Nghiên cứu mối quan hệ giữa các đặc điểm ngọc học của ruby, saphir và đá chứa mỏ Lục Yên, Trúc Lâu tỉnh Yên Bái

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
* • • •
*4=** s|s *
TEN ĐÊ TAI: Nghiên cứu môi quan hê giữa các đăc điểm ngoe
học của ruby, saphir và đá chứa mỏ Lục Yên, Trúc Lâu,
tỉnh Yên Bái
MÃ SÔ: QT-08-48
C HỦ TR Ì ĐÊ TÀI: ThS. Nguyễn Thị M inh Thuyết
DAI HOC QUỐC GIA HÀ NÔI
TRIJNG TẨM T-iÔNG tin thụ VIẺN
~Õ0C6Q0QCM£9
HÀ NỘI - 2008
2
BÁO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài: Nghỉên cứu mối quan hệ giữa các đặc điểm ngọc học của ruby,
saphỉr và đá chứa mỏ Lục Yên, Trúc Lâu, tỉnh Yên Bái
M ã số: QT-08-48
b. Chủ trì đề tài: Nguyên Thị Minh Thuyết
c. Các cán bộ tham gia:
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:
Xác định thành phần vật chất của đá chứa corindon vùng nghiên cứu
Xác lập đặc điểm ngọc học của ruby, saphir vùng nghiên cứu
Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa đặc điểm ngọc học của ruby, saphừ và đá chứa
ruby, saphừ vùng nghiên cứu.
e. Các kết quả đạt được:
Đã xác định được thành phần vật chất của đá chứa ruby, saphir vùng nghiên
cứu; đặc điểm ngọc học của chúng và mối quan hệ giữa thành phần vật chất đá chứa
với những đặc điểm ngọc học đó.
f. Tình hình kinh phí của đề tài (hoặc dự án):
- Kinh phí hỗ trợ: 20.000.000đ

- Kinh phí được cấp: 20.000.000đ
TT Nội dung
Sô tiền (đ)
1 Thanh toán dịch vụ công cộng
800.000
2 Hội nghị
3.700.000
3
Công tác phí
2.700.000
4
Thuê mướn
12.000.000
5
Chi phí nghiệp vụ chuyên môn
800.000
6 Tổng
20.000.000
KHOA QUẢN LÝ
Hãsi Qứpr
CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI
TRƯỜIViailẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
SUMMARY
1. Name of project: Study on the relationship between gemological characteristics
of ruby, sapphire and ruby, sapphire bearing rocks in An Phu and True Lau
mines, Yen Bai province.
Code number: QT-08-48
2. Executive name: Master of Science. Nguyen Thi Minh Thuyet
3. The objectives and contents of project:
Defined the composition of ruby and sapphires bearing rocks in the study

areas
Defined the gemological characteristics of ruby and sapphire in An Phu and
True Lau mines
Defined the relationships between gemological characteristics of ruby,
sapphires and ruby, sapphire bearing rocks in An Phu and True Lau mines.
4. Results: Defined the relationships between composition of ruby, sapphire
bearing rocks and the gemological characteristics of ruby, sapphire in the study
eares.
4
M ỤC LỤ C
TT Mục Trang
M Ở ĐẦU 7
CHƯƠNG 1
C ơ SỞ LÝ THUYÉT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
1.1. Khái quát đặc điểm ruby, saphir 8
1.2. Phương pháp nghiên cứu 10
1.2.1. Phương pháp thực địa khảo sát địa chất 10
1.2.2. Các phương pháp phân tích trong phòng 10
CHƯƠNG 2
ĐẶC Đ IẺM THÀNH PHẦN VẬT CHẤT ĐÁ CH ỨA RUBY,
SAPHIR MỎ AN PHÚ VÀ TRÚC LÂU - LỤC YÊN 11
2.1. Đặc điểm thành phần vật chất đá hoa mỏ An Phú 11
2.1.1. Thành phần hóa học 12
2.1.2. Thành phần thạch học và tổ họp khoáng vật cộng sinh đặc trưng 12
2.2. Đặc điểm thành phần vật chất đá gneis mỏ Trúc Lâu 14
2.2.1. Thành phần hóa học 14
2.1.2. Thành phần thạch học và tổ hợp khoáng vật cộng sinh đặc 15
trưng
CHƯƠNG 3
ĐẶC ĐIẺM NGỌC HỌC CỦA RUBY, SAPH IR

M Ỏ AN PHÚ VÀ TRÚC LÂU - LỤC YÊN 18
3.1. Đặc điểm ngọc học của ruby, saphir mỏ An Phú - Lục Yên 18
3.1.1. Thành phần hóa học 18
3.1.2. Màu sắc 19
3.1.3. Tỷ trọng 19
3.1.4. Chiết suất, lưỡng chiết suất 19
3.1.5. Tính phát quang 19
3.1.6. Đặc điểm bên trong 19
3.2. Đặc điểm ngọc học của ruby, saphir mỏ Trúc Lâu - Lục Yên 21
3.2.1. Thành phần hóa học 21
5
3.2.2. Màu sắc 21
3.2.3. Tỷ trọng 22
3.2.4. Chiết suất 22
3.2.5. Tính phát quang 22
3.2.6. Đặc điểm bên trong 22
3.3. Mối quan hệ giữ thành phần đá chứa và chất lượng ngọc của
ruby, saphir vùng nghiên cứu 23
3.3.1. Màu sắc 23
3.3.2. Độ tinh khiết 23
3.3.3. Kích thước 24
K ẾT LUẬN 25
TÀI LIỆU TH AM KHẢO 26
6
MỞ ĐẦU
Ruby, saphir - các biến loại của khoáng vật corindon - là loại đá quý có giá
trị vào hàng cao nhất, chỉ sau kim cương. Ruby, saphir Việt Nam được đánh giá là
có chất lượng cao của thế giới.
Trên lãnh thổ Việt Nam, ruby, saphir có hầu hết các kiểu nguồn gốc nhưng
phân bố tập trung ở các tinh Yên Bái, Nghệ An và vùng Tây Nguyên.

Ruby, saphir được kết tinh trong một số điều kiện địa chất nội sinh. Trong
mồi điều kiện cụ thể thì chúng có đặc điểm tinh thể, khoáng vật và ngọc học khác
nhau.
Nghiên cứu mổi quan hệ giữa đặc điểm ngọc học của ruby, saphir và đá chứa
mỏ Lục Yên, Trúc Lâu tỉnh Yên Bái góp phần định hướng cho công tác tìm kiếm,
đánh giá triển vọng cho loại hình khoáng sản có giá trị này.
MỤC TIÊU CỦA ĐẺ TÀI
Xác định thành phần vật chất của đá chứa corindon vùng nghiên cứu
Xác lập đặc điểm ngọc học của ruby, saphir vùng nghiên cứu
Làm sáng tỏ mối quan hệ giữa đặc điểm ngọc và đá chứa ruby, saphir vùng
nghiên cứu.
NH IỆM VỤ CỦA ĐÈ TÀ I
Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu liên quan đến đối tượng và vùng nghiên
cứu.
Khảo sát thực địa, thu thập mẫu.
Phân tích, xác định các đặc điểm của ruby, saphir (thành phần hóa học, màu
sắc, hình thái, cẩu trúc tinh thể, đặc điểm bên trong, ).
Phân tích, xác định đặc điểm thành phần vật chất của đá gốc (đá chứa ruby,
saphir).
Xác định mối quan hệ giữa thành phần vật chất của đá chứa với đặc điểm ngọc
của ruby, saphir vùng nghiên cứu.
7
C HƯ ƠNG 1
C ơ SỞ LÝ TH U YẾ T VÀ PH ƯƠ NG PH Á P NGH IÊN c ứ u
1.1. Khái quát đặc điểm ruby, saphir
Ruby, saphir là các biến loại của khoáng vật corindon, thuộc lớp oxyt, có
công thức hóa học rất đơn giản là A120 3, kết tinh trong hệ ba phương, mạng tinh thể
gồm những ion 0 ‘2 xếp khít theo luật xếp cầu sáu phương, các ion Al+ phân bố
trong các khoang trổng tám mặt tạo bởi các ion O'2 (Hình 1.1).
y

1
• A ”
h ũ —
/
s r y f —y i '

o

r I 1'
3 trục quay
• Oxy
• Nhôm
Mệt c ùa trự: a
Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể ruby, saphir
Corindon tinh khiết chứa 52,9% nhôm, 47,1% oxy, tuy nhiên trong tự nhiên,
chúng thường chứa nhiều nguyên tố khác, trong đó phổ biến nhất là Fe, Cr, Ti,
ngoài ra còn có V, Mg, Mn, Si, Ca, N a Do chứa các nguyên tố mang màu nên
màu sắc của khoáng vật này rất phong phú, từ màu đỏ (do chứa Cr) đến xanh lam
(do chứa Fe va Ti) đến các màu tím đỏ, vàng, lục, nâu, hồng, da cam
Bảng 1.1. Nguyên nhân và Ctf chế tạo màu của ruby, saphir
Mầu
Nguyên nhân và cơ chế tạo mầu
Đỏ
- Cr3+, ruby đò tía, đỏ máu bồ câu chi chứa 0,1% Cĩ2Ơ3
- Thường bị biến đổi sang mầu đỏ sắc nâu (Fe3+) hoặc sang đỏ ánh tím do
quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị (Fe2+ - 0 - Ti4+)
Hồng
- Cr3+, saphir hồng sáng chứa khoảng 0,03% Cr203, hồng xẫm - 0,04%
- Thuờng bị biến đổi sang mầu hồng sắc nâu (do Fe3+) hoặc ánh tím, tím/lam
8

(do quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị Fe2+ - 0 - Ti4+)
Lam - Quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị Fe2+ - 0 - Ti4+
Lam tím
- Quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị Fe2+ - 0 - Ti4+ và Cr3+
- Cặp Fe2+/Fe3+ và Cr3*
Tím sáng
- Fe3+ và Cr3+
- Quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá t ị Fe2+ - 0 - Ti4+
Tím xâm
- Fe3+ và Cr3+ cùng với quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị Fe2+ - 0 -
Ti
Đỏ tía
Quá trình chuyển dịch điện tích giữa hoá trị Fe2+ - 0 - Ti4+ cùng Cr3+ trong
phối trí 8 mặt
Vàng
- Do sự dịch chuyển của cặp ion Fe+3 - Fe+3
- Tâm màu (tâm màu) lỗ hổng do sự thay đổi của các ion hóa trị +2 thay thế
cho Al3+ trong cấu trúc của ruby, saphir như Mg2+.
Cam
Sự kết hợp của màu đỏ (Cr3+) với một hoặc các nguyên nhân gây màu vàng
Lục
Sự dịch chuyển điện tích của cặp Fe+3 - Fe+3, cộng với sự dịch chuyển của
lófp điện từ bên trong Fe+2 - Ti+4 -> Fe+3 - Ti43
Đổi màu
Sự di chuyển tích của ion v 3+ trong phối trí tám mặt trong cấu trúc. Do sự
cân bàng điện ở cả màu đỏ và lam - lục, sự thay đổi màu cùa đá quý phụ
thuộc vào thành phần của nguồn sáng
Nâu đậm Màu cơ học là do màu nâu đậm của các tẩm hematit
Do có màu sắc đẹp, độ cứng cao nên từ xa xưa ruby, saphir đã được coi là
một loại đá quý cao cấp. Liên quan với màu sắc ruby, saphir có những tên gọi khác

nhau: ruby là loại có màu đỏ, saphir - màu lam, saphir màu - các màu còn lại,
leucosaphir - không màu.
ở ruby và saphir hay gặp hiệu ứng sao do sự phản xạ ánh sáng từ các bao thể
hình kim nhỏ nằm bên trong, các sao thường có sáu cánh (Hình 1.2, saphir sao).
Ngoài ra cũng gặp hiệu ứng mắt mèo và hiệu ứng đổi màu. Đây là các hiệu ứng ánh
sáng làm tăng vẻ đẹp và giá trị của ruby, saphir.
Hình 1.2. Ruby (màu đỏ), saphir màu (hồng, vàng, tím), saphir (lam), saphỉr sao
9
1.2. Phương pháp nghiên cứu
1.2.1. Phvơng pháp thực địa khảo sát địa chất
Khảo sát đặc điểm địa chất của các điểm mỏ, quan sát thế nằm, quan hệ giữa
các thành tạo chứa ruby, saphừ với các đá vây quanh, thu thập mẫu vật địa chất.
1.2.2. Các phương pháp phân tích trong phòng
1.2.2.1. Các phương pháp phân tích hoá lý:
a. Phương pháp microsond
Xác định thành phần hóa học của ruby, saphử và khoáng vật cộng sinh với chúng.
b. Phương pháp huỳnh quang tỉa X
Xác định thành phần hóa học của các đá chứa ryby, saphir
3.2.3.3. Các phương pháp ngọc học
a. Phương pháp khúc xạ kế
Xác định chiết suất của ruby, saphir
b. Xác định phổ hấp thụ
Xác định phổ hấp thụ của ruby, saphir
c. Xác định tính phát quang dưới tia cực tím
Xác định tính phát quang của ruby, saphir
đ. Xác định tỷ trọng
Xác định tỷ trọng của ruby, saphir
e. Xác định đặc điểm bên trong
Xác định đặc điểm bao thể, độ nứt nẻ,., của ruby, saphir
10

C HƯ ƠN G 2
Đ ẶC ĐIỂM T H ÀN H PHẦ N VẬ T C H ẤT Đ Á C HỨ A R UBY, SA PHIR
M Ỏ A N P HÚ VÀ TRÚC LÂ U - LỤC YÊN
Đá chứa ruby, saphir của mỏ An Phủ là đá hoa calcit. Đá chứa saphir của mỏ
Trúc Lâu là đá gneis. Cả hai mỏ đều thuộc huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái, mỏ An
Phú ở bờ trái sông Chảy và thuộc đới cấu trúc Sông Chảy , mỏ Trúc Lâu ở bờ phải
sông Chảy, thuộc đới cấu trúc Sông Hồng (Hình 2.1).
2.1. Đặc điểm thành phần vật chất đá hoa mỏ An Phú
Đá hoa chứa ruby, saphir màu mỏ An Phú có đặc điểm như sau:
11
I
2.1.1. Thành phần hóa học
Từ kết quả phân tích thành phần hóa học (Bảng 2.1) của đá hoa chứa ruby,
saphir màu mỏ An Phú có thể thấy: Si, Ti và đặc biệt là AI tăng cao. Thành phần Cr
tăng trong khi Ga, V lại thấp hơn hàm lượng trung bình.
Bảng 2.1. Thành phần hóa học của đá hoa chứa ruby, saphir màu và spinel mỏ An Phú
(phân tích bằng phương pháp huỳnh quang tia X tại Viện Địa chất, Greifswald, Đức)
TT
SiOj Ti02 AIjOj
Fe2Oj MnO MgO CaO
Na20 k 2o
P2Os
Cr*
Ga*
V*
(%) (%) (%) (%) (%)
(%) (%) (%) (%) (%)
ppm
ppm
ppm

1
0.42
0.118
3.60
0.49
0.005 0.77 51.80
0.04 0.02 0.018 32 <3
< 12
2 1.42 0.051 2.43
0.17 0.008 1.80 51.05 0.13 0.16 0.020 18
<3 12
3
3.29 0.020
1.18 0.17 0.022
10.41
42.72 0.06 0.01 0.068
77
<3
13
4
1.42 0.044 1.39 0.18 0.009 1.35
52.26 0.09 0.06 0.050 15 <3
< 12
Hàm lượng trung bình các nguyên tố trong đá cacbonat
(Địa hỏa học, Đặng Trung Thuận, 2005)
0.06 0.81
0.54 0.54 0.05 7.90 42.61 0.05 0.33
0.04 11 4 20
Chủ thích: 1- AP4; 2- LY101: đả hoa calcit chứa ruby, saphir màu; 3- LYỈ20;
4- LY 140: đả hoa caỉcit dolomit chứa spinel

2.1.2. Thành phần thạch học và tổ họp khoáng vật cộng sỉnh đặc trưng
Đá hoa calcit chứa ruby, saphir màu hệ tầng An Phú có đặc điểm thạch học
sau:
Đá màu trắng chứa corindon, amphibon, phlogopit, graphit, pyrit (hình 2.2 -
2.5); kiến trúc hạt biến tinh, không đều, kích thước tò nhỏ đển lớn, bao gồm các tổ
họp cộng sinh khoáng vật sau (hình 2.6a - 2.10):
- Calcit + ruby, saphir màu +/— graphit +/— pyrit
- Calcit + ruby, saphir màu + amphibon + /- graphit + /- pyrit
- Calcit + ruby, saphir màu + amphibon + phlogopit +/- margarit +/- graphit
+/- pyrit
12
Hình 2.2 Đá hoa calcit chứa corindon
Hình 2.4. Đá hoa calcit chứa corỉndon,
amphibon, phlogopit, pyrit
Hình 2.3. Đá hoa calcit chửa corindon,
amphibon (Mẩu LY123)
Hình 2.5. Đá hoa calcit chứa corindon,
amphibon, phlogopit, pyrỉt, graphit,
margarit (Mầu LY101)
Hình 2.6a. Cân bàng Cor - Cc Hmh 2.6b. CSn b j ng Cor - Cc
Mẩu LY121, nicon: d = 1.2mm Mấu AP4, nicon: d = 1.2mm
13
Hình 2.7. THCS: Cor + Amp + Cc + Phl Hình 2.8. THCS: Phi + Amp + An + Cor
Mẩu LY101, nicon: +; d = 1.2mm Mấu LY123, nicon: +; d = 1.2mm
Hình 2.9. THCS: Phl + Cor + Am + Cc Hình 2.10. THCS: Cor + An + Phl
Mẩu LY101/4, nicon: +; d = 1.2mm Mầu LY101/2, nicon: +; d = 1.2mm
Từ các tổ hợp khoáng vật cộng sinh trên cho thấy ruby, saphir được kết tinh
trong quá trình biến chất từ đá cacbonat giàu Al, Cr. Vì vậy, đặc điểm và chất lượng
ngọc của ruby, saphir trong đá hoa chịu nhiều ảnh hường của đá cacbonat (cụ thể
được xem xét trong chương 3).

2.2. Đặc điểm thành phần vật chất đá gneis mỏ Trúc Lâu
2.2.1. Thành phần hóa học
Thành phần hóa học đá gneis vùng nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2.2.
Bảng 2.2. So sánh thành phần các nguyên tố hóa học của gneỉs Trúc Lâu
với hàm lượng trung bình của chúng trong đá phiến sét
TT
TiOi
(%)
AI2O3
(%)
FC2O3
(%)
MgO
(%)
CaO
(%)
Na20
(%)
k 2o
(%)
S1O2
(%)
Cr
(ppm)
Ga
(ppm)
V
(ppm)
1
0.061

13.71 0.61
0.09
1.2
3.33 4.97
73.72 <5
17
< 12
2 0.744
14.19 6.02 0.54
2.03
3.02
4.68
65.52
<5
25
< 12
3 4.999 29.62
19.88
0.25
0.57
2.03
5.56 35.79 51
46
292
4
0.65
15.4
4.02 2.44
3.11
1.30 3.24 58.10

100
80
130
Chủ thích: 1, 2: gneis không chứa corindon; 3: gneis chứa corindon; 4: phiên sét
(Địa hóa học - Đặng Trung Thuận, 2005).
Từ kết quả phân tích trên cỏ thể nhận thấy:
Ở mẫu chứa saphir có sự thay đổi đột biển: hàm lượng AI rất cao so với 2
mẫu còn lại, cũng như vậy với hàm lượng Fe và Ti, K và Na, trong khi Si giảm
đáng kể. Ở các mẫu này, thạch anh gần như vắng mặt hoàn toàn, trong khi số lượng
khoáng vật phụ giàu sắt, titian như manhetit, ilmenit lại có mặt thường xuyên với
hàm lượng đáng kể (có mẫu đến 7%).
Đặc biệt, khi so sáiih hàm lượng các nguyên tố trong gneis chứa saphừ với độ
phổ biến của chúng trong đá trầm tích (sét và phiến sét) nhận thấy gneis chứa saphir Trúc
Lâu tăng cao hàm lượng các nguyên tổ Al, Ti, Fe, Na, K, V nhưng lại giảm các nguyên
tố Mg, Ca, Cr và Ga. Đặc điểm này ảnh hưởng rất rõ nét trong thành phần của tổ hợp
cộng sinh khoáng vật cũng như đặc điểm của saphứ.
2.2.2. Thành phần thạch học và tổ họp khoáng vật cộng sinh đặc trưng
Thành phần đá gneis chứa saphir ở Trúc Lâu gồm chủ yếu là feldspar (chiếm 53
- 90%), trong đó plagiocla chiếm 4 - 75%, K- feldspar chiếm < 1 - 40%, biotit từ vài
phần trăm đến 40% ở loại gneis biotit. Silimanit có mặt ở tất cả các mẫu, từ vài
phần trăm, cá biệt lên tới 21%. Granat xuất hiện lác đác, spinel - hercynit có từ vài
hạt đến 6%, khoáng vật quặng có manhetit, ilmenit. Zircon cũng xuất hiện vài hạt trong
các lát mỏng, thạch anh xuất hiện trong một số lát mỏng. Phân tích các mẫu gneis chứa
saphữ cho các tổ hợp sau:
• Sillimanit đạngiánguv + granat + spinel + saphữ + biotit + feldspar K+ plagiocla
• Sillimanit dạng lang trụ + saphir + spinel + feldspar K+ plagiocla
• Sillimanit dạng lâng trụ + granat + biotit + feldspar K+ plagiocla.
15
Hình 2.11. Gneis chứa saphir mỏ Trúc Lâu
Hình 2.12. THCS: Fel-K+CorfSU,

nicon d = 0.6mm
Hình 2.14. THCS: Pla+CoH-Sil;
nicon d = o.ómra
Hình 2.13. THCS: Fel-K+CorfSiI;
nicon +, d = 0.6mm
Hình 2.15. THCS: Pla+CoH-Sil;
nicon +, d = 0.6mm
•, ;
'cs V
\ <
■ *
t ị t •
'^”ĩr ’I 1» V
4 Y ;
-
■h.
, r • V. 1 ' V ^ -4y
i.,
Hình 2.16. THCS: PIa+CorfSpi+Bi;
nicon d = 0.6mm
Hình 2.17. THCS: Grt+Cor+Fel-K+;
nicon d = 0.6mm
Từ những tổ hợp khoáng vật cộng sinh cho thấy saphir mỏ Trúc Lâu có
nguồn gốc biến chất từ đá sét giàu Al, Fe, Ti nên saphừ mỏ Trúc Lâu có những tính
chất phản ánh rõ môi trường hóa học thành tạo (chi tiết được khảo sát trong chương 3).
DAI HỌC QUỐC GIA HA NOI
TRUNG TẨM Th ò n g tin thư Vi Ẻn
OOOkOOQQ
17
CH ƯƠNG 3

Đ Ặ C Đ IẺM NG ỌC HỌ C CỦA R UBY, SA PHIR
M Ỏ A N PH Ú VÀ TRÚ C LÂ U - LỤ C YÊN
3.1. Đặc điểm ngọc học của ruby, saphir mỏ An Phú - Lục Yên
3.1.1. Thành phần hóa học
Khác với corindon mỏ Trúc Lâu và Đăk Tôn, corindon mỏ An Phú đặc trưng
băng sự ưu thế của Cr. Hàm lượng các nguyên tố vết trong corindon An Phú giảm
dân theo thứ tự: Cr>Ti>Fe>Mg>V>Ga. Trong đỏ, Cr thay đổi từ 157 - 2672ppm,
trung bình là 1764ppm, và hầu hết các mẫu có hàm lượng >350ppm (đủ để corindon
có màu đỏ); Ti thay đổi rộng, từ 0 - 894ppm, trung bình là 369ppm; Fe từ 0 -
591ppm, trung bình là 251ppm; Mg từ 30 - 150, trung bình là 105ppm; V thay đổi
từ 10 - hom 109ppm, trung bình 75ppm; Ga hầu hết <75ppm, trung bình là 67ppm,
đặc trưng cho loại biến chất; Tỷ số Cr203/Ga203>l, chủ yểu >10. Ngoài ra, còn
phát hiện các nguyên tố tạp chất như: Si, Na, K,
3.1.2. Màu sắc
Màu của ruby, saphir chủ yếu do nguyên tố Cr, Fe, Ti gây nên. Hàm lượng các
nguyên tố gây màu trong ruby, saphir An Phú giảm dần theo thứ tự: Cr>Ti>Fe.
Trong đó, Cr thay đổi từ 157 — 2672ppm, trung bình là 1764ppm, và hầu hết các mẫu
có hàm lượng >350ppm (đủ để corindon có màu đỏ); Ti thay đổi rộng, từ 0 -
894ppm, trung bình là 369ppm; Fe từ 0 - 591ppm, trung bình là 251ppm. Do thành
phần nguyên tố gây màu chính là Cr nên corindon trong đá hoa An Phú có màu đỏ
với độ đậm nhạt khác nhau kèm theo sự ảnh hưởng của Fe, Ti mà có thể là xỉn cho đến
18
tươi: đỏ tươi, đỏ thẫm, chuyển sang đỏ tía, đổ nâu, đỏ nhạt chuyển sang hồng nhợt, hoặc
lân các đôm màu lam, lam nhạt (Hình 3.2). Saphừ hầu như không gặp.
Hình 3.2. Màu sắc của ruby, saphir mỏ An Phú - Lục Yên
3.1.3. Tỷ trọng
Tỷ trọng của ruby, saphir màu An Phú dao động trong khoảng 3,83 đến 4,01,
trung bình thường là 3,94 - 3,99
3.1.4. Chiết suất, lưỡng chiết suất
Chiết suất: 1,762 - 1,770, lưỡng chiết suất - 0,008

3.1.5. Tính phát quang
Thể hiện rõ, đặc biệt ở những viên màu đỏ đậm, tất cả đều phát quang mạnh,
màu đỏ dưới tia cực tím sóng dài, yếu hơn dưới tia cực tím sóng ngắn.
3.1.6. Đặc điểm bên trong
Bao thể đặc trưng của corindon An Phú là: calcit, phlogopit, pyrit, graphit.
Ngoài ra, còn gặp các bao thể apatit, zircon, plagiocla, corindon, rutil và bao thể
lỏng gồm: bao thể lỏng nguyên sinh (loại A), bao thể lỏng già thứ sinh (loại B) và
bao thể lỏng thứ sinh thực sự (loại C). Các bao thể lỏng là những bao thể đa pha
chứa tổ hợp C 0 2-H2S-C0S-S8-A10(0H) (Gaston Giuliani và nnk, 2003).
19
Hình 33. Bao thể calcit, hiện tượng nứt
nẻ; nicon: +; d = 0.6mm
Hình 3.5. Bao thể zircon tự hình;
nicon: -;d = 03mm
Hỉnh 3.7. Bao thể corindon tự hình, song
tinh phá hủy; nỉcon: +; d = 0.3mm
Hình 3.9. Bao thể nguyên sinh loại A
(Gaston Giuliani và nnk, 2003)
Hỉnh 3.11. Bao thể lỏng giả thứ sinh loại B
(Gaston Giuliani và nnk, 2003)
phloạopit
Spin en
t Pỉagiocla
t /
Hình 3.4. Bao thể phlogopit, spinel,
plagỉocla; nỉcon: +; d = 03mm
Hình 3.6. Bao thể apatit
Hình 3.8. Bao thể rutil; d = 0.3mm
Hình 3.10. Bao thể nguyên sinh loại A
(Gaston Giuliani và nnk, 2003)

Hình 3.12. Bao thể thứ sinh thực sự loại c
(Gaston Giuliani và nnk, 2003)
20
Bên cạnh sự phong phú của các loại bao thể khác nhau thì hiện tượng nút nè,
song tinh phá hủy hình thành sau quá trình kết tinh làm ảnh hường đến chất lượng ngọc
của corindon vùng mỏ này
3.2. Đặc điểm ngọc học của ruby, saphir mỏ Trúc Lâu - Lục Yên
3.2.1. Thành phần hóa học
Các kết quả phân tích thành phần của corindon Trúc Lâu (Hình 3.1) cho
thấy, hàm lượng các nguyên tố vết giảm dần từ Fe>Ti>Cr>Ga>V. Trong đó, Fe là
nguyên tố luôn luôn có mặt và với hàm lượng lớn từ 1167 đến 13844, trung bình là
7653ppm, hầu hết lớn hơn 3000ppm; Ti thay đổi lớn, có mẫu không phát hiện được
nhưng cũng có mẫu lên đến hơn lOOOppm, trung bình là 118ppm; Cr từ 0 -
582ppm, chủ yếu nhỏ hơn 150ppm (hàm lượng đủ để cho corindon có màu hồng),
trung bình là 109ppm; Ga biến thiên rất rộng (10 - 250ppm), trung bình là 96ppm;
V từ 8 - 50ppm (trung bình là 20ppm). Tỳ số Cr203/Ga20 3 chủ yếu nhỏ hơn 3.
Ngoài ra, còn phát hiện các nguyên tố tạp chất như: Si, Na, K,
Ẹ
1
I
i
■ Fe
■ Cr
■ Tì
OMg
■ Ga
■ V
10 11 12 13 14 15 16 17 18 SÓ mẫu
Hình 3.13. Hàm lượng các nguyên tô vêt (ppm) trong corindon Trúc Lâu
3.2.2. Màu sắc

Khác với mỏ An Phủ, ở mỏ Trúc Lâu chủ yếu gồm saphir và saphir màu do
hàm lượng nguyên tố gây màu giảm đần theo thứ tự như sau: Fe>Ti>Cr. Trong đó, Fe
là nguyên tố luôn luôn có mặt và với hàm lượng lớn từ 1167 đến 13844, trung bình
là 7653ppm hầu hết lớn hơn 3000ppm; Ti thay đổi lớn, có mẫu không phát hiện
nhưng cũng có mẫu lên đến hơn lOOOppm, trung bình là 118ppm; Cr từ 0 -
582ppm chủ yếu nhỏ hơn 150ppm (hàm lượng đủ để cho corindon có màu hồng).
21
Saphừ và saphir màu mỏ Trúc Lâu có màu lam tối, xám trắng, trắng đục, xám
phớt vàng, trăng đục loang lô (Hình 3.2), với cường độ rất xỉn. Loại corindon màu đỏ
ừong đá gôc hâu như rât hiếm khi gặp, chỉ gặp một vài viên màu hồng nhạt có kích
thước rât nhỏ, bởi hàm lượng Cr thường nhỏ hơn 150ppm (hàm lượng cần thiết để
corindon cho màu hồng nhạt).
Hình 3.14. Màu sắc của saphir Trúc Lâu
3.2.3. Tỷ trọng
Phụ thuộc vào mức độ chứa bao thể rắn bên trong mà tỷ trọng cùa các viên
saphir cũng thay đổi. Các viên nhỏ ít rạn nút, chứa ít bao thể thường có tỷ trong cao
hơn so với các viên chứa nhiều bao thể, rạn nứt mạnh. Giá trị tỷ trọng thay đổi từ
3,95 - 3,99.
3.2.4. Chiết suất
Saphir mỏ Trúc Lâu có chiết suất dao động trong khoảng 1,762 - 1,771.
3.2.5. Tính phát quang
Kết quả phân tính dưới tia cực tím sóng ngắn vài sóng dài cho thấy saphir
mỏ Trúc Lâu hầu như không phát quang, do hàm lượng sắt quá cao.
3.2.6. Đặc điểm bên trong
Saphir chứa nhiều bao thể rắn, sẫm màu như biotit, ilmenit, manhetit, zircon
(phản ánh môi trường kết tinh giàu Fe, Ti) và bao thể thứ sinh như clorit, các phá
hủy sau quá trình kết tinh (song tinh, nứt n ẻ ).
Độ trong suốt của saphir bị ảnh hường do các tì vết bên trong như bao thể,
khe nứt. Nhìn chung saphir Trúc Lâu có độ trong suốt trung bình đến kém do chứa
số lượng lớn bao thể có kích thước lớn, sẫm màu như đã kể trên và sự phát triển của

hệ thống song tinh phá hủy, sự nứt nẻ. Các hạt có kích thước lớn thường mờ đục,
22
không thấu quang, các hạt bán trong thường có kích thước nhỏ (<5mm) và chửa ít
bao thể hom.
Hình 4.15. Bao thế
manheit; vết khía
trong corindon;d =
03mm, nicon: +
Hình 4.16. Bao thể
ilmenit, biotít;
song tính phá hủy; d
= o.lmm
Hình 4.17. Bao thế
zircon; d = o.lmm
Hình 4.18. Bao thể
ilmenit, clorit; hiện
tượng nứt nẻ phát
triển; d = 0.1 min
3.3. Mối quan hệ giữ thành phần đá chứa và chất lượng ngọc của ruby, saphir
vùng nghiên cửu
Ruby, saphir màu mỏ An Phú được kết tinh trong đá hoa calcit, đá hoa calcit
dolomit giàu Al, Cr, nghèo Fe. Saphir mỏ Trúc Lâu được kết tinh trong đá gneis
giàu Fe, Ti. Do thành phần của đá chứa khác nhau (đã trình bày trong chương 2)
dẫn đến chất lượng ngọc của ruby, saphir hai vùng mỏ này cũng rất khác nhau.
Chất lượng ngọc của ruby, saphir được đảnh giá qua ba tiêu chí cơ bản là màu
sắc, độ tinh khiết và kích thước.
3.3.1. Màu sắc
Màu sắc quyết định độ đẹp, xẩu của ruby, saphir và phụ thuộc chủ yếu vào
thành phần hóa học, đó là các nguyên tố gây màu Cr, Fe, Ti, V, Mg.
Saphir mỏ Trúc Lâu có các màu xanh xám, lam xám, lam phớt vàng với

cường độ rất xỉn. Ruby, saphir màu An Phú có màu đỏ, tía, hồng với cường độ từ
xĩn đến rất tươi. Như vậy, xét theo tiêu chí màu sắc thì ruby, saphir màu An Phủ có
chất lượng cao còn saphir Trúc Lâu có chất lượng màu sắc rất thấp.
3.3.2. Độ tinh khiết
Độ tinh khiết quyết định độ bền, đẹp của corindon và phụ thuộc vào thành
phần số lượng bao thể, các nứt nẻ, phá hủy sau quá trình thành tạo của khoáng vật
đá quý.
23
Độ tinh khiết của saphir Trúc Lâu rất thấp do chứa nhiều bao thể sẫm màu
như: biotit, ilmenit, manhetit và hiện tượng phá hủy sau quá trình kết tinh: song tinh
phá hủy, nứt nẻ.
Mặc dù chứa nhiều loại bao thể, nhưng với số lượng và kích thước nhỏ, ít nứt
nè hơn nên độ tinh khiết của ruby, saphir màu An Phú cao hom của saphir Trúc Lâu
3.3.3. Kích thước
Kích thước quyết định độ đẹp và khả năng sử dụng của ruby, saphir. Một
viên ruby, saphir có màu đẹp, độ tinh khiết cao mà kích thước rất nhỏ thì khó chế
tác, giá trị thấp và như vậy cũng không được đánh giá là có chất lượng cao.
Nhìn chung, ruby, saphir thuộc 2 vùng mỏ đều cỏ kích thước từ nhỏ (cỡ
<mm) đến lớn (4, 5cm).
Với các đặc trưng chất lượng ngọc như trên có thể kết luận: ruby, saphir màu
mỏ An Phú có chất lượng ngọc cao, saphir mỏ Trúc Lâu có chất lượng ngọc rất
thấp.
24
K ÉT LUẬN
Từ những kết quả nghiên cứu trên có thể đi đển một số kết luận sau:
1. Đá hoa canxit chứa ruby, saphir mỏ An Phú - Lục Yên thuộc loại cao Al, Cr,
thấp Fe. Đá gneis chứa saphir mỏ Trúc Lâu thuộc loại cao Al, Ti, Fe, thấp
Cr.
2. Ruby, saphir mỏ An Phú có đặc điểm ngọc tương ứng với thành phần của đá
chứa là có màu đỏ tươi, đỏ tía, hồng, phát quang dưới tia cực tím sóng ngắn

và sóng dài, chứa các bao thể đặc trưng Canxit, phlogopit, graphit, pyrit.
Saphir mỏ Trúc Lâu có đặc điểm ngọc tương ứng với đá chứa là có màu lam
tối, xám trắng, trắng đục, xám phớt vàng, hồng nhạt, trắng đục loang lổ, hầu
hết đều trơ dưới tia cực tím sóng ngắn và sóng dài, chứa bao thể đặc trưng
biotit, ilmenit, manhetit.
25
LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Địa chât và khoáng sản 1/50.000 tờ Yên Thế, tờ Ke Giang, nhóm Tờ Lục Yên
Châu. 1999. Cục Địa chất và khoáng sản
2. Nguyên Ngọc Khôi và nnk (1995), ”Đặc điểm chất lượng ruby, sapphir Việt
Nam”. Tạp chí Địa chất, số 230, 9-10.
3. Phạm Văn Long (2003), Nghiên cứu đặc điểm tinh thể khoáng vật học và ngọc
học của ruby, sapphir hai vùng mỏ Lục Yên (Yên Bải) và Quỳ Châu (Nghệ An).
Luận án Tiến sĩ Địa chất.
4. Ngụy Tuyết Nhung (1998), ”Ruby, sapphir và các đá bán quý vùng mỏ Lục
Yên”, TCĐịa chắt, A/245, 62-68.
5. Ngụy Tuyết Nhung và nnk (2007), Báo cáo tổng kết đề tài trọng điểm cấp Đại
học Quốc gia Hà Nội: Nghiên cứu xác lập một số loại hình mỏ đá quý có triển
vọng công nghiệp ở Việt Nam.
6. Đặng Trung Thuận (2005), Địa hóa học, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
7. Nguyễn Thị Minh Thuyết và nnk (2007), ’’Điều kiện nhiệt độ - áp suất thành tạo
đá hoa chửa đá quý vùng mỏ Lục Yên”. Tạp chỉ Các khoa học về Trái Đất, số 3,
pg254-260.
8. Nguyễn Thị Minh Thuyết và nnk (2007), báo cáo tổng kết đề tài ĐHQG, mã số
QT.07.40 ’’Nghiên cứu đặc điểm thạch luận đá chứa corindon hai vùng mỏ Trúc
Lâu và Lục Yên”.
Tiếng Anh
9. Belyaev L.M., (1980), Ruby and Sapphire. Amerind, New Delhi.
10. V. Gamier, H. Maluski, G. Giuliani, D. Ohnenstetter, and D. Schwarz

Can (2006), ”A r-A r and U-Pb ages of marble-hosted ruby deposits from central
and southeast Asia”, J. Earth Sci./Rev. can. sci. Teưe 43(4): 509-532.
26