Топаз — силикатный минерал, состоящий из алюминия и фтора с химической формулой Al 2 Si O 4 ( F , OH ) 2 . Он используется как драгоценный камень в ювелирных изделиях и других украшениях. Обычный топаз в своем естественном состоянии бесцветен, хотя примеси микроэлементов могут сделать его бледно-голубым или золотисто-коричневым или желто-оранжевым. [7] Топаз часто обрабатывают теплом или излучением, чтобы сделать его темно-синим, красновато-оранжевым, бледно-зеленым, розовым или фиолетовым. [8]
Топаз — это несосиликатный минерал , а точнее, алюмосиликатный минерал. [9] Это один из самых твердых природных минералов, имеющий относительно низкий показатель преломления . Он имеет орторомбическую кристаллическую систему и дипирамидальный кристаллический класс . [10]
Он встречается во многих местах в мире. Некоторые из самых популярных мест, где добывают топаз, — это Бразилия и Россия. [7] Топаз часто добывают в открытых карьерах или на россыпях. [11]
Слово «топаз» обычно считается произошедшим (через старофранцузский : Topace и латинский : Topazius) от греческого Τοπάζιος (Topázios) или Τοπάζιον (Topázion), [12] от Τοπαζος. Это древнее название острова Св. Иоанна в Красном море , который было трудно найти и на котором в древние времена добывали желтый камень (сейчас считается, что это хризолит : желтоватый оливин ). Название топаз впервые было применено к минералу, который сейчас известен под этим названием, в 1737 году. [13] Древняя Шри-Ланка ( Тамрапарни ) экспортировала топазы в Грецию и Древний Египет, что привело к этимологически связанным названиям острова Александром Полигистором ( Топазий ) и ранними египтянами ( Топапвене ) – «земля топаза». [14] [15] Плиний сказал, что Топазос – легендарный остров в Красном море , и минерал «топаз» был впервые добыт там. Альтернативно, слово топаз может быть связано с санскритским словом तपस् «тапас», что означает «жар» или «огонь». [12]
Николс, автор одного из первых систематических трактатов о минералах и драгоценных камнях, посвятил этой теме две главы в 1652 году. [16] В Средние века название топаз использовалось для обозначения любого желтого драгоценного камня, но в наше время оно обозначает только силикат, описанный выше.
Во многих английских переводах Библии , включая версию короля Якова , упоминается топаз. Однако, поскольку все эти переводы как топаз происходят от перевода Септуагинты topazi[os] , который относился к желтому камню, который не был топазом, а, вероятно, хризолитом ( хризобериллом или перидотом ), топаз, скорее всего, здесь не имеется в виду. [17]
Английское суеверие также гласило, что топаз излечивает безумие . [18] Древние римляне верили, что топаз защищает от опасности во время путешествий. [19] В Средние века считалось, что прикрепление топаза к левой руке защищает владельца от любого проклятия и отвращает дурной глаз . Также считалось, что ношение топаза увеличивает тепло тела, что позволяет людям избавиться от простуды или лихорадки. [20] В Европе в Средние века считалось, что топаз усиливает умственные способности. [21] В Индии люди верили, что топаз дарует красоту, интеллект и долголетие, если носить его на сердце. [22]
Топаз — драгоценный камень . В ограненном и полированном виде он используется для изготовления ювелирных изделий или других украшений. Топаз более низкого качества обычно используется в качестве абразивного материала из-за его твердости и используется для производства огнеупорных материалов для высокотемпературных сред. [7] Топаз может использоваться в качестве флюса при производстве стали. [23] Использование топаза в качестве огнеупорного материала имеет некоторые проблемы со здоровьем и окружающей средой из-за производства фтора как побочного продукта при прокаливании топаза.
Топаз является частью второго ранга драгоценных камней, или полудрагоценных камней, сопровождая аквамарин , морганит и турмалин . [7] Первый ранг драгоценных камней, или драгоценных камней, включает рубин , сапфир , алмаз и изумруд .
Оранжевый топаз, также известный как драгоценный топаз, является камнем месяца ноября, символом дружбы и государственным драгоценным камнем американского штата Юта . [24] Голубой топаз является государственным драгоценным камнем американского штата Техас . [25] Драгоценный камень 4-й годовщины свадьбы — голубой топаз, а 23-й — императорский топаз. [22]
Синтетический топаз может быть получен с использованием метода, который включает термический гидролиз SiO 2 и AlF 3 . [26] Когда эти соединения нагреваются до температур от 750° до 850 °C, образуется топаз. Другой метод использует комбинацию аморфного Al 2 O 3 , Na 2 SiF 6 и воды, которую нагревают до температуры 500 °C, помещают под давление 4000 бар и оставляют на 9 дней. [26]
При уходе за топазом лучше избегать использования ультразвуковых очистителей или пара, поскольку это может привести к появлению небольших трещин внутри кристалла. [22] Лучшим способом мытья является теплая вода с мылом.
Чтобы выбрать топаз, полученный этичным способом, рекомендуется искать камень, происхождение которого известно продавцу. [27] Если продавец не может предоставить информацию о местонахождении и месторождении, где был добыт топаз, скорее всего, он был добыт неэтичным способом.
Топаз является акцессорным минералом кислых магматических, осадочных и гидротермально измененных пород. [28]
Кристаллическая структура топаза чередуется между слоями (F, OH) 2O и O вдоль (010), при этом Al3 + занимает октаэдрические позиции, а Si4 + — тетраэдрические позиции. [28] Фтор может быть замещен гидроксидом в топазе до 30 мол.% в природе, а топаз с преобладанием гидроксида может быть получен в лабораториях, но в природе не обнаружен. [29]
Иногда внутри топаза можно обнаружить полости, заполненные жидкостью, называемой брюстерлинитом. [26] Брюстерлинит был обнаружен Дэвидом Брюстером при нагревании образца топаза. [30] После нагревания топаз потерял массу, и в результате исследования Брюстер пришел к выводу, что топаз образовался во влажной среде, создав эти заполненные жидкостью полости. Эта жидкость представляет собой углеводород с показателем преломления 1·13. [26]
Кристаллическая форма топаза принимает множество форм. Он может иметь диапазон от тонких и длинных кристаллов до громоздких и коротких. [29] Также могут быть вариации в окончаниях, показывающих тупые, пирамидальные, зубилообразные или клиновидные окончания. Совершенная спайность {001} в топазе не разрывает связи Si-O внутри его структуры, а разрывает только связи Al-O и Al-F. [31] Эта спайность является диагностической для этого минерала. Оптический угол 2V в топазе может варьироваться от 48° до 69,5°. [29] Низкое содержание фтора дает меньший угол, а высокое содержание фтора дает больший угол.
Топаз в своем естественном состоянии бесцветен, часто с сероватым оттенком. Он также встречается в золотисто-коричневом или желтом цвете, из-за чего его иногда путают с цитрином , менее ценным драгоценным камнем. [32] Однако удельный вес всех оттенков топаза означает, что он значительно тяжелее цитрина (около 25% на объем), и эта разница в весе может быть использована для различения двух камней равного объема. Кроме того, если объем данного камня может быть определен, его вес, если бы это был топаз, может быть установлен и затем проверен с помощью чувствительных весов. Аналогично, стеклянные камни также намного легче, чем топаз равного размера.
Разнообразие примесей и обработок может сделать топаз винно-красным, бледно-серым, красновато-оранжевым, бледно-зеленым или розовым (редко), а также непрозрачным или полупрозрачным/прозрачным. Розовые и красные разновидности получаются из-за замены хромом алюминия в его кристаллической структуре. [33]
Императорский топаз бывает желтым, розовым (редко, если он натуральный) или розово-оранжевым. Бразильский императорский топаз часто может иметь оттенок от ярко-желтого до глубокого золотисто-коричневого, иногда даже фиолетовый. Многие коричневые или бледные топазы обрабатываются, чтобы сделать их ярко-желтыми, золотистыми, розовыми или фиолетовыми. Некоторые камни императорского топаза могут выцветать от воздействия солнечного света в течение длительного периода времени. [34] [35] Встречающийся в природе голубой топаз довольно редок. Обычно бесцветный, серый или бледно-желтый и синий материал подвергается термической обработке и облучению для получения более желаемого более темного синего цвета. [35] Мистический топаз — это бесцветный топаз, который был искусственно покрыт с помощью процесса осаждения из паровой фазы, что придает ему эффект радуги на его поверхности. [36]
Хотя топаз очень твердый, с ним нужно обращаться с большей осторожностью, чем с некоторыми другими минералами аналогичной твердости (например, корундом ) из-за слабости атомных связей молекул камня вдоль той или иной осевой плоскости (тогда как алмазы, например, состоят из атомов углерода, связанных друг с другом с одинаковой прочностью вдоль всех своих плоскостей). Это дает топазу тенденцию ломаться вдоль такой плоскости спайности при ударе с достаточной силой. [37]
Топаз имеет относительно низкий показатель преломления для драгоценного камня, и поэтому камни с большими гранями или площадками не сверкают так же легко, как камни, вырезанные из минералов с более высокими показателями преломления, хотя качественный бесцветный топаз сверкает и показывает больше «жизни», чем аналогично ограненный кварц. При типичной «бриллиантовой» огранке топаз может либо показывать сверкающую грань площадки, окруженную мертво выглядящими гранями короны, либо кольцо сверкающих граней короны с тусклой, похожей на колодец площадкой. [38] Он также требует исключительно тонкой полировки, и иногда его можно отличить от цитрина только по его скользкому ощущению (кварц невозможно отполировать до такого уровня гладкости). [39]
Другой метод отличить топаз от кварца — поместить неоправленный камень в раствор бромоформа или метиленйодида . Кварц неизменно будет плавать в этих растворах, тогда как топаз будет тонуть. [39]
Топаз обычно ассоциируется с кремнистыми магматическими породами типа гранита и риолита . Он обычно кристаллизуется в гранитных пегматитах [7] или в паровых полостях в потоках риолитовой лавы, включая те, что находятся на горе Топаз в западной части штата Юта и в Чивинаре в Южной Америке. Его можно найти вместе с флюоритом и касситеритом в различных областях, включая Уральские и Ильменские горы в России, Афганистан, Шри-Ланку, Чешскую Республику, Германию, Норвегию, Пакистан, Италию, Швецию, Японию, Бразилию, Мексику; остров Флиндерс , Австралия; Нигерию и Соединенные Штаты. Топаз был найден примерно в 1700-х годах в пегматитовой формации в пределах центральных Уральских гор в России. [7]
Бразилия является одним из крупнейших производителей топаза, [40] некоторые прозрачные кристаллы топаза из бразильских пегматитов могут достигать размера валуна и весить сотни фунтов. Топаз Аурангзеба , обнаруженный Жаном Батистом Тавернье, весил 157,75 карата (31,550 г). [41] Американский золотой топаз , более современный драгоценный камень, весил 22 892,5 карата (4 578,50 г). Крупные, яркие образцы голубого топаза из шахты Сент-Эннс в Зимбабве были найдены в конце 1980-х годов. [42] Бесцветные и светло-голубые разновидности топаза встречаются в докембрийском граните в округе Мейсон, штат Техас [43] в пределах поднятия Льяно . В этом районе коммерческая добыча топаза не ведется. [44] Топаз можно синтезировать. [45]
Крупномасштабная добыча топаза обычно использует открытые и подземные горные работы для извлечения драгоценного камня. [46] Отходы выбрасываются с помощью больших машин для их транспортировки, в то время как ценная руда промывается и сортируется для извлечения драгоценных камней топаза. В шахтах меньшего масштаба сухое просеивание используется в аллювиальных средах путем пересыпания материала в сита для отделения драгоценных камней от нежелательной пыли и мусора. [46] Затем топаз можно вручную выбрать из оставшегося материала. Затем добытый топаз отправляется на обработку для использования в ювелирных изделиях путем полировки драгоценного камня и его обработки для достижения желаемого цвета. [46]
Добыча топаза может вызвать некоторые экологические проблемы, в основном связанные с крупномасштабными операциями. [11] Введение большого открытого карьера в окружающую среду приводит к изменению земли вокруг него, чтобы сделать ее доступной для рабочих. После того, как использование таких шахт заканчивается, они часто заполняются рыхлыми отложениями, оставшимися от процесса добычи. [47] Эти рыхлые отложения могут быть смыты в другие районы, отрезая водные объекты, уничтожая сельскохозяйственные угодья и создавая угрозу оползней . Загрязнение, производимое добычей, может повлиять на окружающую среду вокруг нее и нанести ущерб ее здоровью. [47] Вырубка лесов , проведенная для создания шахты, наряду с техникой, используемой в процессе добычи, добавляет парниковые газы в атмосферу. Вырубка лесов также удаляет среду обитания и биоразнообразие с большой площади естественного пространства. Эти нарушения экосистемы могут быть сложными для дикой природы и местного населения. Вода, также являющаяся важным компонентом горнодобывающих работ, отбирается у соседних сообществ, что создает дефицит воды. [11] Хвосты, оставшиеся после процесса добычи, могут вымывать загрязняющие вещества в близлежащие водные системы и загрязнять питьевую воду местных сообществ. [47]
Некоторые способы, которыми добыча драгоценных камней может повлиять на людей, — это опасность в шахтах и неадекватная компенсация. [47] Несчастные случаи, такие как обрушение шахт и неисправность оборудования, могут подвергнуть человеческую жизнь опасности. Те, кто работает в шахтах, также могут подвергаться воздействию вредных химикатов и тяжелых металлов , которые могут повлиять на их здоровье. Что касается дохода, может быть неравное распределение средств, полученных от добычи драгоценных камней, между землевладельцами, рабочими и операторами шахты. При незаконных горных работах шахтерам может быть предоставлено больше денег, однако эти операции имеют меньше правил и более опасную среду. [47]
топаз тапробан.
Определения из Викисловаря
Медиа из Commons
Данные из Викиданных
