吉林松花砚石产状及矿物学特征研究

秦宏宇，徐 强，曹妙聪

（长春工程学院勘查与测绘工程学院，长春130021）

砚石作为广义宝石品种之一，指的是用于雕琢砚台（或称砚）的天然岩石。适于制作砚石的岩石类型主要为沉积岩或变质沉积岩［1－2］。砚石作为一种工艺美术品，极富收藏和观赏价值。砚石由于“存传历世而不朽之物”，且大量名坑所产、名师所雕的精品名砚为历代名人墨客、帝王将相以及平民百姓争相购买收藏，而砚价千金［3］。

松花砚石产于松花江边——清朝祖先的居住地，色如松花而被康熙皇帝赐名为松花石，并成为清朝的皇家贡砚。康熙皇帝称赞道“松花石砚温润如玉，绀绿无暇，质坚而细、色嫩而纯、滑不拒墨，涩不滞笔，能使松烟浮艳，毫颖增辉，昔人所称砚之神妙无不兼备，洵足超轶千古”。

近年来人们对传统的四大名砚的研究较多，但有关松花砚石的研究文献并不多见。笔者通过对松花砚石矿床的野外调查和宝石学性质特征的研究撰写此文，以其为进一步开发利用该砚石资源提供借鉴和帮助。

1 松花砚石的成因及地质产状特征

松花砚石矿赋存在吉林省通化、白山地区的新元古界青白口系南芬组地层中。岩性为含硅质泥晶灰岩，颜色多呈绿色、黄绿色、紫色（如图1）。

松花石形成的古地理环境属较稳定的浅海相沉积。海水搬运来的沉积物中的石英颗粒平行规则排列，构成了松花砚的骨架。在浅海中的藻类及菌类的遗骸以细小的微粒，充填到骨架中。海水中的还原环境和陆源的碎屑分解沉积，使得砚石结构紧密。在氧化—还原交替的浅海环境中，大量的沉积物如砂质、泥质碳酸盐岩等物质构成了紫色、紫灰色、黄绿色、浅灰色、蛋青色等色彩斑斓的纹色，形成了松花石特有的结构（如图1）。除带有横向纵向丝状纹理外，一些金属矿物还在松花石中形成了金线、金星、石眼、闪电纹。使得松花石颜色多样、绚丽，层理刷丝明显。

图1 松花砚石野外地质露头及产状特征

松花砚石是在表生状态下，经过物理化学作用形成的砚石石材。在动荡变化的浅海环境下形成的松花石具有独特层理，加之成分的差异，为后期形成松花砚石提供了先决条件。由于构造运动，松花石矿层上升到地壳表层氧化带中。物理风化使松花石矿层发生机械破碎，产生裂隙、裂纹。化学风化造成物质的带出带入，松花石一般以物质的带出，物质成分减少为主。由于构造运动作用下产生的节理、裂隙，经过重结晶、交代反应，SiO2、CaCO3等矿物充填到节理裂隙中，形成石英、方解石细脉、网脉。松花砚石是地壳构造运动和第四纪表生状态下物理化学风化作用条件下的综合产物。

青白口系南芬组的紫色、黄绿色页岩、粉晶灰岩在残坡积层的出露处，是寻找松花石的直接找矿标志。

2 松花石的宝石学性质与特征

适合制作砚石的岩石主要有板岩、千枚岩、粉砂质泥岩、泥质灰岩、微晶石灰岩、含生物化石石灰岩等。从化学成分分析来看，砚石主要含Al、Si、K、Cu、Fe、Mg、Ti、S几种元素。其矿物成分主要是方解石、绿泥石、云母、石英、黄铁矿等［4］。

松花砚石化学成分分析结果表明：SiO234.97%，TiO20.29%，Al2O30.23%，Fe2O30.79%，FeO1.33%，CaO 29.30%，MgO l.58%。从X射线衍射分析（XRD）对松花砚石的矿物物相分析来看，松花石的主要矿物成分为方解石，其约占93%±。其余7%±的矿物组成分别为白云母、石英和绿泥石等（如图2），其中石英含量约3%～5%。

图2 松花石X射线衍射图

松花石矿物的粒径在0.01～0.02mm之间。方解石粒径与石英、绿泥石矿物粒径相仿，矿物分布均匀。砚石中主要矿物方解石的硬度为3，石英的硬度为7，黄铁矿的硬度为6～6.5。石英和黄铁矿在方解石中呈星点状均匀分布，构成了下墨的主要因素。砚石中2种主要矿物硬度之间的差异使松花石既柔中有刚，又细中有锋。施水用墨研磨，松花石砚既发墨而又不减其锋。

松花石吸水率一般在0.09%～0.53%之间，平均0.28%，低于普通岩石吸水率（0.60%）。由于其较低的吸水率，使得松花砚石润色饱墨，是制砚的上佳材质。从分析结果看，绿色、黄绿色吸水率低，紫色松花石吸水率相对高些。绿色松花石可成为上乘砚料。

3 松花砚石的色系和品级

松花石有5个纯色色系：绿色、青色、黄色、褐色、紫色。共生色系有黄绿色、紫绿色、紫黄绿色等二色系、三色系、多色系等。伴生色系有夹杂着重晶石的星月类等。松花石的色泽中，阳绿色为上品、栗色为精品、枫红色为孤品。按砚石组成矿物颗粒的大小及细腻程度，可将松花砚石分为胶质石品、玉质石品、沙质石品、石质石品4类。根据砚石的粒度大小，可将砚石的结构分为如下几种：1）微粒状结构，粒度在0.01～0.1mm以内，肉眼似乎感觉有颗粒存在，但难以辨认形态。2）细粒状结构，粒度在0.1～0.2mm以内，肉眼可微看到颗粒存在，能隐约分辨出边缘。3）中粒状结构，粒度在0.2～0.5mm以内，肉眼明显看到颗粒，能分清颗粒的排列方式。4）粗粒状结构，粒度在0.5mm以上，含显著的非法收入砂性物质，质地坚硬。

松花石的密度是判定石质优劣的标准，太硬和太软都不好。太硬，研墨滑塘，不下沙，不起墨；太软，涩固墨块，墨法粗俗，不光亮。松花石密度2.60～2.80g／cm3，理想的密度是2.60～2.70g／cm3。松花石密度直接影响它的硬度，松花石的摩氏硬度在3.0～4.5之间，以3.5度的砚品研磨墨块最佳。

4 松花砚石与传统四大名砚的性质与特征比较

松花砚作为中国的名砚之一，其与中国传统的四大名砚“端砚、歙砚、洮砚和红丝砚”在性质和特征上有一些相似之处［5］，其特征对比见表1。

松花石与四大名砚相比，岩石类型与四大名砚中的红丝砚岩石类型一致（见表1），均为微晶灰岩。砚石中的主要组成矿物的粒度大小相近，为0.01～0.2mm。使得砚石材料细腻光滑，易于发墨。加上砚石的石质致密细腻，孔隙度小，既不吸水，又不透水，故使松花砚石成了理想的上等砚台。

5 结语

松花砚石以其温润如玉，绀绿无暇，涩不滞笔，毫颖增辉的特点成为砚石中的名品。松花砚石形成于距今787～862Ma的新元古界青白口系南芬组地层中，属于稳定的浅海环境下的沉积产物。松花石既有绿色、青色、黄色、褐色、紫色纯色色系，又有黄绿色、紫绿色、紫黄绿色等多色色系。砚石中的某些金属矿物如黄铁矿的存在，在砚石中形成了金线、金星、石眼等，增加了砚石的商业价值。

表1 松花砚与传统“四大名砚”特征对比

XRD分析松花砚石中的93%±矿物组成为方解石，其余为白云母、石英和绿泥石等。硬度较高的石英和黄铁矿构成了松花砚石发墨的主要因素。砚石的吸水率平均为0.28%。松花砚石中的阳绿色为上品、栗色为精品、枫红色为孤品。松花石密度2.60～2.80g／cm3，理想的密度是2.60～2.70g／cm3。松花石的摩氏硬度在3.0～4.5之间，以3.5度的砚品研磨墨块最佳。按砚石组成矿物颗粒的大小及细腻程度可将松花石分为胶质石品、玉质石品、沙质石品、石质石品4类。对砚石的矿物岩石特征分析表明松花砚石与四大名砚中的红丝砚相似，均属于灰岩型的砚石品种。

［1］邓燕华.宝（玉）石矿床［M］.北京：北京工业大学出版社，1991.

［2］郑辙，汪永龙，杨震.中国歙砚的自磨刃发墨理论［J］.科学通报，1988，17：13－18.

［3］吕麟素.中国砚石资源及其开发利用［J］.地质与勘探，1997，33（6）：23－28.

［4］刘剑虹，刘刚，李杰森，等.砚石的X射线能谱分析［J］.云南师范大学学报，2003，23（4）：50－51.

［5］石磊.如何评价砚的质量［J］.珠宝科技，1992（1）：53－54.