Topazio (gemma)

Specie: TOPAZIO

Varietà: Secondo i colori

Colore: Tutti i colori

Trasparenza: Trasparente

Sistema cristallino: Rombico

Formula chimica: A12SiO4(F,OH)2

Composizione chimica: Fluorosilicato di alluminio

Rifrazione: Birifrangente biassica positiva

Indice di rifrazione: 1,618-1,621-1,628

Birifrangenza: 0.010 (-0,002)

Dispersione: 0,014

Pleocroismo: T.rosa e rosso: da debole a forte, rosso chiaroo e giallo; t.bruno, giallo e arancione: da debole a forte, giallo-bruno, giallo e giallo-arancione; t.viola: da debole a forte. blu-viola e rosso porpora; t.verde: debole, verde-blu e verde chiaro

Fluorescenza: T.incolore, blu e verde: generalmente nulla, talvolta gialla o verde lieve (OL) e molto lieve (OC); altri colori: generalmente gialla-arancione lieve (OL) e molto lieve (OC)

Densità: 3,53

Durezza: 8

Habitus: Prismatico pseudotetragonale

Genesi dei giacimenti: Magmatica pneumatolitica

Giacimenti principali: Algeria, Australia, Brasile (Minas Gerais, Minas Novas), Giappone, Inghilterra, Messico, Myanmar, Namibia, Nigeria (Jos), Pakistan (Gilgit), Russia (Siberia, Urali) Scozia, Sri Lanka (Matale), Stati Uniti (California, Colorado, New Hampshire, Texas, Utah), Zimbabwe (Miami)

Specifiche tecniche

Probabilmente il nome topazio deriva dall'isola di Topazos nel Mar Rosso: secondo alcuni l'etimologia è invece da riferire al termine sanscrito tapas (fuoco). I cristalli di topazio si rinvengono principalmente in filoni di origine magmatica pneumatolitica in rocce ricche di silice. Data l'elevata durezza è possibile ricavare un minerale ben conservato anche in depositi secondari di formazione alluvionale. Il topazio cristallizza nel sistema rombico ed appartiene ai nesosilicati, ossia la sua struttura è basata su tetraedri isolati SIO. legati da alluminio in coordinazione ottaedrica a cui sono legati anche gli ioni F e OH. Questa struttura, molto compatta, è causa dell'elevata densità e durezza: infatti il topazio è stato scelto da Mohs come ottavo termine della sua scala. L'habitus è prismatico pseudotetragonale con cristalli allungati lungo l'asse c terminanti agli estremi con la combinazione di piramidi e di un pinacoide basale. La sfaldatura è perfetta secondo il piano basale. La frattura è concoide e la lucentezza vitrea. Il topazio non deve essere sottoposto ad elevate temperature poiché potrebbero formarsi delle fratture nonché delle variazioni di colorazione. Alcune pietre brune possono scolorire con la prolungata esposizione alla luce solare. La politura non deve essere effettuata con gli ultrasuoni o con il vapore ma solamente con acqua intiepidita e sapone.

Le numerose colorazioni in cui si rinviene questo minerale ne determinano le varietà che devono essere indicate facendo seguire al termine "topazio" il colore del campione in esame (ad es. topazio giallo, topazio azzurro, topazio incolore, ecc.). Qualsiasi altra terminologia deve essere abbandonata. La varietà giallo-arancione è quella più conosciuta ed apprezzata in gioielleria: era nota con il nome errato di "topazio imperiale" e viene tuttora imitata dal quarzo citrino. In passato era considerata altrettanto pregiata la varietà azzurra, con tonalità che variano dal blu intenso all'azzurro-verde: nell'ultimo decennio sono stati immessi sul mercato notevoli quantitativi di materiale trattato, non distinguibile dal naturale, che ha causato una vertiginosa discesa del prezzo. Il topazio può assumere tonalità rosa mentre la colorazione rossa è rarissima. Il topazio incolore veniva utilizzato come imitazione del diamante anche se le uniche caratteristiche che accomunano 1 due minerali sono la colorazione e la densità. Le altre varietà vengono utilizzate raramente in gioielleria.

La natura delle colorazioni è da attribuirsi a centri di colore di origine ignota per le varietà blu, brune e gialle, e a ioni Cr3+ in coordinazione ottaedrica per il colore rosa e rosso mentre le altre colorazioni si presumono formate dall'unione delle cause già citate (ad es. viola = rosso+blu, verde = blu+giallo, arancione = rosso+giallo). Le varietà del topazio possono suddividersi in due gruppi caratterizzati da valori di indici di rifrazione e densità leggermente diversi.

Generalmente si hanno le varietà incolore, verde e blu con n =1,608-1,611-1,618 e densità da 3,53 a 3,57; le varietà gialla, bruna, arancione, rosa, rossa e viola hanno di solito n= 1,628-1,631-1,638 e densità da 3,49 a 3,53. Al rifrattometro non è sempre possibile verificare il carattere biassico di questa gemma in quanto l'indice intermedio 𝞫 è prossimo al valore dell'indice minore 𝞪. Lo spostamento dell'indice minore appare quindi molto limitato e non sempre è individuabile; in questo caso il campione può sembrare uniassico positivo. Fortunatamente non esistono gemme uniassiche positive con indici prossimi a quelli del topazio e, in ogni caso, questo può essere distinto dalla tormalina, dalla brasilianite, dall'apatite, dall'andalusite e dalla damburite per i più alti valori della densità. Molto raramente il topazio può presentare gatteggiamento nelle colorazioni blu e giallo-arancioni.

Caratteristiche interne

I campioni utilizzati in gioielleria generalmente non presentano molte inclusioni ed in alcuni casi possono esserne anche privi. Le inclusioni liquide, nel topazio, tendono ad assumere la forma di cristalli negativi disposti su piani paralleli all'asse c ed alle facce del prisma. Le inclusioni fluide hanno spesso l'aspetto di livelle a due fasi ma in realtà sono formate da due liquidi immiscibili quali soluzioni saline acquose e biossido di carbonio liquido. Raramente può essere presente anche una fase solida che di solito è costituita da salgemma, quarzo, silvite o criolite. Fra le inclusioni solide si riscontrano: cristalli prismatici di apatite; cristalli aciculari o prismatici di plagioclasi; ciuffi di goethite, gialli o rossi se alterati; lamine di mica muscovite, incolori; cristalli di fluorite e di monazite; aghi di tormalina o orneblenda; lamine di ematite che si possono alterare in limonite.

Trattamenti

Irradiando topazi di colore rosa, rossi, viola o incolori è possibile ottenere varietà bruno-arancioni. Con il riscaldamento è possibile ottenere l'effetto contrario passando da campioni bruni a incolori oppure a rosa, se sono presenti ioni di cromo. Il riconoscimento di questi trattamenti è difficoltoso e non sempre possibile. Il colore rosa ottenuto per riscaldamento evidenzia un pleocroismo molto più forte (rosa chiaro - giallo), rispetto a quello naturale che peraltro è raro. I topazi bruni ottenuti per irraggiamento di quelli incolori hanno gli indici di rifrazione tipici del materiale incolore, più bassi rispetto alla varietà bruna naturale. Alcuni topazi bruni possono scolorire con l'esposizione alla luce solare mentre altri hanno una colorazione stabile. Ciò avviene per la presenza di centri di colore diversi, stabili e instabili, la cui natura è tuttora ignota. Mediante l'irraggiamento dei topazi incolori si ottengono anche delle varietà bruno-verdi la cui componente gialla è dovuta a centri di colore instabili che, successivamente, vengono disattivati con un moderato riscaldamento o semplicemente mediante esposizione alla luce solare. Una volta eliminata la componente gialla si ottengono topazi blu, azzurri o azzurro-verdi, stabili alla luce solare, identici a quelli che si rivengono in natura. Con un riscaldamento a circa 450°C i topazi azzurri, sia naturali che trattati, sbiadiscono e ritornano incolori. Il riconoscimento di questo trattamento è praticamente impossibile.

Anche se tonalità blu particolarmente intense, non riscontrabili normalmente in natura, rivelano l'origine artificiale della colorazione, non esistono esami strumentali, di uso comune e non distruttivi, in grado di provare questo fatto. Bisogna inoltre considerare che le gemme di colore azzurro naturale possono aver subito, nei millenni successivi alla loro formazione, un analogo processo di irraggiamento naturale. Le radiazioni usate per il "bombardamento" dei topazi sono solitamente raggi gamma, generati dall'isotopo radioattivo cobalto 60; queste radiazioni producono colorazione uniforme, non richiedono consumo di energia elettrica e limitano al massimo la possibilità di indurre radioattività nel campione trattato. Le radiazioni X non sono dotate di energia sufficiente per attivare i centri di colore mentre i neutroni e gli elettroni possono indurre radioattività residua nelle gemme. I topazi incolori utilizzati per il trattamento sono, generalmente, poveri di impurità a livello atomico; questo è un vantaggio in quanto alcune impurità potrebbero "attivarsi" durante il processo generando a loro volta radioattività per lunghi periodi.