雌黄

主要成分为三硫化二砷的矿石

雌黄

雌黄(Orpiment)[0],又叫石黄、黄金石、武都仇池黄、昆仑黄、天阳石、黄安、鸡冠石、黄石、砒黄等,[1]其主要成分是三硫化二砷,砷含量61%,硫含量39%,有剧毒;其晶体多呈粒状、鳞片状、不规则块状的集合体,微带特异的臭气,味道较淡;其颜色为柠檬黄色,条痕为鲜黄色;[2]金刚光泽,解理面可见珍珠光泽,半透明。解理平行{010}极完全;硬度1.5~2。相对密度3.5。[5]雌黄主要是低温热液成因的矿物,常与雄黄、辉锑矿等共生。此外还见于火山喷发物中,与自然硫共生。雄黄暴露日久,氧化后局部变为雌黄,称为次生雌黄。次生雌黄也可见于煤矿与褐铁矿矿床中。[7]

雌黄(Orpiment)[1],又叫石黄、黄金石、武都仇池黄、昆仑黄、天阳石、黄安、鸡冠石、黄石、砒黄等,[2]其主要成分是三硫化二shēn,砷含量61%,硫含量39%,有剧毒;其晶体多呈粒状、鳞片状、不规则块状的集合体,微带特异的臭气,味道较淡;其颜色为柠檬黄色,条痕为鲜黄色;[3]金刚光泽,解理面可见珍珠光泽,半透明。解理平行{010}极完全;硬度1.5~2。相对密度3.5。[6]

雌黄主要是低温热液成因的矿物,常与雄黄、辉锑矿等共生。此外还见于火山喷发物中,与自然硫共生。雄黄暴露日久,氧化后局部变为雌黄,称为次生雌黄。次生雌黄也可见于煤矿与褐铁矿矿床中。[8]

雌黄的世界主要产地有罗马尼亚、德国萨克森自由州等,中国主要产地有甘肃、湖北、湖南四川贵州云南等。[3][4]在古代,雌黄是绘画、炼丹的原材料之一,可以入药,制作绘画颜料,涂改文字,也被用于书籍字画的保护防蛀;[9]在现代,雌黄矿是提炼砷的主要原料之一,[10]皮毛制造工业上用雌黄作脱毛剂,纺织工业用雌黄做染色剂等,[11]也是医药上常用的中药材。[12]

矿物组成

雌黄的主要成分是三硫化二砷,砷含量61%,硫含量39%,有剧毒。[3]锑(Sb)呈类质同象混入,含量可达3%。(Se)达0.04%。存在微量的汞(Hg)、锗(Ge)、钒(V)等元素。[13]

晶体结构

单斜晶系空间群:P21/n;a=1.1475nm,b=0.9577nm,c=0.4256nm;β=90.68°;Z=4。[6]晶体多呈粒状、鳞片状、不规则块状的集合体。[3]

雌黄晶体结构
雌黄晶体结构

物理特性

雌黄颜色呈柠檬黄色,条痕为鲜黄色。金刚光泽,解理面可见珍珠光泽,半透明。解理平行{010}极完全;[6]晶体微带特异的臭气,味道较淡。[3]硬度1.5~2,相对密度3.5。[6]解理薄片具挠性[14]和柔性,能弯曲,但无弹性。[15]雌黄不溶于水和盐酸,但溶于硝酸氢氧化钠溶液[3]

雌黄薄片正突起很高,二轴晶负光性,光轴角中等偏大,吸收Np>Nm和Ng,[注1]Ng绿黄色,Nm黄色,强色散,r>V,反光镜下反射色灰白色,反射率18—20%,双反射强,内反射白一浅黄色,强非均质性,但是往往由于强烈内反射色的影响而不明显,磨光不易,常遗留擦痕。[17]

形成原因

雌黄主要是低温热液成因的矿物,常与雄黄等共生,[8]因此又被称为“矿物鸳鸯”。[3]此外,还与辰砂、辉锑矿、白铁矿文石石英石膏等共生。在火山升华物中,与自然硫、氯化物等一起产出。外生成因的雌黄少见于煤矿及褐铁矿矿床中,呈皮壳状或土状。[18]另外,雄黄暴露日久,氧化后局部变为雌黄,称为次生雌黄。这是由于有机物腐烂所生的硫化氢和含砷溶液作用而生成。[8]

在考虑成矿地质背景 、流体性质、热源和水文地质条件的基础上,结合矿质在其中的源 、运、聚过程等形成机制,根据砷(As) 、汞(Hg)、锑(Sb)等元素地球化学性质较活泼的特点,尝试将雄黄雌黄矿划分为层控型、热水沉积型、热液型三大类。[19]

层控型雄黄雌黄矿床

该类型矿床产于古大陆板块内部大型盆地中,从地质产状、地球化学和成矿作用方式将中国层控雄黄雌黄矿床成矿过程分为三个阶段,第一阶段为成矿物质沿基底构造断裂,以喷溢方式进入海洋或大型陆相盆地的预富集阶段;第二阶段为沉积物沉积成岩阶段,即矿源层和储矿层形成阶段,此阶段成矿物质局部相对富集,但多数情况下还不能形成矿床;第三阶段为后生改造阶段,即层控矿床形成阶段,在此阶段,褶皱断裂和大气降水的环流作用及层状承压水热系统对成矿具有重要作用。后生改造作用主要指矿源层形成后,受后期地质作用改造而成矿的过程,也包括预富集阶段后,深部上升的晚期气液直接在含矿层地层中成矿的后成成矿过程。[19]

热水沉积型雄黄雌黄矿床

该类型矿床产于碰撞造山带和古陆边缘,受断裂带中深循环水地热系统控制。矿床多与同生断裂、深大断裂和派生的构造有关。在成矿带和矿田往往有深大断裂通过,构造断裂发育,这些断裂系统既是成矿物质运移通道,又是赋矿场所。根据其地质产状、地球化学特征和成矿作用方面表现为热水沉积(热泉)型雄黄雌黄矿床的成矿模式。[19]

地质历史时期大规模的地壳运动使岩层普遍褶皱并遭受剥蚀,岩溶化作用沿碳酸盐岩层的断裂部位发展。海水(大气降水)下渗,在地壳深部获得热能形成热水溶液。在地层中循环运移,萃取地层中砷(As)、锑(Sb)、金(Au)等成矿元素形成含矿热液沿基底断裂、盖层断裂和气液断裂迅速上升,并带到一个有利的构造部位(如封闭的聚矿盆地)沉积成矿。[19]

热液型雄黄雌黄矿床

该类型矿床产于大陆边缘、大陆裂谷和碰撞造山带,受年青的浅成岩浆活动有关的地热系统控制。矿床多产于断裂构造和深大断裂发育地区,成矿带和矿田往往有岩浆岩发育。矿床赋存于岩体与围岩接触带或附近。燕山期大规模造山运动不仅使岩层发生褶皱和断裂,而且伴随有大规模的岩浆侵入。围岩地层广泛蚀变时,通过水一岩相互作用,使地层中砷(As)、锑(Sb)、金(Au)、汞(Hg)等成矿元素大量淋滤迁移到热液中,形成含矿热液,含矿热液沿断裂破碎带上升到有利的构造部位(褶皱轴部、断裂交汇处)成矿。在含矿热液向地表或近地表迁移减压环境过程中以充填和交作作用方式形成矿床。[19]

分布区域

世界主要产地有罗马尼亚、德国萨克森自由州等。中国主要产地有甘肃、湖北、湖南四川贵州云南等。[3][4]世界上最大的雄黄雌黄伴生矿之一是中国湖南省石门县慈利县交界处的界牌峪。据勘测,这里蕴藏着约55万吨雄黄雌黄,矿石纯度高达95%以上,开采出来后不用冶炼,就是成品。[20]中国地质博物馆收藏有重50多千克的雌黄晶族,是一件难得的珍品。[21]

雌黄球花状集合体(中国地质博物馆藏)
雌黄球花状集合体(中国地质博物馆藏)

古代应用

雌黄是战国时期炼丹术士用于炼制丹药的原材料之一;也被用于书籍字画的保护防蛀,据《齐民要术杂说第三十》“雌黄治书法”一条记述云:“先于青硬石上水磨雌黄,令熟,曝干,更于磁碗中研令极熟,曝干。又于磁碗中研令极熟,乃触胶清和于铁柞臼中,熟丸、如墨丸,阴干。以水研而治书,永不剥落。⋯⋯凡雌黄治书,待潢讫治者佳,先治入潢则动。”同时,雌黄还具有修改文字错误的功效,在唐代,把用雌黄等辛味、苦味之物染治的防腐防虫纸所著的书叫作“黄卷”。因纸色黄,写错了还可以用雌黄涂改。这种改错方法在古代应用的很普遍。[9]

美术领域

中国画传统颜料主要有矿物质原料和植物颜料2种,其中,矿物质颜料是人类最早用于绘画的颜料,雌黄就是矿物质颜料的一种,具有色质稳定不易变色、覆盖力强、色相美丽且有光泽感等优点。中国经典壁画名作如元代的永乐宫壁画、敦煌莫高窟壁画等,都是采用雌黄等矿物质颜料画制而成。[5]

敦煌莫高窟壁画
敦煌莫高窟壁画

医药领域

雌黄主要成分是三硫化二砷,以及少量三硫化锑二硫化铁二氧化硅等杂质。内服后能使胃液分泌增加,促进食欲。至肠渐被肠壁吸收入血,使血中红细胞繁殖迅速,增进血液循环,并具有杀灭细菌、解毒杀虫等作用。可治某些恶性肿瘤和某些皮肤病白癜风、牛皮癣等,但会对胃肠道及心血管产生毒副作用。[12]

其他领域

雌黄矿是重要的砷矿,含砷量较高,是提炼砷的主要原料之一。[10]皮毛制造工业上用雌黄作脱毛剂,纺织工业用雌黄做染色剂等。[11]

找矿规律

中国雄黄雌黄矿床主要分布在没有岩浆岩或岩浆岩不发育的碳酸盐岩碎屑岩分布的地区。这些地区地层中As含量一般高于地壳丰度的几倍、几十倍。在矿区地层和矿体围岩中成矿元素含量是地壳丰度的几百倍或更高。这类矿床含矿层与储矿层关系分析,多属自生自储,在找矿勘探时,顺层找矿尤为重要。[19]

这类矿床在中国中南、西南分布广泛,储量丰富,这些地区无疑是寻找该类矿床的有望地带。此外,在秦岭大别、松潘甘孜造山带和中朝准地台南缘Hg、Sb、As成矿带的碳酸盐岩和碎屑岩分布地带,也是不可忽视的有望地带。[19]

这类矿床成矿时代以中、新生代为主,特别是受燕山期构造控制,具有燕山期成矿的特点。这与中国燕山期地壳强烈运动密切相关,矿床还受古地理环境控制较明显,已知矿床多分布在江南、康滇和秦岭等古陆的边缘地带,应注意据古环境古地理找矿。[19]

这类矿床与铅、锌、yóu、金、锑、汞矿床(化)及黄铁矿萤石水晶等非金属矿在同一成矿带或同一地区形成一系列矿床组合。在成因、地球化学、成矿特点和空间分布上关系密切,可根据矿床组合找矿。[19]

利用砷、汞、锑等低温成矿和在热事件影响下有极大的迁移能力的特点,宜利用在矿床附极易形成热晕、气晕和元素分散晕等地球化学信息找矿。[19]

这类矿床开采历史悠久,古人采掘矿床有丰富的经验。在不少地方还保留有古人采矿老窿和冶炼遗址。如雄黄沟、石磺厂、雄黄洞等。可根据这类地名进行找矿。[19]

矿物开采

雌黄矿产的赋存条件、埋藏深度或覆盖层厚度是决定开采方式(露天和地下开采)的主要因素。埋藏浅的,接近地表的矿产可采用露天方法进行开采;离地表越近,花费越少。埋藏深的矿产适用于地下开采方法。与地下开采相比,露天开采既简单又省钱,它不仅机械化程度高,劳动条件好,生产安全,劳动生产率高,而且矿石损失贫化小,矿产资源可以得到充分的利用。[22]

历史

古希腊人亚里士多德(Aristoteles)在其著作中首先记载有鸡冠石(sanlarks,雌黄的别称)经水溶解可毒杀鸟兽之说,并提及其弟子赛奥佛尔斯特(Theophrast)于矿坑中发现雄黄之类的物质,称之为Arsenikon。希腊文中“Arsenik”是“刚勇”的意思,说明古希腊人当时已知砷化物的剧毒性质。[23]

中国很早就有雌黄的使用记载。始载于《神农本草经》列为中品。《名医别录》记载“雌黄,生武都(甘肃武都)山谷,与雄黄同山生,其阴山有金,金精熏则生雌黄,采无时。”《本草经集注》记载“今雌黄出武都仇池者,谓为武都仇池黄,色小赤。扶南林邑者,谓昆仑黄,色如金,而似云母甲错。”[24]公元前三世纪,吴国春申君之子何君的宫殿因“涂以雌黄,以数失火,故名黄堂”据考证,雌黄、雄黄与硫黄一直作为民间画工的黄色绘画颜料,炼丹家的药物以及医药师的药物。国画颜料中,矿物性黄色颜料,一般由硫磺、雄黄及雌黄混合组成。战国时期,炼丹方士所用的药剂就有水银、硫磺、雌黄、雄黄。[9]

分类

雌黄除天然雌黄矿物外,尚有人造雌黄。其方法为:雄黄与硫黄(4:1),分别研末倒入小陶罐中,抑盖铁碗,封固,碗上装满水,置火上搬炼,升华物冷凝在盛水的碗底,为橘红色粉末,即雌黄,也叫小灵丹。雌黄与人工雌黄(小灵丹)主成分相同,但其功效、主治、毒性是否一样,还要做进一步探讨。[2][25]

名称来源

雌黄的英文名Orpiment,来自古罗马文的Auripigmentum,意指“金黄色的颜料”,是古希腊与古罗马常用的黄色颜料。[26]雌黄属于一种矿物,其中文名依据矿物学命名而来,在矿物学中所用的大量中文矿物名称,其来源不一。有的是沿用中国古代的有关名称,如辰砂雄黄等;有的是由中国近、现代学者根据矿物发现地点首创的,如香花石包头矿等;有的是借用日文中的汉字名称,如绿帘石天河石等;某一矿物的定名依据可能有一个以上,比如雌黄之名就与该矿物呈黄色(物理性质)及古人误认为它只能形成于山的阴面(历代传说、产地)有关。[27]

性状鉴别

呈粒状、鳞片状或块状体,大小不等。表面呈黄色,外表多有灰褐色层。具金刚光泽至油脂光泽。体较重,质脆易碎,断面不平坦,略呈层状,可层层剥离,解离面呈珍珠光泽或树脂样光泽,微透明至不透明,条痕为柠檬黄色。微有特异臭气,剧毒,不可口尝。[28]

雌黄
雌黄

理化鉴别

1.不溶于水及盐酸,能溶于硝酸溶液,溶液呈黄色;溶于氢氧化钠溶液,溶液呈棕色。燃之易熔融,呈红黑色液体,生黄白色烟,有强烈蒜臭气,试管壁上升华物呈黄色,冷却后熔融物凝结成红黑色固体。[28][2]

2.取雌黄粉末约1g,加氢氧化钠试液5ml,浸渍20分钟,取上清液照下法试验:①取上清液加亚硝基铁氰化钠试液2滴,溶液立即显紫红色。②取上清液加硝酸银试液,溶液立即显棕黑色沉淀。[2]

3.取雌黄粉末0.5g,加稀盐酸5ml,放置数分钟,溶液显砷盐的各种反应。置测砷瓶中,加无砷锌粒数个,用醋酸铅棉花过滤,产生气体,管口用溴化汞试纸覆盖严密,室温中放置20~30分钟,即产生黄棕色斑点。[2]

4.取雌黄粉末0.1g,置厚度为0.2~0.3mm的洁净铝片上,酒精灯外焰加热,供试品因受热而发生烟雾。雌黄的烟雾以青烟、白烟为主,对着铝片吹气,可出现短暂的橙黄烟雾。[2]

X-射线粉末衍射指纹图谱

雌黄对照品5个特征衍射峰的值/分别为(1)18.535(2)22.346(3)24.130(4)28.028(5)32.126。测试样品的图谱中应有与对照图谱一致的5个特征衍射峰,并与上所列之数值的偏差()均应小于±0.2。[2]

雌黄与雄黄的鉴别

雄黄与雌黄性状相似,均为砷类矿物药,易混淆,主要鉴别如下表所示。[2]

雌黄雄黄
主成分As2S3As2S3
颜色深红色或橙红色柠檬黄色
条痕淡橘红色柠檬黄色
加热烟包法*烟雾浓而持久,以橙色、黄色为主烟雾较淡以青烟、白烟为主

*注:加热烟包法:取厚度0.2~0.3mm洁净铝片,中心置供试品粉末0.1g,酒精灯外焰加热,即产生烟雾[2]

相关文化

在中国古代,雌黄经常用来修改错字。因此,在汉语环境中,雌黄形容随口说话,不负责任。如成语“信口雌黄”,它出自南朝梁代刘峻的《广绝交论》。[9][29]

相传晋朝时的王衍,在晋武帝司马炎在位时做太子舍人,后来调做尚书郎等职。他年轻时,就喜欢清谈,做官以后,还是崇拜老子庄子,整天讲“无为而治”的道理。因为他的学识丰富,谈论又很精壁透彻,因此在当时享有盛名,许多读书人都很佩服他。[29]

当王衍讲解老庄玄理的时候,手里总是拿着一把玉柄尘尾(排尘),表现出十分从容安详的态度,有时他把义理讲错了,就随口改正,于是人们就说他是“口中雌黄”。[29]

南朝梁代刘峻《广绝交论》说:“雌黄出其唇吻。”李善注引《晋阳秋》说:“王衍字夷甫,能言,于意有不安者,辑更易之,时号口中雌黄。”后来,“口中雌黄”演化成“信口雌黄”的成语。[29]

参考资料 29

  1. 中国常见矿物一览表 — 中国科普博览
  2. 参考 2
  3. 参考 3
  4. 参考 4
  5. 参考 5
  6. 参考 6
  7. 来源:中国科普博览 — 中国科普博览
  8. 参考 8
  9. 参考 9
  10. 参考 10
  11. 参考 11
  12. 参考 12
  13. 参考 13
  14. 参考 14
  15. 参考 15
  16. 参考 16
  17. 参考 17
  18. 参考 18
  19. 参考 19
  20. 参考 20
  21. 参考 21
  22. 参考 22
  23. 参考 23
  24. 参考 24
  25. 参考 25
  26. 参考 26
  27. 参考 27
  28. 参考 28
  29. 参考 29

注释

  1. 二轴晶矿物的三个结晶单位不等,晶体内部质点在三度空间方向上具有不均匀性。二
    轴晶有三个主折射率,分别为Ng、Nm、Np。三者在空间上互相垂直。二轴晶光率体是以Ng,Nm,Np为主轴的三轴椭球体。。当光波沿矿物z轴方向入射晶体时,产生双折射分解形成两种偏光。其中一种偏光的振动方向平行于x轴,测得其折射率为Ng;另一种偏光的振动方向平行于y轴,相应的折射率值为Np,当光波沿矿物y轴方向入射晶体时,产生双折射分解形成两种偏光。其中一种偏光的振动方向平行于x轴,测得其折射率为Ng;另一种偏光的振动方向平行于z轴,相应的折射率值为Nm。[16]
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