" ^ • 8

Schorl

!

Schorl^

^ /

1

• • /

1

• 2

Dravit / • *

^

• day1

• day 2

• day 3

1

7,2000 cM

Hinh 3 Biéu do nhàn dang càc bién hai turmalin

Lue Yèn (day 1- Turmalin Lue Yèn, day 2- Tomisaka,

dàyi-Aphonina) Hình 2 Gian do nhiéu xg

turmalin: Phgm vi góc

29-21-23° (dng Co) [10]

Dua vào phuang trình (1), (2) va biéu dò xàc dinh hgp phàn dravit (hình 6), hgp phàn elbait (hình 7) dà xàc dinh dugc thành phàn eùa turmalin eàe màu ò Lue Yèn (bang 5)

LYT 12(1)

2.36

2.3S

2.34

2.33

2.32

-'

Sili m:

>'/

'*A

/ • s

1

Schorl

•s

^'^9^ Dravit

• Turmnim Lue Véri

• ElbMl Fnprecht 1953 S495

• Drsvil Epprecht, 1953 S.495

O Sctìorl Epprecht, 1953 S.49S

_ 1 1 1

Hinh 5: Turmalin Lue Yèn trén biéu do biéu dién su thay ddi già tri khodng càch màt mgng e/,,, va d„i,j cita turmalin thuóc day dóng hình scliorl-dravit va schorl-elbait [10]

c/o

0.453

Hình 6: Màu turmalin Lue Yèn trén biéu do xàc dinh hgp phdn dravit [1]

709

% Elbait

Hình 4: Gian do nhieu xg turmalin Lue Hình 7: Màu turmalin Lue Yèn trén biéu dà Yèn: Phgm vi góc 20^37-3f (dng Cu) xàc dinh hgp phdn elbait [1]

Dua vào phuang trình (1), (2) va biéu ao xac uum uup pm» w^ (hình 6), hgp phàn elbait (hình 7) dà xàc dinh duge thành phàn eùa turmalin eàe màu ò Lue Yèn (bang 5)

Bang 5 Thành phàn turmalin xàc dinh theo già tri thdng sd

ò mang co so

TT

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Màu

LYT 12

LYT13

LYT 14

LYT 15

LYT 16

LYT 18

LYT20

LYT20/1

LY 132/2

LY-Xl

e 7.0914 7.2082 7.1168 7.1254 7.1097 7.0976 7.2014 7.1300 7.0937 7.1940

c/a 0.4481 0.4530 0.4475 0.4480 0.4481 0.4485 0.4511 0.4476 0.4480 0.4510

Elbait % (mol) 97.4

91.2 62.4 78.5 91.0

57.6 95.1

Dravit % (mol)

87.7

57,6

56.0

Nhu vày, bang càc phuang phàp nhàn dang khàe nhau, két qua thu dugc cho thà'y, turmalin càe màu khàe nhau eùa Lue Yèn thude hai bié'n loai elbait va dravit Thành phàn dao ddng trong pham vi khà rdng, tu 57.6% dén 97,4% hgp phàn elbait va 56,9% dén 87,7% hgp phàn dravit

Nhùng nghién cùu eùa Aphonina ve turmalin trong pegmatit [1] cho thà'y càc thành he pegmatit khàe nhau dàc trung bòi nhùng bién loai turmalin khàe nhau Pegmatit ehùa kim loai hiém dàc trung bòi turmalin thude day ddng hình elbait - schorl, trong khi pegmatit museovit thudng ehùa turmalin eùa day ddng hình schorl - dravit, turmalin trong pegmatit su gdm va pegmatit ehùa amazonit ed thdng

so e eùa d mang co so Idn nhà't tue là tuang ùng vdi loai turmalin giàu sàt d vi tri càu trùe Y va Z Trén biéu dd thè hién su thay dói già tri thdng so d mang ea so eùa turmalin ed ngudn gdc thành tao khàe nhau (hình 8) ed thè thà'y turmalin Lue Yèn phàn bd thành hai trudng dòc làp: càc màu LYT 13 (N" 2); LYT 20 (N" 7); LY-Xl (N" 10) nàm gàn