1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Characteristics of corundums from phuoc hiep occurrence quang nam province

7 5 0

Đang tải... (xem toàn văn)

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Nội dung

VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  Characteristics of corundums   from Phuoc Hiep occurrence (Quang Nam Province)  Nguyen Ngoc Khoi, Nguy Tuyet Nhung,   Nguyen Thi Minh Thuyet*, Phan Van Quynh  College of Science, VNU  Received 24 June 2007  Abstract.  Phuoc  Hiep  corundum  occurrence  has  been  discovered  recently  in  the  Central  part    of  Vietnam  (Quang  Nam  Province).  Common  protoliths  in  the  region  are  high‐grade  metamorphic  rocks (typically of amphibolite‐granulite facies), such as garnet‐bearing amphibolites, gneisses and  schists, intruded by igneous formations of different composition and age. To date, the rubies and  fancy sapphires have been found in secondary, mostly alluvial deposits.   The corundum crystals occur as broken, from moderate‐ to well‐rounded, fragments, but remains  of the original habits are often present. Their size ranges from 3×5 mm to 20×30 mm, sometimes to  100×120 mm. Most of corundum pieces are of purplish pink to purplish red, with a small proportion  of light to dark blue.  For  the  first  time,  the  gemological  characteristics  of  Phuoc  Hiep  corundums  are  described  in  detail  in  this  paper.  Common  gemological  properties  of  Phuoc  Hiep  corundums  are  normal  for  rubies  and  sapphires  elsewhere  in  the  world.  The  most  notable  features  are  lamellar  and  polysynthetic  (deformation)  twinning,  low  transparency  (do  to  high  fracturing  along  twinning  planes), color zoning and secondary, fluid, ʺfingerprintʺ inclusions.  Based  on  the  similarity  in  tectonic  settings,  geological  environments,  gemological  and  geochemical  characteristics  of  corundums,  Phuoc  Hiep  occurrence  can  be  grouped  into  the  metapelite‐hosted type of corundum deposits in Vietnam, which include Tan Huong and Truc Lau  deposits in the North Vietnam.  Keywords: Corundum; Geological settings; Crystallography; Gemological properties; Mineral assemblage.  1. Introduction*  importance.  The  main  ruby  and  sapphire  mining areas in Vietnam are:  • Luc Yen, Tan Huong and Truc Lau in the  north;  • Quy Chau in the centre;  • Dak Ton, Ma Lam, Da Ban in the south.  Phuoc  Hiep  occurrence,  which  has  been  discovered  recently,  is  located  in  Phuoc  Son  District,  Quang  Nam  Province,  approximately  70 km from southwest of Da Nang City (Central  Vietnam  now  is  considered  as  a  country  with  big  potential  for  gemstones.  Many  kinds  of  gemstones  have  been  found  and  mined  in  different  areas  of  the  country.  Among  these  gemstones,  ruby  and  sapphire  are  of  most  _  Corresponding author. Tel.: 84‐4‐5587061.    E‐mail: nmthuyet@vnu.edu.vn  * 152  Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  part of Vietnam).  Until  now,  no  any  data  have  been  published on the corundums from this area.  153 granulite  facies  with  widespread  development  of  migmatization  processes.  The  magmatic  rocks  include  granitogneisses  (Chu  Lai  Complex  ‐  γPR2 cl),  apodunites,  apoperidotites,  apopyroxenites  (Hiep  Duc  Complex  ‐  δPZ  hd),  granodiorites,  leucogranites,  pegmatites  (Dien  Binh  Complex  ‐  γδPZ1 db)  and  younger  formations.  The  metamorphic  rocks  of  Kham  Duc  Formation, granitogneisses of Chu Lai Complex  and ultramafic rocks of Hiep Duc Complex were  intruded by magmatic rocks of Dien Binh Complex  and  younger  magmatic  formations,  forming  metasomatic zones  with  the  characteristic, talc‐ tremolite‐actimolite‐asbestos‐serpentine‐garnet‐ ruby‐sapphire, mineral assemblage (Fig. 1).  All  the  geologic  formations  in  the  area  belong to Kham Duc zone which extends along  east‐west  direction  and  which  is  influenced  by  stages of tectonic activities from Late Proterozoic  until  present.  The  gemstone  occurrence  is  controlled  by  main,  northwest‐southeast,  fault  systems  (oldest)  and  meridian  fault  systems  (youngest).  2. Geological settings  The  locations,  where  rubies  and  sapphires  were  discovered,  coincide  with  the  tectonic  origin valleys. These valleys occur as depression  belts  along  the  fault  systems.  Investigation  works  in  the  area  have  shown  that  rubies  and  sapphires  are  found  in  ground,  alluvial  and  first‐order  terrace  sediments  of  Thu  Bon  River  and its tributaries.  The  area  of  the  Phuoc  Hiep  occurrence  is  where  are  distributed  metamorphosed  volcano‐ sedimentary  formations,  which  include  garnet‐ bearing  amphibolites,  biotite  plagiogneisses,  quartz‐plagioclas‐biotite  schists  with  disthene,  quartz‐feldspar‐biotite‐pyroxene‐garnet, actinolite  ‐tremolite,  talc‐tremolite  schists,  tremolite  marbles (Kham Duc Formation ‐ PR2 kd). These  rocks  were  metamorphosed  to  amphibolite‐ u Th n Bo riv er Phuoc Hiep corundum area Mica schist Plagioclasite Phuoc Son town LAO P ok o fa ult + + + + z βQ z + + + Plagioclasite z Mica schist Milonitization zone Sericite schist Fig. 1. Generalized geological map of Phuoc Hiep occurrence.  (Chu Lai granite) Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  154 3. Characteristics of Phuoc Hiep corundum   The size ranges from 3×5 mm to 20×30 mm,  sometimes to 100×120 mm.   For  implementing  this  research  project,  we  surveyed Phuoc Hiep occurrence in November  of 2005 year. During this time, we had selected  corundum samples from Thu Bon River alluvial  sediments using a sifting pan and also purchased  from local individual gem diggers (Fig. 2).    Fig. 3. Corundum crystals   from Phuoc Hiep occurrence.         Fig. 4. Lozenge‐shaped Phuoc Hiep   corundum fragments.    Fig. 2. Lots of Phuoc Hiep corundums selected   from the gem locality.  3.1. Crystallography and visual appearance  Most  of  the  corundum  pieces  appeared  rounded  or  tumbled,  with  no  indication  of  the  original  crystal  form.  The  crystals  occur  as  broken fragments, the original habits rarely are  observed  which  resemble  short  hexagonal  prisms  (Fig.  3).  Some  pieces  are  lozenge‐ shaped,  broken  fragments,  formed  parallel  to  rhombohedral  faces  of  the  crystals  (due  to  deformation) (Fig. 4).    Fig. 5. Different color varieties   of Phuoc Hiep corundums Majority of stones, which are selected from  this  locality,  are  pink  to  light  pink  with  violetish  or  brownish  overcastted  colorations.  Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  The main color varieties are red to pink, blue to  light  blue,  some  stones  show  irregular  color  distributions  (color  zoning,  color  spots,  etc, ).  Other colors are grey, colorless or smoky (Fig. 5).   Almost  all  stones  show  low  to  medium  transparency,  although  transparent  pieces  are  found  during  the  trip  to  this  area.  Low  transparency is due to high fracturing of stones.  3.2. Gemological Properties  For  the  first  time,  gemological  properties  of  two  main  color  varieties  of  Phuoc  Hiep  corundums  are  given  (Table  1).  They  were  found  to  be  consistent  with  corundum  in  general [3, 4, 6, 7].  3.2.1. Microscopic Features  a. Color zoning  Color  zoning  is  not  a  typical  feature  of  Phuoc  Hiep  corundums.  In  some  pieces  it  is  observed  in  the  form  of  irregular  color  distribution (color patches, color spots, etc., see  Fig.  5).  Color  of  these  patches  may  be  blue  to  bluish, grey to colorless.  b. Twinning  Deformation  twinning  (Fig.  6),  which  occurred  after  corundum  crystals  had  formed,  is  very  characteristic  for  corundums  from  this  area.  This  phenomenon  is  the  main  cause  of  high fracturing (and low transparency) of these  corundums where fractures occur along twinning  planes  parallel  to  rhombohedral  faces  of  the  crystals after their formation. This feature is very  similar  to  that  of  corundums  from  Tan  Huong  and Truc Lau deposits in North Vietnam [6, 7].   c. Inclusions  Due to low transparency of most corundum  pieces, it was very difficult to identify all kinds  of  inclusions.  Nevertheless,  mica  and  chlorite  inclusions (Fig. 7) have been identified in some  corundum  crystals.  Frequently  encountered  are  secondary  fluid  inclusions  along  cracks  (ʺfingerprintsʺ),  and  ʺiron  stainsʺ  as  golden‐ brownish rusted patches.  3.2.2. Chemical Properties  Qualitative  X‐ray  fluorescence  analysis  of  some corundum samples from Phuoc Hiep area  has revealed the presence of Cr, Fe and Ti as the  main  coloring  trace  elements.  Because  in  Vietnam  we  have  no  facility  for  quantitative  EDXRF analysis, their contents for different color  varieties  have  been  analyzed  by  EPMA  method  (Table 2).   As it can be seen from this table, the pink to  red variety contains generally higher content of  chromium  (0.002  ‐  0.276,  av.  0.136wt%),  some  samples  contain  high  content  of  iron,  whereas  Ti, V, Mn are found in minor amounts. The blue  to  light  blue  variety  appears  to  contain  higher  iron content (0.090 ‐ 0.964, av. 0.327wt%).  Table 1. Standard gemological properties of Phuoc Hiep corundums  Property  Pleochroism  Fluorescence  Long‐wave UV  Short‐wave UV  Absorption spectra  Refractive index  no  n e  Birefringence  Specific gravity  155 Color Variety   Pink to light red  Definite, yellowish pink / violetish pink    Definite, light red  Inert to very weak  Chromium    1.768 ‐ 1.774  1.760 ‐ 1.766  0.008 ‐ 0.010  3.90 ‐ 4.03  Blue to light blue  Definite to weak, blue / greenish blue    Inert  Inert  Can not be evaluated    1.770 ‐ 1.772  1.762 ‐ 1.764  0.008 ‐ 0.009  3.92 ‐ 4.02  Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  156 Table 2. Average contents of trace elements in Phuoc Hiep corundums by EPMA analysis  Color variety  Trace elements  Pink to light red  (27 points / 3 samples)  FeO  Ga2O  0.087‐0.175  Mean: 0.125  0‐0.027  0.006‐0.043  0‐0.087  0.002‐0.276  Mean: 0.003  Mean: 0.020  Mean: 0.005  Mean: 0.136  Ti2O  V2O5  Cr2O3  MnO  0‐0.021  Mean: 0.006                Blue to light blue  0.090‐0.964  0‐0.021  0.001‐0.482  0.001‐022  0.006‐0.528  0‐0.011  (11 points / 3 samples)  Mean: 0.327  Mean: 0.005  Mean: 0.096  Mean: 0.006  Mean: 0.177  Mean: 0.007  Science,  VNU).  The  characteristic  UV‐VIS  absorption spectra of different color varieties of  Phuoc Hiep corundums are shown in Fig. 8‐10.      Fig. 8. UV‐VIS‐NIR absorption spectra obtained from  red to pink variety (sample PH4).  Fig. 6. Deformation twinning in Phuoc Hiep  corundum (nicol: +; d = 1.2 mm) mica chlorite     Fig. 9. UV‐VIS‐NIR absorption spectra obtained from  red to pink variety with blue spot (sample PH6).  Fig. 7. Chlorite and mica inclusions in Phuoc Hiep  corundum (nicol: +; d = 1.2 mm).  3.2.3. Spectroscopic Features  To reveal spectroscopic properties of Phuoc  Hiep  corundums,  we  have  investigated  their  absorption  spectra  using  Shimadzu  UV‐VIS  spectrophotometer  (model  UV‐2450)  supplied  by  Center  for  Material  Sciences  (College  of    Fig. 10. UV‐VIS‐NIR absorption spectra obtained  from blue spot (sample PH6).  Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  Pink to red variety shows various shades of  red,  pink,  violetish  to  orangey  pink  that  cause  slightly  different  absorption  patterns.  Sample  PH4  (pure  pink)  appears  to  show  absorption  peaks caused only by Cr3+ at 412, 556 and 694 nm  (Fig. 9), while sample PH6 (light red with blue  spot) shows peaks caused both by Cr3+ (412, 556  and 694 nm) and Fe3+ (388 nm, see Fig. 9).  With the same sample PH6 we also obtained  spectrum  for  blue  spot  (Fig.  10).  Besides  the  absorption  pattern  which  contains  bands  and  peaks typical for blue sapphires from elsewhere  (Fe2+/Ti4+  band  at  565  nm,  Fe3+/Fe3+  peak  at  450  nm)  we  can  see  also  an  absorption  peak  caused by Cr3+ at 412 nm.  157 sapphires  from  Phuoc  Hiep  occurrence  are  red  to  blue  color,  low  to  medium  transparency,  medium to big size, lamellar and polysynthetic  (deformation)  twinning  and  secondary,  fluid,  ʺfingerprintʺ inclusions.    3.3. Mineral assemblages   Until  now,  no  any  outcrops  of  corundum‐ bearing  hard  rocks  have  been  found  in  this  area.  Nevertheless,  we  have  purchased  some  samples of corundums in matrix from the local  gem  dealers  (Fig.  11).  The  typical  mineral  assemblage, which we could determine in these  specimens,  is  corundum,  plagioclase  and  mica  (Fig. 11, 12).  Fig. 12. Corundum, plagioclase assemblage   (d = 0.6 mm, nicol: +).  Based  on  the  characteristics  in  tectonic  settings, geological environment and properties  of  corundums,  Phuoc  Hiep  occurrence  can  be  grouped  into  the  metapelite‐hosted  type  of  corundum deposits in Vietnam [1, 2, 5, 8].  Although  Phuoc  Hiep  ruby  and  sapphires  have low to medium quality, which are suitable  mostly  for  cabochons,  but  with  big  size  and  quantity,  they  can  be  considered  as  a  potential  source  of  gem  material  for  Vietnam,  especially  when appropriate heat treatment technology is  applied [9].  Our  results  are  only  initial.  Systematic  and  comprehensive investigation should be done in  a near future.      Fig. 11.  Corundum, muscovite, plagioclase  assemblage (d = 1.5 cm).  4. Discussion and conclusion  The  most  prominent  features  of  rubies  and  Acknowledgements  This  paper  presents  the  results  of  implementation  of  the  Projects  within  the  framework  of  the  Fundamental  Research  Program  funded  by  Vietnam  Ministry  of  Science  and  Technology,  and  the  Key  Project  Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  158 QGTD  05.01  ʺEstablishment  of  some  gemstone  deposit  types  having  industrial  potential  in  Vietnamʺ,  funded  by  Vietnam  National  University, Hanoi.   References    [1] P.G.  Cooray,  P.S.  Kumarapeli,  Corundum  in  Biotite‐sillimanite Gneiss from near Polgahawela,  Ceylon, Geological Magazine XCVII (1960) 480.  [2] Ch.A.  Hauzenberger,  T.  Hager,  W.  Hofmeister,  V.X.  Quang,  G.W.A.  Rohan  Fernando,  Origin  and  formation  of  gem  quality  corundum  from  Vietnam,  Proceedings  of  the  2nd  International  Workshop  on  Geo‐  and  Material‐Science  on  Gem‐ minerals of Vietnam, Hanoi, 2003.  [3] R.W.  Hughes,  Corundum:  ruby  and  sapphire,  White Lotus, 1991.  [4] R.E.  Kane  et  al,  Ruby  and  fancy  sapphire  from  Vietnam, Gem & Gemology  27 (1991) 136.  [5] Nguyen  Viet  Y  et  al,  On  the  forming  origin  of  sapphire and ruby in Vietnam, Journal of Geology  B/23 (2004) 110 (in Vietnamese).   [6] Pham Van Long, Nguyen Ngoc Khoi, Tran Kim  Hai,  Typomorphic  characteristics  of  Vietnam  rubies  and  sapphires,  Final  report  of  the  Scientific  Project,  Vietnam  Ministry  of  Industry,  2001  (in  Vietnamese).  [7] Pham  Van  Long,  Research  on  the  crystallo‐ mineralogical  and  gemological  characteristics  of  rubies  and  sapphires  from  Luc  Yen  and  Quy  Chau  deposits,  PhD.  Thesis,  College  of  Science,  VNU,  2003 (in Vietnamese).  [8] G.J.  Simandl,  S.  Paradis,  Corundum  in  Alumina‐rich  Metasediments,  in  Selected  British  Columbia  Mineral  Deposit  Profiles,  Volume  3,  Industrial Minerals, 1999.  [9] T.  Themelis,  The  heat  treatment  of  ruby  and  sapphire, Gemlab Inc., USA, 1992.  ... Fig. 1. Generalized geological map? ?of? ?Phuoc? ?Hiep? ?occurrence.   (Chu Lai granite) Nguyen Ngoc Khoi et al. / VNU Journal? ?of? ?Science, Earth Sciences 23 (2007) 152‐158  154 3.? ?Characteristics? ?of? ?Phuoc? ?Hiep? ?corundum ... Fig. 4. Lozenge‐shaped? ?Phuoc? ?Hiep? ?  corundum fragments.    Fig. 2. Lots? ?of? ?Phuoc? ?Hiep? ?corundums? ?selected   from? ?the gem locality.  3.1. Crystallography and visual appearance  Most  of? ? the  corundum ... rhombohedral  faces  of? ? the  crystals  (due  to  deformation) (Fig. 4).    Fig. 5. Different color varieties   of? ?Phuoc? ?Hiep? ?corundums Majority? ?of? ?stones, which are selected? ?from? ? this  locality, 

Ngày đăng: 17/03/2021, 20:37

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w