Mineralogické a gemologické studium dvojbarevného grosuláru z Lelatema Hills, Tanzánie

Bc. Terézia Babirádová

Bachelor's thesis

Mineralogical and gemological study of bi-coloured grossular from Lelatema Hills, Tanzania

Abstract:

Tanzanie je významným producentem variety zeleného grosuláru – tsavoritu. Má intenzivní až žlutozelenou barvu, kterou způsobuje vysoký obsah vanadu (+chromu). V Tanzanii v okolí Lelatema Hills byly nalezené zrna drahokamové kvality vykazující atypický zonální vývoj od intenzivní zelené po bezbarevnou se žlutavým nádechem. Pro pochopení této zvláštní barevné zonálnosti a určení hlavních chromoforů byly provedeny chemické analýzy (elektronová mikrosonda a LA-ICP-MS). Zároveň bylo UV-Vis-NIR spektroskopií naměřeno absorpční spektrum. Pomocí optické mikroskopie a Ramanovy spektroskopie byly studovány pevné a fluidní inkluze ve vybraných vzorcích. Studované vzorky mají nízký obsah vanadu, vysoký obsah chromu a obsahují 16-41 mol% andraditové komponenty, čímž se značně liší od typických tsavoritů charakterizovaných vyšším obsahem vanadu a jen nízkou koncentrací chromu a velmi nízkým obsahem železa. Chemické analýzy ukázaly kolísaní stopových prvků shodující se s měnicími se barevnými zónami, hlavně chrom s vysokými hodnotami v zelené a nízkými hodnotami v bezbarevné části. Vanad je v obou zónách stabilní. Absorpční spektrum s absorpčními pásy Fe3+ a Cr3+ potvrzují tyto prvky jako hlavní chromofory. Ve vzorcích převažují pevné inkluze s kalcitem a anhydritem, ale chybějí vícefázové fluidní inkluze. To je v kontrastu s fluidními inkluzemi popsanými z jiných tsavoritů, ty obsahují převážně H2S, CH4, síru a grafit.

Abstract:

Tanzania is an important producer of green grossular variety called tsavorite. Its intense or yellowish green colour is due to trace elements vanadium (+chromium). Gem quality grossular fragments with atypical zonal development from intense green to colourless with yellowish tinge were found in the region of Lelatema Hills, Tanzania. Chemical analysis (Electron microprobe and LA-ICP-MS) were performed to understand the unusual colour zoning and to determine main chromophores of the studied samples. In addition, the absorption spectrum was obtained from UV-vis-NIR spectroscopy. The solid and fluid inclusions were studied by Raman spectroscopy and optical microscopy. The studied samples show low vanadium and high chromium content with 16-41 mol% of andradite component. This is in contrast with typical tsavorites characterised by high vanadium contents with trace amounts of chromium and very low Fe contents. The chemical analysis show variations in trace elements concentration in different colour zones, especially chromium with high content in green and low contents in colourless parts; vanadium content is stable in both colour zones. The absorption bands of Fe3+ and Cr3+ in the absorption spectrum confirm them as main chromophores. The prevalence of solid inclusions containing calcite and anhydrite and the lack of multiphase fluid inclusions is in contrast with the fluid inclusions found in tsavorites containing mainly H2S, CH4, sulphur and graphite.

Keywords

tsavorite, grossular, zonal, vanadium, chromium, fluid inclusions, calcite, anhydrite, Raman spectroscopy, LA-ICP-MS, Electron microprobe, UV-vis-NIR spectroscopy, tsavorit, grosulár, zonálny, vanád, chróm, železo, fluidné inklúzie, anhydrit, kalcit, Ramanova spektroskopia, UV-vis-NIR, Elektrónová mikrosonda

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2022

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2022
• Supervisor: doc. Mgr. Jan Cempírek, Ph.D.
• Reader: prof. RNDr. Milan Novák, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Applied and environmental geology / Applied and environmental geology