De naam topaas is mogelijke afgeleid van "tapaz" uit het Sanskriet, wat "vuur" betekent. Mogelijk ook van een gelijknamig eiland (nu Zabarjad) in de Rode Zee. Het vormt zich post-magmatisch in de midden zone van pegmatieten, in hoog-kwarts-aders, in holtes in graniet en in (vulkanisch) rhyoliet bij temperaturen rond de 400o C.
Chemische samenstelling
Al2(F,OH)2SiO4; een fluoride-aluminium-silicaat. Een hoger gehalte aan F (fluor) veroorzaakt een lagere brekingsindex (n); in het algemeen hebben blauwe en witte stenen daardoor een lagere n dan bruine, gele en roze topaas. Het is voorts een allochromatische steen: de kleur wordt veroorzaakt door ingesloten overgangsmetalen en/of defecten in het atoomrooster.
Orthorombisch; edeltopaaskristallen zijn veelal prismatisch met doorgaans een langsstreping; het splijt gemakkelijk in een richting loodrecht op de c-as (basaal), waardoor dit splijtvlak vaak het grondvlak is. Slijpers richten daarom de tafel op 10-15o. Topaas komt voor als pseudomorf mineraal en is dan omgezet naar veldspaat (orthoklaas).Deze pseudomorfose staat bekend onder de naam “pykniet”.
Topaaskristallen kunnen zeer groot worden. De grootst geslepen topaas is de Braganza, behoort tot de Portugese kroon en is kleurloos. Het is een steen van 1680 karaat, ooit als diamant aangemerkt.
| hardheid | : 8 |
| dichtheid n |
: 3.53 (voor gele + bruine) : 3.56 (voor witte + blauwe) : 1.609-1.618 (kleurloos, lichtblauw, lichtgroen, geel) : 1.629-1.637 (bruin, “imperial”, roze hitte behandeld) : 1.629-1.639 (roze, Pakistan). |
| dubbelbreking | : 0.009 |
| optisch karakter & optisch signaal | : bi-axiaal positief ( 2+) |
| pleochroïsme | : matig tot sterk, zie tabel 3 |
| glans | : glasachtig (+), breuk: schelpvormig/conchoïdaal (als bij glas) |
| dispersie | : laag; 0.014 |
| spectrum | : absorptie in roze en rode stenen, mogelijk een Cr-lijn op 682 nm |
| doorzichtigheid | : doorzichtig, doorschijnend |
| visual optics | : 0.6 (methode met het blote oog / kaarsvlam) |
| UV-langgolvig |
: bruine stenen: helder oranjegeel : blauwe stenen: soms zwak geel of groen |
| magnetisch effect | : natuurlijke stenen inert, bestraalde stenen meestal diamagnetisch (stoot af) |
| warmteweerstand | : sterk, 0.17 (na diamant 0,82> en korund 0,25) |
Kleur variëteiten
Kleurloos, geel, oranje, bruin, groen, blauw, roze en rood (Cr3+); in verschillende tinten, zie afb.2. De handel gebruikt allerlei fancy-benamingen; de zeldzame oranje-roze-rode kleur (“imperial”) is het meest geliefd; daarna een bruinachtige gele kleur ("sherry"). De groene topaas is nog zeldzamer dan de rode. De groene is vaak het onbedoelde gevolg van kunstmatige bestraling. Donker oranjerood wordt “hyacint” genoemd. Bijna alle topazen zijn gekleurd door stralingsschade c.q. kleurcentra c.q. defecten in het atoomrooster.
Pleochroïsme:| Kleur | Sterk/zwak | 1e kleur | 2e kleur | 3e kleur |
| roze | sterk | kleurloos | bleekroze | roze |
| rood | sterk | donkerrood | geel | rozerood |
| oranje/bruin | sterk | oranjegeel | bruin | geelbruin |
| geel | zwak | bleekgeel | bruingeel | geel |
| paars | sterk | kleurloos | bleekroze | paars |
| blauw | zwak | kleurloos | rozig | blauwig |
| groen | zwak | kleurloos | lichtgroen | blauwgroen |
Vindplaatsen
Brazilië (Minas Gerais, ook alluviaal als rolstenen), Rusland (Oeral), Oekraïne, USA, Japan en veel andere landen.
Behandelingen
Vooral kleurverandering en verbetering door bestraling en verhitting. Topaas is een van de edelstenen die van nature van kleur kunnen veranderen. Dit kan per vindplaats sterk verschillen. Zo is bekend dat geelbruine topaas van Utah (USA) en sommige vindplaatsen in Mexico in korte tijd kleurloos kunnen worden in gewoon daglicht. Bij verschillende kleurvariëteiten kan de kleur door bestraling worden beïnvloed; zo is de meeste roze topaas in de edelsteenhandel verkregen door bestraling van geelbruine stenen. Natuurlijke roze topaas is zeldzaam.
Natuurlijke topaas heeft zachte kleuren, de kleur van bestraalde stenen is intensiever, levendiger. Straling is niet detecteerbaar met het standaard instrumentarium.
Blauwe topaas ontstaat vooral door kunstmatige bestraling van kleurloze stenen, zie tabel 2. Afhankelijk van de gebruikte bestralingsmethode kan topaas nog tot 3 jaar radioactief zijn door de aanwezigheid van onder meer Sc-46 en Ta-182. Er bestaan strenge regels over het vrijgeven van bestraalde topaas. Een “geigerteller” kan helpen bij het aantonen/uitsluiten van straling. NB De RA-meter van FT-lab, een sensor voor de smartphone, kost bij Ali €35,-
| Soort bestraling1 | originele kleur | de nieuwe kleur wordt... |
| Gamma | kleurloos | lichtblauw, “kobaltblauw” |
| Deeltjesversneller | kleurloos | hemelsblauw, “sky blue” |
| Deeltjesversneller i.c.m reactor | kleurloos | middenblauw, indien intens “electric blue” |
| Neutronen | kleurloos | donkerblauw, “London-blue” |
- blauw-groene topazen kunnen door kobalt-diffusie (dringt tot 80 nm door in de steen) leiden
tot een hogere refractie-index; - kleurloze topaas worden “chemisch” gecoated (op het oppervlak) in geelbruine en blauwe kleuren. Herkenning: schuin op de facetten kijken (oliefilm), druppeltje aceton, wat krassen met een mesje .....(oeps);
- mystic-topaas is het coaten (opdampen van pvd = physical vapor disposition) van kleurloos
materiaal in regenboog/iriserende kleuren.
Topaas heeft net als iedere edelsteen van nature insluitsels: daar waar stenen zijn verhit of bestraald ontstaan vaak “schone” stenen waarbij de insluitsels blijkbaar zijn verdwenen. Straling is niet detecteerbaar met standaard edelsteenkundige instrumenten.
Vuistregel: indien aantoonbaar sprake is van kristallen of vloeistof mag worden aangenomen dat de stenen niet zijn bestraald of verhit.
In natuurlijke topaas komt als primaire insluitsel, dus al bij de vorming ingesloten, een karakteristiek insluitsel voor. Dat bestaat uit twee niet vermengbare vloeistoffen en heeft daardoor het uiterlijk van een tweefase-insluitsel (=ID). Ook vaak aanwezig zijn 2-3 fasen (= ID indien parallel aan de c-as) , negatieve kristallen en kristallen van apatiet, kwarts, mica, “strengen” albiet kristalletjes en/of dikke naaldachtige insluitsels langs de c-as (Ouro Preto).
Secondaire insluitsels, ontstaan na de vorming, door drukeffecten. Verder komen voor breukjes en helende veren (moiré). Topazen uit verschillende landen en voorkomens hebben soms specifieke insluitsels.
Synthesen
Kleurloze topaas is in voldoende mate voorhanden. Daarom is het niet lucratief om hydro-thermale synthesen te fabriceren omdat het een dure methode is. Maar met het oplopen van de prijzen is er niettemin een bescheiden aanbod.
Imitaties
Behalve glas, cubic zirkonia en doubletten wordt citrien (een gele kwarts) veel gebruikt om als gele topaas te verkopen.
Onderzoeksresultaat
O, ja, de steen die ik onderzocht toonde veel barstjes en “broodkruimels” wat wijst op verhitting. Het emissiedoublet was zichtbaar bij 682 nm. UV lang tegen een zwarte ondergrond toonde rode fluorescentie. Ja, het was roze topaas, maar niet van hoge kwaliteit.
Verder lezen
- R. Webster 5e - Gems, bestralingen, blz.697
- A. Sauer e.a. Gems&Gemology ‘96, Ouro Preto mijn, blz. 232
- W. Schuman, Edelstenen, Kosmos, blz. 118
- J. Zhang e.a. Gems&Gemology ’11, radio-activiteit, blz. 302
- NGL 2020, lesboek vakopleiding Edelsteenkunde blz. 10-63
- Gübelin, Koivula, Foto-atlas van insluitsels, deel 2, blz. 723
- H. Lazzarelli, Ed. 2019, Blue Chart, blz. 5