ทับทิมแหล่งใหม่จากประเทศแทนซาเนีย

ห้องปฏิบัติการตรวจสอบอัญมณี
5 มิถุนายน 2551
นับตั้งแต่ต้นปี 2551 เป็นต้นมา ทางห้องปฏิบัติการตรวจสอบอัญมณีของสวอ เริ่มได้รับตัวอย่างพลอยทับทิมแหล่งใหม่จากลูกค้าที่ส่งเข้ามาตรวจสอบ โดยได้รับแจ้งว่า มาจากแหล่ง Winza หรือ Dodoma ประเทศแทนซาเนีย และเป็นตัวอย่างทับทิมสดที่ยังไม่ได้ผ่านปรับปรุงคุณภาพแต่ประการใด ดังนั้นทางห้องปฏิบัติการของสวอ จึงได้ทำการบันทึกและศึกษาข้อมูลอย่างละเอียดจากตัวอย่างของลูกค้าส่วนหนึ่ง และจากตัวอย่างของสถาบันฯ ที่ได้จัดหาไว้สำหรับอ้างอิงอีกส่วนหนึ่ง (ดังแสดงรูปที่ 1) ผลจากการศึกษาสามารถสรุปลักษณะของทับทิมแหล่งดังกล่าวได้ดังนี้

เฉดสีของทับทิมจากแหล่งนี้ พบว่าเป็นสีแดงถึงแดงอมชมพู แต่มักพบว่ามีแกมสีส้มเล็กน้อยเนื่องจากผลของสีแฝดที่ค่อนข้างชัดเจน ลักษณะมลทินภายในเม็ดพลอยทับทิมดังกล่าวที่ตรวจพบภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ได้แก่ มลทินขนาดเล็กที่อยู่เป็นกลุ่มตามแนวเติบโต ลักษณะมลทินรอยแตกเชื่อมประสานที่มักพบว่ามีของไหลและแร่ทุติยภูมิบรรจุอยู่ภายใน พบแนวแตกตามระนาบผลึกแฝด มลทินท่อที่ตัดกัน 3 ทิศทางและที่มีลักษณะโค้งงอ (ดังแสดงในรูปที่ 6) ทับทิมดังกล่าวแสดงการเรืองแสงระดับปานกลางเมื่อสังเกตภายใต้รังสีอัลตร้าไวโอเลตคลื่นยาว และเรืองแสงระดับต่ำเมื่อสังเกตภายใต้รังสีอัลตร้าไวโอเลตคลื่นสั้น

รูปที่ 1: ตัวอย่างทับทิมแหล่ง Winza เมือง Dodoma ประเทศแทนซาเนีย ของสถาบันฯ (น้ำหนักระหว่าง 1.03 – 1.38 กะรัต)
รูปที่ 2: มลทินขนาดเล็กอยู่เป็นกลุ่มตามแนวเติบโต
รูปที่ 3: มลทินรอยแตกเชื่อมประสานมักพบว่ามีของไหลและแร่ทุติยภูมิบรรจุอยู่ภายใน
รูปที่ 4: แนวแตกตามระนาบผลึกแฝด
รูปที่ 5: มลทินท่อที่ตัดกัน 3 ทิศทาง

รูปที่ 6: มลทินท่อที่โค้งงอ
จากผลการวิเคราะห์ปริมาณธาตุร่องรอยในเชิงกึ่งปริมาณ ด้วยเครื่องมือ EDXRF (ดังแสดงในรูปที่ 7) พบว่าทับทิมจากแหล่งดังกล่าวมีปริมาณธาตุโครเมียมและเหล็ก อยู่ในระดับปานกลาง (0.35-0.68% Cr2O3 และ 0.25-0.41% Fe2O3 โดยน้ำหนัก) มีปริมาณธาตุไทเทเนียมและวานาเดียมในระดับต่ำถึงต่ำมาก ( 55-192 ppm TiO2 และ bdl-164 ppm V2O5 ) และมีปริมาณธาตุแกลเลียมในระดับต่ำถึงปานกลาง ( 64-146 ppm Ga2O3 )

รูปที่ 7: เครื่อง EDXRF (EDAX Eagle III Micro Analysis) ที่ใช้ศึกษาในครั้งนี้
จากการตรวจวัดสเปกตรัมการดูดกลืนคลื่นแสงในช่วง Mid-IR ของทับทิมแหล่งดังกล่าว พบว่ามีการดูดกลืนที่เกิดจากมลทินแร่กลุ่ม OH ที่ชัดเจนและสามารถพบได้ใน 3 รูปแบบดังนี้

รูปแบบที่ 1 มีแถบการดูดกลืนที่กว้างในช่วงคลื่นประมาณ 3000 ถึง 3735 cm-1 โดยมีจุดสูงสุดที่ประมาณ 3450 cm-1 (ดังแสดงในรูปที่ 8)

รูปที่ 8: สเปกตรัมการดูดกลืนในช่วงคลื่น Mid-IR รูปแบบที่ 1 ของพลอยทับทิมจาก แหล่ง Winza
รูปแบบที่ 2 มีพีคการดูดกลืนที่แคบที่ปรากฎที่ตำแหน่งประมาณ 3335, 3242, 3160, 3075, 2459 และ 2420 cm-1 (ดังแสดงในรูปที่ 9)

รูปที่ 9: สเปกตรัมการดูดกลืนในช่วงคลื่น Mid-IR รูปแบบที่ 2 ของพลอยทับทิมจากแหล่ง Winza
รูปแบบที่ 3 เป็นการดูดกลืนในลักษณะที่เป็นแบบผสมของรูปแบบที่ 1 และรูปแบบที่ 2 (ดังแสดงในรูปที่ 10)

รูปที่ 10: สเปกตรัมการดูดกลืนในช่วงคลื่น Mid-IR รูปแบบที่ 3 ของพลอยทับทิมจากแหล่ง Winza
จากการตรวจวัดสเปกตรัมการดูดกลืนคลื่นแสงในช่วง UV-Vis พบลักษณะะการดูดกลืนที่เกิดจากธาตุโครเมียมและเหล็ก ซึ่งเป็นลักษณะที่พบเห็นได้โดยทั่วไปในทับทิมที่มีปริมาณของธาตุเหล็กสูงจากหลายๆ แหล่งในแอฟริกา (ดังแสดงในรูปที่ 11)

รูปที่ 11: รูปแบบสเปกตรัมการดูดกลืนในช่วงดลื่น UV-Vis ของทับทิมที่ศึกษา
จากข้อมูลที่ได้นำเสนอมาข้างต้น ทำให้ทราบว่าทับทิมจากแหล่ง Winza มีลักณะเฉพาะบางประการที่สามารถใช้บ่งชี้แหล่งกำเนิดทางภูมิศาสตร์ได้ เช่น สเปกตรัมการดูดกลืนในช่วง Mid-IR ที่พีคการดูดกลืนที่ตำแหน่งประมาณ 3335, 3242, 3160, 3075, 2459 และ 2420 cm-1 ซึ่งยังไม่มีรายงานว่าพบในทับทิมจากแหล่งอื่นๆ มาก่อน แต่มีรายงานว่าลักษณะการดูดกลืนดังกล่าวพบในบุษราคัมสดที่ไม่ได้ปรับปรุงคุณภาพจากประเทศศรีลังกา (Smith, 2006) นอกจากนี้ลักษณะมลทินบางประการ เช่น มลทินรอยแตกเชื่อมประสานที่มักมี แร่ทุติยภูมิบรรจุอยู่ภายใน และมลทินท่อที่มีลักษณะโค้งงอ เป็นต้น ก็เป็นลักษณะเฉพาะของทับทิมจากแหล่งนี้ด้วยเช่นกัน อย่างไรก็ตามจากลักษณะการดูดกลืนคลื่นแสงในช่วง IR สามารถระบุคร่าวๆ ได้ว่า มลทินแร่ทุติยภูมิสีเหลืองน้ำตาล น่าจะเป็นชนิดเกอไทต์ (goethite) การที่มีแร่ทุติยภูมิชนิดเกอไทต์ดังกล่าวอาจเป็นอีกสาเหตุที่ทำให้ปรากฎสีแกมส้มในตัวอย่างทับทิมจากแหล่งดังกล่าวด้วยก็ได้
เอกสารอ้างอิง
Smith, C. 2006, Infrared Spectra of Gem Corundum. Gem and Gemology, Vol.42, No.3, p. 92
Inorganic Library of FTIR spectra (Minerals), NICODOM 1998, Vol.1, p.115