Cơ sở khoa học của hệ thống phân cấp chất lượng ruby, saphia Việt Nam

Ruby, saphia là một trong những loại đá quý được ưa chuộng nhất và có giá trị cao nhất trong tất cả các loại đá quý. Việt Nam hiện nay được biết đến như một trong các quốc gia có tiềm năng đá quý rất lớn. Các mỏ ruby, saphia đ• được tìm thấy và khai thác ở nhiều nơi trong nước như Lục Yên, Quỳ Châu, Tân Hương, Trúc Lâu, Phan Thiết, Di Linh, Đắk Nông... Khác với nhiều loại khoáng sản mà việc đánh giá chất lượng chủ yếu phụ thuộc vào hàm lượng tối thiểu của tổ phần có ích và hàm lượng tối đa của tổ phần có hại, chất lượng của đá quý, ngoài các chỉ tiêu trên còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác. Nhìn chung, chất lượng đá quý được phân cấp theo 4 chỉ tiêu: màu sắc, độ tinh khiết, trọng lượng và chất lượng chế tác. Trên cơ sở 4 chỉ tiêu trên, các nước có tiềm năng đá quý như Thái Lan, Myanma,…đều xây dựng một quy trình phân cấp chất lượng phù hợp với các đặc điểm chất lượng đá quý của mình, phục vụ cho công tác khoanh vùng triển vọng và định hướng các hoạt động tìm kiếm điều tra, thăm dò và khai thác đá quý, cũng như các hoạt động nghiên cứu - đào tạo và kinh doanh đá quý. Trên thế giới hiện nay, việc phân cấp chất lượng đá quý được tiến hành theo những quy trình nghiêm ngặt, trong những điều kiện khắt khe về trang thiết bị, về yêu cầu chuyên môn đối với những người làm công tác phân cấp chất lượng và định giá. Với tiềm năng lớn, Việt Nam được đánh giá là một trong những nước có triển vọng về đá quý. Tuy nhiên, cho đến nay thị trường đá quý trong nước vẫn chưa được hình thành, phần lớn đá quý khai thác đều được tiêu thụ ra nước ngoài và chủ yếu theo con đường buôn lậu. Một trong những lý do chủ yếu của tình hình trên là do chúng ta chưa có được những hiểu biết cơ bản về chất lượng và giá trị thực của đá quý, việc định giá đá quý chủ yếu vẫn mang tính kinh nghiệm chủ quan, không có cơ sở khoa học, không theo những quy trình chặt chẽ. Việc đánh giá đúng chất lượng (giá trị) cũng như trữ lượng của các mỏ sẽ là cơ sở cực kỳ quan trọng để xây dựng các đề án khai thác và quyết định các dự án đầu tư khác nhau. Các nghiên cứu về tiềm năng, về đặc điểm địa chất, đặc điểm tinh thể-khoáng vật học và ngọc học ruby, saphia Việt Nam đ• được nhiều tác giả đề cập đến, trong khi các đặc điểm chất lượng thì hầu như chưa có công trình nào. Do vậy, với mong muốn góp một phần nhỏ bé vào công việc trên em đ• chọn đề tài “Một số đặc điểm chất lượng và hệ thống phân loại chất lượng ruby, saphia Việt Nam”. Nội dung khoá luận được trình bầy trong 6 chương: Chương 1. Đặc điểm địa chất một số mỏ corinđon (ruby, saphia) điển hình của Việt Nam Chương 2. Lịch sử nghiên cứu Chương 3. Phương pháp nghiên cứu Chương 4. Cơ sở khoa học của hệ thống phân cấp chất lượng ruby, saphia Việt Nam Chương 5. Đặc điểm chất lượng ruby, saphia ở Việt Nam Chương 6. Về hệ thống phân cấp chất lượng ruby saphia ở Việt Nam

LV0043 Mục lục

Mở đầu 3

Chơng 1 Đặc điểm địa chất một số mỏ ruby, saphia điển hình của Việt Nam 5

1.1 Tổng quan về các mỏ ruby, saphia Việt Nam 5

1.2 Đặc điểm địa chất mỏ ruby, saphia An Phú, Lục Yên, Yên Bái 6

1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn 6

1.2.2 Địa tầng 7

1.2.3 Các đá magma xâm nhập 9

1.2.4 Kiến tạo 10

1.2.5 Khoáng sản 10

1.3 Đặc điểm địa chất khu mỏ ruby, saphia Quỳ Châu, Nghệ An 11

1.3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn 11

1.3.2 Địa tầng 12

1.3.3 Các đá magma xâm nhập 13

1.3.4 Kiến tạo 14

1.3.5 Khoáng sản 15

1.4 Đặc điểm địa chất mỏ saphia Đăk Nông, Đăk Lak 15

Chơng 2 Lịch sử nghiên cứu 19

Vùng mỏ Quỳ Châu, Nghệ An 19

Chơng 3: Các phơng pháp nghiên cứu 21

3.1 Phơng pháp nghiên cứu rơn ghen nhiễu xạ 21

3.2 Phơng pháp Microzond 21

3.3 Phơng pháp kính hiển vi ngọc học 22

3.4 Để xác định mầu sắc của đá quýngời ta sử dụng các phơng pháp sau 22

3.5 Kính lúp 23

3.6 Kính hiểm vi soi nổi 23

3.7 Đèn sáng ban ngày 23

3.8 Bộ màu chuẩn 23

3.9 Thớc kẹp 24

Chơng 4 Cơ sở khoa học của hệ thống phân cấp chất lợng ruby, saphia Việt Nam 25

4.1 Khái niệm về các chỉ tiêu chất lợng của ruby, saphia 25

4.2 Phân cấp chất lợng mầu sắc 26

4.2.1 Khái niệm mầu sắc 26

4.2.2 Các thông số mầu sắc 26

4.2.3 Các cấp chất luợng mầu sắc ruby, saphia 30

4.3 Phân cấp chất lợng độ tinh khiết 34

4.3.1 Định nghĩa 34

4.3.2 Các dấu hiệu độ tinh khiết của đá quý mầu đã chế tác 34

4.3.3 Các cấp độ tinh khiết 38

4.4 Phân cấp chất lợng chế tác 44

4.4.1 Kiểu chế tác và hình dạng 44

4.4.2 Độ cân đối 45

4.4.3 Độ hoàn thiện 47

4.5 Phân cấp trọng lợng và kích thớc 48

4.5.1 Trọng lợng 48

4.5.2 Kích thớc 49

4.6 Các cấp chất lợng của ruby, saphia 49

Chơng 5 Những đặc điểm chất lợng chủ yếu của ruby, saphia Việt Nam 51

5.1 Đặc điểm mầu sắc của ruby, saphia Việt Nam 51

5.1.1 Về nguyên nhân và cơ chế tạo mầu của ruby, saphia 51

5.1.2 Đặc điểm mầu sắc ruby, saphia Lục Yên – Quỳ Châu 53

5.2 Đặc điểm độ tinh khiết của ruby, saphia Việt Nam 60

5.2.1 Đặc điểm độ tinh khiết của ruby, saphia Lục Yên - Quỳ Châu 61

5.3.3 Đặc điểm độ tinh khiết của saphia miền Nam Việt Nam 67

Chơng 6 Về hệ thống và quy trình phân cấp chất lợng ruby, saphia Việt Nam 69

6.1 Quy trình phân cấp chất lợng ruby, saphia đã chế tác 69

6.2 Quy trình phân cấp chất lợng ruby, saphia thô 74

Kết luận 75

Tài liệu tham khảo 76

Mở đầu

Ruby, saphia là một trong những loại đá quý đợc a chuộng nhất và có giá trịcao nhất trong tất cả các loại đá quý Việt Nam hiện nay đợc biết đến nh một trongcác quốc gia có tiềm năng đá quý rất lớn Các mỏ ruby, saphia đã đợc tìm thấy vàkhai thác ở nhiều nơi trong nớc nh Lục Yên, Quỳ Châu, Tân Hơng, Trúc Lâu, PhanThiết, Di Linh, Đắk Nông

Khác với nhiều loại khoáng sản mà việc đánh giá chất lợng chủ yếu phụthuộc vào hàm lợng tối thiểu của tổ phần có ích và hàm lợng tối đa của tổ phần cóhại, chất lợng của đá quý, ngoài các chỉ tiêu trên còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tốkhác Nhìn chung, chất lợng đá quý đợc phân cấp theo 4 chỉ tiêu: màu sắc, độ tinhkhiết, trọng lợng và chất lợng chế tác Trên cơ sở 4 chỉ tiêu trên, các nớc có tiềmnăng đá quý nh Thái Lan, Myanma,…đều xây dựng một quy trình phân cấp chất lđều xây dựng một quy trình phân cấp chất l-ợng phù hợp với các đặc điểm chất lợng đá quý của mình, phục vụ cho công táckhoanh vùng triển vọng và định hớng các hoạt động tìm kiếm điều tra, thăm dò vàkhai thác đá quý, cũng nh các hoạt động nghiên cứu - đào tạo và kinh doanh đá quý

Trên thế giới hiện nay, việc phân cấp chất lợng đá quý đợc tiến hành theonhững quy trình nghiêm ngặt, trong những điều kiện khắt khe về trang thiết bị, vềyêu cầu chuyên môn đối với những ngời làm công tác phân cấp chất lợng và địnhgiá

Với tiềm năng lớn, Việt Nam đợc đánh giá là một trong những nớc có triểnvọng về đá quý Tuy nhiên, cho đến nay thị trờng đá quý trong nớc vẫn cha đợc hìnhthành, phần lớn đá quý khai thác đều đợc tiêu thụ ra nớc ngoài và chủ yếu theo con

đờng buôn lậu Một trong những lý do chủ yếu của tình hình trên là do chúng ta cha

có đợc những hiểu biết cơ bản về chất lợng và giá trị thực của đá quý, việc định giá

đá quý chủ yếu vẫn mang tính kinh nghiệm chủ quan, không có cơ sở khoa học,không theo những quy trình chặt chẽ Việc đánh giá đúng chất lợng (giá trị) cũng

nh trữ lợng của các mỏ sẽ là cơ sở cực kỳ quan trọng để xây dựng các đề án khaithác và quyết định các dự án đầu t khác nhau

Các nghiên cứu về tiềm năng, về đặc điểm địa chất, đặc điểm tinh thể-khoángvật học và ngọc học ruby, saphia Việt Nam đã đợc nhiều tác giả đề cập đến, trongkhi các đặc điểm chất lợng thì hầu nh cha có công trình nào

Do vậy, với mong muốn góp một phần nhỏ bé vào công việc trên em đã chọn

đề tài “Một số đặc điểm chất lợng và hệ thống phân loại chất lợng ruby, saphia Việt Nam”.

Nội dung khoá luận đợc trình bầy trong 6 chơng:

Chơng 1 Đặc điểm địa chất một số mỏ corinđon (ruby, saphia) điển hình của ViệtNam

Chơng 2 Lịch sử nghiên cứu

Chơng 3 Phơng pháp nghiên cứu

Chơng 4 Cơ sở khoa học của hệ thống phân cấp chất lợng ruby, saphia Việt NamChơng 5 Đặc điểm chất lợng ruby, saphia ở Việt Nam

Chơng 6 Về hệ thống phân cấp chất lợng ruby saphia ở Việt Nam

Khoá luận đợc thực hiện tại bộ môn Địa Hoá - Khoa Địa chất, Trờng Đại họcKhoa học Tự nhiên duới sự hớng dẫn nhiệt tình của TS Nguyễn Ngọc Khôi

Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm nghiên cứu, khoá luận không thểtránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận đợc những ý kiến đóng góp của cácthầy cô giáo và các bạn

Chơng 1 Đặc điểm địa chất một số mỏ ruby,

saphia điển hình của Việt Nam

1.1 Tổng quan về các mỏ ruby, saphia Việt Nam

Các chỉ tiêu chất lợng của ruby, saphia Việt Nam cũng giống nh của ruby,saphia và đá mầu nói chung, đó là mầu sắc, độ tinh khiết, chất lợng chế tác và trọnglợng Trong số các chỉ tiêu trên, chỉ có mầu sắc, độ tinh khiết và một phần là khảnăng chế tác là có những đặc điểm riêng nhất định liên quan đến điều kiện sinhthành của ruby, saphia ở những vùng mỏ cụ thể (đặc điểm đá vây quanh, đặc điểmcấu trúc mỏ, kiểu nguồn gốc ), còn chỉ tiêu trọng lợng thì hoàn toàn giống nh ở cácnớc khác

Ruby, saphia trên thế giới đã đợc phát hiện và khai thác từ rất lâu và ở nhiềunớc trên thế giới, trong đó có những mỏ đã nổi tiếng hàng trăm năm nay và chủ yếutập trung ở các nớc trong khu vực Nam-Đông Nam á nh ấn Độ, Sri Lanka,Myanma, Thái Lan, Camphuchia, Trung quốc Mỏ đá quý ruby, saphia của ViệtNam đợc phát hiện đầu tiên ở Lục Yên và bắt đầu đợc khai thác từ năm 1989 Vào

đầu những năm 90 một loạt các mỏ khác đợc phát hiện và khai thác ở nhiều vùng

khác nhau nh Quỳ Châu (Nghệ An), Ma Lâm, Đá Bàn (Bình Thuận), Đak Nông(Đak Lak), Tân Hơng, Trúc Lâu (Yên Bái)

Ruby, saphia đợc phát hiện ở nhiều nơi và phân bố trong các khu vực có đặc

điểm địa chất khác nhau, nhng cũng nh ở các nớc khác trong khu vực và trên thếgiới các tập trung ruby, saphia có chất lợng ngọc, đạt giá trị thơng phẩm thì chỉ đợcthành tạo trong những điều kiện địa chất nhất định, bị chi phối bởi các điều kiện môitrờng thành tạo nh: đá vây quanh, điều kiện hoá lý của môi trờng, các yếu tố cấutrúc địa chất ở Việt Nam mặc dù ruby, saphia đợc phát hiện ở nhiều nơi nhng mớichỉ khai thác ở một số nơi là Quỳ Châu (Nghệ An), Tân Hơng, Trúc Lâu, Lục Yên(Yên Bái), Đak Nông (Đak Lak) , trong đó điển hình là các mỏ Lục Yên, QuỳChâu và Đăk Nông

1.2 Đặc điểm địa chất mỏ ruby, saphia An Phú, Lục Yên, Yên Bái 1.2.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn

Khu vực nghiên cứu Lục Yên thuộc vùng Tây Bắc-Bắc Bộ Diện tích phânnghiên cứu cách Hà Nội gần 279 km về phía Tây Bắc, cách biên giới Việt -Trung 75

đến hàng nghìn mét

Địa hình phân cách mạnh mẽ và phức tạp sông suối phát triển theo hai phơngTây Bắc - Đông Nam và Tây Nam - Đông Bắc Các sông suối nhỏ hẹp, dốc lởmchởm về mùa khô ít nớc, về mùa ma lu lợng nớc tăng nhanh Trong thung lũng trớcnúi, nớc chỉ có vào mùa ma ở khu vực phát triển địa hình karst thờng gặp hiện tợngchảy ngầm

Thảm thực vật trong vùng phát triển rất đa dạng Khí hậu trong vùng chiathành hai vùng rõ rệt Mùa ma từ tháng 5 đến tháng 10, lợng ma trung bình 300 mm.Một số nơi sảy ra ma đá, nhiệt độ trung bình là 250C-320C có ngày nóng tới 400C.Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thờng có ma rầm kéo dài, lợng ma không

đáng kể, từ 500-1000 mm, nhiệt độ thấp nhất nhiều khi đến 30C Do lợng ma trungbình nhỏ, suối thờng khô cạn

Lục Yên có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm lớn, có nhữngtrận gió lớn và quàng phong không rõ nguyên nhân Những cơn ma lớn trong vùngthờng gây lụt ảnh hởng tới giao thông, không an toần cho quá trình khai thác mỏ

Huyện Lục Yên gồm các xã Minh Tiến, Khoan Thống, Liếu Đô An Phú

có độ cao từ 300-700 m từ Yên Bái đến huyện lỵ Lục Yên đi theo hớng Bắc dọc theo

quốc lộ 70, qua cầu Tô Mậu (qua sông chảy khoảng 70 km) Nhìn chung, đờng đitới huyện Lục Yên là thuận tiện nhng đờng đi tới các khu mỏ An Phú, KhoanThống phải đi qua nhiều rốc cao, suối nên đi lại rất khó khăn.

Dân c tha thớt phân bố không đều chủ yếu là dân tộc Tày, Nùng, Dao Ngoàihuyện lỵ, có ngời kinh sống tập trung ở thị trấn Lục Yên làm công chức, dịch vụ vàbuôn bán vàng bạc đá quý Dân c sống tập trung ở thị trấn và dọc theo các tuyến đ-ờng giao thông liên huyện các khu mỏ hoặc liên xã thành các bản làng từ vài trăm

đến vài nghìn ngời Kinh tế địa phơng chủ yếu là nông nghiệp, trồng cây lơng thựclúa, ngô, khoai, sắn và các cây ăn quả, nghề nghiệp phụ là khai thác gỗ , đánh cá vàkhai thác vàng bạc đá quý, quăng pyrit Kinh tế tự cung tự cấp là chủ yếu, côngnghiệp khai thác khoáng sản đang phát triển Các xã đều có trờng phổ thông cơ sở,hợp tác xã nông nghiệp Hợp tác xã mua bán, trạm y tế Hàng hoá phục vụ cho nôngnghiệp còn thiếu thốn và khan hiếm, công tác xã hội và trật tự an ninh trong vùngkhá tốt Trình độ dân trí thấp, còn nhiều ngời mù chữ

Về vị trí địa chất, vùng mỏ nằm tại phần mút phía Đông Nam đới Sông Lô,nơi lộ ra các đá biến chất tuổi cổ nhất của đới này

2 có thành phần chủ yếu là quarzit, quarzit sericit có xen kẹp các lớp mỏng, thấukính mỏng đá phiến thạch anh mica (mica thạch anh)

-Hệ tầng An Phú (PR 3 -C 1 ap)

Lộ ra trên phạm vi vùng mỏ với diện lộ tơng đối lớn, phát triển chủ yếu ởphần trung tâm và tạo thành một vài chỏm nhỏ rải rác phía Đông Bắc Cấu thành hệtầng An Phú chủ yếu là đá hoa canxit có xen đá hoa đolomit, thờng có chứaphlogopit, fucsit, graphit

-Trầm tích Đệ tứ (Q)

Hình 1.1 Sơ đồ địa chất vùng mỏ Lục Yên, Yên BáiPhủ trực tiếp trên các đá biến chất hệ tầng Thác Bà và hệ tầng An Phú là cáctrầm tích bở rời tuổi Đệ tứ, bao gồm các trầm tích aluvi của các sông suối, các aluvicủa các thung lũng karst, các thung lũng trên sờn núi và các trầm tích bở rời, sờntích trên các sờn đồi, sờn núi Các trầm tích này chính là những thành tạo có chứa đáquý sa khoáng.

1.2.3 Các đá magma xâm nhập

-Phức hệ PiaMia (PZ 2 pm)

Tạo thành các khối nhỏ ở An Phú, thờng nằm tại ranh giới giữa đá hoa hệtầng Chiêm Hoá và granit phức hệ Phia Bioc, các đá kiềm phức hệ Phia Ma baogồm: granosyenit hornblend granat và granosyenit pyroxen có ranh giới tiếp xúckhông rõ ràng

Granosyenit pyroxen: Đá hạt nhỏ đến vừa, màu xám sáng, có chấm màu lục.Kiến trúc porphir trên nền hạt nhỏ, bán tự hình; cấu tạo khối Thành phần chủ yếu làfelspat kali (75%) có dạng hạt tha hình, hạt vừa đến nhỏ, phân bố đều; thạch anh(20%) dạng hạt méo mó, thành đám nhỏ nằm xen với fenspat kali, pyroxen(egyrin ?), có dạng lăng trụ ngắn hoặc dài Ngoài ra còn có plagioclas (3%), apatit,sphen

Granosyenit hornblend granat: Đá hạt vừa đến nhỏ, màu xám sáng có nhữngchấm lục nâu; cấu tạo khối Thành phần chủ yếu là fenspat kali (83%) có dạng hạttha hình; thạch anh hạt vừa đến nhỏ, phân bố đều trong đá; hornblend có dạng lăngtrụ ngắn hoặc dài; granat dạng hạt nhỏ méo mó, nằm đơn lẻ Khoáng vật phụ cóapatit, sphen

-Phức Hệ Phia Bioc (T 3 n pb)

Trong vùng mỏ, các đá granit biotit, granit hai mica, granit muscovit tạothành các khối nhỏ rải rác Các mạch aplit, pegmatit nằm gần các khối granitoid,xuyên trong đá phiến thạch anh 2 mica và trong đá hoa hệ tầng Chiêm Hoá thờng cókích thớc nhỏ, chiều dày mạch từ 3 - 4 centimet đến 3 - 4 dm, dài vài dm đến vàichục mét, đôi nơi bị greisen hoá

Các đá granit biotit, granit hai mica, granit muscovit có dạng hạt nhỏ đến vừa

và sáng màu, thờng có kiến trúc bán tự hình đến kiến trúc porphia; cấu tạo khối đến

định hớng yếu Thành phần gồm fenspat kali dạng hạt tha hình méo mó (55 - 65%),

có một số chỗ bị anbit hoá yếu; plagioclas dạng hạt, tấm nhỏ tự hình có song tinhliên phiến (5 - 10%), thạch anh (25 - 30%), biotit + muscovit dạng vảy nhỏ đến vừa(3 - 7%) Khoáng vật phụ gồm apatit, zircon, casiterit, monasit Ngoài ra còn gặpmột vài mẫu đá có thành phần thạch anh < 25%, có thể xem đó là granosyenit

Pegmatit, aplit kích thớc nhỏ, nằm rải rác Ngoài ra còn có một số mạch nhỏfelspat thạch anh bị greisen hoá mạnh

Về mặt thạch hoá, các đá thuộc phức hệ PiaBioc thuộc loại thấp nhôm (Al <1,1), cao kali (K > 0,5), cao canxi (Ca > 0,3), K2O>Na2O (thuộc loạt kiềm-vôi,chuyển sang á kiềm)

1.2.4 Kiến tạo

- Các cấu trúc kiến tạo

Vùng mỏ ở phần mút phía Nam đới tớng cấu trúc Sông Lô thuộc hệ uốn nếpViệt Bắc, nằm trên khối cấu trúc An Phú với các phức hệ thạch kiến tạo cấu thành là

các đá biến chất tớng amphibolit epiđot bị uốn nếp, biến vị mạnh mẽ ở phần dới và

đá hoa, đá phiến biến chất ở phần trên Cấu trúc này là một cấu trúc uốn nếp tơng

đối phức tạp, có dạng một phức nếp lõm với các nếp uốn thứ cấp và các đứt gãy pháhuỷ hai bên cánh

Kiến trúc ban đầu của đới nói chung, trong phạm vi khối cấu trúc nói riêng,

bị các quá trình kiến sinh sau này làm biến cải và phức tạp hoá

-Đứt gẫy

Khống chế bình đồ kiến trúc hiện đại của khối cấu trúc là các hệ thống đứtgẫy phơng Tây Bắc-Đông Nam: hệ thống đứt gãy sông Chảy và hệ thống đứt gãySông Lô, quy mô khá lớn, đóng vai trò đứt gãy phân đới Đầu tiên là hệ thống đứtgãy phơng Tây Bắc-Đông Nam sinh thành và hoạt động kéo dài qua nhiều thời kỳ

địa chất, sau đó các hệ thống đứt gãy Đông Bắc-Tây Nam và á kinh tuyến trongvùng hoạt động phá huỷ, kéo theo các hoạt động magma xâm nhập mafic - kiềmtuổi paleozoi muộn

1.2.5 Khoáng sản

Trong vùng nghiên cứu các khoáng sản có ý nghĩa công nghiệp bao gồm:+ Vàng: Trong khu vục, tồn tại ở dạng sa khoáng và phân bố ở nhiều nơi.Hầu hết các thung lũng chứa sa khoáng vàng đã đợc dân khai thác (Lâm Đồng,Khoang Thống và Khau Trung )

+ Vật liệu xây dựng bao gồm đá vôi ở xã Kim Anh, An Phú; cát sỏi xây dựng

ở MinhTiến; đolomit ở Nà Khà, Mỹ Gia, tập trung chủ yếu ở trong đá vôi bị hoá đácủa hệ tầng An Phú (PR3-1ab), thờng lộ thành dải nằm trong đá vôi bị hóa đá,kéo dài 1-2 km rộng 50 m

+ Đá quý: bao gồm corinđon (ruby, saphia), spinen, tuamalin , trong đó

quan trọng nhất là ruby và saphia Đá quý đợc tìm thấy trong các thành tạo gốc cũng

nh các thành tạo sa khoáng

1.3 Đặc điểm địa chất khu mỏ ruby, saphia Quỳ Châu, Nghệ An

Khu mỏ ruby, saphia Quỳ Châu thuộc vùng mỏ đá quý Nghệ An, đợc pháthiện năm 1990 Khu mỏ gồm có 2 mỏ là mỏ ruby - saphia Đồi Tỷ, mỏ ruby - saphiaBãi Triệu và hàng loạt các điểm quặng quy mô nhỏ bé hơn

Về vị trí địa chất, khu mỏ nằm tại phần rìa phía đông nam vòm nâng BùKhạng, giáp giới với đứt gẫy đờng 48

1.3.1 Điều kiện địa lý tự nhiên, kinh tế nhân văn

Vùng mỏ Quỳ Châu nằm ở phía Tây Bắc tỉnh Nghệ An cách thủ đô Hà Nộikhoảng 200 km về phíaTây Nam, trải rộng trên diện tích khoảng 27 km2 thuộc xãChâu Bình huyện Quỳ Châu và một phần xã Yên Hợp thuộc huyện Quỳ Hợp Khu

mỏ giới hạn trong ô toạ độ địa lý : 19 2749 độ Bắc và 1051216 - 105 1752kinh độ Đông.

Khí hậu trong vùng có hai mùa rõ rệt, mùa nóng và mùa lạnh Mùa nóng manhiều kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 dơng lịch, nhiệt độ trung bình từ 25-300 có lúclên cao nhất 36-400 Lợng ma cao nhất 4500 mm, có năm tới 6877 mm, thờng có mabão và lũ lụt lớn Mùa này thỉnh thoảng có gió bão thổi từ Lào gây nóng và khô khóchịu Mùa lạnh ít ma kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ thay đổi từ18- 190, ở một số nơi vùng núi có khi 3-50, có gió mùa Đông Bắc, lợng ma thấp nhất

là 120 mm

Nhìn chung các dòng sông ở đây đều hẹp, lu lợng và tốc độ chảy thất thờnggây ra lũ lụt Mạng lới sông chính chi phối mạng lới thuỷ văn vùng này là hệ thốngsông Hiếu

Giao thông vận tải trong vùng cha đợc phát triển Từ quốc lộ 1A đi vào có ờng 48: Yên Lý- Nghĩa Đàm – Quỳ Châu –Quế Phong, và đi ôtô đến Bản Chiềng.Nói chung các con đờng đợc rải nhựa hoàn chỉnh, tiện lợi cho việc đi lại vận chuyểncủa nhân dân

đ-Nằm vào vùng rẻo cao thuộc phía tây của Tổ quốc, vùng mỏ Quỳ Châu cónhiều dân tộc khác nhau sinh sống, đông nhất là ngời kinh rồi đến ngời Thổ Tậptrung thành những làng xã ở đồng bằng hay các triền sông lớn

Nguồn sống chủ yếu của các dân tộc là sản xuất nông nghiệp Ngoài ra cònsản xuất một số nghề phụ khai thác lâm sản, khoáng sản Công nghiệp khai tháckhoáng sản trớc đây chỉ mang tính tự phát, khai thác một số mỏ : Antimoan Tà Sỏi,than Việt thái, đồng Lơng Sơn, chì kẽm Bao Tre Những mỏ này đã ngừng khai khác

từ rất lâu, những năm gần đây, loại hình công nghiệp này phát triển rầm rộ có sựquản lý, tổ chức của nhà nớc dới hình thức các xí nghiệp, công ty đã thúc đẩy th-

ơng nghiệp trong vùng phát triển, tạo điều kiện hai miễn xuôi ngợc trao đổi liên hệvới nhau Nhờ đó mà kinh tế trong vùng đã có những bớc tiến đáng kể

Về mặt địa chất khu mỏ nằm tại phần rìa phía Đông Bắc vòm nâng BùKhạng, giáp với đứt gãy đờng 48

1.3.2 Địa tầng

-Hệ tầng Bù Khạng (PR 3 - C 1 bk)

Hệ tầng phân bố ở nhân phức nếp lồi Bù Khạng, trục có phơng tây bắc-đôngnam Các đá biến chất đợc xếp vào hệ tầng Bù Khạng lộ ra rất phổ biến, chiếm phầnlớn diện tích khu mỏ, phía đông bắc bị giới hạn bởi đứt gãy đờng 48 Theo mức độbiến chất, có thể chia làm hai phân hệ tầng

Phân hệ tầng dới (PR3- C1 bk1): Lộ ra tại trung tâm khu mỏ và kéo dài về phía

tây bắc, bao gồm hai tập:

+Tập 1: Đá phiến mica-silimanit có anmanđin và plagioclas, cấu tạo dạngdải, dạng gneis hoặc phân phiến, xen một vài lớp plagiogneis mica silimanit Đá bị

vò nhàu mạnh mẽ, có biểu hiện micmatit hoá dạng thấu kính, granit hoá nằm theolớp.

+Tập 2: Đá phiến thạch anh 2 mica có plagioclas-silimanit-granat xenplagioclas-silimanit-mica Các đá bị micmatit hoá mạnh, phổ biến micmatit dạngruột, dạng theo lớp Đặc trng cho tập này là sự có mặt của vài lớp pyroxenit, olit-bitownit hạt nhỏ màu xanh lục, cấu tạo phân dải và các thấu kính đá hoa

Phân hệ tầng trên (PR3- C1 bk2): Bao xung quanh phần nhân nếp lồi Bù

Khạng, cấu tạo nên phần rìa của khu mỏ, bao gồm 3 phần chính:

Phần dới cùng là đá phiến thạch anh-biotit-plagioclas giàu silimanit xenquarzit biotit-plagioclas hạt nhỏ có các mạch pegmatit 2 mica chứa granat-tuamalinxuyên theo lớp

Phần giữa là đá phiến thạch anh-2 mica-plagioclas chứa đisten, granat xencác lớp mỏng quarzit biotit

Phần trên cùng là đá phiến thạch anh-mica-granat xen lớp mỏng quarzitbiotit, trên có chứa thấu kính đá vôi bị hoa hoá, đặc biệt phổ biến các thểgranitogneis theo lớp

-Hệ tầng Sông Cả (O 3 -S 1 sc)

Hệ tầng phân bố ở hai cánh phức nếp lồi Bù Khạng, trong phạm vi khu mỏ,các đá lộ rất hạn chế ở phía đông bắc, tiếp xúc kiến tạo với các đá hệ tầng Bù Khạngqua đứt gãy đờng 48 và chỉ bao gồm các đá của phân hệ tầng giữa với hai phần:

Phần dới chủ yếu là quarzit mica hạt mịn, phân lớp trung bình đến dày, xencác lớp kẹp đá phiến mica vẩy mịn

Phần trên gồm đá phiến mica vảy mịn xen quarzit mica phân lớp mỏng ở dới,

đá phiến mica-granat ở trên

-Các thành tạo Đệ tứ không phân chia (Q)

Các trầm tích này phân bố dọc theo các suối, ven chân núi tạo nên các bậcthềm, bãi bồi, các dải sờn tích, lũ tích Thành phần là tảng, cuội, dăm, sỏi, sạn, cát,bột, sét Chiều dày từ cỡ dm đến hàng chục m

Granitogneis biotit hạt vừa-lớn hơi sẫm màu có: thạch anh (30-35%); fenspatkali (30-60%); plagioclas (20-30%); biotit (5%) Khoáng vật phụ có apatit, zircon,granat, corđierit.

Granit 2 mica dạng gneis dạng phân dải yếu với ban tinh là thạch anh vàfenspat kali (10-50%), plagioclas (20-50%), biotit (3-14%), muscovit (1-15%).Khoáng vật phụ có zircon, apatit, granat, tuamalin, silimanit, đisten

Granođiorit và điorit thạch anh dạng gneis ít gặp hơn, nghèo thạch anh vàgiàu plagioclas hơn các loại trên, thờng phân bố ở rìa các khối, có màu xám sẫm

Pegmatit sáng màu, hạt thô, chứa thạch anh (20-55%), fenspat kali (10-60%),plagioclas (7-30%), ít muscovit, tuamalin, apatit, silimanit

Các đá aplit sáng màu, hạt nhỏ, có thành phần tơng tự granit 2 mica vi kiếntrúc aplit điển hình

Về mặt thạch hoá, các đá phức hệ Đại Lộc thuộc loại bão hoà silic (SiO2 =70-74,27%), cao nhôm (Al2O3 = 14-16,77%); độ kiềm biến thiên rộng từ 5,4 đến 9,5

và K2O > Na2O (thuộc loạt kali-natri), nghèo canxi (CaO = 0,92-1,27)

1.3.4 Kiến tạo

- Các cấu trúc kiến tạo

Trên bình đồ kiến trúc hiện đại, khu mỏ ruby, saphia Quỳ Châu ở phần mútphía đông nam phức nếp lồi dạng vòm Bù Khạng, phức nếp này là một bộ phậnthuộc đới kiến tạo Phu Hoạt, miền uốn nếp Việt-Lào, có dạng hình elip với phơngkéo dài là tây bắc-đông nam Phức hệ thạch kiến tạo tiền Cambri lộ ra tại khu mỏ làcác thành hệ lục nguyên chứa cacbonat bị biến chất đến tớng amphibolit và bị uốnnếp biến vị mạnh mẽ

Các quá trình kiến sinh sau này làm biến cải và phức tạp hoá kiến trúc ban

đầu của đới nói chung cũng nh trong phạm vi khu mỏ nói riêng Di chỉ của quá trìnhcải biến này là sự có mặt của các thành tạo xâm nhập phức hệ Đại Lộc (thuộc kiểuS-granit) và kèm theo chúng là khối kiến trúc vòm với nhân là các thể granit-gneis(vòm nâng Bù Khạng)

Ngoài ra, cũng theo phơng tây bắc-đông nam, hợp với đứt gãy đờng 48 thành

hệ thống đứt gãy cùng phơng còn có một số đứt gãy khác với quy mô nhỏ

Hệ thống đứt gẫy phơng tây bắc-đông nam bị hệ thống đứt gãy trẻ hơn phơng

đông bắc-tây nam phá huỷ, làm dịch chuyển từng phần với biên độ dịch chuyển hạnchế

Do hoạt động của các hệ thống đứt gãy cũng nh tơng tác của các trờng lựckiến tạo đã hình thành một số cấu tạo phá huỷ mang tính tách mở nhiều giai đoạn, lànơi các xâm nhập khác nhau thành tạo, gây ra sự biến đổi các đá vây quanh cũng

nh gây biến đổi lẫn nhau để tạo nên đới đá hỗn nhiễm, trong đó có rubi, saphir

1.3.5 Khoáng sản

Khoáng sản trong vùng khá phong phú, đa dạng về chủng loại và rất có triểnvọng, bao gồm các loại hình:

+Khoáng sản nhiên liệu (than)

+Kim loại đen (Fe, Mn,…đều xây dựng một quy trình phân cấp chất l)

+Kim loại màu (Cu, Pb, Zn, As, )

+Kim loại hiếm (Au, Sn, W, Be, Hg, )

+Đá quý (ruby, saphia, spinel, granat, )

Khoáng sản quan trọng nhất trong vùng là thiếc và đá quý Thiếc là loại kimloại hình khoáng sản chủ yếu của nhóm kim loại hiếm, phân bố rộng khắp trongvùng và tập trung thành các mỏ lớn nh Quỳ Hợp, Phu Loi, Bản Chiềng …đều xây dựng một quy trình phân cấp chất l

Triển vọng đá quý ở Quỳ Châu là khá lớn, đáng chú ý nhất là ruby, saphia,

đ-ợc khai thác trong các mỏ đá quý độc lập (Đồi Tỷ, Bãi Triệu), ngoài ra còn khai tháckèm trong các mỏ thiếc hoặc sa khoáng (Quỳ Hợp)

1.4 Đặc điểm địa chất mỏ saphia Đăk Nông, Đăk Lak

Trên lãnh thổ miền Nam Việt Nam các mỏ saphia đã đợc tìm thấy và khaithác ở nhiều nơi nh Di Linh, Bảo Lộc (Lâm Đồng), Đăk Nông, Eakar (Đăk Lăk),Gia Kiệm, Xuân Lộc (Đồng Nai), Đá Bàn, Ma Lâm (Bình Thuận) Theo ý kiến củahầu hết các nhà địa chất, tất cả các mỏ saphia này đều liên quan với các hoạt độngphun trào bazan N – Q, trong đó mỏ saphia Đăk Nông đợc nghiên cứu chi tiết nhất

Mỏ saphia Đăk Nông thuộc xã Trờng Xuân, huyện Đak Nông, tỉnh Đăk Lak,cách huyện lỵ Đăk Nông 16 km về phía Bắc theo đờng Quốc lộ 14 và cách thànhphố Buôn Ma Thuột 135 km về phía Tây Nam

Tham gia cấu trúc địa chất vùng gồm có: Trầm tích phun trào bazan Pliocen(N2) và bazan Pliocen - Pleistocen hạ (N2 - QI), các trầm tích aluvi thềm bậc II(aQIII), trầm tích aluvi thềm bậc I (aQIV1-2) và trầm tích bãi bồi cao, bãi bồi thấp vàlòng hiện đại (aQIV3)

-Hệ Neogen, thống Pliocen - Các thành tạo bazan

Bao gồm các đá bazan phân bố ở độ cao từ 825 m - 775 m trở xuống Trêncác chỏm núi, chúng bị phủ bởi đá bazan có tuổi N2 - QI, tại các thung lũng suối,chúng bị phủ bởi các trầm tích Đệ tứ Theo tài liệu khoan (Liên đoàn địa chất 6 -

ĐN.13; ĐN.16; ĐN.20; ĐN.23) bazan Pliocen gồm 3 tập, thành phần gồm: Đábazan hạt nhỏ đến vừa, cấu trúc đặc xít, dòng chảy, xen lỗ hổng và đá bazan olivinhạt vừa đến lớn, các lỗ hổng đợc lấp đầy tro keo núi lửa thành phần silic, aragonit

Chiều dày của bazan Pliocen (N2) trên 77 m Kết quả phân tích hóa học của đábazan ở suối Đak Tôn, Đak Lak đợc dẫn ra ở bảng 3.1

ở phần trên các đá bazan bị phong hóa mạnh, tạo nên lớp vỏ phong hóa Từtrên xuống dới vỏ phong hoá gồm các đới sau:

+Đới laterit-bauxit: Phát triển trên các bề mặt dạng vòm, các sờn thoải có gócdốc 10 - 200 Thành phần gồm: sạn, cuội laterit lẫn bột sét màu nâu đỏ, bề dày 3 m -

6 m Nhiều nơi, các thành tạo này bị rửa trôi mạnh mẽ

+Đới litoma và đới saprolit: Thờng phân bố tại các sờn dốc trên 200 Thànhphần gồm: bột, sét màu nâu vàng, nâu đỏ

Bảng 3.1 Kết quả phân tích hoá học của đá bazan khu vực suối Đak Tôn

-Hệ Neogen, thống Pliocen - Hệ Đệ Tứ, thống Pleistocen - Các thành tạo bazan

Trong khu vực mỏ, các thành tạo bazan tuổi N2 - QI chỉ tồn tại trên diện tíchhẹp, phân bố trên các đỉnh núi có độ cao từ 825 m trở lên, hầu hết các đá bazan bịphong hóa mạnh, tạo nên lớp vỏ phong hóa dày Thành phần bao gồm: bazan olivinhạt nhỏ, plagiobazan hạt nhỏ màu xám đen, bề dày từ 33 m đến 70 m

-Hệ Đệ Tứ - Trầm tích aluvi (Q)

+Hệ Đệ Tứ - Thống Pleistocen, phụ thống thợng - Trầm tích thềm bậc II (aQIII):

Trong diện tích của vùng, trầm tích thềm bậc II gặp đợc ở ngã ba suối ĐakNông - Đăk Remoigne Thềm có dạng dải hẹp, chiều rộng từ 30 m - 140 m, bề mặtthềm hơi nghiêng về phía lòng suối, chênh cao so với mặt suối 10 - 15 m, mặt cắt từtrên xuống dới nh sau:

*Phần trên: Bột sét màu nâu đỏ, bề dày 2,2 - 2,9 m

*Phần dới: Cuội, sỏi thạch anh, cuội bazan, cuội bauxit, ít cuội, mảnh laterit

đợc gắn kết bởi sét bột màu nâu bị laterit hóa yếu, bề dày từ 0,2 - 0,3 m Phần nàyphủ trực tiếp lên lớp sét bột phong hóa từ bazan

+Hệ Đệ tứ, thống Holocen - Trầm tích aluvi thềm bậc I (aQ IV 1-2 ):

Các trầm tích này phân bố hai bên bờ các thung lũng suối, thềm có dạng dảihẹp, chiều rộng thay đổi từ vài chục đến hàng trăm mét, bề mặt thềm khá bằng

phẳng, hơi nghiêng dần về phía lòng suối 1 - 2 , chênh cao so với mực nớc hiện tại

từ 2 - 3 m Thành phần vật chất từ trên xuống dới nh sau:

*Phần trên: Cát, bột màu nâu đỏ, nâu vàng Bề dày từ 1,5 m - 4,5 m

*Phần dới: Cuội, tảng bazan, sạn laterit có ít cuội, sỏi thạch anh lẫn sét màuxám nâu, xám vàng chứa đá quý, bề dày từ 0,2 m - 0,5 m, phần này phủ trực tiếp lênbazan hoặc lên cát, bột kết hệ tầng La Ngà (J2-3ln).

+Hệ Đệ tứ, thống Holocen, phụ thống thợng - Trầm tích aluvi bãi bồi và lòng hiện đại (aQIV3):

Chúng đợc phân bố ở phần thấp thung lũng suối, chiều rộng dao động từ 10

-20 m tới 100 - 150 m Cột địa tầng chia ra hai tầng:

*Tầng trên: Gồm sét bột màu nâu đỏ lẫn sạn laterit, hầu nh không chứa đá

Chơng 2 Lịch sử nghiên cứu Vùng mỏ Quỳ Châu, Nghệ An

Từ những năm 1980 trở về trớc đã có rất nhiều công trình nghiên cứu lập bản

đồ địa chất tìm kiếm tỷ lệ 1/200000 đến 1/50000 đã đợc tiến hành và hàng loạt các

điểm khoáng hoá, điểm quặng, mỏ của một số khoáng sản nh thiếc, sắt, chì kẽm,vàng, vonfram, antimoan, thuỷ ngân đã đợc phát hiện Tuy nhiên các thông tin về đáquý còn nghèo nàn, chỉ ở mức thể hiện sự có mặt của một số các loại đá quý, ch a có

đủ cơ sở đánh giá tiềm năng của chúng

Trong những năm 1988- 1990, công trình tìm kiếm ruby tây Nghệ Tĩnh, tỷ lệ

đo vẽ 1/50000 do xí nghiệp 182 Công ty Đá quý Việt Nam tiến hành Qua đó đãphát hiện và khoanh định đợc một số khu có triển vọng về ruby, saphia ở Châu Bình

Từ 1991-1994, phơng án “Tìm kiếm đá quý vùng Quỳ Châu – ThờngXuân”, do Trần Xuân Hờng chủ biên đã phát hiện nhiều diểm mỏ có dấu hiệu trựctiếp của đá quý Trong đó đặc biệt quan tâm tới ranh giới tiếp xúc trao đổi giữagranitoitd thuộc phức hệ Đai Lộc (aD1 dl) với các đá phiến giàu nhôm thuộc phức

hệ Bù Khạng (PR3-1-bk1)

Vùng mỏ Lục Yên, Yên Bái

Công tác điều tra địa chất thăm giò trong vùng:

Trong các năm1968-1980 có những phát hiện đầu tiên về najơdac, corinđonNgòi Biệc

Năm1983, khi tiến hành nghiên kứu đề tài 44-03-4-01 Lê Đình Hữu, NguyễnVăn Ngọc đã phát hiện một tập hợp các đá tập hợp khoáng vật corinđon, spinel ở AnPhú Lục Yên

Từ năm 1986-1987 Nguyễn Văn Ngọc chủ biên phơng án “ Tìm kiếm đánhgiá nguyên liệu đá mầu ( corinđon, spinel và các đá bán quý khác ) Vùng An Phú –Lục Yên” tỷ lệ 1:100000” Kết quả đã xác định ba thung lũng có triển vọng đặc biệt

về đá quý là Lâm Đồng, Khe Vai, Khâu Ngón

Năm 1987 Đoàn địa chất đoàn 301, Liên đoàn địa chất 3 là lần đầu tiên pháthiện ở Khoan Thống –Lục Yên có corindon, sau đó tiến hành khảo thi công mộthang lớn ở đây Tháng 12-1987 mỏ Khoan Thống đợc Công ty liên doanh giữa Công

ty Đá quý Việt Nam và công ty B.H.Goup (năm 1996 ngừng khai thác )

Từ 1988-1991, Công ty Đá quý Việt Nam đã thi công dự án thăm dò đánhgiá trong khu vực này, đồng thời xí nghiệp 183 thuộc Công ty Đá quý Việt Namcũng tiến hành tìm kiếm thăm dò khu vực Minh tiến - Lục Yên

Từ tháng 2/1991-9/1994 Công ty Mena Gems (liên doanh Việt Nga đã tiếnhành thi công dự án “ Tìm kiếm và đánh giá khai thác khu Lâm Đồng - An Phú –Lục Yên”, kết quả đã khoang vùng ranh giới diện tích chứa đá quý – bán quý vàxác địng các cấp trữ lợng cấp C1 và C2

Vùng mỏ Đăk Nông, Đăk Lăk

Từ năm 1976 đến nay đã có nhiều công trình địa chất khoáng sản có đề cập

đến saphia ở vùng Đăk Nông Gần đây nhất, trong các năm 1996 - 1998 một số đề

án khảo sát đá quý đã đợc Tổng công ty Đá quý và Vàng Việt Nam triển khai thựchiện trong vùng Đăk Nông, kết quả khu Bãi 3 - suối Đăk Tôn đã đa vào khai thácsaphia

Trong số các công trình khảo sát thăm dò và nghiên cứu về đá quý Việt Nam

đáng chú ý là:

-1992 Trần Xuân toản và nnk Triển vọng đá quý và đá bán quý ở Vệt Nam.-1992 - 1995, Đề tài KT 01.09 “Nghiên cứu nguồn gốc, quy luật phân bố và

đánh giá tiềm năng đá quý- đá kỹ thuật Việt Nam”, do Nguyễn Kinh Quốc chủ biên

-1998 Đề tài “Các kiểu nguồn gốc công nghiệp đá quý trong trầm tích biếnchất cao dải bờ trái sông Hồng” do Trần Ngọc Quân chủ biên

-2000 - 2001 Đề tài cấp Bộ Công nghiệp “Nghiên cứu đặc điểm tiêu hìnhcorinđon Việt Nam” do Trung tâm Nghiên cứu - Kiểm định Đá quý và Vàng thựchiện

-2001 – 2002 Đề tài cấp Bộ Công nghiệp “Xây dựng quy trình phân cấp chấtlợng cho ruby, saphia Việt Nam” do Trung tâm Nghiên cứu – Kiểm định Đá quý

và Vàng Việt Nam thực hiện

Chơng 3: Các phơng pháp nghiên cứu

Để thực hiện mục tiêu đặt ra : Một số đặc điểm chất lợng và hệ thống phân cấp chất lợng ruby, saphia Việt Nam em đã tiến hành khảo sát thị trờngđá quý Hà Nội, Hải Dơng

Các phơng pháp sử dụng trong phòng trí nghiệm là các phơng pháp

3.1 Phơng pháp nghiên cứu rơn ghen nhiễu xạ

- Bản chất của phơng pháp : Dùng ảnh nhiễu xạ của tia Rơnghen sau khiphản xạ từ tinh thể để xác định ten khoáng vật và đặc điểm cấu trúc của khoáng vật đó

- Nguyên lý của phơng pháp : Chùm tia Rơnghen phát ratừ óng

Rơnghen bắn vào tập hợp bột các tinh thể Sau khi phản xạ thì xảy ra hiện tợng nhiễu xạ, nếu thoả mãn định luật Vulf – Bragg :

n = 2dSin

Trong đó: n- Bậc phản xạ

 - Bớc sóng tia Rơnghen của ống phát

d – khoảng cáh giữa các mặt mạng trong ô tinh thể

 - Góc phản xạ Chùm tia nhiễu xạ đợc ghi nhận bằng ống đếm và bộ phận xử lý cho giản đồ

Rơnghen Dựa vào giản đồ Rơn ghen có thể định tính, định lợng ( nhờ so sánh với

mẫu chuẩn ) thành phần khoáng vật trong mẫu và đặc điểmcấu trúc tinh thể

3.2 Phơng pháp Microzond

Sử dụng phơng pháp này không chỉ xác định dịnh tính mà định lợng đợc các thành phần hoá học trong corindon

n = 2dSin Và cho giản đồ Ronghen

Dựa vào giản đồ Ronghen để xác định , từ đó xác định nguyên tố có trong mẫu(định tính)

Muốn xác định hàm lợng nguyên tố trong mẫu phải so sánh mối tơng quan về ờng độ phổ đặc trng của nguyên tố trong mẫu phân tích với một mẫu chuẩn có thành phần tơng tự ở cùng điều kiện

Hàm lợng nguyên tố cần xác định trong mẫu phân tích sẽ tơng ứng với cờng độ phát xạ thờng của nó theo mẫu chuẩn: Ka = Ca k.

Căn cứ vào đặc điểm hình thái của bao thể và các đặc điểm quang học của chúng xác định các bao thể có mặt trong Corindon Vì thế mà phơng pháp này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong giám định, luận giải điều kiện thành tọ của đá quý.Thiết bị: Kính hiển vi soi nổi(MBC-10; MHC- 1) và ngọc học(Gemolite của hãng Olipú) với độ phóng đại 20 – 100 lần

3.4 Để xác định mầu sắc của đá quýngời ta sử dụng các phơng pháp sau

- Phơng pháp trực quan : so sánh với các mẫu chuẩn (tự nhiên và nhân tạo ), các bảng màu chuẩn v.v

- Các phơng pháp đô màu dùng các thiết bị nh Color Master của Viện Ngọc Mỹ (GIA), Color Scan của hội các phòng Ngọc Mỹ (AGL), các máy đo phổ Để xác định mầu sắc chính xác cần có thiết bị cơ bản là:

- Đền sáng ban ngày ;

- Bộ màu chuẩn;

- Các thiết bị phóng đại tiêu sắc, tơng phản khác nhau nh kính lúp, kính hiểm vi

- Khi xác định độ tinh khiết cần lu ý đến ccs điều kiện sau :

- Thiết bị phóng đại cần đợc xử dụng (Lúp kính hiểm vi ) phải là loại tiêu sắc và tơng phẳng Chế độ chiếu sáng : dèn neon aqnhs sáng ban ngày là thích hợp nhất

- Ngời phân cấp phải có thị giác bình thờng, không đợc mù màu

3.5 Kính lúp

Kính lúp luôn là thiết bị thờng dùng nhất của các nhà ngọc học và các nhà kinh doanh đá quý, và đủ để xácđịnh các loại đá quý, và đủ dẻ xác định các bao thể và các tỳ vết bên ngoài Để phân cấp chát lợng đá mầu thì lúp x10 hiện nay là thiết bị chuẩn quốc tế

Các kính lúp dùng để phân cấp chất lợng đá mầu phải có chất lợng cao, phải là loại tơng phản ( loại trừ hiện tợng quang sai cầu làm cho tiêu cự ở phần tâm của thấu kính khác với tiêu cự ở phần rìa ) và tiêu sắc ( loại bỏ quang sai tiêu sắc, tậpchung của các ánh sáng khác nhau trên một đểm tiêu cự ).

3.6 Kính hiểm vi soi nổi

Đây là một thiết bị rất hữu hiệu để phân cấp chất lợng đá màu, nhất là độ tinh khiết Tuy vậy, nó không phải là thiết bị thay thế kính lúp mà chủ yếu bổ xung lẫn nhau, làm cho việc PCCL tin cậy và rể dàng hơn

3.7 Đèn sáng ban ngày

Đèn ánh sáng ban ngày là một trong những thiết bị quan trọng nhất để xác đinh chính xác của đá quý Một nguồn sáng ban ngày chuẩn nhân tạo có nhiệt độ tơng đơng 5000/55000 Kelvin và có chỉ số kỹ thuật từ D 55 đến D65 (nguồn sáng chuẩn của uỷ ban Chiếu sáng Quốc tế – CIE)

3.8 Bộ màu chuẩn

Trong PCCL mầu sắc của đá quý mầu thì phơng pháp so sánh trực quan với bộ mầu chuẩn hiện nay đợc sử dụng nhiều nhất Hiện nay ngời sử dụng các bộ màu chuẩn sau đây :

- Gemset hoặc Color Book của viện đá quý Mỹ (GIA)

- GemDialogue

- Color Scan của hội các phòng ngọc học Mỹ (AGL)

Ngoài các thiết bị kể trên, để xác định chất lợng chế tác của đá màu cần phải thêm các thiết bị sau đây;

3.9 Thớc kẹp

Trong ngọc học ngời ta thờng sử dụng các loại thớc kẹp đo kích thớc chuyên dụng Leveridge cơ học hoặc điện tử Ngoài cong sử dụng các loại thớc đo độchính xác thích hợp khác

Chơng 4 Cơ sở khoa học của hệ thống phân cấp

chất lợng ruby, saphia Việt Nam

4.1 Khái niệm về các chỉ tiêu chất lợng của ruby, saphia

Hiện nay con ngời đã sử dụng hơn 100 loại đá quý tự nhiên khác nhau vàomục đích trang sức và trang trí Theo truyền thống sử dụng, tất cả các loại đá quý đ-

ợc chia thành 2 nhóm: Kim cơng không mầu và Đá mầu (Diamond colourless và

Coloured stones), mỗi nhóm có các yêu cầu về chất lợng khác nhau Trong báo cáonày chỉ đề cập đến các chỉ tiêu chất lợng của đá mầu trong đó ruby, saphia là mộttrong các đại diện điển hình

Đá quý, với tên gọi nh trên, đợc sử dụng chủ yếu vào mục đích trang sức,trang trí và mỹ nghệ, tức là làm đẹp cho con ngời Theo sự thừa nhận của ngời tiêudùng, một loại đá (đá, khoáng vật hoặc tập hợp khoáng vật) chỉ đạt đợc giá trị làm

đá quý khi thoả mãn 8 yêu cầu sau:

-Đẹp (về mầu sắc, độ trong suốt, ánh )

-Bền (cứng, dai, bền vững hoá học)

-Hiếm (đá quý càng hiếm thì có giá trị càng cao)

-Thị hiếu (theo thị hiếu của ngời tiêu dùng)

-Hoàn hảo (ít khuyết tật, rạn nứt)

-Chế tác

-Gọn nhẹ

-Kích thớc

Đá quý tự nhiên chỉ thực sự có giá trị khi đợc chế tác thành ngọc Tất cả các

loại đá qúy sau khi đã chế tác đều đợc đặc trng bởi 4 chỉ tiêu chất lợng là: mầu sắc,

độ tinh khiết, chất lợng chế tác và trọng lợng (thờng đợc gọi là 4 C theo tiếng Anh

- Four C : Colour, Clarity, Cut & Carat weight) Mầu sắc càng đẹp, độ tinh khiết

(trong suốt) càng cao, chất lợng chế tác càng tốt và trọng lợng càng lớn thì chất lợng(giá trị) của viên đá càng cao

Phân cấp chất lợng đá quý đã chế tác là quá trình phân loại đá quý thành các

cấp chất lợng khác nhau, dựa theo các chỉ tiêu chất lợng thị trờng của chúng là:

-Mầu sắc (colour);

-Độ tinh khiết (clarity);

-Chất lợng chế tác (cut); và

-Trọng lợng cara (carat weight).

Chất lợng đá quý thô đợc phân cấp dựa trên việc phân cấp chất lợng đá quý

đã chế tác, nói khác đi, mọi viên đá quý thô đều phải quy về đá quý đã chế tác để

phân cấp chất lợng và định giá

4.2 Phân cấp chất lợng mầu sắc

4.2.1 Khái niệm mầu sắc

Đối với nhóm đá mầu, mầu sắc là chỉ tiêu quan trọng nhất, quyết định giá trịcủa viên đá quý Mầu sắc là khái niệm chỉ sự vắng mặt (độ không mầu) hoặc có mặttơng đối của mầu

Sự thay đổi rất nhỏ về mầu sắc có thể dẫn tới sự khác biệt đáng kể về giá trị.Nói chung, mầu càng hiếm thì giá trị càng cao, và thờng thì những mầu hiếm gặp lànhững mầu đẹp nhất đối với đá quý Chỉ mầu sắc đẹp thôi cha đủ, viên đá quý còncần phải có mầu phân bố đều trong cả viên đá

Mầu sắc là một khái niệm khoa học rất phức tạp Cho đến nay vẫn còn mộtkhoảng cách khá lớn giữa các nhà khoa học và các nhà sản xuất kinh doanh khi sửdụng khái niệm này do chúng ta vẫn cha có các phơng pháp khoa học khách quan,nhất quán và tiện sử dụng khi xác định mầu sắc

Hiện tồn tại nhiều hệ thống đo mầu khác nhau nh: Munsell (Mỹ), Ostwald(Đức), DIN (Đức), Seguy (Pháp), Rapkin (Liên Xô cũ) , trong đó hệ Munsell là hệthống phù hợp nhất cho lĩnh vực đá quý Hệ thống Munsell đã đợc Viện ngọc Mỹ

đơn giản hoá cho dễ sử dụng đối với đá quý

4.2.2 Các thông số mầu sắc

Mỗi một mầu trong tự nhiên đợc thể hiện bằng các thông số sau đây:

-Gam mầu (hue): là các mầu cơ bản vẫn đợc ta nói đến nh đỏ, vàng, lục,

lam, tím và các mầu trung gian giữa chúng

-Tông mầu (độ đậm nhạt hay sáng tối - tone): thang chỉ độ đậm nhạt hoặc độ

sáng tối của mầu

-Cờng độ mầu (độ bão hoà, độ tơi xỉn hoặc độ tinh khiết - saturation hoặc

chroma ): thang chỉ độ tinh khiết hoặc độ tơi xỉn của mầu

Hiện nay, để xác định mầu sắc của đá mầu, ngời ta sử dụng nhiều nhất hệmầu Munsell dới dạng một khối mầu, nhng đợc Viện ngọc Mỹ (GIA) đơn giản đinhiều, vì vậy nó còn đợc gọi là hệ Munsell – GIA Nó có dạng một hình trụ (hình3.1) Mỗi vòng tròn theo chu vi hình trụ đợc chia thành 31 phần, ứng với một gammầu xác định (trong đó những gam cơ bản nhất là đỏ, da cam, vàng, lục, lam, tím)

và toàn bộ vòng tròn nằm trên một biểu đồ mầu Cờng độ (độ bão hoà) thay đổi đều

đặn từ 1 đến 6 cho tất cả các mầu Các mầu đợc chia thành các mầu nóng (đỏ, dacam, vàng) và lạnh (lam, lam-lục, lục, tím) Khi cờng độ mầu thay đổi (giảm dần),các mầu nóng sẽ có sắc nâu, còn các mầu lạnh sẽ có sắc xám Còn tông mầu (độ

đậm nhạt, sáng tối) thì thay đổi theo trục của hình trụ, đợc chia thành 7 cấp và đợc

đánh số từ 2 (rất nhạt) đến 8 (rất đậm, tối) Đây là cơ sở để phân chia chi tiết cácmầu theo tông (độ đậm nhạt hay sáng tối) và cờng độ (độ bão hoà, độ tinh khiết hay

độ tơi xỉn) của mầu sắc (bảng 3.1) Dựa trên bảng này, ngời ta lập ra các bảng cấpbậc mầu cho mỗi gam mầu xác định

Theo quy luật tạo mầu tự nhiên thì ở các tông trung bình (4,5,6) các mầu cóthể có cờng độ đến 6; ở các tông nhạt (2, 3) và rất đậm (7), cờng độ không vợt quá 5

và với tông tối đen (8) thì không vợt quá 4 Bằng cách phân chia nh vậy chúng ta cóthể phân biệt đợc tới 1147 các mầu khác nhau, hoàn toàn có thể đủ để mô tả toàn bộcác mầu gặp trong tự nhiên, trong đó có các loại đá quý Đây là phơng pháp khoahọc để mô tả trực quan mầu sắc thông qua việc so sánh mầu của vật thể với cácmầu chuẩn Các cơ sở ngọc

học trên thế giới đã sản xuất các bộ mầu chuẩn khác nhau: đó có thể là các bộ bằngchất dẻo của GIA (Gemset, Colour Book, Gem Tree) hoặc là các tấm phim mầu củaGem Dialogue hay các tấm nhựa mầu

Nh vậy, theo ngôn ngữ của hệ Munsell, mỗi một mầu bất kỳ trong tự nhiên đều

đợc biểu thị bằng:

-hoặc là các thông số biểu thị gam mầu, tông mầu và cờng độ mầu Ví dụ, một

mầu có ký hiệu BG 5/3 là mầu lam-lục (blue-green), tông 5, cờng độ 3,

-hoặc đợc thể hiện bằng thuật ngữ, ví dụ mầu nh trên đợc mô tả là mầu lam-lục

hơi đậm, hơi xám

4.2.3 Các cấp chất luợng mầu sắc ruby, saphia

Corinđon là tên gọi của khoáng vật có công thức Al2O3

Ngoài mầu đỏ, hồng và lam là những mầu cơ bản và phổ biến nhất, corinđon

còn có thể có rất nhiều sắc thái mầu khác nữa nh vàng, tím, lục, da cam, không mầu

Đồng thời corinđon tự nhiên cũng ít khi có một mầu tinh khiết nào đó, mà thờng làpha trộn của nhiều sắc thái mầu Hiện tợng nhiều mầu, phân đới mầu cũng rất đặc trngcho corinđon

Trong Đá quý học (Ngọc học) ngời ta thống nhất chia ra:

-Ruby là loại corinđon có gam mầu đỏ, đỏ hơi sắc tím hoặc sắc vàng Mầu hồng

chỉ là mầu đỏ nhạt, vì vậy loại saphia hồng (tên gọi theo thơng trờng) về bản chất vật

lý chỉ là ruby có mầu đỏ nhạt (thuộc gam mầu đỏ)

-Saphia là loại corinđon có gam mầu xanh lam, xanh lam hơi sắc tím, xanh lam

sắc lục hoặc tím

-Các loại corinđon có các mầu khác (kể cả không mầu) đều đợc gọi với tên

chung là saphia kèm theo tính từ chỉ mầu sắc, ví dụ: saphia vàng, saphia tím, saphia dacam v.v

-Saphia nhiều mầu là những loại corinđon không có một mầu rõ ràng, thờng có

các dải, đới, đốm mầu v.v

-Ruby, saphia sao và mắt mèo là loại có độ tinh khiết không cao không thể chế

tác theo kiểu facet, nhng lại chứa các đám sợi rutil, hematit rất nhỏ dầy đặc, gây nênhiệu ứng sao hoặc mắt mèo khi đợc chế tác thành theo kiểu cabochon Loại này khiphân cấp chất lợng cần chú ý đến độ nét, độ liên tục và sự phân bố của các cánh sao

Trên cơ sở bảng 4.1, bảng cấp, bậc mầu của ruby (gam mầu đỏ, hồng) và saphia(gam mầu lam) là 2 gam mầu phổ biến nhất của ruby, saphia trên thế giới đã đợc xâydựng (bảng 4.2)

Thông thờng, chất lợng thơng mại của mầu sắc đợc đánh giá bằng cách chiachúng thành 10 bậc (đánh số từ 1 đến 10); mầu bậc 10 là mầu có chất lơng cao nhất

Nh vậy, với loại ruby và saphia có các gam mầu đỏ, đỏ da cam và saphia gam mầu lamhơi ánh tím (là các gam mầu đợc a chuộng nhất), thì bậc mầu 10, tơng ứng R (red), oR(orangy red) và svB (slightly violetish red) 6/6 (đỏ, đỏ da cam đậm, rất tơi và lam hơi

ánh tím đậm, rất tơi) là có giá cao nhất Với các gam mầu khác của saphia thì, theo quyluật tạo mầu tự nhiên, các bậc mầu không thể đạt tới 10.

Trong phân cấp chất lợng ruby, saphia, ngời ta thờng gộp các bậc mầu (thờng là

2 bậc) thành cấp mầu để việc phân cấp chúng khỏi rờm rà (bảng 3.3) Nh vậy, đối với

ruby, saphia có các gam mầu nh ở trên thì mầu cấp I có các bậc 9 và 10, cấp II – gồmcác bậc 7 và 8, cấp III – gồm các bậc 5 và 6, cấp IV – gồm các bậc 3 và 4, cấp V –gồm các bậc còn lại

Bảng 4.3: Các cấp mầu của ruby, saphia theo các bậc mầu sắc

- Mầu tơi, từ hơi đậm đến đậm

- Mầu rất tơi, hơi nhạt

III

(Mầu nớc 3)

Các bậc mầu 6, 5 (6+, 6, 5+ và 5)

- Mầu tơi, hơi nhạt đến nhạt hoặc rất đậm

- Mầu hơi tơi, từ hơi nhạt đến đậm

- Là tất cả các bậc mầu còn lại

Với corinđon có các gam mầu khác (cũng nh các loại đá mầu khác) tơng ứng sẽ

có các bảng phân cấp chất lợng mầu sắc khác nhau Không thể lấy bảng phân cấp củamầu này áp dụng máy móc cho mầu khác Tuy nhiên, các gam mầu khác của corinđonthờng ít gặp nên không đề cập đến trong báo cáo này

4.3 Phân cấp chất lợng độ tinh khiết

4.3.1 Định nghĩa

Độ tinh khiết là độ chứa tơng đối các bao thể bên trong và các tỳ vết bên ngoàicủa viên đá, ảnh hởng đến độ trong suốt, mầu sắc và các đặc tính quang học của nó.Tuỳ từng loại đá quý khác nhau mà yêu cầu về độ tinh khiết sẽ khác nhau

Tỳ vết bên ngoài (blemishes): là các dấu hiệu độ tinh khiết chỉ phân bố ở mặt

ngoài viên đá

Bao thể bên trong (inclusions): là các dấu hiệu độ tinh khiết phân bố trong lòng

viên đá hoặc chạy từ trong lòng ra tới mặt ngoài của viên đá

Phân cấp chất lợng độ tinh khiết là quá trình nghiên cứu có hệ thống các đặc

điểm bên trong và bên ngoài của viên đá, xác định các đặc điểm độ tinh khiết, mức độnhìn thấy của của chúng, và xác lập các cấp độ tinh khiết khác nhau Việc xác địnhchính xác những bao thể nhất định (tên gọi, dạng tồn tại ) là không thật cần thiết khiphân cấp chất lợng đá quý

4.3.2 Các dấu hiệu độ tinh khiết của đá quý mầu đã chế tác

a Các bao thể bên trong

Các bao thể bên trong đợc chia thành:

 Các bao thể khoáng vật: các tinh thể kết tinh, rắn, các đám mây, sợi kim que, chấm

đốm, các nút thắt bên trong

 Các khe nứt, vết nứt vỡ, lỗ trống, cát khai

 Các dấu hiệu sinh trởng bên trong: các mặt ranh giới hạt phản chiếu, các đờng sinh

trởng có mầu, hơi trắng hoặc không mầu Chúng là các dấu hiệu bên trong của quátrình sinh trởng không đều của tinh thể v.v

 Các dấu hiệu tự nhiên còn sót lại:

 Các dấu hiệu do chế tác để lại:

 Các dấu hiệu do h hỏng (trong quá trình sử dụng):

Các dấu hiệu bên ngoài đặc trng nhất là:

 Các vết do đánh bóng còn sót lại, các cạnh thô, các vết cháy và thắt lng ta

 Các vết xớc, các chấm, lỗ

 Các giác thừa, các phần sót tự nhiên

 Các đờng song tinh, đờng sinh trởng, đờng thắt nút, ranh giới hạt trên mặt

Các dấu hiệu độ tinh khiết thờng gặp trong ruby, saphia đợc thể hiện trên cáchình từ 4.2 đến 4.9.

Hình 4.2 Một khe nứt rất rõ

chạy ngang qua viên ruby

Hình 4.3 Một khe nứt nhỏ

Hình 4.4 Các tinh thể rắn và tinh thể âm cùng Hình 4.5 Các bao thể hình kim

các bao thể dạng vân tay ở phía sau

Hình 4.6 Các bao thể dạng lụa

Hình 4.7 Một tinh thể có riềm căng rãn xung quanh

Hình 4.8 Phân đới mầu không đều

trong saphia

Hình 4.9 Phân đới mầu thẳng trong saphia

4.3.3 Các cấp độ tinh khiết

Đối với các đá quý khác nhau, cũng nh mầu sắc, yêu cầu về độ tinh khiết không

nh nhau Ví dụ, các loại đá quý nh aquamarin, crizoberin, tuamalin, zircon, topaz thìyêu cầu về độ tinh khiết rất cao, trong khi có những loại nh emơrot thì hầu nh khônggặp loại không có khuyết tật và bao thể (bảng 4.4)

Bảng 4.4 Sự thay đổi cấp độ tinh khiết của các đá mầu khác nhau

Hơi cóbao thể

Bao thểvừa phải

Bao thể rõ Nhiều bao

thể

Rấtnhiềubao thể

Trên thế giới hiện có các thang cấp độ tinh khiết của đá quý mầu sau đây: GIA(Viện ngọc học Mỹ), AGL (Hiệp hội các phòng ngọc học Mỹ), AIGS (Viện các khoahọc ngọc học á châu) Trên cơ sở tham khảo tất cả các thang cấp độ tinh khiết củaruby, saphia nói riêng và đá mầu nói chung, Trung tâm Nghiên cứu – Kiểm định Đáquý và Vàng đã xây dựng hệ thống phân cấp độ tinh khiết áp dụng cho ruby, saphiaViệt Nam (bảng 4.5)

Bảng 4.5: So sánh các thang độ tinh khiết của ruby, saphia

Nhiều bao thể Rất nhiều bao thể

Thang VGGC (Trung tâm nghiên cứu-kiểm định

Ghi chú: Các cấp độ tinh khiết đợc ký hiệu theo từ viết tắt tiếng Anh chỉ từng cấp độ tinh khiết:

FL – Flawless: không có bao thể (hoàn toàn tinh khiết);

NFL – Nearly Flawless: hầu nh không có bao thể;

LI – Lightly Included: hơi có bao thể;

MI – Moderately Included: bao thể vừa phải;

VI – Visibly Included: bao thể rõ;

HI – Heavily Included: nhiều bao thể; VHI – Very heavily Included: rất

nhiều bao thể.

Sơ đồ và ví dụ về các cấp độ tinh khiết của ruby, saphia thể hiện trên các hình từ 4.10

đến 4.16