التوباز

التوباز معدن سيليكاتي يتكون من الألومنيوم والفلور ، وصيغته الكيميائية Al₂SiO₄ ( _F , OH ) _{₂ .} يُستخدم كحجر كريم في صناعة المجوهرات والزينة. التوباز الشائع في حالته الطبيعية عديم اللون، إلا أن شوائب العناصر النزرة قد تجعله أزرق باهتًا أو بنيًا ذهبيًا أو برتقاليًا مصفرًا. [ ٧ ] ^{غالبًا ما يُعالج} التوباز بالحرارة أو الإشعاع ليصبح أزرق داكنًا، أو برتقاليًا محمرًا، أو أخضر باهتًا، أو ورديًا، أو بنفسجيًا. ^{[ ٨ ]}

التوباز معدن من معادن النيسوسيليكات ، وتحديداً من معادن الألومينوسيليكات . ^{[ 9 ]} وهو من أصلب المعادن الطبيعية، وله معامل انكسار منخفض نسبياً . يتميز بنظام بلوري معيني قائم، وفئة بلورية ثنائية الهرم . ^{[ 10 ]}

يوجد التوباز في أماكن عديدة حول العالم. ومن أشهر مصادره البرازيل وروسيا. ^{[ 7 ]} وغالبًا ما يُستخرج التوباز من المناجم المكشوفة أو المناجم الغرينية. ^{[ 11 ]}

يُعتقد عمومًا أن كلمة "توباز" مشتقة (عبر الفرنسية القديمة : Topace واللاتينية : Topazius) من الكلمة اليونانية Τοπάζιος (توبازيوس) أو Τοπάζιον (توبازيون)، ^{[ 12 ]} من Τοπαζος. هذا هو الاسم القديم لجزيرة سانت جون في البحر الأحمر ، والتي كان من الصعب العثور عليها، والتي استُخرج منها حجر أصفر (يُعتقد الآن أنه كريزوليت : أوليفين مصفر ) في العصور القديمة. أُطلق اسم توباز لأول مرة على المعدن المعروف حاليًا بهذا الاسم في عام 1737. ^{[ 13 ]} صدّرت سريلانكا القديمة ( تامرابارني ) أحجار التوباز إلى اليونان ومصر القديمة، مما أدى إلى تسمية الجزيرة بأسماء ذات صلة من الناحية الاشتقاقية من قِبل ألكسندر بوليستور ( توبازيوس ) والمصريين الأوائل ( توبابوين ) - "أرض التوباز". ^{[ 14 ] [ 15 ]} ذكر بليني أن توبازوس جزيرة أسطورية في البحر الأحمر ، وأن معدن "التوباز" استُخرج منها لأول مرة. أو ربما تكون كلمة توباز مرتبطة بالكلمة السنسكريتية तपस् "تاباس"، والتي تعني "حرارة" أو "نار". ^{[ 12 ]}

خصص توماس نيكولز، مؤلف إحدى أولى الرسائل المنهجية حول المعادن والأحجار الكريمة، فصلين لهذا الموضوع في عام 1652. ^{[ 16 ]} في العصور الوسطى ، كان اسم التوباز يُستخدم للإشارة إلى أي حجر كريم أصفر، ولكن في العصر الحديث يشير فقط إلى السيليكات الموصوفة أعلاه.

تذكر العديد من الترجمات الإنجليزية للكتاب المقدس ، بما في ذلك نسخة الملك جيمس ، حجر التوباز. ومع ذلك، ولأن هذه الترجمات تشير إلى التوباز مشتقة جميعها من ترجمة السبعينية "topazi[os]" ، التي كانت تشير إلى حجر أصفر ليس التوباز، بل ربما الكريزوليت ( الكريزوبيريل أو الزبرجد )، فمن المرجح أن التوباز ليس المقصود هنا. ^{[ 17 ]}

كانت إحدى الخرافات الإنجليزية تزعم أن التوباز يشفي من الجنون . ^{[ 18 ]} واعتقد الرومان القدماء أن التوباز يوفر الحماية من المخاطر أثناء السفر. ^{[ 19 ]} وخلال العصور الوسطى، كان يُعتقد أن تعليق التوباز على الذراع اليسرى يحمي صاحبه من أي لعنة ويدفع عنه الحسد . كما كان يُعتقد أن ارتداء التوباز يزيد من حرارة الجسم، مما يُساعد على تخفيف نزلات البرد والحمى. ^{[ 20 ]} وفي أوروبا خلال العصور الوسطى، كان يُعتقد أن التوباز يُعزز القدرات العقلية. ^{[ 21 ]} وفي الهند، كان الناس يعتقدون أن التوباز يمنح الجمال والذكاء وطول العمر عند ارتدائه على منطقة القلب. ^{[ 22 ]}

التوباز حجر كريم . يُستخدم، بعد قطعه وصقله، في صناعة المجوهرات وغيرها من الحلي. يُستخدم التوباز ذو الجودة المنخفضة عادةً كمادة كاشطة نظرًا لصلابته، كما يُستخدم في إنتاج مواد حرارية للبيئات ذات درجات الحرارة العالية. ^{[ 7 ]} يُمكن استخدام التوباز كمادة صهر في صناعة الصلب. ^{[ 23 ]} إلا أن استخدام التوباز كمادة حرارية يُثير بعض المخاوف الصحية والبيئية نظرًا لإنتاج الفلور كمنتج ثانوي لعملية تكليس التوباز.

يُعد التوباز جزءًا من الرتبة الثانية من الأحجار الكريمة، أو الأحجار شبه الكريمة، إلى جانب الزبرجد والمورغانيت والتورمالين . [ 7 ^{] أما الرتبة} الأولى من الأحجار الكريمة، أو الأحجار الكريمة ، فتشمل الياقوت والزفير والماس والزمرد .

التوباز البرتقالي، المعروف أيضًا بالتوباز الثمين، هو حجر بخت شهر نوفمبر، ورمز الصداقة، والحجر الكريم الرسمي لولاية يوتا الأمريكية . ^{[ 24 ]} أما التوباز الأزرق فهو الحجر الكريم الرسمي لولاية تكساس الأمريكية . ^{[ 25 ]} ويُهدى التوباز الأزرق في الذكرى السنوية الرابعة للزواج، بينما يُهدى التوباز الإمبراطوري في الذكرى السنوية الثالثة والعشرين . ^{[ 22 ]}

يمكن إنتاج التوباز الاصطناعي باستخدام طريقة تتضمن التحلل الحراري لثاني أكسيد السيليكون (SiO₂ ₎ وفلوريد الألومنيوم (AlF₃) _. [ ^{26 ] عند} تسخين هذه المركبات إلى درجات حرارة تتراوح بين 750 و850  درجة مئوية، يتكون التوباز. وتستخدم طريقة أخرى مزيجًا من أكسيد الألومنيوم غير المتبلور (Al₂O₃ ) _{وسداسي فلورو ميثان} الصوديوم ₍ Na₂SiF₆ ) والماء، حيث يُسخن المزيج إلى درجة حرارة 500 درجة مئوية، ويُضغط عليه بضغط 4000 بار، ويُترك لمدة 9 أيام. ^{[ 26 ]} 

للحفاظ على حجر التوباز الكريم، يُنصح بتجنب استخدام أجهزة التنظيف بالموجات فوق الصوتية أو البخار، لأن ذلك قد يُسبب تشققات صغيرة داخل البلورة. ^{[ 22 ]} يُعد الماء الدافئ والصابون أفضل طريقة لغسله.

لاختيار حجر التوباز ذي المصدر الأخلاقي، يُنصح بالبحث عن حجر يعرف البائع مصدره. ^{[ 27 ]}

يُعد التوباز معدنًا ثانويًا في الصخور النارية الفلسية والرسوبية والمتغيرة حراريًا مائيًا. ^{[ 28 ]}

يتناوب التركيب البلوري للتوباز بين طبقات من (F, OH) _₂O وO على طول المستوى (010)، حيث تشغل أيونات ^Al³⁺ المواقع الثمانية السطوح، بينما تشغل أيونات ^Si⁴⁺ المواقع الرباعية السطوح. ^{[ 28 ]} يمكن استبدال الفلور بالهيدروكسيد في التوباز بنسبة تصل إلى 30  % مول في الطبيعة، ويمكن تصنيع التوباز الغني بالهيدروكسيد في المختبرات، ولكنه لم يُعثر عليه في الطبيعة. ^{[ 29 ]}

في بعض الأحيان، توجد تجاويف داخل التوباز، وهي مملوءة بسائل يُسمى بروسترلينيت. ^{[ 26 ]} اكتشف ديفيد بريستر هذا السائل عند تسخين عينة من التوباز. ^{[ 30 ]} بعد التسخين، فقد التوباز جزءًا من كتلته، ومن خلال الفحص، استنتج بريستر أن التوباز يتكون في بيئة رطبة، مما يُؤدي إلى تكوين هذه التجاويف المملوءة بالسائل. هذا السائل هو هيدروكربون ذو معامل انكسار يبلغ 1.13. ^{[ 26 ]}

تتخذ بلورات التوباز أشكالًا متعددة، بدءًا من البلورات الطويلة والرفيعة وصولًا إلى البلورات القصيرة والضخمة. ^{[ 29 ]} كما تتنوع أشكال نهايات البلورات، فتظهر بنهايات حادة، أو هرمية، أو إزميلية، أو إسفينية. يتميز التوباز بانفصام مثالي {001} لا يكسر روابط Si-O ضمن بنيته، وإنما يكسر فقط روابط Al-O وAl-F. ^{[ 31 ]} ويُعد هذا الانفصام سمة مميزة لهذا المعدن. تتراوح الزاوية البصرية 2V في التوباز بين 48° و69.5°. ^{[ 29 ]} ويؤدي انخفاض محتوى الفلور إلى زاوية أصغر، بينما يؤدي ارتفاعه إلى زاوية أكبر.

التوباز في حالته الطبيعية عديم اللون، وغالبًا ما يميل إلى الرمادي. كما يوجد بلون بني ذهبي إلى أصفر، مما يجعله يُخلط أحيانًا مع السترين ، وهو حجر كريم أقل قيمة. ^{[ 32 ]} ومع ذلك، فإن الكثافة النوعية لجميع درجات التوباز تعني أنه أثقل بكثير من السترين (حوالي 25% من حيث الحجم)، ويمكن استخدام هذا الفرق في الوزن للتمييز بين حجرين متساويين في الحجم. كذلك، إذا أمكن تحديد حجم حجر معين، يمكن تحديد وزنه إذا كان توبازًا، ثم التحقق منه باستخدام ميزان دقيق. وبالمثل، فإن الأحجار الزجاجية أخف وزنًا بكثير من التوباز ذي الحجم المماثل.

قد تُضفي مجموعة متنوعة من الشوائب والمعالجات على التوباز ألوانًا مختلفة، منها الأحمر النبيذي، والرمادي الفاتح، والبرتقالي المحمر، والأخضر الفاتح، والوردي (وهو نادر)، وتتراوح درجة شفافيته من معتم إلى شبه شفاف. وينتج اللونان الوردي والأحمر عن استبدال الكروم للألومنيوم في بنيته البلورية. ^{[ 33 ]}

يتميز التوباز الإمبراطوري بلونه الأصفر، أو الوردي (وهو نادر في حالته الطبيعية)، أو البرتقالي المائل للوردي. أما التوباز الإمبراطوري البرازيلي، فيتراوح لونه غالبًا بين الأصفر الفاتح والبني الذهبي الداكن، وقد يكون بنفسجيًا في بعض الأحيان. تُعالج العديد من أنواع التوباز البني أو الباهت لتلوينها بالأصفر الفاتح، أو الذهبي، أو الوردي، أو البنفسجي. وقد يتلاشى لون بعض أحجار التوباز الإمبراطوري نتيجة تعرضها لأشعة الشمس لفترة طويلة. ^{[ 34 ] [ 35 ]} أما التوباز الأزرق الطبيعي فهو نادر جدًا. وعادةً ما تُعالج المواد عديمة اللون، أو الرمادية، أو ذات اللون الأصفر الباهت والأزرق، حراريًا وتُشعّع لإنتاج اللون الأزرق الداكن المرغوب. ^{[ 35 ]} أما التوباز الصوفي، فهو توباز عديم اللون طُلي صناعيًا بعملية ترسيب البخار، مما يُضفي عليه تأثير قوس قزح على سطحه. ^{[ 36 ]}

على الرغم من صلابته الشديدة، يجب التعامل مع التوباز بحذر أكبر من بعض المعادن الأخرى ذات الصلابة المماثلة (مثل الكوروندوم ) نظرًا لضعف الروابط الكيميائية بين مكوناته الأيونية على طول أحد المحاور (بينما يتكون الماس، على سبيل المثال، من ذرات كربون مرتبطة ببعضها البعض بقوة متساوية على طول جميع محاوره). وهذا ما يجعل التوباز عرضةً للكسر على طول مستوى الانفصام هذا إذا تعرض لضربة قوية كافية. ^{[ 37 ]}

يتميز التوباز بمعامل انكسار منخفض نسبيًا مقارنةً بالأحجار الكريمة الأخرى، ولذلك لا تتألق الأحجار ذات الأوجه أو الأسطح الكبيرة بسهولة مثل الأحجار المصقولة من معادن ذات معاملات انكسار أعلى، مع أن التوباز عديم اللون عالي الجودة يتألق ويُظهر بريقًا أكثر من الكوارتز المصقول بطريقة مماثلة. عند صقل التوباز بقطع "بريلينت" نموذجي، قد يظهر إما سطحًا لامعًا محاطًا بأسطح تاجية باهتة، أو حلقة من الأسطح التاجية اللامعة مع سطح باهت يشبه البئر. ^{[ 38 ]} كما أنه يتميز بقابلية صقل فائقة، ويمكن أحيانًا تمييزه عن السترين من خلال ملمسه الزلق فقط (لا يمكن صقل الكوارتز إلى هذا المستوى من النعومة). ^{[ 39 ]}

هناك طريقة أخرى للتمييز بين التوباز والكوارتز، وهي وضع الحجر غير المرصع في محلول من البروموفورم أو يوديد الميثيلين . سيطفو الكوارتز حتماً في هذه المحاليل، بينما سيغرق التوباز. ^{[ 39 ]}

يرتبط التوباز عادةً بالصخور النارية السيليسية من نوع الجرانيت والريوليت . ويتبلور عادةً في البغماتيت الجرانيتي ^{[ 7 ]} أو في تجاويف البخار في تدفقات حمم الريوليت، بما في ذلك تلك الموجودة في جبل توباز في غرب ولاية يوتا الأمريكية وجبل تشيفينار في أمريكا الجنوبية. ويمكن العثور عليه مع الفلوريت والكاسيتريت في مناطق مختلفة، بما في ذلك جبال الأورال وإلمنسكي في روسيا ، وأفغانستان ، وسريلانكا ، وجمهورية التشيك، وألمانيا، والنرويج، وباكستان، وإيطاليا، والسويد، واليابان، والبرازيل، والمكسيك؛ وجزيرة فليندرز في أستراليا؛ ونيجيريا، وأوكرانيا، والولايات المتحدة. وقد اكتُشف التوباز في حوالي القرن الثامن عشر الميلادي في تكوين بغماتيتي ضمن جبال الأورال الوسطى في روسيا. ^{[ 7 ]}

تُعدّ البرازيل من أكبر منتجي التوباز، ^{[ 40 ]} إذ يمكن أن تصل بلورات التوباز الشفافة المستخرجة من البغماتيت البرازيلي إلى حجم الصخور الكبيرة وتزن مئات الأرطال. وقد بلغ وزن توباز أورنجزيب ، الذي رصده جان بابتيست تافيرنييه، 157.75 قيراطًا (31.550 غرامًا) . ^{[ 41 ]} أما التوباز الذهبي الأمريكي ، وهو جوهرة أحدث عهدًا، فقد بلغ وزنه 22,892.5 قيراطًا (4,578.50 غرامًا) . وتم العثور على عينات كبيرة من التوباز الأزرق الزاهي من منجم سانت آن في زيمبابوي في أواخر ثمانينيات القرن الماضي. ^{[ 42 ]} وتوجد أنواع عديمة اللون وأخرى زرقاء فاتحة من التوباز في صخور الجرانيت ما قبل الكمبري في مقاطعة ماسون، تكساس ^{[ 43 ]} ضمن مرتفعات يانو . ولا يوجد تعدين تجاري للتوباز في تلك المنطقة. ^{[ 44 ]} ومن الممكن تصنيع التوباز. ^{[ 45 ]}  

تعتمد عمليات استخراج التوباز واسعة النطاق عادةً على التعدين السطحي والتعدين تحت الأرض لاستخراج هذه الأحجار الكريمة. ^{[ 46 ]} تُنقل المواد المُخلفة بواسطة آلات ضخمة، بينما يُغسل الخام الثمين ويُفرز لاستخلاص أحجار التوباز. في المناجم الصغيرة، يُستخدم الغربلة الجافة في البيئات الغرينية ، وذلك بجرف المواد ووضعها في مناخل لفصل الأحجار الكريمة عن الغبار والشوائب غير المرغوب فيها. ^{[ 46 ]} بعد ذلك، يُمكن اختيار التوباز يدويًا من بين المواد المتبقية. ثم يُرسل التوباز المستخرج للمعالجة لاستخدامه في صناعة المجوهرات، وذلك بصقل الأحجار الكريمة ومعالجتها للحصول على اللون المطلوب. ^{[ 46 ]}

قد يُثير استخراج التوباز بعض المخاوف البيئية، لا سيما تلك المرتبطة بالعمليات واسعة النطاق. ^{[ 11 ]} يؤدي إنشاء منجم مكشوف كبير إلى تغيير طبيعة الأرض المحيطة به لتسهيل وصول العمال إليه. وبعد انتهاء استخدام هذه المناجم، غالبًا ما تُعاد تعبئتها بالرواسب المتناثرة المتبقية من عملية التعدين. ^{[ 47 ]} يمكن أن تُجرف هذه الرواسب إلى مناطق أخرى، مما يؤدي إلى قطع مصادر المياه، وتدمير الأراضي الزراعية، وخلق خطر الانهيارات الأرضية . كما يُمكن أن يؤثر التلوث الناتج عن التعدين على البيئة المحيطة ويُلحق الضرر بصحتها. ^{[ 47 ]} تُساهم إزالة الغابات لإنشاء المنجم، إلى جانب الآلات المستخدمة في عملية التعدين، في زيادة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي. كما تُؤدي إزالة الغابات إلى فقدان الموائل والتنوع البيولوجي من مساحات شاسعة من الطبيعة. يُمكن أن تُشكل هذه الاضطرابات في النظام البيئي تحديًا للحياة البرية والسكان المحليين. كما تُؤدي المياه، التي تُعد عنصرًا أساسيًا في عمليات التعدين، إلى سحبها من المجتمعات المجاورة، مما يُسبب نقصًا في المياه. ^{[ 11 ]} يمكن أن تتسبب المخلفات المتبقية من عملية التعدين في تسرب الملوثات إلى أنظمة المياه القريبة، مما قد يؤدي إلى تلوث مياه الشرب للمجتمعات المحلية. ^{[ 47 ]}

• 
  جبل توباز ، يوتا، الولايات المتحدة
• 
  التوباز الأحمر من تيبيتات، بلدية فيلا دي أرياغا، سان لويس بوتوسي، المكسيك
• 
  أحجار كريمة من التوباز المصقول بألوان متنوعة
• 
  توباز أصفر بقطع متدرج على شكل طائرة ورقية
• 
  التوباز الإمبراطوري في ميناس جيرايس

• العقيق
• البريل
• أوبال

• توباز من الرابطة الدولية للأحجار الكريمة الملونة
• تم العثور على التوباز ومعادن أخرى في جبل توباز، مقاطعة جواب ، هيئة المسح الجيولوجي في ولاية يوتا.
• "التوباز"  . الموسوعة البريطانية . المجلد 23 ( الطبعة التاسعة). 1888.