По классификации минералов-силикатов, топаз относится
к островным силикатам; его кристаллическая структура состоит
из изолированных кремнекислородных тетраэдров, между которыми располагаются
ионы алюминия в октаэдрическом окружении. Анионное окружение алюминия состоит
из кислорода, фтора и гидроксила.
Между ионами F- и OH- наблюдается изовалентный
изоморфизм, а их относительные количества в различных кристаллах могут сильно
меняться. Эта разница в относительных содержаниях ионов является одной из причин
образования разноцветных топазов.
Процесс образования минералов в геологической
среде длительный по времени. Рост и растворение кристаллов неоднократно сменяли
друг друга. Сложная многостадийная история каждого природного кристалла привели
к образованию внутри решетки разнообразных по своему строению "дефектов",
т.е. отклонений кристаллической структуры от идеальной. Попытаемся представить,
что во время роста кристалла топаза некоторые позиции структуры, где должны
находиться анионы фтора и гидроксила, оказались пустыми. Такие незанятые позиции
принято называть вакансиями. Если на место подобной вакансии поместить свободный
электрон, то получится простейший "дефект" или F-центр. Если теперь
попытаться с помощью температуры воздействовать на кристалл топаза, то F-центры
начнут постепенно перераспределяться внутри кристалла. Как только два свободных
электрона захватятся двумя соседними пустыми позициями структуры на месте фтора
или гидроксила, то происходит образование нового, более сложного дефекта R-центра.
Природные кристаллы топазов, в которых образовалось
много подобных R-центров, всегда будут иметь красивый, чистый, голубой цвет.
Однако далеко не все добываемые кристаллы природного топаза имеют насыщенный
цвет. Цвет может быть бледным, или же вовсе может быть найден прозрачный бесцветный
кристалл или его обломок. С незапамятных времен известно и то, что даже в одной
пегматитовой или грейзеновой жиле могут встречаться кристаллы, различающиеся
по интенсивности окраски. Возможно, этот факт натолкнул на предположение, что
существует способ, с помощью которого удастся усилить интенсивность голубого
цвета у неярких натуральных топазов.
Лабораторные исследования топазов различными спектроскопическими
методами позволили понять природу их цвета. Технология была разработана. Под
действием ионизирующей радиации бесцветные топазы окрашиваются в коричнево-оранжевые
цвета. При последующем нагревании янтарно-коричневая окраска переходит в голубую.
Природное или искусственное излучение (поток элементарных
частиц определенной энергии), проходя сквозь кристаллическую решетку топаза
взаимодействует с ней. Воздействие излучения на минерал может выражаться в нагреве
кристалла, разрыве отдельных химических связей, перераспределении свободных
электронов между ионами решетки и примесями, образовании короткоживущих изотопов
химических элементов. Таким образом, облучение минерала выводит его кристаллическую
структуру из энергетического равновесия и, тем самым, способствуют образованию
дефектов внутри структуры и активных центров окраски.
В для усиления окраски природных топазов обычно
используются два вида излучения: электронное и нейтронное. Топазы, облученные
с помощью электронной пушки, приобретают голубой цвет схожий с лучшими по цвету
природными находками. По коммерческой цветовой классификации такие камни называются
"Aqua Blue". При нейтронном облучении в реакторе, топазы приобретают
более глубокий сине-голубой цвет, иногда со слабым зеленоватым отливом. Этот
цвет называется "Ice Blue". Схожие по цвету натуральные, облученные
в природе, голубовато-зеленые камни называются "Саксонскими хризолитами".
Всегда после облучения еще не ограненное сырье
проходит стадию "охлаждения", т.е. некоторое время (обычно от нескольких
недель до нескольких месяцев) хранится в специальном закрытом контейнере. За
это время полностью происходит распад всех образовавшихся при облучении радиоактивных
изотопов, которые могут оказать вредное воздействие на человека. Если процесс
облагораживания цвета топазов проводится правильно, то полученные в результате
прекрасные драгоценные камни совершенно безвредны для здоровья. Окраска у таких
топазов становится очень устойчивой, камни не выцветают со временем; как это
может иметь место при несоблюдении всех деликатных нюансов процесса
И в древности и сегодня, некоторые люди приписывают
топазу магические свойства. Другие же считают, что такой камень-талисман непременно
должны иметь те, кто родился под знаком созвездия Скорпиона или же у кого Сатурн
является планетой-покровителем. Безусловно, что определенными магическими свойствами
топаз обладает. И эти свойства еще больше усиливаются, если огранщики и ювелиры
начинают вкладывать в свое эксклюзивное творение много мастерства, положительной
энергии и желания сотворить настоящее чудо.
