Topacio

El topacio es un mineral de silicato _compuesto de aluminio y flúor con la fórmula química Al₂SiO₄ ( F , OH ) _{₂ .} Se utiliza como gema en joyería y otros adornos. El topacio común en su estado natural es incoloro, aunque las impurezas de oligoelementos pueden darle un tono azul pálido, marrón dorado o amarillo anaranjado. ^{[ 7 ]} El topacio a menudo se trata con calor o radiación para obtener un color azul intenso, naranja rojizo, verde pálido, rosa o púrpura. ^{[ 8 ]}

El topacio es un mineral nesosilicato , y más específicamente, un mineral aluminosilicato . ^{[ 9 ]} Es uno de los minerales naturales más duros y tiene un índice de refracción relativamente bajo . Posee el sistema cristalino ortorrómbico y una estructura cristalina dipiramidal . ^{[ 10 ]}

Se encuentra en muchos lugares del mundo. Dos de los lugares más populares de donde se extrae el topacio son Brasil y Rusia. ^{[ 7 ]} El topacio se suele extraer a cielo abierto o en yacimientos aluviales. ^{[ 11 ]}

Se cree que la palabra "topacio" deriva (a través del francés antiguo : Topace y el latín : Topazius) del griego Τοπάζιος (Topázios) o Τοπάζιον (Topázion), ^{[ 12 ]} de Τοπαζος. Este es el nombre antiguo de la isla de San Juan en el Mar Rojo , que era difícil de encontrar y de la cual se extraía en la antigüedad una piedra amarilla (que ahora se cree que es crisolita : 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 Alejandro Polihistor ( 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 allí por primera vez. Alternativamente, la palabra topacio puede estar relacionada con la palabra sánscrita तपस् "tapas", que significa "calor" o "fuego". ^{[ 12 ]}

Thomas 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 utilizaba para referirse a cualquier piedra preciosa amarilla, pero en la actualidad designa únicamente el silicato descrito anteriormente.

Muchas traducciones inglesas de la Biblia , incluida la Versión King James , mencionan el topacio. Sin embargo, dado 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 crisolita ( crisoberilo o peridoto ), es probable que aquí no se refiera al topacio. ^{[ 17 ]}

Una superstición inglesa también sostenía que el topacio curaba la locura . ^{[ 18 ]} Los antiguos romanos creían que el topacio brindaba protección contra el peligro durante los viajes. ^{[ 19 ]} Durante la Edad Media, se creía que colocar el topacio en el brazo izquierdo protegía al dueño de cualquier maldición y alejaba el mal de ojo . También se creía que usar topacio aumentaba el calor corporal, lo que permitiría aliviar un resfriado o fiebre. ^{[ 20 ]} En Europa durante la Edad Media, se creía que el topacio mejoraba las capacidades 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 gema . Tallado y pulido, se utiliza para hacer joyas y otros adornos. El topacio de menor calidad se usa comúnmente como material abrasivo debido a su dureza y para producir materiales refractarios para ambientes de alta temperatura. ^{[ 7 ]} El topacio puede usarse como fundente en la producción de acero. ^{[ 23 ]} El uso de topacio como material refractario presenta algunas preocupaciones para la salud y el medio ambiente debido a la producción de flúor como subproducto de la calcinación del topacio.

El topacio forma parte del segundo grupo de gemas, o piedras semipreciosas, junto con la aguamarina , la morganita y la turmalina . ^{[ 7 ]} El primer grupo de gemas, o piedras preciosas, incluye el rubí , el zafiro , el diamante y la esmeralda .

El topacio naranja, también conocido como topacio precioso, es la piedra natal del mes de noviembre, símbolo de la amistad y gema oficial del estado de Utah en Estados Unidos . ^{[ 24 ]} El topacio azul es la gema oficial del estado de Texas en Estados Unidos . ^{[ 25 ]} La gema del cuarto aniversario de bodas es el topacio azul y la del vigésimo tercer aniversario es el topacio imperial . ^{[ 22 ]}

El topacio sintético se puede producir mediante un método que incluye la hidrólisis térmica de SiO₂ _y AlF₃ _. [ ^{26 ] Cuando} estos compuestos se calientan a temperaturas de 750 °C a 850 °C, se forma el topacio. Otro método utiliza una combinación de Al₂O₃ amorfo _{, Na₂SiF₆ y} agua , _que se calienta a 500 °C, se somete a una presión de 4000 bares y se deja reposar durante 9 días. ^{[ 26 ]}

Para cuidar una gema de topacio, es mejor evitar los limpiadores ultrasónicos o el vapor, ya que esto podría producir pequeñas fracturas en el cristal. ^{[ 22 ]} El agua tibia con jabón es la mejor manera de lavarla.

Para elegir una gema de topacio de origen ético, se recomienda buscar una piedra cuyo origen conozca el vendedor. ^{[ 27 ]}

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) _₂O y O a lo largo del eje (010), con Al³⁺ ^ocupando los sitios octaédricos y Si⁴⁺ ^los sitios tetraédricos. ^{[ 28 ]} En la naturaleza, el flúor puede ser sustituido por hidróxido en el topacio hasta en un 30 % molar, y el topacio con predominio de hidróxido puede fabricarse en laboratorios, pero no se ha encontrado en la naturaleza. ^{[ 29 ]}

En ocasiones, se pueden encontrar cavidades dentro del topacio, las cuales 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 un examen, Brewster concluyó que el topacio se formó en un ambiente 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 presentar una gama de cristales delgados y largos hasta voluminosos y cortos. ^{[ 29 ]} También puede haber variación en las terminaciones mostrando terminaciones romas, piramidales, cinceladas o en forma de cuña. La exfoliación perfecta {001} en el topacio no rompe ningún enlace Si-O dentro de su estructura y solo rompe enlaces Al-O y Al-F. ^{[ 31 ]} Esta exfoliación es diagnóstica para este mineral. El ángulo óptico 2V en el topacio puede variar de 48° a 69,5°. ^{[ 29 ]} Un bajo contenido de flúor produce un ángulo menor y un alto contenido de flúor produce un ángulo mayor.

El topacio en su estado natural es incoloro, a menudo con un tono grisáceo. También se presenta en color marrón dorado a amarillo, lo que a veces lo confunde con el citrino , una gema menos valiosa. ^{[ 32 ]} Sin embargo, la densidad de todos los tonos de topacio significa que es considerablemente más pesado que el citrino (alrededor del 25 % por volumen) y esta diferencia de peso puede usarse 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 de precisión. De igual manera, las piedras de vidrio también son mucho más ligeras que los topacios del mismo tamaño.

Diversas impurezas y tratamientos pueden hacer que el topacio adquiera tonalidades de rojo vino, gris pálido, naranja rojizo, verde pálido o rosa (raro), y que su opacidad varíe de translúcida a transparente. Las variedades rosa y roja se deben a la sustitución del aluminio por cromo en su estructura cristalina. ^{[ 33 ]}

El topacio imperial es amarillo, rosa (raro, si es natural) o rosa anaranjado. El topacio imperial brasileño suele tener un tono amarillo brillante a marrón dorado intenso, a veces incluso violeta. Muchos topacios marrones o pálidos se tratan para que adquieran un color amarillo brillante, dorado, rosa o violeta. Algunas piedras de topacio imperial pueden decolorarse por la exposición prolongada a la luz solar. ^{[ 34 ] [ 35 ]} El topacio azul natural es bastante raro. Normalmente, el material incoloro, gris o amarillo pálido y azul se trata térmicamente y se irradia para producir un azul más oscuro deseado. ^{[ 35 ]} El topacio místico es un topacio incoloro que ha sido recubierto artificialmente mediante un proceso de deposición de vapor, lo que le confiere un efecto arcoíris en su superficie. ^{[ 36 ]}

Aunque muy duro, el topacio debe tratarse con mayor cuidado que otros minerales de dureza similar (como el corindón ) debido a la debilidad de los enlaces químicos de sus componentes iónicos 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 hace que el topacio tienda 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 gema, por lo que las piedras con facetas o tablas grandes no brillan con tanta facilidad 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 forma 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 apagado o un anillo de facetas de corona brillantes con una tabla opaca en forma de pozo. ^{[ 38 ]} También admite 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 consiste en 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 de tipo granito y riolita . Suele cristalizar en pegmatitas graníticas ^{[ 7 ]} o en cavidades de vapor en flujos de lava riolítica, incluyendo los de Topaz Mountain en el oeste de Utah y Chivinar en Sudamérica. Se puede encontrar junto con fluorita y casiterita en diversas áreas, incluyendo los montes Urales e Ilmensky de Rusia, Afganistán, Sri Lanka, la República Checa, Alemania, Noruega, Pakistán, Italia, Suecia, Japón, Brasil, México; la isla Flinders , Australia; Nigeria, Ucrania y Estados Unidos. El topacio fue descubierto alrededor del siglo XVIII en una formación de pegmatita en los montes Urales centrales de Rusia. ^{[ 7 ]}

Brasil es uno de los mayores productores de topacio, ^{[ 40 ]} algunos cristales de topacio transparente de pegmatitas brasileñas pueden alcanzar el tamaño de una roca 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). Grandes ejemplares de topacio azul intenso de la mina St. Anns en Zimbabue fueron encontrados a finales de la década de 1980. ^{[ 42 ]} Se encuentran variedades incoloras y azul claro de topacio en granito precámbrico en el condado de Mason, Texas ^{[ 43 ]} dentro del Llano Uplift . No hay minería comercial de topacio en esa área. ^{[ 44 ]} Es posible sintetizar topacio. ^{[ 45 ]}

La extracción de topacio a gran escala generalmente utiliza minería a cielo abierto y subterránea para extraer la gema. ^{[ 46 ]} El material de desecho se desecha utilizando maquinaria pesada para transportarlo, mientras que 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 , paleando el material en tamices para separar las gemas del polvo y los escombros no deseados. ^{[ 46 ]} El topacio se puede seleccionar a mano del material restante. El topacio extraído se envía a procesar para su uso en joyería, donde se pule la gema y se trata para lograr el color deseado. ^{[ 46 ]}

La extracción de topacio puede causar problemas ambientales, principalmente asociados con operaciones a gran escala. ^{[ 11 ]} La introducción de una gran mina a cielo abierto en un entorno conlleva la modificación del terreno circundante para facilitar el acceso a los trabajadores. Una vez finalizado el uso de dichas minas, a menudo se rellenan con sedimentos sueltos que quedan del proceso de extracción. ^{[ 47 ]} Estos sedimentos sueltos pueden ser arrastrados a otras áreas, interrumpiendo el suministro de agua, destruyendo tierras de cultivo y creando un riesgo de deslizamientos de tierra . La contaminación producida por la minería puede afectar el medio ambiente circundante y dañar su salud. ^{[ 47 ]} La deforestación llevada a cabo para crear la mina, junto con la maquinaria utilizada durante el proceso de extracción, añade 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 problemáticas para la vida silvestre y las poblaciones locales. El agua, también un componente importante de las operaciones mineras, se extrae de las comunidades vecinas, lo que genera escasez de agua. ^{[ 11 ]} Los residuos que quedan del proceso minero pueden filtrar contaminantes a los sistemas de agua cercanos y pueden contaminar el agua potable de las comunidades locales. ^{[ 47 ]}

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  Montaña Topaz , Utah, Estados Unidos
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  Topacio rojo de Tepetate, Municipio de Villa de Arriaga, San Luis Potosí, México
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  Gemas de topacio talladas en facetas de varios colores.
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  Topacio amarillo con talla escalonada en forma de cometa
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  Topacio Imperial de Minas Gerais

• Ágata
• Berilo
• Ópalo

• Topacio de la Asociación Internacional de Piedras Preciosas de Color
• Topacio y otros minerales hallados en la montaña Topaz, condado de Juab , Servicio Geológico de Utah.
• "Topacio"  . Encyclopædia Britannica . Vol. 23 (9.ª ed.). 1888.