矿物颜料那些事——只此青绿(石青)
内容来源:石头科普工作室
原文撰稿:扁舟
原文美编:刘俞伶
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千呼万唤始出来!各位看官,书接上回,在上一次“矿物颜料那些事——石绿”(←点击回顾)中,我们一起聊了聊石绿的故事,这次就让我们来看看“只此青绿”中那抹深邃悠远的石青吧!

千里江山图(节选)
石青,又称为白青、碧青、鱼目青、扁青、大青,取自于蓝铜矿,也可作为一种中药使用,主要由碱式碳酸铜Cu3(CO3)2(OH)2组成。明代的《品汇精要》还记录了石青的炮制方法:“先捣罗,更以水飞极细,候干,再研用。”翻译过来就是,将矿石捣碎,通过水飞法将矿石按颗粒粗细大小过滤,并风干,待使用时研磨开即可。石青有头青、二青、三青、四青之分[1]。在中国画青绿山水中,石青是主要的颜色,因石青的覆盖性强,可以在绘制时一层一层地覆盖,所以画家在画山水时喜用矿物色石青来凝造山体的质感[2]。

蓝铜矿
蓝铜矿(石青)与孔雀石(石绿)紧密共生,堪称穿一条裤衩的哥俩好。与孔雀石一样,蓝铜矿也产于铜矿床氧化带中,是含铜硫化物氧化的次生产物。但是当温度增高时,蓝铜矿易转变成孔雀石。而当季节干燥时,并在有足够数量碳酸的条件下,孔雀石(石绿)可转变为蓝铜矿(石青),因此蓝铜矿分布没有孔雀石广泛。

若要说湖北大冶的铜矿产地,那么一定绕不过“铜绿山”。铜绿山矿田位于长江中下游成矿带七大矿集区之一的鄂东南矿集区,这里蕴藏有丰富的铜铁矿床,并与金、银、钴等有色金属共生。铜绿山古矿区的范围,南北约二公里,东西约一公里(见下图)。古矿井的附近还有古炼炉遗存,因被炉渣掩埋而保留下来。许多地点的表面,覆盖有一米多厚的古代炉渣,总量估计达40万吨左右,而这仅仅是炼铜后弃置的炉渣,就炼渣40万吨来计算,估计古代提炼的红铜应当在4万吨[3]!

湖北大冶铜绿山遗址

铜绿山矿床地图
根据地质学家研究,铜绿山的铜矿源于板块构造的岩浆活动。湖北大冶铜绿山从矿区位置上来说,位于长江中下游成矿带西段的鄂东南矿集区,矿区内以高品位铜、铁为主要优势矿种,包括诸多大型金属矿场,成矿类型齐全。

鄂东南矿集区地质构造与矿产分布简图
从大地构造位置上看,鄂东南矿集区处于扬子地台北缘,下扬子凹陷带(台褶带)西段,北接大别造山带,南邻幕阜山变质核杂岩带。该区在古生代处于古扬子地区的大陆边缘,在古生代—中生代早期处于古扬子板块的东部,在中生代晚期—新生代为欧亚大陆内部的构造活动带。这个区块打小开始,基本上不是处于构造带上,就是被构造带包了个圆,妥妥被板块构造活动安排得明明白白。


扬子地块区位图
地质学家通过对铜绿山矿田的成矿通道进行研究,发现了只存在储矿场和岩石之间的网络连通。换句话说,成矿流体是通过岩石中微小裂隙或粒间空隙进入储矿场的。岩浆期后,最早产生的是高温的超临界流体,超临界流体的特性使其萃取了较多的成矿物质,它们是流体的先锋。炙热的岩浆在加热周围的物质后,开始慢慢冷却,我们都知道热胀冷缩,当岩浆冷却后,体积也开始减小。同时岩浆岩固结后,在其与碳酸盐岩接触面上,由于冷缩作用产生一个向接触面空间汇聚流体的吸力。简单来说,就和拔火罐一样,火罐内的气体冷却后,对皮肤产生一个吸力,只不过,现在变成了逐渐冷却的熔岩和流体与其周边的接触面。

对于铜绿山来说,岩浆活动就是它的“母亲”。


当铜矿氧化层处在地下密闭、干燥、二氧化碳丰足的成生环境时,孔雀石会转换为蓝铜矿;如若成生环境不具备上述条件,蓝铜矿就会转变为孔雀石。这种可逆性互生关系,在自然界矿物群体中非常奇异、罕见。有时,在矿层岩石中,还会出现二者的单晶体共生在一起,造就出一半是蓝铜矿晶体、另一半是孔雀石晶体的精美晶簇[7]。

蓝铜矿与孔雀石共生体
孔雀石的绿色、蓝铜矿的蓝色都是矿物本身之色,这种颜色是致色元素与矿物晶体架构对特定波长光线做出特定吸收与反射的结果。也正是在大自然的鬼斧神工下,王希孟借“天地造化”,以时接千载的矿物颜料,勾勒出厚重、苍翠的山水画面,一举奠定了青绿山水发展的里程碑!

知识问答
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石青和石绿分别是哪种矿物? -
铜矿液能够汇聚成矿的关键是什么? -
铜矿液的运矿通道是如何形成的?
参考文献
[1] 百度百科 石青.百度百科 (baidu.com)
[2] 艺术先锋.浅讲国画颜料之矿物色石青.2018-09-20.
[3] 夏鼐,殷玮璋.湖北铜绿山古铜矿[J].考古学报. 1982,(01).
[4] 张宗保.湖北铜绿山矿田成矿系统研究[D].中国地质大学(北京). 2011-07-16.
[5] 百度百科 蓝铜矿.百度百科 (baidu.com)
[6] 百度百科 孔雀石.百度百科 (baidu.com)
[7] 赵晓晨.孪生姐妹——孔雀石与蓝铜矿[J].百科知识. 2011,(14).

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待续
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