Topaze (gemme)

Espèce : TOPAZE

Variété : Selon les couleurs

Couleur : Toutes les couleurs

Transparence : transparente

Système cristallin : Rhombique

Formule chimique : A12SiO4(F,OH)2

Composition chimique : Fluorosilicate d'aluminium

Réfraction : biréfringente biaxiale positive

Indice de réfraction : 1,618-1,621-1,628

Biréfringence : 0,010 (-0,002)

Dispersion : 0,014

Pléochroïsme : T.rose et rouge : faible à fort, rouge clair et jaune ; t.brun, jaune et orange : faible à fort, jaune-brun, jaune et jaune-orange ; violet t. : faible à fort. bleu-violet et rouge-violet ; t.green : faible, bleu-vert et vert clair

Fluorescence : T. incolore, bleu et vert : généralement nul, parfois jaune ou vert doux (OL) et très doux (OC) ; autres couleurs : généralement jaune-orange clair (OL) et très clair (OC)

Densité : 3,53

Dureté : 8

Habitus : prismatique pseudotragonal

Genèse des gisements : Magmatique pneumatolitique

Principaux gisements : Algérie, Australie, Brésil (Minas Gerais, Minas Novas), Japon, Angleterre, Mexique, Myanmar, Namibie, Nigeria (Jos), Pakistan (Gilgit), Russie (Sibérie, Oural), Ecosse, Sri Lanka (Matale), États-Unis (Californie, Colorado, New Hampshire, Texas, Utah), Zimbabwe (Miami)

Spécifications techniques

Le nom topaze dérive probablement de l'île de Topazos dans la mer Rouge : selon certains, l'étymologie fait référence au terme sanskrit tapas (feu). Les cristaux de topaze se trouvent principalement dans les veines d'origine magmatique pneumatolitique des roches riches en silice. Compte tenu de sa dureté élevée, il est possible d'obtenir un minéral bien conservé même dans les gisements secondaires de formation alluviale. La topaze cristallise dans le système rhombique et appartient aux nésosilicates, c'est-à-dire que sa structure est basée sur des tétraèdres SIO isolés. lié par l'aluminium en coordination octaédrique auquel les ions F et OH sont également liés. Cette structure très compacte est à l'origine de la densité et de la dureté élevées : en effet, la topaze a été choisie par Mohs comme huitième terme de son échelle. L'habitus est prismatique pseudotétragonal avec des cristaux allongés le long de l'axe c se terminant aux extrémités par une combinaison de pyramides et un pinacoïde basal. Le décolleté est parfait selon le plan basal. La fracture est conchoïdale et l'éclat est vitré. La topaze ne doit pas être soumise à des températures élevées car des cassures et des variations de couleur pourraient se former. Certaines pierres brunes peuvent se décolorer en cas d'exposition prolongée au soleil. Le polissage ne doit pas être effectué aux ultrasons ou à la vapeur mais uniquement avec de l'eau tiède et du savon.

Les nombreuses couleurs dans lesquelles se trouve ce minéral déterminent les variétés qui doivent être indiquées en faisant suivre le terme « topaze » de la couleur de l'échantillon examiné (par exemple topaze jaune, topaze bleue, topaze incolore, etc.). Toute autre terminologie doit être abandonnée. La variété jaune-orangé est la plus connue et la plus appréciée en joaillerie : elle était connue sous le nom erroné de « topaze impériale » et est encore imitée par le quartz citrine. Dans le passé, la variété bleue était considérée comme tout aussi précieuse, avec des nuances allant du bleu intense au bleu-vert : au cours de la dernière décennie, des quantités considérables de matériaux traités, impossibles à distinguer du naturel, ont été mises sur le marché, ce qui a provoqué un désastre dramatique. baisse du prix. La topaze peut prendre des nuances roses alors que la coloration rouge est très rare. La topaze incolore a été utilisée comme imitation du diamant même si les seules caractéristiques que les deux minéraux ont en commun sont la couleur et la densité. Les autres variétés sont rarement utilisées en bijouterie.

La nature des couleurs peut être attribuée à des centres de couleurs d'origine inconnue pour les variétés bleues, brunes et jaunes, et à des ions Cr3+ en coordination octaédrique pour les couleurs rose et rouge, tandis que les autres couleurs sont présumées formées par l'union de les causes déjà mentionnées (par exemple violet = rouge+bleu, vert = bleu+jaune, orange = rouge+jaune). Les variétés de topaze peuvent être divisées en deux groupes caractérisés par des valeurs d'indice de réfraction et de densité légèrement différentes.

Il existe généralement des variétés incolores, vertes et bleues avec n =1,608-1,611-1,618 et une densité de 3,53 à 3,57 ; les variétés jaunes, brunes, oranges, roses, rouges et violettes ont généralement n= 1,628-1,631-1,638 et une densité de 3,49 à 3,53. Avec le réfractomètre il n'est pas toujours possible de vérifier le caractère biaxial de cette gemme car l'indice intermédiaire 𝞫 est proche de la valeur de l'indice mineur 𝞪. Le mouvement de l'index mineur apparaît donc très limité et n'est pas toujours identifiable ; dans ce cas, l'échantillon peut apparaître positif uniaxial. Heureusement, il n'existe pas de gemmes uniaxiales positives avec des indices proches de ceux de la topaze et, en tout cas, celle-ci peut être distinguée de la tourmaline, de la brasilianite, de l'apatite, de l'andalousite et de la damburite en raison de valeurs de densité plus élevées. Très rarement, la topaze peut présenter une chatoyance dans les couleurs bleues et jaune-orange.

Caractéristiques internes

Les échantillons utilisés en bijouterie ne comportent généralement pas beaucoup d’inclusions et dans certains cas, ils peuvent même en être exempts. Les inclusions liquides de la topaze ont tendance à prendre la forme de cristaux négatifs disposés sur des plans parallèles à l'axe c et aux faces du prisme. Les inclusions fluides ressemblent souvent à des niveaux à deux phases, mais sont en réalité constituées de deux liquides non miscibles tels que des solutions aqueuses de sel et du dioxyde de carbone liquide. Rarement, une phase solide peut également être présente, généralement constituée de sel gemme, de quartz, de sylvite ou de cryolite. Parmi les inclusions solides on retrouve : des cristaux d'apatite prismatiques ; cristaux aciculaires ou prismatiques de plagioclase ; amas de goethite, jaune ou rouge si altérée ; feuilles de mica muscovite, incolores; cristaux de fluorite et de monazite ; aiguilles de tourmaline ou de hornblende ; feuilles d'hématite pouvant être altérées en limonite.

Traitements

En irradiant des topazes roses, rouges, violettes ou incolores, il est possible d'obtenir des variétés brun orangé. En chauffant, il est possible d'obtenir l'effet inverse, allant d'échantillons bruns à incolores ou roses, si des ions chrome sont présents. La reconnaissance de ces traitements est difficile et pas toujours possible. La couleur rose obtenue par chauffage met en évidence un pléochroïsme beaucoup plus fort (rose clair - jaune), comparé au naturel ce qui est rare. Les topazes brunes obtenues par irradiation des incolores ont les indices de réfraction typiques du matériau incolore, inférieurs à la variété brune naturelle. Certaines topazes brunes peuvent se décolorer avec l'exposition au soleil tandis que d'autres ont une couleur stable. Cela est dû à la présence de centres de couleurs différents, stables et instables, dont la nature est encore inconnue. En irradiant des topazes incolores, on obtient également des variétés brun-vert dont la composante jaune est due à des centres de couleur instables qui sont ensuite désactivés par un chauffage modéré ou simplement par une exposition au soleil. Une fois la composante jaune éliminée, on obtient des topazes bleues, bleu clair ou bleu-vert, stables à la lumière solaire, identiques à celles trouvées dans la nature. Chauffée à environ 450°C, la topaze bleue, qu'elle soit naturelle ou traitée, s'estompe et redevient incolore. La reconnaissance de ce traitement est pratiquement impossible.

Même si des tons bleus particulièrement intenses, que l'on ne trouve normalement pas dans la nature, révèlent l'origine artificielle de la coloration, il n'existe pas de tests instrumentaux couramment utilisés et non destructifs capables de prouver ce fait. Il faut également considérer que les pierres précieuses bleues naturelles peuvent avoir subi un processus similaire de radiation naturelle au cours des millénaires qui ont suivi leur formation. Le rayonnement utilisé pour « bombarder » la topaze est généralement constitué de rayons gamma, générés par l'isotope radioactif cobalt 60 ; ces rayonnements produisent une coloration uniforme, ne nécessitent pas de consommation électrique et limitent au maximum la possibilité d'induire une radioactivité dans l'échantillon traité. Les rayons X n'ont pas assez d'énergie pour activer les centres de couleur, tandis que les neutrons et les électrons peuvent induire une radioactivité résiduelle dans les pierres précieuses. Les topazes incolores utilisées pour le traitement sont généralement pauvres en impuretés au niveau atomique ; c'est un avantage car certaines impuretés pourraient « s'activer » au cours du processus, générant à leur tour de la radioactivité pendant de longues périodes.