manhquanjsc - manhquanjsc.com.vn

BAO THỂ TRONG KIM CƯƠNG CHO BIẾT ĐIỀU GÌ?

Bao thể trong kim cương có ý nghĩa rất lớn, dựa vào các bao thể này để đánh giá độ tinh khiết của viên kim cương, một trong những tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng của kim cương. Ngoài ra, bao thể kim cương còn cho chúng ta biết nhiều thông tin hữu ích trong nghiên cứu khoa học.

Bao thể trong kim cương mang một ý nghĩa rất quan trọng cả với những người buôn bán kim cương, những nhà ngọc học và những nhà khoa học. Với những người buôn bán kim cương, bao thể là những điều không mong muốn, vì nó làm giảm chất lượng của viên kim cương và cũng chính là giảm giá trị của viên kim cương đó. Đối với những nhà ngọc học, bao thể chính là những dấu hiệu để đánh giá chất lượng kim cương và cũng là dấu hiệu để nhận biết kim cương thiên nhiên với kim cương nhân tạo. Bao thể kim cương còn mang lại ý nghĩa rất lớn trong nghiên cứu khoa học nên được các nhà khoa học rất chú ý.

 1. Xác định độ tinh khiết (tiêu chuẩn 4C)

Các bao thể trong kim cương được các nhà ngọc học quan sát dưới kính hiển vi và xác định độ tinh khiết theo tiêu chuẩn 4C của GIA, từ đó phân cấp chất lượng kim cương dựa vào mật độ và kiểu bao thể trong kim cương.

Một viên kim cương có cùng trọng lượng, màu sắc, kiểu cắt nhưng số lượng bao thể bên trong khác nhau, dẫn đến độ tinh khiết khác nhau và giá trị sẽ khác nhau. Viên kim cương càng lớn thì độ lệnh về giá càng nhiều của mỗi cấp chất lượng. Điều này là điều mà các nhà buôn bán kim cương không mong muốn.

Bao thể trong kim cương cũng mang lại những thuận lợi cho những nhà kiểm định. Kim cương thiên nhiên, kim cương xử lý và kim cương nhân tạo (nuôi cấy trong phòng thí nghiệm) sẽ có những đặc điểm về bao thể khác nhau, giúp cho các nhà kiểm định xác định được đó là kim cương loại nào (hình 1).

        

HÌnh 1: Bao thể khoáng vật pyrop trong kim cương thiên nhiên (trái) và bao thê chất lưu sắt - nikel trong kim cương nhân tạo HPHT (áp suất cao, nhiệt độ cao) (phải). Ảnh GIA.

2. Xác định tuổi của kim cương

Để trả lời những câu hỏi như: Kim cương bao nhiêu tuổi? Kim cương có cùng tuổi với kimberlit không? Các kim cương trong một mỏ có cùng tuổi không? Con người phải xác định tuổi của kim cương.

Kim cương được hình thành từ carbon (C), nhưng chu kì bán rã của C rất ngắn (5.700 năm) nên không xác định được tuổi của kim cương thông qua C. Vậy, để xác định tuổi của kim cương con người cần xác định tuổi tuyệt đối thông qua các nguyên tố phóng xạ có chu kì bán rã dài như: Re-Os, Rb-Sr và Sm-Nd và các nguyên tố này lấy từ đâu?

Các nguyên tố này có trong các bao thể kim cương là garnet, clinicopyroxene (hình 2)

Hình 2: Các bao thể trong kim cương thiên nhiên được sử dụng để xác định tuổi của kim cương. Ảnh GIA

Thông qua việc xác định tuổi của kim cương mà con người có thể biết được kim cương cổ nhất Ekati có truổi 3,5 tỉ năm trước (gần bằng 3/4 tuổi Trái Đất). Và các viên kim cương được khai thác cho đến này có tuổi trước khi loài khủng long bị tuyệt chủng (cách ngày nay 65 triệu năm).

Đồng thời cũng trả lời được câu hỏi là kim cương có tuổi cổ hơn so với kimberlit. Kimberlit chỉ là đường dẫn cho kim cương đi lên qua các đợt phun nổ.

Hình 3: Sơ đồ tuổi của kim cương (Theo GIA)

3. Nghiên cứu bên trong Trái Đất

Các dữ liệu trong bao thể kim cương cho chúng ta biết được các viên kim cương lớn và hiếm (kim cương CLIPPIR) được hình thành ở độ sâu khoảng 360 – 750 km trong manti đối lưu.

Các thành phần của bao thể cung cấp thông tin. Các bao thể kim loại là một hỗn hợp rắn của sắt, niken, carbon và lưu huỳnh, cũng chứa dấu vết của khí metan và hydro trong không gian nhỏ bé giữa các pha kim loại và kim cương. Ngoài các bao thể kim loại, kim cương CLIPPIR còn chứa các khoáng chất có nguồn gốc sâu. Ban đầu, hỗn hợp này là một khối chất lỏng kim loại nóng chảy lớn trong lớp manti sâu, từ đó carbon tinh khiết kết tinh để tạo thành kim cương. Những giọt nhỏ của chất lỏng kim loại này đôi khi bị mắc kẹt trong những viên kim cương khi chúng lớn lên. Kim cương là một trong những công cụ khoa học có giá trị nhất để nghiên cứu chiều sâu trái đất, nơi mà hoàn toàn không thể tiếp cận và ẩn khỏi tầm nhìn của chúng ta bên dưới các mảng kiến ​​tạo.

Khi nghiên cứu kim cương xanh lam (kim cương loại IIb), bằng cách nghiên cứu các bao thể trong nó (những vật liệu nhỏ bị mắc kẹt bên trong kim cương trong quá trình kết tinh). Các khoáng vật được xác định trong các bao thể này chỉ được tìm thấy cùng nhau ở áp suất cực cao, rất sâu trong lòng đất, điều đó cho thấy kim cương loại IIb thành tạo rất sâu trong vùng chuyển tiếp (410-660km), chạm tới lớp manti dưới (>660km). Các bao thể cũng cho thấy ở độ sâu lớn này, những viên kim cương đã phát triển với sự hiện diện của lớp vỏ đại dương được đưa xuống manti dưới bởi quá trình hút chìm. Một minh chứng nữa là nguyên tố boron có mặt trong cấu trúc của kim cương màu xanh lam, nguyên nhân tạo màu xanh lam cho kim cương loại IIb, có thể đã được mang từ bề mặt Trái Đất xuống.

Boron là nguyên tố phổ biến trên bề mặt Trái Đất, những lại rất ít trong lớp manti, nơi kim cương phát triển. Từ các phân tích cho thấy nguyên tử boron trong những viên kim cương màu xanh lam có thể có nguồn gốc từ các đại dương cổ đại. Những viên kim cương như vậy còn được gọi là kim cương “superdeep”.

Như vậy, bao thể trong kim cương "nói" cho chúng ta biết được:

- Độ tinh khiết của chúng ở mức độ nào theo tiêu chuẩn 4C;

- Đó là kim cương thiên nhiên, hay kim cương nhân tạo;

- Tuổi của chúng là bao nhiêu;

- Và nơi mà chúng được sinh ra.