Российский Химико-Технологический Университет им. Д.И Менделеева

Институт высокотемпературных материалов и технологий

Кафедра общей технологии силикатов

Научный реферат

«Топаз. Свойства и характеристики, форма кристаллов,

зависимость цвета от месторождения»

Преподаватель Кирсанова С.В.

Студент группы ТМ-51 Иванов Д.Е.

Москва, 2009

Содержание.

1. Кристаллографическая характеристика топаза……………………………...….3

2. Физические свойства……………………………………………………………...6

3. Этимология………………………………………………………………………...6

4. История…………………………………………………………………………….7

5. Происхождение……………………………………………………………………7

6. Месторождение……………………………………………………………………8

7. Форма и огранка…………………………………………………………………..9

8. Известные топазы………………………………………………………………...10

9. Легенды и верования о свойствах топаза……………………………………….11

10. Цвета и цены………………………………………………………………………12

11. Список используемой литературы………………………………………………14

Топа́�з — полудрагоценный камень, минерал из группы островных силикатов

алюминия (Al2[SiO4](F, OH)2). Примеси Fe2+, Fe3+, Ti, Cr, V и др. Кристаллизуется в

ромбической сингонии, ромбо — дипирамидальный вид симметрии.

1. Кристаллографическая характеристика топаза.

Структура́ и морфология криста́лла́. Ромбическая сингония. D¿ 2 h ¿¿16 ¿ - Pbnm; a0=4,65, b0

=8,80, c0 =8,40 А0

, а:b:c=0,5286:1:0,9550, Z=4; вид симметрии 3L23PC.

Топаз является единственным представителем переходной кристаллической

структуры между гексагональным типом плотнейшей упаковки (оливин) и кубическим

(дистен). Основа структуры топаза – мотив из Al-октаэдров, в которых Аl окружен

четырьмя атомами О и двумя F или (ОН). Октаэдры частью имеют общие вершины (F),

частью общее ребро (О-О). Между октаэдрами общие изолированные тетраэдры SiO4.

Атомы О октаэдров одновременно принадлежат кремнекислородным тетраэдрам; F или

ОН связаны только с Al.

Кристаллы призматические, в большей или меньшей степени вытянутые по оси с.

Встречаются кристаллы с доминирующими гранями (120), “доматические” c сильно

развитыми (021) или (011), кристаллы с хорошо развитым базопинакоидом и без него и

т.д. Известны двухконечные кристаллы с различными гранями на обоих концах. Двойники

по (101) встречаются исключительно редко. В шлифах у топазов Урала наблюдаются

полисинтетические двойники по {110}.

Кристаллы топаза отличаются по форме не только на различных месторождениях, но

иногда даже на отдельных их участках. Выделяется несколько типов:

1) мурзинский – почти изометричной формы с сильно развитым пинакоидом {001} и

хорошо развитой призмой (120), с другими более редкими и слабо проявленными

формами;

2) ильменский – бочонковидные; пинакоид сильно сужен рядами дипирамид (223) и

(112), из призм преобладает (110);

3) шерловогорский – с сильно развитыми призмами {110}, {120}, {130}, призмой

{011}, часто принимаемой за диэдр, и отсутствием пинакоида;

4) коростенский – с хорошо развитыми призмами {110} и {120} и отсутствием

пинакоида.

Рис.1 Кристаллы топаза Символы граней

1. Волынь (по Леммлейну) b 010 w 041

2. Мурзинка (по Кокшарову) c 001 x 123

3. Ильменские Горы (по Кокшарову) d 101 y 021

4. Шерлова Гора (по Кокшарову) f 011 l 120

5. Мурзинка (по Ферсману) g 011 m 110

6. Мексика (по Гольшмидту) h 130 o 111

i 113

Кристаллы топаза отличаются по форме не только на различных месторождениях, но

иногда даже на отдельных их участках.

На гранях призматического пояса [001] обычна вертикальная штриховка.

Кристаллы часто бывают разъедены с образованием на их гранях в зависимости от

длительности и интенсивности растворения, разнообразных фигур. На гранях (110) и (120)

первоначально образовываются углубления с прямоугольными или квадратными

основаниями, ограниченные гранями (010), (120), (130), (140), (230), (470), (100), (210),

(111) и др. На гранях (011) – треугольники и трапециевидные углубления с гранями (021),

(155), (238) и др.

Известны зональные кристаллы, внутренняя часть которых представляет

монокристалл, а внешняя состоит из нескольких рядов наросших друг на друга

мельчайших кристалликов топаза.

Встречаются ориентированные срастания топаза с разными минералами. В

кристаллах топаза из Ильменских Гор наблюдались включения турмалина. Известны

ориентированные нарастания кристаллов биксбиита на грани (110) кристаллов топаза из

Томас Рейнж (шт. Юта, США). В месторождении Давей в США обнаружены

закономерные нарастания топаза на гранате. На разъеденной поверхности кристаллов

топаза иногда наблюдаются кристаллики кварца, очень редко – гердерита.

Кристаллы топаза часто содержат жидкие и газовые включения; иногда их

колличество так велико, что топаз становится мутным и непрозрачным молочно-белым

(пирофизолит). У топаза с Шерловой горы часто молочнобелыми являются головки

кристаллов ( “коневый зуб” ) с многочисленными твердыми и жидкими включениями.

Изучения состава жидких включений показано, что в них содержатся K, Na, Ca, Mg, Fe2+,

Si, B, Cl, CO2, SO3. Твердая фаза этих включений бывает представлена кристалликами

галита, сильвина, буры, эльпасолита, хлоридов алюминия и цинка, криолита, кварца.

Мусковита, флюорита и ряда ближе неопределенных минералов.

В топазе наблюдаются вростки кристалликов турмалина, гематита, биотита,

полевого шпата, кварца рутила, магнетита, ильменита, касситерита, ганита, флюорита,

мусковита и фенакита; некоторые вростки приурочены к зонам роста (арсенопирит в

топазе из Ингодинской рудной зоны в Забайкалье). В трещинах выделений топазов

обнаруживается каолинит, гидрогетит, гипс, вивианит, слюда и др.

2. Физические свойства.

Кристаллы призматические, хорошо образованные, богаты гранями (ромбические

призмы, дипирамиды, пинакоид). Встречается в виде красивых друз и мелкозернистых

масс (топазовый грейзен). Характерна грубая штриховка вдоль вертикальной оси

кристаллов. Цветова́я га́мма́ топаза разнообразна: от коричнево- и винно-желтого до

голубого, розового, золотистого, оранжевого и красновато-оранжевого (редко). Чаще —

бесцветный. Встречаются полихромные топазы, когда разные участки или зоны одного

кристалла имеют разную окраску (обычно голубой/винно-жёлтый). Твёрдость 8;

плотность 3,49-3,60 г/см3. Спа́йность совершенная в одном направлении по (001). Излом

раковистый. Блеск сильный, стеклянный, на плоскостях спайности — перламутровый.

Очень устойчив, в кислотах не растворяется. Разлагается фосфорной солью.

Топаз — один из эталонных минералов для определения относительной твёрдости

методом царапанья — шкалы Мооса (минералогической шкалы твердости).

Фото 1. Бесцветный топа́з 4,7см., Урульга́, За́ба́йка́лье. Из собра́ния Минера́логическго музея им. А. Е. Ферсма́на́ РАН

3. Этимология.

Название "топаз" происходит от греческого topazios, что было древним названием

острова Святого Иоанна (Топазион, Топазиос) в Красном море, в настоящее время —

остров Зебергед, который было трудно найти и на котором в древние времена добывался

желтый камень (который теперь считается хризолитом: желтоватый оливин).

Согласно другой версии, современное слово «топаз» происходит от санскритского

topas — «огонь», «пламя», «тепло». Синоним — «тяжеловес» (старое название уральских

рудокопов, по большому удельному весу)

Топаз непосредственно (а не topazios) не был известен в до- классический период.

В Средневековье название топаз использовалось, чтобы назвать любой желтый

драгоценный камень, но теперь этим названием могут называться только камни, которые

относятся к силикату, описанные выше.

4. История.

Как свидетельствует древняя хроника «Махаванса», этими камнями украшали свои

короны многие короли и султаны разных стран. В России топазы известны с XVIII в.

Называли их из-за высокой плотности «тяжеловесами». За блеск и красоту его почти до

середины XIX века называли «сибирским алмазом». Однако слава «сибирского алмаза»

оказалось недолгой, так как копи, где его находили — Прутовская, Кочевская и

Трубьевская — были довольно скоро в основном выработаны и заброшены.

5. Происхождение.

Типичный минерал грейзенов и гранитных пегматитов. В некоторых обогащённых

фтором гранитах образуется непосредственно из магматического расплава. В редкой

разновидности онгонитов ("онгонит топазовый") топаз может играть несвойственную для

него роль породообразующего минерала. Встречается также в гальке россыпей.

Сопутствующие минералы — дымчатый кварц или морион, флюорит, касситерит,

слюды, полевые шпаты, турмалин, лепидолит.

6. Месторождения.

Наибольшее число находок топаза в Ильменском минералогическом заповеднике в

России (Урал) приходится на гранитные пегматитовые жилы. В Ильменах обнаружено

большое количество пегматитовых жил, в которых встречаются топазы. Знаменитыми во

всем мире, особо выдающимися и потому успешно выдерживающими конкуренцию на

мировом рынке стали всего пять уральских драгоценных камней и среди них топаз. С

открытия топазов началась слава Ильменских гор. В Ильменах топаз встречался не только

бесцветный, но и более ценный — голубой. Здесь находили топазы массой до 30 кг.

Топазы встречаются на Урале в четырех различных формациях, причем для каждой

характерна определенная окраска самоцвета и формы кристаллов. Бесцветные топазы,

нередко в виде крупных кристаллов, интенсивно добывались в свое время из друзовых

полостей амазонитовых гранитных пегматитов Ильменогорского самоцветного пояса,

впервые обнаруженные казаком Прутовым еще в начале XIX века и находящиеся в

частной коллекции. Из них добыто несколько тонн прозрачных кристаллов. Наиболее

крупные кристаллы топаза имели массу до 10 кг. Обломки кристаллов топаза

употреблялись преимущественно как ювелирное сырье. Голубые и желтые топазы

характерны для жильных гранитных пегматитов топазо-бериллового типа с друзовыми

полостями в Мурзинско-Адуйском самоцветном поясе, ярко-голубые — для

сложнопостроенных гранит-пегматитовых тел, и, наконец, малиновые и розовые топазы

были встречены только в кварцевых жилках около восточного тектонического шва

Кочкарского мегантиклинория на Южном Урале. Суммируя общие перспективы Урала по

топазовой минерализации, А. Е. Ферсман в 1925 г. писал: «Россия может гордиться

своими топазами, которые по красоте тона, чистоте воды и величине кристаллов

занимают исключительное место среди топазов всего света: по качеству русский топаз

выделяется среди всех топазов известных месторождений, причем красота нежно-

голубого топаза Мурзинки, красновато-фиолетовый тон топазов Санарки и Каменки —

всё это составляет гордость русских цветных камней».

Топаз массой в 5 тонн найден в Бразилии. В большом количестве винно-жёлтые и

голубые топазы находят на Волынском месторождении (Украина) — в 1965 году в одной

из шахт обнаружили винно-желтый кристалл топаза массой 117 кг. В горах Шри-Ланки

еще в древности были обнаружены месторождения драгоценных камней топазов.

7. Форма и огранка.

При нагревании, желтый топаз часто становится красновато-розовым. Цветное

изменение камня после нагревания было сначала обнаружено парижским ювелиром

приблизительно в 1750 году. Только камни коричнево-желтого цвета становятся

розовыми; бледно желтые обычно бледнеют. Розовый цвет в камнях устойчив. Топаз

может также быть облучен, становясь голубым камнем, в пределах от легкого чистого

цвета к очень темному почти к цвету электрик. Недавняя тенденция в драгоценностях –

это изготовление образцов топаза, которые показывают переливающиеся цвета, применяя

тонкий слой окиси титана через физическое смещение пара, этот камень продается как

'мистический топаз'.

Раухтопаз (дымчатый кварц) — часто путают с топазом из-за сходства названий,

хотя он и имеет совершенно иной оттенок, твёрдость и легко отличим по удельному весу

(топаз намного тяжелей).

Фото 2. Голубой топа́з с морионом и а́льбитом. Мурзинка́, Ср. Ура́л. Из собра́ния Минера́логическго музея им. А. Е. Ферсма́на́ РАН.

Фото 3. Розовый топа́з. Пророко-Ильинский прииск, р. Ка́менка́, Ю. Ура́л. Из собра́ния Минера́логическго музея им. А. Е. Ферсма́на́ РАН.

Фото 4. Ра́ухтопа́з (дымча́тый ква́рц).

8. Известные топазы.

В Алмазном фонде России хранится старинный испанский орден «Золотое руно»,

верхняя часть которого состоит из пяти крупных бразильских топазов.

Прозрачный, пронизанный удивительным голубым внутренним свечением топаз —

знаменитость (весом 2 кг 117 гр.), внесенная в учебники по минералогии многих стран,

был найден в Житомирской обл. на Украине (Володарск-Волынское пегматитовое поле) и

назван «Академик Ферсман». Топаз «Сказка» весом 2,2 кг тоже не имеет аналогов в

царстве минералов. Идеально прозрачное тело кристалла содержит включения флюорита

в форме зонтиков цветка одуванчик, создающие внутри камня фантастический пейзаж.

Уникальный самоцвет оценен в двести тысяч рублей.

Один из бесцветных топазов долгое время считали самым крупным алмазом и

называли его «Браганза». Он принадлежал королю Португалии и имел форму куриного

яйца. Масса топаза составляла 1640 карат (~ 336 гр.), а стоимость — 57 млн фунтов

стерлингов. Камень был найден в Бразилии, принят за алмаз и вставлен в королевскую

корону Португалии.

В музее Московского университета хранится громадный кристалл топаза цвета

морской воды; длина его 3 дюйма без двух линий, а ширина около пяти линий. Вес

мурзинских топазов (Урал) достигает пяти фунтов, а ценность — до нескольких тысяч за

каждый экземпляр.

9. Легенды и верования о свойствах топаза.

Поскольку топаз известен с глубокой древности, существует немало поверий и

предрассудков, связанных с этим камнем.

В древности считалось, что топаз - камень внутреннего просветления, в связи с чем

его использовали как защиту от безумия и злого глаза; утверждалось, будто он

способствует разоблачению тайн, придаёт женщинам красоту, а мужчинам

рассудительность. Родившимся в ноябре он якобы даёт дружбу и любовь, родившимся в

мае — буйную фантазию. В древнем мире верили в целительные свойства этого камня и

считали, что он помогает при бессоннице. Его считали лучшим средством против

отравлений. Считалось, что если в еде или питье содержится яд, топаз непременно

изменит свой цвет. Не удивительно, что этими камнями часто украшали дорогие кубки.

Во многих современных источниках, гл. образом в интернете, стало появляться

очень много обсуждений целебных свойств камней, в т.ч. топаза. Находится немало

утверждений о том, что "топаз отвечает за здоровье иммунной системы и прогоняет

депрессию", "топаз способен успокоить даже бушующее море", что он "наделяет мужчин

умом, великодушием и способствует хорошей эрекции, а женщин — красотой и

плодородием". Утверждается ещё, что "топаз - талисман криминалистов, следователей,

тайных агентов. Топаз способствует триумфальному продвижению своего владельца на

"всех фронтах", улучшает семейную жизнь, укрепляет предвидение", "топаз освобождает

человека от буйных и опасных страстей, рождает в нём настроение безмятежного

наслаждения жизнью, обостряет вкусовые ощущения" и т.д.

В магии топазы считаются драгоценными камнями талисманами, способными

защитить от сглаза, колдовства и амулетом от прочих негативных информационных

воздействий. Топаз помогает при борьбе с депрессией и страхами. Он развеет сомнения и

устранит гнев. Индийские йоги считали топаз стимулятором наивысшей чакры —

Сахасрары. В их практике топаз использовался при медитации для достижения

всепроникающего видения, в результате которого личность соединялась с Высшим

разумом.

Некоторые из этих представлений весьма популярны несмотря на свою

недоказанность; более того, цитированные выше взгляды внедряются в сознание

впечатлительных людей, далёких от геологии. И хотя никаких объективных научных

подтверждений под собой такие рассуждения не имеют, но востребованы публикой,

позволяя одним зарабатывать на заблуждениях и невежестве других. Выдающийся

российский минералог В.И.Степанов расценивал подобные рассуждения как

"схоластический бред".

10. Цвета и цены.

Топаз используется в ювелирной промышленности. В качестве драгоценного камня

бесцветный топаз пользуется малым спросом и стоит недорого. Но по-прежнему ценятся

экземпляры, природноокрашенные в золотисто-розовый, голубой и винно-жёлтый цвета.

Бесцветный топаз слишком слабо отличается от кварца. Однако в виде хорошо

образованных кристаллов он сохранил свою привлекательность для минералогических

коллекций. Кристаллы топаза часто огранены множеством граней. Особо ценятся

прозрачные кристаллы с включениями и «полихромные», двухцветные кристаллы.

Например, встречаются редкие экземпляры топаза с зонами голубого и винно- жёлтого

цвета в одном кристалле. После огранки они за счёт смешения составных цветов выглядят

зеленоватыми, смотрятся необычайно красиво и высоко ценятся.

Фото 5, 6. Огра́нённые топа́зы ра́зличных

ра́сцветок.

Фото 7, 8. Огра́нённый голубой топа́з в кольце.

11. Список используемой литературы:

1) М.П. Шаскольская «Кристаллография», Москва «Высшая школа», 1984;

2) Wikipedia - Свободная электронная энциклопедия -

http :// ru . wikipedia . org / wiki /Топаз ;

3) Электронная база данных минералов http://webmineral.com/data/Topaz.shtml ;

4) Геовикипедия (GeoWiki) – Свободная электронная энциклопедия о геологии -

http://wiki.web.ru/wiki/Топаз ;

5) Драгоценные камни - http://www.2karata.ru/ ;

6) http://www.dragkam.ru/kamen/topaz.html ;

7) http://jewellery.com.ua/info/17-topaz.html