Auteur: Herman van Dennebroek
Bovenstaande cryptische titel wekt waarschijnlijk verbazing bij u op. In de oudheid moet het mineraal topaas zeker gekend zijn. Op meerdere plaatsen kwam het materiaal aan het aardoppervlak voor.
Maar in het “stenenboek” van Theophrastos (372 -287 v. Chr) komt de naam topaas niet voor. Cornelius Alexander Polyhistor (1 Jr. V. Chr) beschrijft het eiland Topazios waar olijfkleurige stenen worden gevonden. Topazios is zonder twijfel het eiland St. John in de Middellandse zee. Op dit eiland is geen voorkomen van topaas aanwezig, wel komt er olivijn voor (met de olijf- groene kleur).
Het is duidelijk dat de beschreven topaas uit de oudheid niet de topaas is die we nu kennen. Zeer waarschijnlijk werd de naam topaas toegeschreven aan wat we nu kennen als olivijn (of peridoot).
Theophrastos beschreef in zijn “stenenboek” doorzichtige stenen met verschillende kleur. Bij de naam Lyngurion vermeldt hij dat de steen zeer hard is en koud aanvoelt en moeilijk te bewerken is. Ook noemt hij de transparantie en de gele kleur. Waarschijnlijk dus de beschrijving van topaas.
In de Middeleeuwen wordt door meerdere personen topaas als een gele of goudgele steen beschreven. In 1200 schreef Hildegard von Bingen over topaas: “zijn kleur gaat meer in de richting van goud dan geel”.
Robert Boyle (1627-1691) beschreef als eerste op wetenschappelijk manier het mineraal topaas. Zijn tekst “Cornische Diamanten” is een van de eerste uitvoerige beschrijving van topaas.

Schneckenstein

In 1737 schreef Henckel  “Topasius vera Saxiona” over de topaas die gemijnd werd in de graniet rotsen van Schneckenstein, Vogtland, Saksen. Het was de eerste mijnbouw in Europa voor het winnen van edelstenen. De gele topazen die slechts zelden groter waren dan 10 mm waren zeer in trek in de edelsteen handel. De Engelse koning Georg III liet voor zijn vrouw Charlotte een staatskroon maken waarin 485 geslepen Schnecksteiner topazen waren verwerkt. Helaas is niet bekend of de kroon nog bestaat en in particulier bezit is of dat de kroon gedemonteerd is en de topazen weer verkocht zijn in later tijd.

Schneckenstein topaas mag met recht beschouwd worden als een klassieke vertegenwoordiger van de wereldwijd voorkomende topazen.

Beknopte geologie van de Schneckenstein rots

De Schneckenstein rots is een kwarts-topaas-brecciegesteente in een gelaagd gesteente (schiefer) dat door contactmetamorfose  is ontstaan. De contactmetamorfose werd veroorzaakt door een graniet intrusie, de Eibenstocker Graniet, en vond plaats in de late fase van de variscische gebergtevorming.
Door de intrusie van het Eibenstocker graniet werd de schiefer eerst omgevormd tot kwarts-toermalijn-schiefer. Vervolgens vond een eruptieve gebeurtenis plaats waarbij het gesteente werd gebroken. Door binnendringende hete waterige oplossingen trad “vergreising” op, waarbij het gebreccieerde gesteente werd verkit met kwarts en topaas. In kleinere hoeveelheden komen ook cassiteriet en sulfiden voor. In 1937 is de rots beschermd natuurgebied geworden en is het verzamelen van mineralen streng verboden.

Nog meer topaas

Topaas is een nesosilicaat met de formule Al_₂[(F,OH)_₂| SiO_₄] met wisselend hydroxyl- en fluor- gehalte. Het komt voor in pegmatieten en kwartsgangen met hoge temperatuur, en ook in holtes in granieten en rhyolieten maar ook in hydrotermale- en sedimentaire afzettingen.
Zuivere topaas is kleurloos; kleurvariatie ontstaat door sporenelementen, kleurcentra en fouten in het rooster. De hoge hardheid (Mohs 8) maakt topaas waardevol voor de edelsteen industrie.  De perfecte {001}-splijting maakt de topaas kwetsbaar voor mechanische bewerking.

Algemene eigenschappen van topaas

Chemische samenstelling en invloed op de topaas structuur

Topaas is een aluminium-fluor-silicaat met een wisselend fluor en hydroxyl gehalte. Al_₂[(F,OH)_₂| SiO_₄] Er zijn dus twee varianten die gaan van een bijna zuivere fluor topaas tot topaas waarin behalve fluor ook OH is gemengd. De verhouding tussen F en OH heeft invloed op de eigenschappen van topaas.  Het insluiten van fluor atomen in de topaas structuur verhoogt de dichtheid, maar verlaagt de breking index. Indien fluor ionen verdrongen worden door de grotere hydroxyl groepen wordt de breking index juist verhoogd en de dichtheid  verminderd. Topazen met een verhoogd gehalte van hydroxyl zijn meestal ontstaan in hydrothermale omstandigheden (= kristallisatie uit waterige warme oplossingen). Dit is bijvoorbeeld het geval bij de prachtig roze tot roze-rood gekleurde topazen van Katlang in Pakistan. Meer hierover in de verdieping onder aan het artikel.

Bijmenging van andere elementen komt weinig voor in topaas. De belangrijkst bijmenging is chroom dat verantwoordelijk is voor de roze tot rode kleuren.

Kristalvormen

Topaas vormt meestal prismatische kristallen met vaak complexe kristalvormen. Goldschmidt vermeld in zijn “Atlas der Krystallformen” 541 afbeeldingen van topaaskistallen. Meerdere prisma vlakken die voor een sterke streping in de lengte richting zorgen (zie afb. 6 ). Een aanwezig piramide vlak kan soms dominant in grootte aanwezig zijn, maar ook meerderpiramide vormen variërend in steilheid, kunnen de uiterlijke vorm van het kristal beïnvloeden. Het kristal van Afb. 8 heeft een opgesplitst piramidevlak. Deze afwijking kan veroorzaakt worden door bouwfouten in het rooster, of door opname van een vreemd atoom /ion of een hindering tijdens de groei door een ander mineraal. 

Een prisma is een kristalvorm net zoals een piramide een kristalvorm is. Van een bepaalde kristalvorm kunnen er verschillende aanwezig zijn in een kristal. De meerdere zelfde kristalvormen worden netjes genummerd. Met spreekt dan bijvoorbeeld van een prisma van de eerste orde en een prisma van de tweede orde, enz. enz. Een prisma in een bepaald kristal kan zich totaal anders ontwikkelen tijdens de kristallisatie dan in een ander kristal. Het verschil in relatieve ontwikkeling wordt o.a. veroorzaakt door verschil in druk, in temperatuur of in stoftoevoer of bijmenging van een vreemd atoom of ion. Door dit alles wordt de uiterlijke vorm beïnvloed en ontstaan er verschillend gevormde topaas kristallen.

Meer over kristallografie

Op de topaas-pagina van Mindat, https://www.mindat.org/min-3996.html , staat wat verder naar onderen het onderdeel “Crystallographic forms of Topaz”. Daar staan een drietal 3D kristalmodellen van topaas. Je kunt deze modellen manipuleren; je kun bijvoorbeeld kijken hoe het kristal er uit ziet als je het in de richting van C-as bekijkt of juist in een andere as richting. Er zijn nog veel meer mogelijkheden die je vanuit het menu kunt in- of uitschakelen. De 3D modellen zijn afkomstig van se site www.smorf.nl. Hier kun je van veel mineralen de kristalmodellen in 3D vinden.

Vindplaatsen

Mindat vermeldt op haar website 1886 vindplaatsen verdeeld over de hele wereld (stand 26- maart 2026). Een opsomming hier in dit artikel is dus zinloos. Ik bespreek een paar locaties, waarvan topaasafbeeldingen hier gepubliceerd zijn. 

Spitskoppe in Namibië

Het Kleine Spitskoppe-complex bestaat uit meerdere fasen van granitische intrusies. Het dominante gesteente is een middelkorrelig, kaliveldspaatrijke graniet dat het massief van de Kleine Spitzkoppe vormt. Daarnaast komen talrijke ontsluitingen voor van fijnere micrograniet en miarolitische pegmatieten. In de pegmatietlenzen en miarolitische holtes kunnen goed gevormde topaas- en aquamarijnkristallen groeien

De graniet bestaat voornamelijk uit kwarts en kaliveldspaat, met slechts geringe hoeveelheden plagioklaas en biotiet. Kleinere intrusieve fasen van basaltische tot rhyoliotischeen dijken doorsnijden de graniet en vertonen duidelijke stromingsstructuren.

Het contact tussen de granietintrusie en de Damara-supergroep wordt gekenmerkt door gelaagde randpegmatieten, die rijk zijn aan miarolitische holtes en leveren edelsteenkwaliteit topaas en aquamarijn. Deze worden al meer dan een eeuw door lokale bewoners gewonnen.

Ouro Preto, Brazilië: Imperial Topaas of Sherry Topaas

Er zijn meerdere theorieën over het ontstaan van de sherry topazen. Hieronder wordt een van de theorieën beschreven.

Het ontstaan van de horizont-gebonden topaasmineralisaties heeft verband met hydrothermale activiteiten, die volgden op een kortdurende laagtemperatuur pneumatholytische fase. (= de fase waarin hete gasrijke oplossingen uit magma nog veranderingen veroorzaken in het omringende gesteente nadat het gesteente bijna vast is) Tijdens deze fase ontstonden de topazen ten koste van oorspronkelijke, fluorrijke phengitische mica’s (= mica mineralen die oorspronkelijk onder hoge druk zijn ontstaan).

De mineralisatiezone bestaat uit een donkerbruine tot zwarte, zachte kleimatrix die doordrongen is met Mn- en Fe-oxiden (wad). Zij wordt doorsneden door kaolinietgangen, die topaas, euclaas, rookkwarts, hematiet (“speculariet”) en melkkwarts bevatten in de vorm van nesten en holtes respectievelijk open spleten. Voor een deel bestaat de gangvulling ook uit heldere kwarts, topaas, hematiet en groenachtige muscoviet, en zeldzamer ook rutiel en pyriet.

Men kan dus aannemen dat de Ouro Preto-topazen zijn uitgekristalliseerd uit hydrothermale oplossingen, waarbij hun vormingstemperaturen echter lager liggen dan die van typische pegmatiet- of greisen-topazen. De lagere vormingstemperaturen zijn waarschijnlijk verantwoordelijk voor het hoge OH-gehalte van deze topazen.

Tomas Range, USA en Mexico

Het gebergte Thomas Range bestrijkt een oppervlak van ongeveer 20 x 10 km in noord-zuid lopende richting in de staat Utah. Het merendeel van het gebied bestaat uit tertiaire ryolieten.
Ryoliet is een fijnkorrelig stollingsgesteente met een felsische samenstelling (felsich geeft aan dat het gesteent relatief veel SiO2 bevat). Het is meestal vulkanisch van oorsprong. Vanwege het hoge gehalte silica is ryolietlava erg viskeus (stroperig). Lava met de samenstelling van ryoliet stroomt zeer langzaam en erupties gaan vaak samen met explosief vulkanisme.
Naar het zuiden strekt het ryoliet gesteente zich verder uiy tot zelfs in Mexico. Vandaar dat topaas ook in zuidelijk gelegen gebieden, bijvoorbeeld de Wah Wah Mountains, wordt
gevonden. In de Mexicaanse staten Durango, Zacatecas en San Luis Potosi worden ook topazen gevonden. Maar de topazen uit Thomas Range worden wel als de beste beschreven en zijn ook
voor de edelsteen industrie interessant. Een lastige eigenschap van de Thomas Range topazen is het feit dat veel kristallen in zonlicht uitbleken tot zelfs kleurloze kristallen.

Verdieping

Atoom structuur

Topaas kristallen zijn opgebouwd uit atomen. Deze atomen zijn volgens een bepaalde structuur opgebouwd. De stapelingsmogelijkheden bepalen uiteindelijk de uiterlijke vorm van het kristal.

In het kristalrooster van topaas kunnen zich OH-groepen (hydroxylgroepen) nestelen op heel specifieke plaatsen: Topaas heeft een structuur met AlO_₄(F,OH)_₂-octaëders en SiO_₄-tetraëders. De plaatsen waar normaal fluoride-ionen (F⁻) zitten, kunnen deels worden ingenomen door OH⁻- groepen. De OH-groepen nestelen zich op de anionposities die verbonden zijn aan aluminium (Al), dus in de octaëdrische coördinatie rond Al en niet in de Si-tetraëders. Door de toegevoegde OH-groepen is de structuur van het rooster veranderd en kan dit gevolgen hebben voor de uiterlijke vorm van het kristal. Ook het licht (= elektromagnetische straling) zal in de veranderde structuur anders reageren voor wat betreft lichtbreking en absorptie, waardoor het kristal/mineraal een andere kleur kan krijgen.

Over de structuur van de atomaire bouw van topaas is op de topaas pagina van Mindat (https://www.mindat.org/min-3996.htm) ook e.e.a. te bekijken. Direct onder het gedeelte “Crystallographic forms of Topaz” staat “Crystal Structure”. Ook deze drie dimensionale structuurtekening kan op heel veel manieren gemanipuleerd worden.

Succes met het bestuderen.

Alle foto’s zijn gemaakt door de auteur van specimen uit de eigen collectie, behalve afbeelding 2.

Bronnen

• Minerals and their Localities, door J.H. Bernard en J. Hyršl. Granit Publisher 2015
• Topas, Extra Lapis Nr. 13. Christian Weise, München 1997
• Kristalmorfologie, een inleiding in de geometrische kristallografie, door Paul Tambuyser. Eenigenburg/Antwerpen 2014
• Algemene Geologie, onder redactie van A.J. Pannekoek, Tsjeenk Willink Groningen 1976
• The Roadside Geology of Namibia, door Gabi Schneider. Gebr. Borntraeger, Berlin/Stuttgart 2008
• Minerals & Precious Stones of Brazil, door Carlos Cornejo en Andrea Bartorelli. Solaris Cultural Publications, São Paulo, 2010
• The crystal structure of topaz and its relation to physical properties; door; P.H. Rresr, G.V. Grnns, 2007. Semanticscholar.org
  www.mindat.org
  www.smorf.nl
  https://www.facebook.com/crystalshapes