田黄石的石皮是如何形成的？

    田黄石通常有不同厚度的黑色、白色、黄色的裹皮和分别以这三种颜色重叠的双重皮、三重皮。从科学的角度看田黄石的皮层是田黄石周围地下水中所含的高岭石族矿物（迪开石、珍珠陶石）分子，在田黄石表面经过长时间沉积的结晶集合体。

    皮的产生和田黄石所处的周围环境有着直接关系：埋藏在富含氧化铁离子沙土层中的田黄石外皮多呈黄色；埋藏在不含铁离子的白沙层中的田黄石则多呈白色外皮，这种白色外皮裹着黄色肌质的田黄石被称作“银包金”田黄石。还有一种黄色内心，而外表层肌质和外表皮都是白色的田黄石，也称为“银包金”田黄石。其前一种是由黄色田黄石迁移到白沙层中后，由环境地下水中的迪开石份子沉积而形成的，因为白沙层中几乎不含氧化铁离子所以形成了白色皮。后一种是由于田黄石周围环境中含氧化铁离子的地下水位下降，从而断绝了提供浸润田黄石的色素的原因造成的。黑色裹皮（乌鸦皮）是黑色的有机物腐殖酸浸透形成的。这种黑皮田黄石往往是先被氧化铁离子浸入而形成黄色皮层，此后，或因为石头被搬迁或由于周围环境被有机腐殖酸侵入，改变了周围的存在环境，黑色的有机腐殖酸浸入石皮，使氧化铁皮层染色，形成了黑色的乌鸦皮田黄石。有时黑皮和下面的黄皮在浸透时还会形成薄薄的一层浅淡的绿色层，较稀有。还有一种称为“金包银”的田黄石，是一种肌质非常致密的白田石被含有氧化铁离子的地下水浸润，染成为一层薄薄的黄色皮层，极其美丽也极其罕见！

    含两层皮或三层皮的田黄石，其皮层的形成过程也是由周围环境条件的逐次改变造成的。

    那么田黄石的皮层究竟是如何形成的呢？是田黄石从自身肌质脱下的，还是由外面的泥土包上去的？

    有文章说田黄石的皮层是田黄石经过“大浪淘沙”过程的标志，这种说法不准确。如果说田黄石的卵形和原石表面的坑坑凹凹是大浪淘沙的痕迹多少还有些道理，可以理解。但是，因为在“大浪淘沙”搬运中首先会磨损表层，然后才能磨到肌理。所以硬度只有2.5左右的田黄石的皮层，是不可能在众多河卵石的摩擦中生成的。而应该是在田黄石形成卵型以后，主要是被埋在砂土层之后才产生的次生物质。在搬运时所产生的最多也只是一层薄薄的水沁，俗称“水锈”而已。（这后一点虽然与和田白玉仔料“河磨玉”皮层的形成过程相似，但是，和田白玉没有被长期掩埋在沙土层中的二次生过程，因此决不可能形成如同田黄石一样的皮层。） 

　　也有文章说“田黄石的母矿在生成时，由于地开石和辉锑矿原共生于低热矿液矿，而后辉锑矿在长期表生作用下，转化为锑的氧化物。自从田黄石由矿床分离埋藏水田中，这种锑的氧化物在这个特定的环境中，因地下水的作用，对其长期浸润，使石表染色形成石皮。……”问题是，既然田黄石是由矿床分离出来的，那么就一定要经过风化、剥蚀、洪水搬运的过程才能到达田土中，而这些过程足可以使田黄石的皮层在被田土掩埋之前就消耗殆尽，哪里还会有氧化锑被地下水浸润染色为石皮的机会呢？

    北大崔文元教授在《田黄的真伪的鉴别》一文指出：

    1、“红外光谱分析表明：田黄的皮与肌里的矿物成分完全相同，主要由迪开石组成。

    2、从能谱分析中可以看出，田黄外皮的铁离子含量要比肌里的铁离子含量高。说明色皮增多的铁离子是田黄的色皮与外界发生反应由外界带入的。同理，白色皮显然减少的铁离子是田黄的色皮与外界发生反应往外界带出的”。

    3、从扫描电镜下观察，皮及肌里结构不同。色皮中的迪开石呈不规则板状紧密堆积在一起，结构紧密；而田黄肌里扫描电镜下迪开石为发育较好的片状，局部可见六边形断面的自形到半自形的晶体。

    由上述可见，田黄的色皮和内部肌质的矿物成分是一致的 。尽管锑酐有时呈黄色粉状，但从田黄石的分析检测结果看，其分子结构中却从没发现存在元素锑的成分，所以由锑的氧化物染色形成田黄石皮的这一说法也是不能成立的。

    由崔教授文章所提供的有关红外光谱、扫描电镜和能谱的分析检测结果，可以得出这样的结论：田黄石的皮层是一种典型的二次生成产物。依照在水浸条件下的二次成矿原理，田黄石皮层的生成过程应该是这样的：由于田黄石的故乡—寿山地区的地下构成主要是高岭石族矿系，其地下水中含有大量高岭石族矿物分子。田黄石的基质—白色的迪开石或者其同系过渡石被埋入砂土层以后，逐渐被含有多种元素的地下水所浸润。浸润过程遵照“相近相亲”的自然选择规律。地下水中的迪开石分子与田黄石基质的相同分子在分子间作用力的作用下相互吸引，由于两者的范德华半径相等，所以水中的迪开石分子很容易在田黄石基质上吸附形成沉积，结为晶核，并在漫长的岁月里逐渐成长为晶状物。因为这种晶状体的成长是依靠地下水中无序的迪开石分子的堆集形成的，所以晶相的形成基本与地下水浸入方向一致，呈并不十分规则的片状或板状。而且由于晶粒成长很慢，所以其颗粒较田黄石基质的晶粒要大，排列也较疏松。这一点和崔教授提出的扫描电镜下观察到的田黄石皮层的机理结构是相吻合的。

    从田黄石皮层的厚度是薄厚不均匀的这一点，也能明显看出田黄石皮层具有沉积的特征，环境地下水中的田黄石注分子含量多的形成的皮层就厚一些，地下水中的田黄石注分子含量较低时，其皮层就可能稀薄一些；被环境地下水沁泡时间较长的其皮层相对厚一些，反之则薄一些；由于沉积的原因，在产出前的自然存在状态下，相对上面位置的石表面其皮层就较下面部位的皮层厚一些。这些特征是“河磨石”不具备的。此外，田黄石皮层的晶粒并非是完全没有规律的，由于沉积的迪开石分子与地下水浸润田石的方向相同，所以，其晶型的成长方向往往是近似垂直于田黄石基质表面层的片状。而且具有非常统一的光折射性：往往在黄色的皮层上可以明显看到：由上至下与由下至上的视觉角度看，皮层会呈完全不同的光反射性能（如果从上侧面向下看黄色皮层是深谙的，再从下面向上侧看其黄色皮则是浅淡的，反之则反）。同时，要说明一下，由于铁离子随地下水浸润田黄石首先要经过皮层才能到达内部肌质，而田黄石肌质的分子结构比皮层的分子结构致密得多（能对氧化铁离子的沁入形成一定的阻挡作用），所以粒径稍大的氧化铁粒子就很难进入田黄石肌质，而停留在结构较粗松的皮层中，因而田黄石皮层中的铁离子含量会高于田黄石肌质中的铁离子含量。这与崔教授所说“从能谱分析中可以看出田黄外皮的铁离子含量要比肌里的铁离子含量高”的结论是完全一致的。

    但是，教授文章中关于“白色皮显然减少的铁离子是田黄的色皮与外界发生反应往外界带出的”的提法我认为似乎还需要进一步探讨。因为氧化铁离子随地下水浸入田黄石肌质的正向过程，是随地下水以液相状态接触田黄石固体表面，这一过程是在有大气压作用下沁入固相物质内部的运动过程。但在逆向过程（地下水由固体内部向外运动）时，则会由于固相（田黄石）硬质表面的抵抗作用，使大气压不能成为已经沉积的氧化铁分子由固相向液相反方向移动的动力。如果没有溶融和冲击的作用，而单一依靠分子扩散力，要将已经沉积的铁离子再重新带回液相是几乎不可能的。因此铁离子由固相向外界带出的过程是不存在的。同时，常温常压下田黄的色皮与外界也不会发生其他化学反应。即使黄色的田黄石由于自身的移动或者其他原因，使其接触的是地下水中铁离子浓度已经变低了的周围环境，单靠微量的浓度差再把已沉淀的铁离子从田黄石的肌质里溶解并转移出来也是不可能的。因为铁离子并不是以溶质的形式溶解在水中的，而是以极细微的氧化铁的固体微粒状态，跟随地下水沁入石体内部的晶面上并沉积在那里的。所以田黄石的次生过程中，不可能存在液体由固体内部“向外带出”的逆向过程。反倒应该是：在外部环境中铁离子浓度降低以后，没有（或缺少）氧化铁离子的环境水继续浸入石体，并将靠近石体表层的黄色氧化铁离子逐渐慢慢移向石头肌体深层或内部去，因此就形成了白色皮层的银裹金田黄石。也正因如此，才会出现另外一种银裹金田黄石：其皮层与田石的基质之间几乎没有明显的界限（普通黄色皮的石皮与肌质之间的密度界限是较分明的），这种白色的石皮与白田石的基质分子组成是相同的。皮层与肌质之间只能见到由白到黄的颜色过渡，显然，这种由外向内，由白到黄的颜色渐变是铁离子由田黄石表层向石体深层移动的结果。而并非“白色皮显然减少的铁离子是田黄的色皮与外界发生反应往外界带出的”结果。

    同理，也只有这样，白田的白色皮也才能得到更好解释，即：白田的白皮是在周围没有铁离子存在的环境下，地下水中的（白色的）迪开石分子在白田石基质上吸附沉积而成的。

    金裹银田黄石的形成，则不单单是白田石的周围环境中的氧化铁离子增添的问题。而更重要的原因是，凡是成为金裹银田黄石的白田，其肌质都是非常细结、凝灵、分子结构极其紧密的石材。这种优良石材即使在地下水中富含氧化铁成分的环境中，也极不容易被浸染呈色，（当地下水中的迪开石分子和氧化铁离子，已经在白田石表面沉积并形成黄色皮层时，而致密的白田基质却仍没能被染色的情况下，则田石已经产出）因此，才能形成黄、白色彩分明的金裹银田黄石。金裹银田黄石都是质地纯优的上品田黄冻石，十分珍稀罕见。

    田黄石的黑色皮层（乌鸦皮）是环境砂土中腐败变色的有机物质沁入田黄石的黄色或白色皮层，并将其染成为黑色皮层的。也就是说乌鸦皮的黑色大多是以田黄石的黄色或白色皮层为载体沁染形成的。如果这种乌鸦皮田黄石脱离黑色有机质，重新置于富含氧化铁离子的环境中，经地下水长期浸润就会形成外黄内黑的双层皮。此外，黑色的有机物色素不但可以沁染田黄石的皮层，长时间浸泡也可以将田黄石肌质染成黑色。

    田黄石的皮层是田黄石在二次生环境中，由环境水中与田黄石分子结构相同的迪开石分子沉积而成的，所以两者的分子组成是相同的。这一点，完全可以作为有皮层的田黄石的辨别标准。经检测凡是皮层和田黄石肌质分子组成不一致的，绝对不是田黄石，或是假田黄石。尽管某些其它石种也存在石皮，但这一条规律却仍然是绝对正确的。所以可以用来作为鉴定田黄石的依据。

    近几年，市场上田黄石的造假品屡屡出现。将其它石头表面用石粉假造石皮冒充田黄石的也比比皆是。所以如何辨别真假田黄石皮也成为田石收藏者的一个课题。

    1、一般真的田黄石皮层在放大镜下可见到图案雕刻的凹坡处，皮层与肌质之间是由深到浅渐渐过渡嵌入石质表面的。而假皮的皮层则明显的是与石质表面分层的。

    2、真皮层在灯光下是半透明的，可以透过光线；假皮则是不透明的。

    3、真皮的厚度是不均匀的。其凹陷处的表面具有自然沉积的圆滑表面。而且大多数的凹陷坑中皮层的外表比皮层内的颜色偏深偏红一些（这是地下水中的氧化铁离子较长时间积存并在表面沉淀的结果）。假的石皮则不可能出现这种现象。

    4、田黄石的皮层是在田土中经过数百万年浸润，由分散在地下水中的田黄石分子，与田黄石表面分子相吸附、沉积而生成的结晶层。同时由于氧化铁离子浸入并在其晶隙间沉积而呈色。皮层的分子结构和田黄石的分子结构是一致的。目测时，会发现较明显的晶体折光现象。（光照下从某一角度看皮色为浅黄色，转成180度角时皮色就变为较深的黄色了）这种折光性是不可能假造的。

    除此以外，除黑、白色皮以外，田黄石的黄色皮层按标准色谱的色卡对照，最常见的色度比只有两种：1黄70～80%，红35～50%，兰5～15%；2黄70～80%，红20～40%， 兰1～10% 两种颜色（此数据仅供参考）。如果色度比与此相差太远，就需要多加注意了。

注：该处的田黄石分子是指分散在田黄石周围的地下水中的高岭石矿系的多形变体矿及其相互过渡石的分子，或者是它们的细微晶粒。