托帕石是英文Topaz的譯音，源於梵文Topazios，是“火”的意思，指礦物呈橙色，但托帕石在自然界中可有多種顏色，其礦物名稱為黃玉，是壹種常見的中低檔寶石。古人認為，托帕石的太陽般光輝能給人以溫暖和智慧，許多古老的民族把它當作護身符。據說，佩戴它能使人消除悲哀、穩定情緒，增強智慧和勇氣;歐洲人傳說金黃色的托帕石能把美貌和智慧帶給佩戴的人，所以父母總送給子女托帕石飾品以表達父母的“希望”。因此托帕石也被稱為“希望之石”。托帕石現已普遍用作11月的生辰石，象征友誼、友愛和希望。
壹、托帕石的基本特征
1.化學成分
托帕石是壹種含羥基的鋁矽酸鹽，其化學式為Al2［SiO4］(F，OH)2，可含有Li、Be、Ga、Ti、Nb、Ta、Cs、Fe、Co、Mg、Mn等微量元素，粉紅色的托帕石可含Cr元素。托帕石中含有附加陰離子F-，F-可部分地被OH-所替代，F∶OH為3∶1～1∶1，F∶OH比值的變化直接影響著其物理性質，且其比值隨托帕石的生成條件(產出溫度)而異。偉晶巖中OH含量較低，F含量接近於理論值(20.65%);雲英巖中的托帕石，OH含量增加至5%～7%;熱液成因的托帕石F與OH的含量接近相等。
2.結晶學特征
托帕石屬斜方晶系，它的晶體結構中存在著由［AlO4F2］八面體連接成的彎曲鏈，鏈沿c軸延伸，鏈與鏈之間由［SiO4］四面體連接。在八面體中有4個O和兩個F，F經常部分地被OH所替代，其鏈力最弱，使平行於{001}形成完全解理。
托帕石常見柱狀晶形，通常壹端為錐形，另壹端常由解理造成，晶體橫斷面為菱形，柱面上常有縱紋(圖2-1-72)。完好晶形壹般較少見，常見不規則粒狀，砂礦中的托帕石多被磨蝕成橢圓形。常見單形為:斜方柱m{110}、l{120}、y{021}，斜方雙錐d{111}、o{221}、p{223}、f{431}，平行雙面c{001}、b{010}等。
3.光學性質
1)顏色:托帕石壹般呈無色、淡藍、藍、黃、粉、粉紅、褐紅、綠等。目前市場上有些藍色托帕石是由無色天然托帕石先經輻射使之呈褐色，然後再加熱處理而呈藍色的產物。巴西粉紅色和紅色托帕石是該地產的黃色和橙色托帕石經熱處理的產物。
2)光澤及透明度:托帕石壹般呈玻璃光澤或亮玻璃光澤，常常是透明的。
3)特殊光學效應:有時可見貓眼效應(稀少)。
4)光性特征和多色性:托帕石為非均質體，二軸晶，正光性，2V=44°～66°;可見弱至明顯的多色性，與體色及顏色深淺有關。不同顏色托帕石的多色性分別為:黃色托帕石，褐黃色，黃色，橙黃;褐色托帕石，黃褐，褐;紅、粉色托帕石，淺紅，橙紅，黃;綠色托帕石，藍綠，淺綠;藍色托帕石，不同色調的藍色。
5)折射率、雙折射率和色散:托帕石的折射率為1.619～1.627(±0.010)，雙折射率為0.008～0.010。無色、褐色和藍色的托帕石的折射率壹般為1.609～1.617;紅色、粉紅色、橙色和黃色托帕石的折射率為1.629～1.637。托帕石的折射率壹般與F-的含量成反比，其色散值較低，為0.014。
6)無特征吸收光譜。
7)發光性:托帕石在長波紫外燈下壹般呈現無至中等的橙黃色、黃色或綠色熒光;在短波下壹般為無至弱的橙黃色、黃色或綠白色熒光。
4.力學性質
托帕石具有壹組平行{001}的完全解理，常常平行於底軸面裂開，韌性差。斷口貝殼狀，解理面發育處兼有階梯狀斷口。
托帕石的密度壹般為3.53(±0.04)g/cm3，與鉆石的密度十分接近，隨著晶體中OH代替F的含量增加，其密度會減小。摩氏硬度為8。
5.其他性質
托帕石耐酸蝕力雖低於綠柱石，但仍可用HF清洗，即與任何酸在短期內無反應;長期浸泡，可部分溶於硫酸。熱穩定性較低，至400℃已有變化反應。
6.放大檢查
托帕石中常可見兩相、三相包裹體(2-1-73a、b)、兩種或兩種以上不混溶的液體包裹體及各種礦物包裹體、負晶等。有時可見氣液包裹體平行柱面排列成行，平行c軸延伸。礦物包裹體有電氣石(圖2-1-73c)、鈉長石(圖2-1-73d)、錳鋁榴石(圖2-1-73e)、雲母、針鐵礦、磷灰石、獨居石、螢石、石英、赤鐵礦(圖2-1-73f)等等。
圖2-1-72 托帕石的晶形
圖2-1-73 托帕石中的包裹體
托帕石中常見解理紋，並可見平行斜方柱的折角狀生長線;極少見有明顯的色帶。
二、托帕石的主要品種
托帕石根據顏色可劃分為如下品種:
1)紅色托帕石:紅橙色、粉紅至紅色系列的托帕石。目前市場上出售的粉紅至紅色托帕石，大部分是黃色、橙色或褐色托帕石經加熱改色而成，顏色很穩定。
2)黃色托帕石:多指黃色、金黃色、黃棕色的托帕石。棕色至黃棕色托帕石因為外觀顏色很像西班牙產的壹種呈淺黃或深褐色的葡萄酒，因此，也有人用“酒黃色”來形容其顏色。
3)藍色托帕石:淺藍色、藍色托帕石。目前市場上的許多藍色托帕石是由無色或淺藍色的托帕石經放射性輻照，然後熱處理得到的。
4)無色托帕石:無色透明的托帕石。壹般可直接琢磨成刻面寶石或用作改色托帕石的原料。
三、托帕石與相似寶石的區別
與托帕石相似的寶石礦物有賽黃晶、紅柱石、磷灰石、海藍寶石、碧璽等(表2-1-24)。
表2-1-24 托帕石與相似寶石的鑒別
續表
1.賽黃晶(Danburite)
1)化學成分:CaB2(SiO4)2。
2)結晶學特征:斜方晶系，常呈短柱狀，外觀與黃玉相似，也可呈塊狀或粒狀集合體。
3)光學性質:常見黃色、無色、褐色，偶見粉紅色;玻璃光澤至油脂光澤。非均質體，二軸晶，正或負光性，多色性很弱;折射率為1.630～1.636(±0.003)，雙折射率為0.006;在紫外燈長波下，可見無至強的淺藍至藍綠色熒光，短波下的熒光弱;某些賽黃晶可見580nm雙吸收線。
4)力學性質:可見壹組極不完全解理，摩氏硬度為7，密度為3.00(±0.03)g/cm3。
5)放大檢查:可見氣液包裹體和各種固態包裹體。
2.海藍寶石
海藍寶石與淺藍色托帕石在外觀上很相似。兩者的主要區別是:
1)外觀上，海藍寶石顏色較淺淡，光澤弱;而藍色托帕石壹般顏色較海藍寶石深，光澤強，為亮玻璃光澤。
2)海藍寶石的折射率(1.577～1.583)和密度(2.72g/cm3)均比托帕石小。
3)海藍寶石為壹軸晶負光性，而托帕石為二軸晶正光性，可借助幹涉圖來鑒別。
4)海藍寶石無紫外熒光，而托帕石有時候可見黃色熒光，通過紫外熒光的差異可輔助鑒別海藍寶石和托帕石，但有時候托帕石也可能無熒光，所以不能單純地根據熒光特征來區別。
3.各色碧璽
碧璽的顏色豐富，且折射率值與托帕石相近，可與各種顏色的托帕石混淆。
1)外觀上，兩者的顏色有壹定差別，粉紅色和棕黃色托帕石的顏色比相應的碧璽顏色深，而藍色和綠色調托帕石的顏色比相應的碧璽顏色淺。
2)碧璽的多色性比托帕石明顯。
3)碧璽的密度(3.06g/cm3)比托帕石小，可用二碘甲烷(SG=3.32)重液將它們區分開，碧璽在二碘甲烷中漂浮，而托帕石則下沈。
4)碧璽的雙折射率壹般為0.020，可見後刻面棱的雙影，而托帕石的雙折射率較小。
5)碧璽內部常可見特征的扁平狀氣液包裹體、空管狀包裹體。
4.紅柱石(Andalusite)
紅柱石與托帕石折射率值相近，很容易混淆，要註意區別。紅柱石的主要性質如下:
1)化學成分:Al2SiO5，可含有V、Mn、Ti、Fe等元素。
2)結晶學特征:斜方晶系，常見柱狀晶體，橫截面近於正方形。
3)光學性質:玻璃光澤，顏色通常為黃綠色、黃褐色，可見綠色、褐色、粉色、紫色(少見)。內有黑色十字者稱為空晶石。有些綠色紅柱石可經熱處理變成粉色，顏色穩定，不可檢測。紅柱石為非均質體，二軸晶負光性，具有很強的三色性:褐黃綠，褐橙色和褐紅色;折射率為1.634～1.643(±0.005)，雙折射率為0.007～0.013;在紫外燈短波下可見無至中等的綠色至黃綠色熒光;綠色、淡紅、褐紅紅柱石的吸收光譜特征是:在紫區可顯436nm和較弱的445nm吸收線。
4)力學性質:可見平行柱面的{110}方向中等解理，兩個方向近90°相交。摩氏硬度為7～7.5，密度為3.17(±0.04)g/cm3。
5)放大檢查:可見針狀包裹體。
5.磷灰石
藍色托帕石與藍色磷灰石外觀上相似，折射率比較接近，兩者的區別為:
1)磷灰石密度(3.18g/cm3)比托帕石小，可用二碘甲烷重液將兩者分開。
2)磷灰石為壹軸晶負光性，托帕石為二軸晶正光性。
3)磷灰石的雙折射率較低，壹般只有0.003，而托帕石的雙折射率壹般為0.008～0.010。
4)磷灰石具有特征的580nm雙線吸收光譜，而托帕石的吸收光譜不特征。
5)磷灰石的硬度較低，常可見表面劃痕。
四、托帕石的優化處理
托帕石的優化處理方法主要有熱處理、輻照處理、擴散處理和覆膜等4種。
1.熱處理(優化)
黃色、橙色和褐色的托帕石加熱可轉變成粉色或紅色，顏色很穩定，壹般不可測。
2.輻照處理
無色托帕石輻照成深藍或褐綠，再經熱處理可產生藍色;黃色、橙色、褐綠色可經輻照加深顏色或去除雜色，多數不可測。但可根據如下特征進行區別:
1)放射性檢測:如果藍色托帕石有殘余放射性則表明經過處理，但是若樣品經過較長時間的存放，其放射性殘留量可以降低到安全標準以下，無法依此進行鑒別。
2)熱致發光:另壹種檢測輻照處理藍色托帕石的方法是熱致發光。據U.Heen和H.Bank(1990)研究，天然的藍色托帕石熱致發光的峰值有兩個，溫度分別為250℃和500℃，且前者的發光強度大於後者。而輻照處理的藍色托帕石，其熱致發光的峰值卻在400℃以後，並呈單峰的形式。
3)陰極發光:天然藍色托帕石的陰極發光強度大於輻照處理藍色托帕石。
3.擴散處理
無色托帕石經擴散處理可形成藍色、藍綠色或綠色。
市場上常見Co2+離子擴散處理的托帕石，浸油中放大檢查或散射光中觀察，可見顏色僅局限於表層(厚度<5μm)，內部無色。顏色在刻面棱線處或裂隙中集中，呈“蛛網狀”，且表面不均勻地聚集有褐黃色斑點。在濾色鏡下呈紅色，分光鏡下可見特征的鈷吸收光譜。折射率測試時往往讀數比較模糊。激光拉曼光譜測試具有由Co2+-O彎曲振動衍生的731、627、504cm-1三個寬譜帶及200cm-1的銳峰。
4.覆膜處理
托帕石的表面常進行覆膜處理以改善寶石的外觀和顏色。可見樣品表面呈金屬光澤，並伴有異常五顏六色的表面暈彩現象，放大檢查可見局部膜層脫落。
五、托帕石的質量評價
托帕石的評價可從顏色、凈度、切工和重量等方面進行。
1.顏色
托帕石以紅色和粉紅色、藍色、葡萄酒黃色為佳。其中，紅色托帕石價值最高，質優者價格昂貴，由於其產出稀少，有些優質的紅色托帕石的價格可能超過紅寶石的價格。其次是粉紅色，再就是藍色和黃色，無色托帕石價值最低。
2.凈度
托帕石中常含氣液包裹體、各種固態包裹體和裂隙等，無瑕疵的托帕石不多見。壹般肉眼可見包裹體價格低。優質的托帕石要求透明度好，無瑕疵、無裂紋。
3.切工
優質的托帕石應具有明亮的玻璃光澤，若因加工不當而導致光澤暗淡，則會影響寶石的價格。托帕石壹般切割成刻面型，以祖母綠型和圓鉆型為主，其冠部主面角和亭部主面角均為40°。
4.重量
市場上托帕石成品的重量壹般在2～20ct之間，少數可達50ct。托帕石的重量越大，價格越高。
世界珍品收藏有:
美國華盛頓斯密遜博物館:黃色，7725ct;藍色，3273ct;無色，2680ct;黃綠色，1469ct;橙色，93.6ct;深玫瑰紅，34ct;巴西產。淡藍色，398ct，烏拉爾產。白色，170.8ct，馬達加斯加產。淡藍色，146.4ct;藍色，24.4ct;藍色，17ct，美國產。無色，50.8ct，日本產。
美國紐約自然歷史博物館:紅色，71ct;淡藍色，308ct;深藍色，258ct;深藍蛋形，1463ct;巴西產。淡橙褐色，241ct，緬甸產。
英國倫敦大英自然歷史博物館:結晶體，137lb，挪威產。無色，1300ct，藍色，614ct，巴西產。
加拿大多倫多皇家安大略博物館:藍色，3000ct，巴西產;淡褐色，365ct，緬甸產。
六、產狀、產地及礦床實例
1.產狀
(1)偉晶-熱液型
大多數F型托帕石產於偉晶巖中，形成於氣成熱液期與熱液期;OH型托帕石壹般產在雲英巖、脈巖中，也是氣成熱液期與熱液期產物;巖漿巖裂隙、晶洞中產出以及熱液脈中產出的托帕石主要是高溫熱液期產物。
(2)變質型
主要是接觸變質和熱液蝕變形成的。在富氣液揮發分的巖漿組分浸滲於接觸帶的石灰巖或在變質的沈積巖、火山巖系等能“封存”氣液的部位形成氣液蝕變礦物組合時，在富鋁部位會出現寶石級托帕石。
托帕石是穩定性很高的寶石礦物，砂礦型托帕石也是很重要的成因類型。與托帕石***生的礦物有石英、電氣石、螢石、白雲母、黑鎢礦和錫石等。
2.產地
世界上托帕石的主要產區有巴西、斯裏蘭卡、俄羅斯、美國、緬甸、澳大利亞、墨西哥、德國、法國、納米比亞、津巴布韋、尼日利亞、馬達加斯加等。優質的托帕石主要來自巴西，以無色、橙色和橙褐色為主;美國主要產無色和藍色的托帕石。
我國的主要產地有內蒙古、新疆、湖南、江西、雲南和廣東等地。內蒙古產無色、淺色托帕石;新疆產淡黃、金黃、橙黃色托帕石;甘肅產淡黃、酒黃色及無色托帕石;湖南有無色、略帶天藍色托帕石;廣東產無色、米黃色、帶藍或帶粉色的托帕石。
3.礦床實例
巴西米納斯吉拉斯Ouro preto托帕石礦床是世界上最大的產有色托帕石的礦床，儲量豐富，質量較高，發現於1800年。該區托帕石顏色多樣，有黃色、桃紅和暗橙色，常有裂隙，晶體直徑1～24cm。
Our Preto礦床位於巴西南東Rio de Janeiro以北500km。該區廣泛分布變沈積巖和火山巖(前寒武紀Minas系列)，年齡為2700Ma(相當於二疊紀)的花崗片麻巖侵入到這套巖石中，並使之產生蝕變。托帕石與高嶺土、石英、鏡鐵礦、方柱石和金紅石壹起，產在上前寒武Sabara建造的富絹雲母或白雲母層中，沿著東西向分布的右行斷層帶分布。Sabara建造由變硬砂巖、流紋巖及變火山巖組成，托帕石賦生在變硬砂巖中的特殊層位中，變硬砂巖現在主要由鐵染高嶺土及少量石英和白雲母組成，它比Sabara中絹雲母流紋巖具更大的滲透性。這套組合的走向是NNE，傾向SE。張裂隙常發生在更致密較脆性的高嶺土巖石中，絹雲母流紋巖雖非常致密，但絹雲母或白雲母巖石趨於流動，張裂隙不易保存。
我國內蒙古的托帕石產於白雲母型和二雲母型花崗偉晶巖中，與綠柱石、獨居石等礦物***生。江西的托帕石屬氣成高溫熱液成因，多富集於礦脈較細的支脈內，與石英、白雲母、長石、黑鎢礦、綠柱石等***生。產於雲英巖化花崗巖中的托帕石常與螢石***生，有時則聚集成脈。