Theo dõi Rubi và Xaphia từ Afganistan đến Việt Nam
Vấn đề là tại sao có vùng tìm được trong lòng đất nhiều loại ngọc quý đó, có những vùng rất rộng lớn nhưng không tìm thấy viên nào. Làm thế nào dự đoán được nơi nào có nơi nào không. Ngược lại cầm trong tay một viên ngọc quý, làm sao có thể biết được viên ngọc đó xuất xứ từ vùng nào, khu vực nào?
Trung tâm nghiên cứu bản đồ thạch học và địa hoá của CNRS ở Vandoeuvrelès - Nancy (Pháp) mà giám đốc là Gaston Giulani đã mấy chục năm nay quan tâm vấn đề này, đã có nhiều thành tích nghiên cứu về ngọc lam (emeraude) ở Bresil và Colombie. Từ năm 1998 Trung tâm này chuyển sang nghiên cứu về rubi và xaphia từ Afganistan ở Trung Á đến Việt Nam ở Đông Nam Á. Đặc biệt Gaston Giulani đã làm việc 4 năm ở Viện địa chất Hà Nội. Sau đây là tóm lược phần nói về tìm hiểu rubi và xaphia của Gaston Giulani trong bài viết ở tạp chí Science et Avenir số tháng 10/2006.
1. Từ Afganistan đến Việt Nam
Cuối năm 1998 sau kinh nghiệm về tìm hiểu ngọc lam, nhóm nghiên cứu quyết định chuyển sang tìm hiểu về rubi và xaphia vì hai loại ngọc này tuy màu sắc khác nhau nhưng chủ yếu là oxyt nhôm, thuộc về họ corindon.
Theo Gaston Giulani thì rubi đẹp nhất trên thế giới như là rubi của Miến Điện, rubi đó nằm trong đá hoa (cẩm thạch). Trong lúc đó xaphia lục, xanh hay vàng đều tìm thấy trong các vỉa macma, chủ yếu là trong đá badan. Đó là các mỏ quặng có nguồn gốc biến chất.
Đá hoa cũng là một phần của mỏ quặng biến chất, là đá gốc quan trọng của rubi. Người ta tìm thấy loại đá đỏ này từ Afganistan ở Trung Á, ở đấy từ thời cổ đại người ta đã khai thác và gần đây đã tìm thấy ở Việt Nam thuộc Đông Nam Á.Chúng tạo thành nguồn đá quý trong cả một dải ở Châu Á.Chúng hình thành vào thời kỳ 65 triệu năm trước đây khi phát sinh ra dãy Himalaya. Chúng ta đều biết rằng rubi lâu năm là của Việt Nam đã xuất hiện từ 45 triệu năm trước, trong lúc đó rubi ở Nêpan là rubi trẻ, chỉ độ 5 triệu năm.
Trung tâm của Gaston Giulani đã có nhiều đoàn thám hiểm và hàng trăm công trình nghiên cứu về những biến hoá địa chất của vùng này. Nhiều đoàn phải đi một cách phiêu lưu mạo hiểm. Giữa các năm 1999 và 2001, đoàn hợp tác với cơ quan địa chất của Pakistan ở vùng Karakorum. Tiếp theo đó là đi đến vùng Nangimali, ở Casơmia thuộc Pakistan, rất gần với ranh giới đình chiến thời đó. Sau đấy là vùng Pêsaoa, nhưng sau ngày 11/9 vùng này không được đến nghiên cứu vì lý do xung đột. Sau đó đoàn nghiên cứu đến Việt Nam. Đây là vùng đất còn mới mẻ đối với khai thác rubi: những viên ngọc đỏ chỉ mới phát hiện vào năm 1983 ở miền Trung và miền Bắc. Theo đề nghị của những nhà nghiên cứu Việt Nam, Gaston Giulani đã làm việc 4 năm ở Viện Địa chất Hà Nội. Ông đã nói: "Nghiên cứu toàn bộ hành lang Châu Á này cho phép có được một ngân hàng dữ liệu quan trọng về corindon trên thế giới".
Nhóm nghiên cứu của G. Giulani đã thu thập được 350 mẫu rubi và xaphia từ 130 mỏ quặng trong 30 nước. Nhờ phân tích đồng vị bằng máy dò ion có thể gần như không phá huỷ mẫu và oxy khối lượng 18 có trong mẫu.
Ở máy dò ion, nói đầy đủ hơn là máy khối phổ ion người ta dùng một chùm ion cesi (Cs) bắn vào rubi làm cho một thể tích rất nhỏ của rubi bị phún xạ: các nguyên tử bị bắn ra ngoài, mất điện tử trở thành các ion. Chùm hạt bị bắn ra gồm các ion crôm (Cr), nhôm (Al) và hai đồng vị của oxy là oxy 16 và oxy 18 ( 16O và 18O). Người ta dùng điện trường mạnh để tăng tốc độ các ion này và cho qua nơi có từ trường mạnh để làm lệch. Do khối lượng đồng vị khác nhau, trong đó oxy 18 nặng hơn oxy 16, chúng bị từ trường đẩy lệch đi khác nhau nên tách nhau ra, phân tích được.
Máy dò ion sử dụng có tên là Cameca 1270 rất nhạy. Chùm ion cesi tập trung vào một điểm rất nhỏ trên một mặt của viên ngọc, làm cho vài chục ion bay ra để phân tích, chỉ để lại vết lõm chưa đầy một micromet, mắt thường không thấy được. Vì vậy đây có thể xem là cách phân tích không phá huỷ mẫu.
Tỷ lệ đồng vị ôxy 18 trên oxy 16 là một chỉ tiêu rất quan trọng. Qua việc phân tích đồng vị của 130 mẫu của hơn 30 nước, hiện nay Viện nghiên cứu của G. Giulani có được số liệu rõ ràng về rubi và xaphia ở nhiều nơi trên thế giới và tỷ lệ đồng vị tương ứng.
Ví dụ như một viên rubi đỏ và đẹp như là rubi loại nhất ở Miến Điện, nếu muốn biết đó là rubi thật ở Miến Điện hay là rubi ở Madagascar đã được xử lý nhiệt cho đẹp màu thì kiểm tra bằng tỷ lệ đồng vị sẽ biết ngay. Đó là vì rubi cũng như xaphia hình thành từ xa xưa do đông nguội lại từ khối chất lỏng trong lòng đất phun ra. Rubi, xaphia là phần kết tinh tinh tuý bên trong, bao quanh là đá hoa màu trắng đục, thường gọi là đá mẹ. Tỷ lệ đồng vị oxy trong rubi, xaphia là phụ thuộc trực tiếp vào bản chất đá mẹ. Vì vậy thí dụ như rubi có từ trong đá hoa ở châu Á sẽ không cùng tỷ lệ đồng vị như rubi có trong khoáng amphibolit ở Châu Phi.
Chính Gaston Giulani trước đây đã dùng phương pháp theo dõi đồng vị trong ngọc lam (emeraude) biết được ngọc lam thời cổ đại đã đến Châu Âu từ những con đường nào. Nay ông đang cùng cộng sự đang theo dõi con đường đã đi của rubi và xaphia.
Nhưng một điều quan trọng nữa là có thể thăm dò tìm ngọc quý từ phân tích đồng vị. Thí dụ ở Madagascar có một vùng quặng xaphia vào loại lớn nhất thế giới. Đó là vùng Ilakaka trải rộng gần 500km 2. Xaphia ở đây có những nơi dồn đống lại như là mỏ, đó là do các viên xaphia lâu ngày rã ra khỏi đá và nước chảy cuốn trôi lắng đọng lại. Như vậy là xaphia ở nơi dồn đống ở một nơi có thể rất xa với nơi có đá mẹ của chúng. Trên cơ sỏ đó ta có thể định hướng thăm dò nơi các vỉa quặng có tỷ lệ đồng vị như ở xaphia.
Vấn đề nghiên cứu còn đi sâu xa hơn ở ý tưởng liên kết việc dùng phương pháp đồng vị tìm hiểu rubi và xaphia với thuyết kiến tạo mảng. Thí dụ người ta cho rằng 165 triệu năm trước, phía Bắc của Madagascar là liền với Châu Phi. Vậy có thể tìm hiểu tỷ lệ đồng vị ở rubi và xaphia trong một dải từ Madagascar đến Tanzania và Ấn Độ. Một vòng đai corindon cần tìm hiểu lên đến Ethiopia v.v…
Còn ở khu vực Châu Á người ta cho rằng đã có những cấu trúc kiến tạo mảng khá lớn do va chạm lục địa giữa các mảng Ấn Độ và mảng lai Âu - Á xảy ra vào khoảng 65,5 triệu năm trước, và do va chạm hình thành ra dãy Himalaya. Bắt đầu từ đây có các vùng hình thành rubi và xaphia, mà Việt Nam vào khu vực có rubi hình thành từ 45 triệu năm trước đây.
