El topacio es un mineral de silicato compuesto de aluminio y flúor con la fórmula química Al2SiO4 ( F , OH ) 2 . Se utiliza como piedra preciosa en joyería y otros adornos. El topacio común en su estado natural es incoloro, aunque las impurezas de oligoelementos pueden hacer que su color sea azul pálido o marrón dorado a amarillo anaranjado. [7] El topacio a menudo se trata con calor o radiación para convertirlo en un azul profundo, naranja rojizo, verde pálido, rosa o violeta. [8]
El topacio es un mineral de nesosilicato y, más específicamente, un mineral de aluminosilicato. [9] Es uno de los minerales naturales más duros y tiene un índice de refracción relativamente bajo . Tiene el sistema cristalino ortorrómbico y una clase cristalina bipiramidal . [10]
Se encuentra en muchos lugares del mundo. Algunos de los lugares más populares donde se obtiene el topacio son Brasil y Rusia. [7] El topacio se extrae a menudo en minas a cielo abierto o en entornos aluviales. [11]
Se cree que la palabra "topacio" se deriva (del francés antiguo Topace y del latín Topazius) del griego Τοπάζιος (Topázios) o Τοπάζιον (Topázion), [12] de Τοπαζος. Este es el antiguo nombre de la isla de San Juan en el Mar Rojo , que era difícil de encontrar y de la que se extraía en la antigüedad una piedra amarilla (ahora se cree que es crisólito : olivino amarillento ). El nombre topacio se aplicó por primera vez al mineral que ahora se conoce con ese nombre en 1737. [13] La antigua Sri Lanka ( Tamraparni ) exportaba topacios a Grecia y al antiguo Egipto, lo que dio lugar a los nombres etimológicamente relacionados de la isla por Alexander Polyhistor ( Topazius ) y los primeros egipcios ( Topapwene ) - "tierra del topacio". [14] [15] Plinio dijo que Topazos es una isla legendaria en el Mar Rojo y que el mineral "topacio" se extrajo por primera vez allí. Alternativamente, la palabra topacio puede estar relacionada con la palabra sánscrita तपस् "tapas", que significa "calor" o "fuego". [12]
Nicols, autor de uno de los primeros tratados sistemáticos sobre minerales y piedras preciosas, dedicó dos capítulos al tema en 1652. [16] En la Edad Media , el nombre topacio se usaba para referirse a cualquier piedra preciosa amarilla, pero en los tiempos modernos denota únicamente el silicato descrito anteriormente.
Muchas traducciones al inglés de la Biblia , incluida la versión King James , mencionan el topacio. Sin embargo, debido a que todas estas traducciones como topacio derivan de la traducción de la Septuaginta topazi[os] , que se refería a una piedra amarilla que no era topacio, sino probablemente crisólito ( crisoberilo o peridoto ), es probable que aquí no se haga referencia al topacio. [17]
Una superstición inglesa también sostenía que el topacio curaba la locura . [18] Los antiguos romanos creían que el topacio proporcionaba protección contra el peligro durante los viajes. [19] Durante la Edad Media, se creía que sujetar el topacio en el brazo izquierdo protegía al propietario de cualquier maldición y alejaba el mal de ojo . También se creía que llevar topacio aumentaba el calor corporal, lo que permitiría a las personas aliviar un resfriado o fiebre. [20] En Europa durante la Edad Media, se creía que el topacio mejoraba los poderes mentales. [21] En la India, la gente creía que el topacio otorgaba belleza, inteligencia y longevidad cuando se usaba sobre el corazón. [22]
El topacio es una piedra preciosa . En forma tallada y pulida, se utiliza para hacer joyas u otros adornos. El topacio de menor calidad se utiliza comúnmente como material abrasivo debido a su dureza y se utiliza para producir materiales refractarios para entornos de alta temperatura. [7] El topacio se puede utilizar como fundente en la producción de acero. [23] El uso del topacio como material de refectorio presenta algunas preocupaciones ambientales y de salud debido a la producción de flúor como subproducto de la calcinación del topacio.
El topacio forma parte del segundo rango de piedras preciosas, o piedras semipreciosas, acompañando a la aguamarina , la morganita y la turmalina . [7] El primer rango de piedras preciosas, o piedras preciosas, incluye al rubí , el zafiro , el diamante y la esmeralda .
El topacio naranja, también conocido como topacio precioso, es la piedra de nacimiento del mes de noviembre, el símbolo de la amistad y la piedra preciosa del estado de Utah , EE. UU . [24] El topacio azul es la piedra preciosa del estado de Texas , EE. UU . [25] La gema del cuarto aniversario de bodas es el topacio azul y la del vigésimo tercero es el topacio imperial. [22]
El topacio sintético se puede producir utilizando un método que incluye la hidrólisis térmica de SiO2 y AlF3 . [ 26] Cuando estos compuestos se calientan a temperaturas de 750° a 850 °C se forma el topacio. Otro método utiliza una combinación de Al2O3 amorfo , Na2SiF6 y agua que se calienta a una temperatura de 500 ° C , se somete a una presión de 4000 bares y se deja durante 9 días. [26]
Para cuidar una piedra preciosa de topacio, es mejor evitar los limpiadores ultrasónicos o el vapor, ya que podrían producir pequeñas fracturas dentro del cristal. [22] El agua tibia con jabón es la mejor manera de lavarlo.
Para elegir una piedra preciosa de topacio de origen ético, se recomienda buscar una piedra cuyo origen conozca el vendedor. [27] Si el vendedor no puede proporcionar información sobre la localidad y la mina de donde se extrajo el topacio, es probable que se haya recolectado de manera poco ética.
El topacio es un mineral accesorio de rocas ígneas félsicas, sedimentarias y alteradas hidrotermalmente. [28]
La estructura cristalina del topacio alterna entre láminas de (F, OH) 2 O y O junto con (010) con Al 3+ ocupando los sitios octaédricos y Si 4+ en los sitios tetraédricos. [28] El flúor puede ser sustituido por hidróxido en topacio hasta en un 30 % molar en la naturaleza y el topacio con predominio de hidróxido se puede fabricar en laboratorios, pero no se ha encontrado en la naturaleza. [29]
En ocasiones, se pueden encontrar cavidades dentro del topacio que están llenas de un líquido llamado brewsterlinita. [26] La brewsterlinita fue descubierta por David Brewster al calentar una muestra de topacio. [30] Después del calentamiento, el topacio perdió masa y, mediante el examen, Brewster concluyó que el topacio se formó en un entorno húmedo creando estas cavidades llenas de líquido. Este líquido es un hidrocarburo con un índice de refracción de 1,13. [26]
El hábito cristalino del topacio adopta muchas formas. Puede mostrar una gama de cristales delgados y largos a voluminosos y cortos. [29] También puede haber variación en las terminaciones que muestran terminaciones romas, piramidales, en forma de cincel o en forma de cuña. La clivaje perfecto {001} en el topacio no rompe enlaces Si-O dentro de su estructura y solo rompe enlaces Al-O y Al-F. [31] Esta clivaje es diagnóstico para este mineral. El ángulo óptico 2V en el topacio puede variar de 48° a 69,5°. [29] El bajo contenido de flúor produce un ángulo más pequeño y el alto contenido de flúor produce un ángulo más grande.
El topacio en su estado natural es incoloro, a menudo con un tono grisáceo. También se presenta en un color marrón dorado a amarillo, lo que hace que a veces se confunda con la citrina , una piedra preciosa menos valiosa. [32] Sin embargo, la gravedad específica de todos los tonos de topacio significa que es considerablemente más pesado que la citrina (alrededor del 25% por volumen) y esta diferencia de peso se puede utilizar para distinguir dos piedras de igual volumen. Además, si se puede determinar el volumen de una piedra dada, se puede establecer su peso si fuera topacio y luego verificarlo con una balanza sensible. Del mismo modo, las piedras de vidrio también son mucho más livianas que los topacios de igual tamaño.
Una variedad de impurezas y tratamientos pueden hacer que el topacio sea de color rojo vino, gris pálido, naranja rojizo, verde pálido o rosa (poco frecuente), y de opaco a translúcido/transparente. Las variedades rosadas y rojas provienen del cromo que reemplaza al aluminio en su estructura cristalina. [33]
El topacio imperial es de color amarillo, rosa (poco frecuente, si es natural) o naranja rosado. El topacio imperial brasileño puede tener a menudo un tono que va desde el amarillo brillante hasta el marrón dorado intenso, a veces incluso violeta. Muchos topacios marrones o pálidos se tratan para que tengan un color amarillo brillante, dorado, rosa o violeta. Algunas piedras de topacio imperial pueden desteñirse por la exposición a la luz solar durante un período prolongado de tiempo. [34] [35] El topacio azul que se encuentra en la naturaleza es bastante raro. Por lo general, el material incoloro, gris o amarillo pálido y azul se trata con calor y se irradia para producir un azul oscuro más deseado. [35] El topacio místico es un topacio incoloro que ha sido recubierto artificialmente mediante un proceso de deposición de vapor que le da un efecto arcoíris en su superficie. [36]
Aunque es muy duro, el topacio debe tratarse con mayor cuidado que otros minerales de dureza similar (como el corindón ) debido a una debilidad en la unión atómica de las moléculas de la piedra a lo largo de uno u otro plano axial (mientras que los diamantes, por ejemplo, están compuestos de átomos de carbono unidos entre sí con igual fuerza a lo largo de todos sus planos). Esto le da al topacio una tendencia a romperse a lo largo de dicho plano de clivaje si se golpea con suficiente fuerza. [37]
El topacio tiene un índice de refracción relativamente bajo para una piedra preciosa, por lo que las piedras con facetas grandes o tablas no brillan tan fácilmente como las piedras talladas a partir de minerales con índices de refracción más altos, aunque el topacio incoloro de calidad brilla y muestra más "vida" que el cuarzo tallado de manera similar. Cuando se le da un corte "brillante" típico, el topacio puede mostrar una faceta de tabla brillante rodeada de facetas de corona de aspecto muerto o un anillo de facetas de corona brillantes con una tabla opaca con forma de pozo. [38] También requiere un pulido excepcionalmente fino y, a veces, se puede distinguir del citrino solo por su tacto resbaladizo (el cuarzo no se puede pulir a este nivel de suavidad). [39]
Otro método para distinguir el topacio del cuarzo es colocar la piedra sin engastar en una solución de bromoformo o yoduro de metileno . El cuarzo flotará invariablemente en estas soluciones, mientras que el topacio se hundirá. [39]
El topacio se asocia comúnmente con rocas ígneas silícicas del tipo granito y riolita . Por lo general, cristaliza en pegmatitas graníticas [7] o en cavidades de vapor en flujos de lava de riolita, incluidos los de Topaz Mountain en el oeste de Utah y Chivinar en América del Sur. Se puede encontrar con fluorita y casiterita en varias áreas, incluidas las montañas Ural e Ilmensky de Rusia, Afganistán, Sri Lanka, la República Checa, Alemania, Noruega, Pakistán, Italia, Suecia, Japón, Brasil, México; Isla Flinders , Australia; Nigeria y los Estados Unidos. El topacio se encontró alrededor de la década de 1700 en una formación de pegmatita dentro de los montes Urales centrales en Rusia. [7]
Brasil es uno de los mayores productores de topacio, [40] algunos cristales de topacio claros de pegmatitas brasileñas pueden alcanzar el tamaño de un canto rodado y pesar cientos de libras. El topacio de Aurangzeb , observado por Jean Baptiste Tavernier pesaba 157,75 quilates (31,550 g). [41] El topacio dorado americano , una gema más reciente, pesaba 22.892,5 quilates (4.578,50 g). Se encontraron grandes ejemplares de topacio azul intenso de la mina St. Anns en Zimbabue a finales de los años 1980. [42] Se encuentran variedades incoloras y de color azul claro de topacio en el granito precámbrico del condado de Mason, Texas [43] dentro del Llano Uplift . No hay minería comercial de topacio en esa zona. [44] Es posible sintetizar topacio. [45]
La minería de topacio a gran escala generalmente utiliza minas a cielo abierto y subterráneas para extraer la gema. [46] El material de desecho se descarta utilizando grandes máquinas para transportarlo mientras el mineral valioso se lava y clasifica para recuperar las gemas de topacio. En minas de menor escala, se utiliza el tamizado en seco en entornos aluviales al palear el material en tamices para separar las gemas del polvo y los escombros no deseados. [46] Luego, el topacio se puede seleccionar a mano del material restante. El topacio extraído luego se envía para ser procesado para su uso en joyería puliendo la gema y tratándola para lograr el color deseado. [46]
La minería de topacio puede causar algunos problemas ambientales principalmente asociados con operaciones de mayor escala. [11] La introducción de una gran mina a cielo abierto en un entorno conduce a la modificación de la tierra a su alrededor para hacerla accesible a los trabajadores. Una vez finalizado el uso de dichas minas, a menudo se vuelven a llenar con sedimentos sueltos que quedan del proceso de minería. [47] Estos sedimentos sueltos pueden ser arrastrados a otras áreas, cortando las fuentes de agua, destruyendo tierras de cultivo y creando una amenaza de deslizamientos de tierra . La contaminación producida por la minería puede afectar el medio ambiente que la rodea y dañar su salud. [47] La deforestación sufrida para crear la mina, junto con la maquinaria utilizada durante el proceso de minería, agrega gases de efecto invernadero a la atmósfera. La deforestación también elimina hábitats y biodiversidad de una gran área de espacio natural. Estas alteraciones del ecosistema pueden ser un desafío para la vida silvestre y las poblaciones locales. El agua, también un gran componente de las operaciones mineras, se extrae de las comunidades vecinas para crear una falta de agua. [11] Los relaves que quedan del proceso minero pueden filtrar contaminantes a los sistemas de agua cercanos y contaminar el agua potable de las comunidades locales. [47]
Algunas de las formas en que la minería de piedras preciosas puede afectar a los seres humanos son los peligros que entrañan las minas y las compensaciones inadecuadas. [47] Los accidentes como el derrumbe de minas y el mal funcionamiento de la maquinaria pueden poner en peligro la vida humana. Quienes trabajan en las minas también pueden estar expuestos a sustancias químicas nocivas y metales pesados que pueden afectar a su salud. En cuanto a los ingresos, puede haber una distribución desigual de los fondos obtenidos de la minería de piedras preciosas entre los propietarios de las tierras, los trabajadores y los operadores de la mina. En las operaciones de minería ilegal, puede darse más dinero a los mineros, sin embargo, estas operaciones tienen menos regulaciones y entornos más peligrosos. [47]
Topacio Taprobane.
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