Khi quan sát kim cương dưới kính hiển vi, người ta thường thấy những vết nhỏ li ti hoặc cấu trúc đặc biệt bên trong viên đá. Đó chính là bao thể trong kim cương. Mặc dù bị coi là khuyết điểm, bao thể lại mang đến nhiều thông tin quan trọng về độ tinh khiết, nguồn gốc và tuổi của kim cương. Đặc biệt, chúng còn là chìa khóa giúp các nhà khoa học nghiên cứu về lịch sử hình thành Trái Đất.
Bao thể trong kim cương là gì?
Bao thể (inclusion) là các vật chất bị mắc kẹt bên trong kim cương trong quá trình kết tinh. Chúng có thể là khoáng vật, khí, chất lỏng, tạp chất kim loại… Tùy theo góc độ nghiên cứu, bao thể có thể mang những ý nghĩa khác nhau:
- Bao thể làm giảm độ tinh khiết, ảnh hưởng đến giá trị viên đá.
- Bao thể giúp phân loại kim cương theo tiêu chuẩn 4C và nhận biết kim cương thiên nhiên với kim cương nhân tạo.
- Bao thể giúp xác định tuổi kim cương, nghiên cứu cấu trúc sâu trong lòng đất.
Vậy bao thể trong kim cương cho biết điều gì?
Đánh giá độ tinh khiết của kim cương
Độ tinh khiết (Clarity) là một trong bốn tiêu chí quan trọng trong tiêu chuẩn 4C do GIA (Gemological Institute of America) thiết lập. Dựa vào mật độ và loại bao thể, kim cương được phân cấp từ FL (Flawless – Không tì vết) đến I (Included – Có nhiều bao thể dễ thấy bằng mắt thường).
Hai viên kim cương có cùng trọng lượng, màu sắc, kiểu cắt nhưng nếu số lượng bao thể khác nhau thì giá trị cũng sẽ chênh lệch đáng kể. Đặc biệt, với kim cương kích thước lớn, sự chênh lệch về giá trị giữa các cấp độ tinh khiết càng rõ rệt.
Phân biệt kim cương thiên nhiên và nhân tạo
Bao thể là yếu tố quan trọng giúp các chuyên gia nhận diện kim cương:
- Kim cương thiên nhiên thường có bao thể khoáng vật như pyrop, olivine…
- Kim cương nhân tạo HPHT có bao thể kim loại như sắt, niken…
- Kim cương xử lý có thể có dấu vết làm sạch bằng laser hoặc dung dịch chì.
Giúp xác định tuổi kim cương
Kim cương hình thành từ carbon, nhưng chu kỳ bán rã của đồng vị C-14 chỉ là 5.700 năm – thì quá ngắn so với tuổi kim cương có thể lên đến hàng tỷ năm. Do đó, các nhà khoa học sử dụng các nguyên tố có chu kỳ bán rã dài hơn để xác định tuổi của kim cương như:
- Rhenium-Osmium (Re-Os)
- Rubidium-Strontium (Rb-Sr)
- Samarium-Neodymium (Sm-Nd)
Các nguyên tố này thường xuất hiện trong bao thể khoáng vật như garnet, clinopyroxene…
Có một số nghiên cứu cho thấy kim cương cổ nhất tại Ekati (Canada) có tuổi lên tới 3,5 tỷ năm, gần bằng 3/4 tuổi của Trái Đất. Hầu hết kim cương thương mại ngày nay đều hình thành trước khi loài khủng long xuất hiện.
Nghiên cứu cấu trúc bên trong Trái Đất
Bao thể trong kim cương giúp các nhà khoa học khám phá cấu trúc và điều kiện bên trong Trái Đất, đặc biệt qua các loại kim cương siêu sâu như CLIPPIR, hình thành ở độ sâu 360 – 750 km trong manti đối lưu. Những bao thể này chứa hỗn hợp kim loại như sắt, niken, carbon, lưu huỳnh, dấu vết khí metan, hydro… phản ánh môi trường hóa học khắc nghiệt ở lớp manti sâu.
Điển hình là các viên kim cương xanh lam loại IIb chứa boron chứng minh vật chất bề mặt có thể bị hút chìm xuống độ sâu hàng trăm kilomet qua kiến tạo mảng. Nhờ phân tích bao thể bằng các kỹ thuật như quang phổ học, các nhà nghiên cứu tái hiện được quá trình vận động vật chất và sự tiến hóa của Trái Đất.
Bao thể trong kim cương không đơn thuần là những tì vết làm giảm giá trị viên đá quý mà còn là kho báu thông tin đối với các nhà khoa học. Việc khám phá bao thể trong kim cương đã giúp họ giải mã lịch sử hàng tỷ năm của hành tinh chúng ta. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào về bài viết hoặc các vấn đề liên quan kim cương, mời bạn liên hệ Kim Cương Cao Hùng để được hỗ trợ nhanh chóng.