据了解,在历史上,人们对砚做过大量大直觉性描述,依据感官与实践人知,总结除了一套评定砚石优劣的标准,但一直没能从科学的角度进行阐述。经过现代地质学研究表明。地球上岩石可以分为三大类:*成岩、沉积岩、变质岩。歙砚就属于其中的变质岩。
*成岩,是地壳内岩浆活动形成的岩浆岩;沉积岩,即是由外力及海水中沉积物生成的水成岩;第三就是由以上两种岩石在外来因素影响下,如高温、高压等作用下,使其岩性发生变化的变质岩。歙砚石属于变质岩,未变质之前是一种水成岩,其岩性为板岩结构中的粘板岩、含粉砂板岩及粉砂质板岩。
歙砚石的地质年代为前震旦纪,距今10亿余年。其岩性为板岩由于这种变质岩既保留了原来水成岩中的矿物成分,又重新经过高压组合,砚石中云母和石英等分布密集、聚结紧凑,使得歙石纹理缜密,坚润细腻,叩之金声,抚之如玉,即所谓“金声玉德”;平均硬度达到肖氏40度(摩氏4度),比墨的硬度平均高出一倍。所以在用墨研磨时,发墨益毫,“贮墨不涸”,“磨之无声”(就是下墨快,不损笔锋,贮墨不易干涸,磨墨时噪音低的意思);同时也造就了歙砚另一个*一无二的特点,即“多年宿墨,一濯即莹”(就是歙砚虽用之年久、墨膏满面,却能洗之立净的意思)。真正具备了“涩不留笔,滑不拒墨”二德相兼的优点。
由于岩石中还有硫化银、钠、铁、锰等其他丰富的矿物成分(如砚中含高价氧化铁,砚石则成褐色、棕色,如含绿泥石则为绿色,而含黄铁矿石则呈黄色),这些都聚在岩石的胶化物中,在岩石再次形成的过程中,受压力、地热、渗透等外力的作用不同及岩石本身凝固程度的不同,使岩石呈现出不同的构造状态,从而形成了歙石千姿百态的纹理以及丰富多变的色彩,大约有百十个品种,远远超过其他各砚种。根据程明铭1985年编写的《安徽省歙砚石料评价技术要求及天然纹饰的研究》,将歙石天然纹饰分为五类,即层理纹饰:刷丝纹、玉带等;金属纹饰:金星、银星、金晕、金花等;叶理纹饰:水波纹、罗纹等;斑点纹饰:鱼子纹、紫云玉斑等;混合纹饰:眉纹等。
20世纪80年代中叶,安徽歙砚厂与北京地质大学联合对歙砚砚石产地进行了地质考察,采集了系统的地层标本和砚石标本。经偏光显微镜、电子显微镜、X射线物相分析、X射线能谱分析和电子探针等多项实验研究之后,科学地分析了歙砚砚石的矿物组成。在科学研究的基础上,揭示了砚石的发墨原理及砚锋的自磨性,总称为“歙砚的自磨刃发墨理论”,并撰文发表在1988年的《科学通报》第17期上。
经研究后发现,各种歙砚砚石的化学成份大致相同。比对鱼子纹石与金星水波罗纹石两组砚石的化学分析结果,可以知道砚石属富钾岩石,原岩为粘土岩(蛭石型粘土岩)。砚石的形成温度为300~400℃,压力为3到6千百帕(kbar)。
采用仪器检测歙砚砚石的一般性质后发现,砚石平均比重为2.9,大于世界各地所产的其他板岩比重(小于2.7,个别达到2.8);平均硬度为摩氏3到4度(肖氏30到40)。砚石的矿物组成主要有云母、绿泥石和石英等,80%的矿物颗粒粒径在0.01毫米(10微米)左右,云母粒径更小,在1~10微米之间,其云母为多硅白云母,绿泥石为蠕绿泥石(在双目镜下观测,黑色矿物即为蠕绿泥石,蠕绿泥石为黑绿到黑色,与它的含铁量有关,蠕绿泥石是歙砚呈苍黑色的主要色素矿物。也可以说蠕绿泥石中含铁量的多少决定了砚石从黑绿色到黑色的颜色变化)。砚石中多硅白云母占50%~60%,蠕绿泥石占20%~30%,石英占20%~30%,长石占1%~2%,余者小于1%。
当人们使用砚台时,墨在砚上的研磨过程其实就是砚面切割墨体,因此,砚是切割工具。刃是切割工具的关键部位,是决定切割效果的主要因素。从几何上看,刃的形态有四类:
零维(点型)刃,如锥子的**。
一维(线型)刃,如刀具的刀刃,它可以上直线形,也可以是曲线形。
二维(面型)刃,如锉刀的锉面。
三维(体型)刃,如狼牙棒的棒面。
但显然,砚面是二维刃。二维刃由锋构成,锋有零维(点状)锋,一维(线状)锋和局域二维锋(面状锋)。砚面上的锋称为砚锋,对歙砚砚锋扫描电镜观察和分析表明,优良的歙砚砚面的锋都是曲线状的,常见的是鱼鳞状砚锋(图1,2)和花瓣状砚锋(图3)、折线状砚锋(图4)。此外,还见有点状锋。一般说,多硅白云母和蠕绿泥石多呈曲线状砚锋,如同刚性很强的锋利刀锋,可以顺利地切割墨体,石英则呈点状砚锋,犹如人之犬牙,有利于处理墨体中个别硬物。砚锋形态对墨的切割效果和切割速度有着重要的影响。
砚锋密度的计算公式是:
Si是 i 区域的面积,Σli为i区域内线状锋的总长度,ρ的单位为μm-1。若有点状锋,则定义ρ=ΣNi/Si,ΣNi为i区域内点状锋总数。该参数表达了砚面上砚锋间距,决定着切割墨体的墨粒粒度大小,因此,砚锋密度和发墨质量密切相关。根据扫描电镜照片的测量结果,将歙砚砚面刃分为四类:
疏锋型:ρ<0.6
中锋型:0.6<ρ<1
密锋型:1<ρ<1.5
高密锋型: ρ>1.5
中锋和密锋面型刃的砚锋间距在1微米左右,它们切割墨体所得到的墨粒为微米级,呈似胶状,即“发墨如油”;用高密锋型刃所得到的墨粒更细,但切割速度变慢,即“滑感”;用疏锋型刃所得到的墨粒较粗,多在微米级以上,即“粒感”。
由于歙砚砚锋呈叠瓦状排列,几乎所有矿物都被连锁起来,成为一个整体,它抵消了层状矿物的面易于解理性能,保护了片状矿物。一般说,线状或点状锋经过一段时间研磨之后,会变钝而逐渐不能再起切割作用,即不同时刻,其切割效果是不同的,或者说,砚面的切割性能是不稳定的,然而,歙砚砚锋不同,由片状矿物构成的砚锋,呈叠瓦状排列,在长期使用过程中,虽然它可以受损伤,但不会失去切割性能。由于片状矿物与砚面斜交成一条线,即线状锋,若某一水平上的线状砚锋消失,另一水平上的线状砚锋将自动出现。
所以,歙砚的砚锋是天然的,不是人为的。在使用过程中,原砚锋不断消失,新砚锋又不断产生,故歙砚砚锋具有自磨性质,这就是歙砚砚锋的自磨性。事实证明,百多年前的旧歙砚,其砚锋如同新歙砚一样,具有优良的发墨效果。以上关于发墨原理和砚锋的自磨性总称为歙砚的自磨刃发墨理论,可用于评价砚石的内在质量。
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投稿作者:孤芳不自赏46
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