中国民间中医医药研究开发协会砭术养生分会会长赵泓达博士，用科学的检测、缜密的逻辑，带您从颜色角度，挑选出优质砭石。文章后面还有砭砭姨分享医用刮痧板。

揭秘砭石颜色

以下是相关论文，有兴趣的朋友可慢慢了解：

本篇论文发表于《世界有色金属》

摘要

砭术作为失传巳久的传统医术,具有多种医疗保健的效果,但是现有砭石产品良莠不齐,严重限制了砭术的推广。

本文运用岩石学分析测试技术,对不同颜色砭石产品的主要矿物成分以及微量成分做了对比分析。

X射线衍射结果表明,黑色和黄褐色砭石中质量分数92%以上为微晶方解石,致密的结构是砭石的热发光和热疗作用的直接原因;拉曼光谱和透射电镜结果表明,黑色和黄褐色砭石中存在微米级和纳米级石墨颗粒,石墨对提高砭石的导电性和热辐射性有重要作用;主次量成分分析表明,黄褐色砭石中黄铁矿的含量要高于黑色砭石,透射电镜结果显示黑色砭石中黄铁矿主要是微米形态存在,黄铁矿的形态对砭石的颜色和热电性有很大影响。

综合比较,黑色砭石的理疗效果优于黄褐色和红色砭石,从而认为黑色砭石产品是优质砭具。

关键词

砭石；方解石；石墨；黄铁矿；黑色砭石；

中图分类号：P542 文献标识码：A 文章编号:1002-5065(2016)05-0035-4

砭术是利用石制工具治疗疾病的一种医术,是一切用石制品进行疾病治疗和预防保健的医术的总称。在《黄帝内经》中,砭与针、灸、药、按躏并列为中医的五大医术,是中医体系的重要组成部分。

砭术自东汉起失传,在之后的历史时期中砭术和砭具一直分散在民间局部地区流传，不再是中医医学体系中的一个完整分支。直到20世纪90年代,经由岩石物理学家和中医专家的共同努力,在山东、安徽等地重新发现了砭具佳石,对砭术这一古老中医技法的研究和普及才重新开展【1】。

历史上关于砭术失传的原因很多,有效果强弱说、针灸替代说等说法。随着对砭术的重新研究和普及,以及对史料的研究,有一种新的失传的原因被提出:制作高品质砭具的砭石的匮乏或消失。数千年以来人们通过医疗实践总结了何种石材可以制作砭具，不同石材制成的砭具的医疗保健效果也有优劣之分。

目前市场上出现了各种品牌和材质的砭石产品,其中不法商贩为谋求私利以假乱真、以次充好的现象也比比皆是。劣质的砭石产品,不仅起不到应有的医疗保健效果,有些甚至对使用者的身体有负面作用,带来的消极影响将严重危害砭术的普及。

目前国家尚未制定有关砭石行业的行业标准和规范。作为消费者,如何辨别砭石的优劣和真假呢?各种厂家、媒体和其他机构给出了五花八门的建议,经过调查分析,作者发现大部分建议具有片面性,甚至有些建议是在误导消费者。

在关于优质砭石的争论中,砭石是灰黑色还是黄褐色的争论最为激烈。本文以物理学、化学、人体功能学和中医理论等为理论基础,结合各种检测和观测设备,试图通过严谨的分析来探讨砭石外观颜色对砭石品质判断的依据,帮助消费者辨别砭石品质。

1 砭石的主要矿物成分

根据谢先德等对砭石的研究结果【2】,优质砭石的主要化学成分为CaCO3, 主要矿物组成为微晶方解石,体积含量占95%以上,呈三方晶系,本体为无色透明,如图1所示。

图1 方解石本体样本

优质砭石中微晶方解石粒度大小基本一致,结构致密。石墨、黄铁矿和锐钛矿等矿物均匀分散在方解石间隙之中,使砭石呈现出一种致密的微晶结构特征。这种致密结枃能提高砭石在受热时的吸热和储热性能,也是砭石受热冷却过程中缓慢散热的重要原因,这对砭术中的热砭疗法有直接意义。

此外,方解石在加热到400℃的过程中,表现出180-220℃和280-360℃两个热发光范围【3】。一般认为引起方解石产生热发光的激发因素是放射性的影响及含有微量元素。它们使得晶体产生缺陷,积蓄了能量。将晶体加热时,这些能量即以光子的形式被释放出来。这种热发光性能是砭石具有良好热辐射性能的重要原因之一,也对砭石的医疗保健功效有直接影响。

实际砭石外观颜色会因方解石中含有的微量组分的不同而呈现出不同的颜色,比如含有Fe、Mn、Cu等元素的砭石分别呈现浅黄、浅红、紫或褐黑色,如图2所示。目前市场上存在的砭石产品主要分为黑色、黄褐色和红色三种。

图2 不同颜色的方解石样本

对于红色砭石已有相关研究，刘畅等采用Ⅹ射线衍射、扫描电子显微镜、热重分析及激光诱导离解光谱等检测手段对一种红色砭石产品的矿物学特征进行了深入研究【4】。其分析表明该种红色砭石主要由白云石组成并含有少量的石英和方解石,以及微量云母正长石和赤铁矿，结果如表1所示。

表1 红色砭石的主相成分

白云石的化学成分为CaMg(CO3)2，本体为白色。红色砭石的颜色与其中含有微量的赤铁矿有一定关系。显然,红色砭石的主要矿物成分是与优质砭石的成分不同的,这种不同必然会带来实际使用过程中医疗保健效果的不同,此处暂不展开讨论【5】。

笔者委托核工业北京地质研究院,依据SY/6201-2010《沉积岩中粘土矿物总量和常见非粘土矿物Ⅹ射线衍射定量分析方法》,对市场上2种黑色和1种黄褐色砭石产品进行本体成分检测,结果如下,其中A为黑色星陨砭石,B为黄褐色无品牌砭石,C为黑色耿乃光砭石。

表2 黑色和黄褐色砭石的主相成分

经过对比可以看出,三种砭石产品的主要矿物组成都是方解石, 质量含量都在92%以上。样品B中含有6.1%的白云石,而样品A和C则没有检测到白云石成分的存在。

通过对比三种颜色砭石产品的主要矿物组成,可以看出,黑色砭石和黄褐色砭石是符合优质砭石的基本条件的，即由方解石构成。红色砭石的主要矿物组成为白云石，是不符合优质砭石的基本条件的。

2 砭石中石墨的影响

根据前人研究,优质砭石的重要微量组分之一是石墨。石墨具有诸多优点,如高的熔沸点、良好导热导电性、稳定的化学性质、耐腐蚀、抗热震性、良好可塑性及良好的中子减速性能。在高温气冷堆中,石墨是唯一可选择的结构材料和反射层材料。髙温中子辐照会在石墨中引起晶格原子离位,产生缺陷和扰动,并引起理化性能和宏观尺寸的变化,因此石墨的辐照效应研究始终是国际上的热点研究课题。

在反光显微镜下观察到的单个石墨颗粒为不规则形，色亮白，分散于方解石晶粒的隙间中，粒径约1～3μm，远大于纳米材料的大小范围（1-100nm）。根据前人研究,石墨颗粒的拉曼谱图上表现出有1608cm-1和1351cm-1两个石墨特征谱峰,只是有的峰形较锐，有的峰形较宽,说明石墨的结晶度存在高低差别。

作者委托核工业北京地质研究院,利用LABHR-VIS LabRAM HR800研究级显微激光拉曼光谱仪对上述3个砭石样品进行拉曼光谱扫描,结果见图3。

图3 三种砭石样品的拉曼光谱图

A,黑色星陨砭石;B,黄褐色无品牌砭石;C,黑色耿乃光砭石

在我们聚焦在方解石晶粒上测出的三种砭石样品的拉曼谱图中,除了方解石的四个特征谱峰外,都可观察到属于石墨的1602-1609cm-1和1350-1353cm-1两个特征谱峰(图3),两峰的强度大体相等,峰形较宽。这一现象说明除了微米级石墨颗粒外,还应有另一种属于纳米级大小、结晶程度不太高的石墨颗粒在砭石中普遍存在,它们与方解石微晶密切共生。

通过对黑色星陨砭石的透射电镜和高分辨晶格像硏究,我们证实了黑色砭石中确实普遍存在着微米级微晶石墨,粒径一般在1-3μm左右(图4),它们较均匀地分布于方解石颗粒的四周或间隙,总的体积含量约为2%。有研究对砭石晶格像的观察还发现粒径只有5nm的纳米级方解石与石墨紧密共生。

图4 砭石中微米级微晶石墨

左,黑色星陨砭石;右,黑色耿乃光砭石

石墨在辐照时产生缺陷引起热焓的增加,辐照温度越低,潜能积累越快,总潜能也越大。例如,石墨在30℃和5×1020n/cm2条件下辐照后,总潜能达2.633×106J/kg,此值相当于未辐照过石墨在100~155℃间的总热容量。

辐照过的石墨加热到辐照温度50~100℃时，潜能就会以热的形式释放出来。所以说,黑色砭石中石墨的普遍存在,不仅提高了微晶石灰岩整体的导热性，而且石墨在加热时优良的热红外辐射性能是黑色砭石在远红外波段具有很强辐射的直接原因。

由此可见,黑色砭石中石墨的存在对其医疗保健效果有非常重要的意义,因此石墨的含量也是辨别优质砭石的标准之一。

3 砭石中黄铁矿的影响

优质砭石的另一重要微量组分是黄铁矿。纳米级（1-100nm）的微细粒子,其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应。

纳米材料在光吸收、催化、敏感特性方面都表现出明显不同于同类传统材料的特征,其光吸收性显著增强。金属超微颗粒对光的反射率通常可低于1%,约几微米的厚度就能完全消光,粒度越小,光反射率越低。尺寸越小,颜色愈黑。因此,所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色。

作者委托核工业北京地质研究院依据GB/T14506-2010《硅酸盐岩石化学分析方法》,利用Ⅹ射线荧光光谱仪PW2404和电子天平,上述3个砭石样品进行16个主次成分量测定,A为黑色星陨砭石,B为黄褐色无品牌砭石，C为黑色耿乃光砭石，结果如下：

表3：砭石主次成分量测试结果汇总（%）

通过对比可以看出,黄褐色样品B中的Fe的含量明显高于两种黑色砭石。根据前人研究,砭石中的Fe主要以黄铁矿的形式存在。黄铁矿是一种具顺磁性的半导体矿物,在有不等价杂质组分代替时,会产生电子心(n型)或空穴心(p型)而具导电性。

在热的作用下,所捕获的电子易于流动,并具方向性,形成电子流,产生热电动势而具热电性【6】。黑色砭石中黄铁矿多以微米级或接近纳米尺寸的微细颗粒分散在石灰岩中方解右微晶颗粒的间隙中,如图5所示的黑色砭石样品的透射电镜图，这将对方解石的热电性能起明显的增强作用。

所有的金属在超微颗粒状态都呈现为黑色,因此,黄褐色砭石表明其含有的黄铁矿多不是以微米级或接近纳米尺寸的微细颗粒,这将对方解石的热电性不能起到增强作用,从而导致在热电性上不如黑色砭石。

图5 砭石中微米态的黄铁矿颗粒

左,黑色星陨砭石;右,黑色耿乃光砭石

4 讨论

砭石疗法作为我国古代具有悠久历史的医疗方法,之所以能够具有疏通经络、调理气血等理疗功效【7】,主要因为砭石可以释放远红外线和超声波,在和人体接触时产生压电效应,直接作用于人体经络和组织细胞。

根本原因在于砭石具有天然方解石良好的微晶晶体主体结构属性,同时内部均匀分布着多种金属纳米级颗粒特点，因而砭石具有良好的晶格振动和声、光、电相互能量转换特性。

X射线粉末衍射结果表明,红色砭石的矿物组成主要是白云石(98.1%),并同时含有少量石英(1.5%)和方解石(0.4%)。在砭石的矿物组分中,仅赤铁矿和正长石一般呈现红色调,表明砭石的红色与赤铁矿和正长石密切相关。

白云石的结构类似于方解石,但由于其晶格振动属性远不如砭石中天然方解石良好的微晶晶格振动属性,因此,从医疗效果上讲白云石为主要矿物组成的红色砭石不能称为砭石。黄褐色砭石由于方解石含量比黑色砭石低,其理疗效果也不如黑色砭石。

通过透射电镜可以看到,砭石中石墨基本上是以纳米级微细颗粒存在,这将对方解石的热学性能起明显的增强作用。石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍,能够导电是因为石墨中单个碳原子与周边碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。电子比较自由,相当于金属中的自由电子。

石墨能导热和导电,这正是金属晶体特征, 因此石墨也归类于金属晶体。黄铁矿是一种半导体矿物,常温下导电性能介于导体与绝缘体之间,在砭石中,石墨的导电性明显好于黄铁矿导电性,大约相当黄铁矿导电性的一倍。

相比于黄铁矿含量,石墨含量越高,砭石的导电性和导热性越好,相应的压电效应和热效应越好。因此方解石中石墨和黄铁矿的多少是判定砭石品质的标准之一,石墨越多和黄铁矿越少则砭石品质越高。

5 结论

红色的砭石与其中含有的赤铁矿和正长石密切相关,并且红色砭石的主要矿物成分为白云石,这决定红色砭石的医疗保健功效不如以方解石为主要矿物成分的黑色砭石,并非上等的砭石产品。

黄褐色砭石虽也是以方解石为主要矿物成分,但其中黄铁矿的含量较高,导热性和导电性均不如黑色砭石,且黄铁矿颗粒较大导致砭石显现出黄褐色。

综合比较,黑色砭石的方解石含量高,石墨含量是三种颜色砭石中最优质的砭石,其呈现黑色的原因主要是因为含有石墨和超微金属颗粒。

从颜色上看,市场上黑色砭石的理疗性能优于黄褐色以及红色砭石。

参考文献

【1】耿乃光,新砭石疗法(修订本) [M].北京:学苑出版社,2006.

【2】谢先德,孙振亚,王辅亚等.泗滨砭石的岩石矿物研究I:岩石化学和岩石结构特征与红外发射功能的关系[J].矿物岩石地球化学通报,2008,27(1):1-5.

【3】李家驹,傅平秋.方解石晶体形变与其热发光的关系[J].科学通报，1963,11.

【4】刘畅,洪汉烈,殷科.一种红色砭石的矿物学特征研究[J].宝石和宝石学杂志,2012,14(2):19-24.

【5】谢先德,孙振亚,王辅亚等.泗滨砭石的岩石矿物研究II:矿物组成特征与红外发射功能的关系[J].矿物岩石地球化学通报,2008,27(1):6-12.

【6】王苓苓,李宏,张维波.应用血流成像技术对电热砭石生物效应与美容机理的研究[J].中国针灸,2007增刊:39-41

【7】谢先德,王辅亚,孙振亚等.泗滨砭石的矿物组成特征及其与砭石理疗功能的关系[J].矿物岩石地球化学通报,2007,26(zl):125-127.

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