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辰砂(硫化汞矿物)

辰砂又称朱砂、丹砂、赤丹、汞沙,是硫化汞(HgS)矿物。含汞86.2%,是炼汞最主要的矿物原料;其晶体可作为激光技术的重要材料。还是中药材,具镇静、安神和杀菌等功效。中国古代用它作为炼丹的重要原料。过去以产在辰州(今湖南沅陵等地)的品质最佳而得名。 [1]

晶体属三方晶系,与等轴晶系的黑辰砂成同质多象。常呈菱面体或短柱形;常见贯穿双晶。具平行柱面的完全解理。集合体呈粒状、块状或皮膜状。摩氏硬度2.5,比重8.10。颜色常呈红色,晶体表面具条痕红色,半透明。纯净辰砂为金刚光泽,朱红色;含杂质时光泽暗淡,褐红色。是典型的低温热液矿物,成因上与近代火山作用有关。中国是辰砂主要产出国,产地以湖南新晃、贵州铜仁等为主。世界其他产地有西班牙阿尔马登、意大利尤得里奥、美国加利福尼亚的沿岸山脉等。 [2]

晶形为板状或者柱状,穿插双晶常见。解理发育。硬度较小,为2-2.5。比重较大,为8.09。辰砂的粉末呈红色,可以经久不褪,我国利用辰砂作颜料已有悠久的历史。“涂朱甲骨”指的就是把辰砂磨成红色粉末涂嵌在甲骨文的刻痕中以示醒目,发生在几千年前;“朱笔御批”指的是封建社会的历代帝王利用辰砂的红色粉末书写的批文,目的是为了看着醒目和长期保存。 [1]

中国是世界上出产辰砂最多的国家之一。主要产地是贵州东部和湖南西部,以质好量大而出名。产出的矿砂多数运到湖南西部的辰溪,再转销全国各地,辰溪成为当时辰砂主要的集散地,“辰砂”一名也由此而来。 世界上最大的辰砂晶体是“辰砂王”,1980年在贵州东部万山汞矿区发现。长10.8厘米,宽4.4厘米,高4.2厘米,净重237克。现收藏于中国北京地质博物馆。 [3]

大自然的造化瑰丽而神奇。各种造型奇特、色彩美丽、产量稀少的矿物单晶体、连晶体和晶簇,既是宝贵的矿物原料,又是含蓄质朴,美丽天成的观赏石,它们是大自然给人类的慷慨的馈赠。辰砂又被称作为“朱砂”,它是一种棕红色,色彩鲜艳的彩石。新石器时代的先民就曾经应用辰砂做颜料。辰砂的主要化学成分是硫化汞,在我国的湖南、贵州、四川等地都有出产。辰砂的晶体呈板状或菱面体状,它的集合体成粒状或块状。纯净的辰砂具有金属光泽。有时表面会因覆盖氧化薄膜而呈铅灰色。辰砂的密度比较大,和银相仿,只出产在低温热液的矿床中,常与辉锑矿共生。辰砂是提炼汞的最主要的矿物原料。中医利用辰砂作为安神、定惊的药物;辰砂的单晶可以作为激光调制晶体,是现代激光技术的关键材料之一。 [3]

辰砂化学成分为硫化汞,含Hg86.2%,常含有粘土、氧化铁、地沥青等杂质。溶于盐酸,并产生带臭鸡蛋味的硫化氢。 [2] 三方晶系,晶体呈板状或菱面体状,集合体呈不规则粒状、致密块状或土状,晶簇常呈菱形双晶体、大颗粒单晶体。半透明或不透明,鲜红、朱红、浅红、暗红色或条痕红色,有时表面带铅灰色的锖色。对光敏感,有很高的折射率,金属光泽、金刚光泽或玻璃光泽,摩氏硬度2~2.5,比重8.2,性脆;仅产于火山岩、热泉沉积物、低温热液矿床、断层角砾白云岩晶洞中,常与石英、雄黄、雌黄、方解石、辉锑矿、黄铁矿、白玺石等共生。外生成因的辰砂产于氧化带的下部,由黑黝铜矿分解而成。辰砂是分布最广的汞矿物,产于我国的湖南、贵州、云南以及美国西部、西班牙、墨西哥产等地。辰砂晶体表面有时呈现铅灰的锖色,晶面为金刚光泽,半透明至不透明,性脆,摩斯硬度2至2.5,相对密度8至8.2,不导电。含有辰砂条带的地开石,是中外驰名的鸡血石,为中国的著名印章石之一。 [3]

辰砂(Cinnabar)系矿物名称,以古辰州产地命名,且为全国科学技术名词审定委员会公布的定名。在中国历史中还出现了不少以地方命名的这种矿物,如锦砂,是锦郡出产的,这是中国历史上的一个物品称谓的习惯。只有辰砂这一名称被矿界接受,并被正式命名,全国通用。辰砂又称朱砂、丹砂,是人们根据其颜色特征而叫起来的,尤其是国画界,朱砂的名称流传至今。中国和日本有世界上最大的辰砂矿床。辰砂矿是含汞的主要矿物,大红色,金刚光泽至金属光泽、呈致密的块状和半透明的板状或犬牙状。辰砂的化学名称是硫化汞(分子式α HgS或HgS)。画界把合成的硫化汞称为银朱(Vermilion,分子式α HgS),有关炼丹术古籍中也称其为灵砂。辰砂属六方晶系,色泽鲜艳。自然界中还有另一种黑色硫化汞矿物,称之为黑辰砂(Metacinnabar,分子式βHgS),与辰砂互为同质异象,因时常混生,影响辰砂品位。用升华的方法提纯混生矿物,升华后黑辰砂重结晶时变为辰砂,这样黑辰砂就不存在了,升华所得辰砂色泽纯正、鲜艳。 [4]

辰砂最早出现在新石器时代彩陶中,如距今7000年左右的甘肃秦安大地湾就有多处发现。马清林等人分析研究之后指出,该遗址四期二段红色彩绘灰陶瓮口部红色颜料(样号:Q.D.F902④ :20)和红色彩绘陶盆口沿部残片红色颜料(Q.D.T810③ :37)均为辰砂 [5] 。大地湾九掘区发现红、黑两色彩陶残片,经分析,红色颜料为辰砂,黑色颜料为碳黑,胶质为蜡质 [6] 。在距今6600± 300年的河姆渡村遗址第三文化层中发现漆碗,器壁外均有薄薄一层红色涂料,色泽鲜艳,微有光泽。专家推断用了辰砂,后经陈元生先生鉴定确实是辰砂[3]。这些都是我国至今发现最早用辰砂的例证。上述秦安大地湾和河姆渡南北两地的辰砂使用事例,已充分证明我国先民在距今7000年左右的新石器时代,已在彩绘陶、木器使用了辰砂。河南灵宝西坡遗址M 27墓属仰韶文化中期晚段。墓中两件大口缸上腹部均有红色彩带,带上有加黑点的图案。其中一缸口唇部有朱砂痕迹。缸内填土中有涂抹朱砂的细麻布碎块。考古者推断“缸口原来用涂朱的麻布覆盖” [7] 。湖北枝城市城背溪遗址(系公元前4400~ 3300年)出土一件盘形陶器,系涂了辰砂的彩绘陶[5];李士、秦广雍在《现代实验技术在考古学中的应用》例举了X-射线衍射分析,并指出该古陶彩绘红色颜料为辰砂,粉红色是辰砂和方解石混合物 [8] 。青海乐都柳湾原始社会(新石器时代中晚期,约公元前3000公元前2000年)墓地发现某尸骨之下撒有辰砂 [9] ;广西花山岩画距今三千余年,工作者在画面中取了四个样品,均有辰砂 [10] ;良渚遗址出土木器红色涂料中的颜料是辰砂 [11] ;玉门火烧沟出土商末夏初红色颜料(甘肃省博物馆给出样品编号:红YH M 84)笔者用X-射线衍射谱分析,结果是辰砂(HgS)和石英(α-SiO 2)混合物。距今4000余年的河南偃师二里头宫殿遗址中有用辰砂绘制花纹的彩绘陶片 [12] ,玉器、铜器都裹在辰砂里,还发现贮藏大量辰砂于三个坑中,同时出土的龙纹陶器内壁涂了辰砂,其量之大证明公元前2000年时那里使用辰砂之盛况 [13] 。殷墟五号墓出土研磨辰砂工具及用辰砂涂了的甲骨文刻字 [14] 。山东长清仙人台遗址中,有六座周朝国贵旅墓均在棺底铺撒约2cm厚的辰砂 [15] 。河北藁城县台西村商代中晚期遗址出土朱红地漆器,颜料是辰砂。山东临沂凤凰岭东周墓出土陶片,彩绘颜料红色均为辰砂 [16]

我国汞矿资源丰富,累计探明储量居世界第3位。古时辰砂因地名还叫过巴砂、宜砂、阶砂等,宋代后,主要产销市场在湖南辰州,又因颜色而叫朱砂、丹砂、真朱、赤丹、丹粟等。上世纪80年代,在我国贵州万山汞矿岩屋坪矿区采到1颗矛头状穿插双晶辰砂,质纯色艳,形态完整,被命名为“辰砂王”,是我国1982年发行的第一套矿物邮票中辰砂的原型。 [2]

一般辰砂结晶多为1毫米左右的颗粒,大于5毫米的鲜红辰砂晶体常被国内外矿物爱好者收藏。我国产出的辰砂晶体形体完整,色泽鲜艳,在国际市场上,5毫米至10毫米的完整晶体售价达200美元,而让世界矿物爱好者、收藏家动心的是我国贵州产的大于1英寸的辰砂王族成员。上世纪90年代美国卡希尔矿出产过1颗长1英寸的辰砂晶体,估计重30克左右,售价为1500美元,是西方世界之冠,此售价为辰砂晶体在国际市场的价格奠定了基础。辰砂王族,就是以美国卡希尔矿产的辰砂晶体,即长25毫米、重30克为下限的标准辰砂晶体。决定辰砂晶体价格的条件较多,但一般用晶体大小进行标定,其他用作价格天平上的砝码。晶形完整、棱角清晰、色泽鲜红、透明度好的给予加倍计算。 [2]

天然朱砂为粒状或块状集合体,呈大小不一的块或细小颖粒。块较大者表面暗红色,细小的片状或粒状者表面鲜红色,不规则薄片色红鲜艳,光亮如镜,触之不染手,具金刚光泽,半透明。质脆,硬度2-2.5,比重8. 09-8. 20,条痕朱红色至褐红色. [17]

合成朱砂呈紫红色不规则块状或朱红色粒状及粉末.不溶于强酸,能溶于硫化钠和王水. [17]

正品朱砂的理化鉴别:①于闭口试管中加热,变为黑色硫化泵;加碳酸钠共热,则变为金属汞球.②在开口管中烧之产生二氧化硫气体及金属汞球。③细末用盐酸浸湿后,里光洁的铜片上擦之,铜片表面显银白色。 [17]

伪品一:褚石为氧化物类矿石赤铁矿。多粉碎成不规则小块或粉末,呈暗红棕色至棕红色,金属光泽不明显,质硬,硬度5. 5^-6,比重较正品小,为5^-5. 3,条痕樱红色.摘石主要含三氧化二铁((Fe20,),能溶于强酸,其粉末加盐酸溶解后的溶液加硫氰酸钱试液显血红色,再加亚铁氰化钾试液生成蓝色沉淀,再加2500氢氧化钠试液沉淀变成棕色(Fe,十的鉴别反应)。 [17]

伪品二:矿渣、砂粒经染色而成其与正品朱砂的主要区别为呈暗红色,质轻,水洗可使水染色,而矿渣、砂粒的红色变浅或褪去,无金属光泽.理化鉴别呈阴性。 [17]

伪品三:一种暗红色矿石(品种待定)呈不规则块状,暗红色,略有光泽,比重较正品小,断面略呈纤维状,较正品易碎,不溶于水,部分能溶于强酸。理化鉴别呈阴性。 [17]

掺伪品:朱砂的掺伪品主要有两类。一类是掺有储石、红土或染色矿渣,一般色泽不均匀,水洗去色,颗粒间比重差异大.另一类中掺有铁等金属异物粉粒,可用磁铁吸附,加稀酸有气体产生。 [17]


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