从五色石脂与几种矾石之化学成分探讨「黑矾」究为何物

(臺湾大学化学系,本会会友)

从五色石脂与几种矾石之化学成分探讨「黑矾」究为何物。作者以为即「涅石」

关键词:五色 石脂 矾石 黑矾 含煤黄铁矿

一、前言

中国人因传统的阴阳五行思想,分类常用「五」以配合「五行」。如金属有金、银、铜、铁、锡五金;人之内臟有心、肝、脾、肺、肾五臟,目、舌、口、鼻、耳五官;味有酸、苦、甘、辛、咸五味,声音分宫、商、角、徵、羽五音,顏色则分青、赤、黄、白、黑五色。而且在相生、相剋上彼此有关连。如医药服食方面,晋人葛洪的《抱朴子》「仙药」篇中认为:

若本命属土,不宜服青色药;属金,不宜服赤色药;属木,不宜服白色药;属水,不宜服黄色药;属火,不宜服黑色药。以五行之行,木剋土,土剋水,水剋火,火剋金,金剋木故也。

此乃因青为木,赤为火,黄为土,白为金,黑为水的缘故。而五臟之肝属木,心属火,脾属土,肺属金,肾属水;五金之银属金,铁属火,铅(锡)属水。故如《正统道藏》之丹书《大洞炼真宝经修伏灵砂妙诀》中就说:

银性戾,服之伤肝;铁性坚,服之伤肺;铅性濡滑而多阴毒,服之伤其心。

因此对於某些传统中医而言,药石的顏色是相当重要的。

二、五色石脂

中国的「本草」中有「五色石脂」和五种顏色的「矾石」,今先说「石脂」及其化学组成。《列仙传》卷叁有云:

陵阳子明姓竇,汉銍乡人。钓鱼於涎溪,得白鱼,腹中有书,即教子明服食之法。子明遂上黄山,採五色石脂,服之叁年,龙来迎去。

《神农本草经》卷一有「五色石脂」:

青石、赤石、黄石、白石、黑石脂等味甘、平,主黄疸,洩利,肠澼,脓血,阴蚀下血赤白,邪气痈肿,疽痔恶疮,头伤痒瘙,久服补髓益气,肥健不飢,轻身延年,五石脂各随五色补五藏,生山谷中。


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但陶弘景《名医别录》则分五条叙述。五种石脂药性不同,用途亦不同:

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青石脂,味酸,平,无毒,主养肝胆气,明目,治黄胆……

赤石脂,味甘,酸,辛,大温,无毒,主养心气,明目,益精……

黄石脂,味苦,平,无毒,主养脾气,安五藏,调中……

白石脂,味甘,酸,辛,无毒,主养肺气,厚肠……

黑石脂,味咸,平,无毒,主养肾气,强阴……

在「黑石脂」条下说明「一名石涅,一名石墨」。

按「涅」义为黑色,伊博恩与朴柱秉认为石脂即Saxony earth,黄石脂黄色硅黏土,Lithomarge,亦称Fuller’s earth(漂白土),黑石脂即石墨,白石脂为白高岭土,赤石脂为红高岭土。3章鸿釗曾以白石脂为高岭土(又称高岭玉即白堊)。赤石脂为红高岭。4近人郭兰忠主编《矿物本草》也以「白石脂」即高岭土,为含铝矿物分解產物,主要成分为含水硅酸铝。含二氧化硅46.5%,氧化铝39.5%,水14.0%,及、镁、钙等杂质;5「赤石脂」也是高岭上的一种,主要成分为水化硅酸铝及少量氧化铁、氧化亚铁、叁氧化铬、二氧化锰等;6而「黄石脂」主要化学成分为水化硅酸铝钾与氢氧化铁水合物。7

叁、五种矾石 [20]

「矾石」即《山海经》中的「涅石」。清嘉庆初年孙星衍辑校《本草经》时以《说文》无「矾」字,故作「涅石」。但《太平御览》卷九八八引魏人吴普之《吴普草本》已作「矾石」,晋葛洪《抱朴子》「内篇」卷四「金丹篇」有「五灵丹经法」云:8

用丹砂、雄黄、雌黄、石硫黄、曾青、矾石、慈石、戎盐、太乙餘粮,亦用六一泥及神室祭醮合之,叁十六日成。

《太平御览》卷九八五亦有此丹法,但名为「五帝云丹方」,无「雌黄」而有「礜石」,「太乙餘粮」作「太一禹餘粮」。故知魏晋已有「矾」字。日本医者森立之据《医心方》认为应作「燓石」。北京大学赵匡华教授从之。唯据段注《说文解字》,《玉篇》《广韵》有焚无燓,知燓即焚之譌。实则《医心方》中「焚」「燓」互见,故知段玉裁之言可信。王筠默、王恆芬辑校之《神农本草经校註》作「樊」似亦似欠妥。唐代之《新修本草》卷叁「矾石」条有註云:

谨按:矾石有五种:青矾、白矾、黄矾、黑矾、絳矾。然白矾多入药用。青黑二矾疗疳及诸疮,黄矾亦疗疮生肉兼染皮用之。其絳矾本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃,陶及今人谓之石胆,燃之赤色,故名絳矾矣。

宋代《图经本草》也列五种:

矾有五种,其色各异,谓白矾、绿矾、黄矾、黑矾、絳矾也。白矾则入药及染人所用者;绿矾亦入咽喉口齿药及染色;黄矾丹灶家所需,时亦入药。黑矾唯出西戎,谓之皂矾,染鬚鬢药或用之。絳矾本来绿色,亦谓之石胆,烧之赤色,故有絳名,今亦稀见。

到了李时珍的《本草纲目》卷十一则说「不止於五种也」且各有异名。如「白矾」有「白君、雪矾、明矾、云母矾、波斯白矾」等名,并云:

黑矾,铅矾也,出晋地,其状如黑泥者为崑崙矾,其状如赤石脂有金星者为铁矾,其状如紫石英引之成金线,画刀上即紫赤色为波斯紫矾,并不入服饵药,唯丹灶及疮家用之。

方以智《物理小识》卷七则说:

青矾乃煤石所炼者,《本草纲目》未载也。樟树矾场取煤炭之石,石有铜色,谓之铜石,即以细煤烧而围之,以矾场水淋其咸,入釜重煮,冷则成矾……安福出铜炭,即煤中有铜星者也。

这些顏色不同的矾究是什麼?章鸿釗认为「白矾」即今之明矾,至於「青矾」,他说:10

由铜石或铜炭出者是为青矾,可以染黑,故亦谓之皂矾。又即绿矾,煤炭中有铜星者实即磺铁,非铜也。昔人以其色黄如铜,率称铜石,又名铜炭,即其物已磺铁由硫合铁而成。今之青矾亦有硫有铁,则矾出於此,其理自合。

也就是说他认为「青矾」即「绿矾」,含硫和铁。伊博恩与朴柱秉亦以「白矾」乃「明矾」为带结晶水的硫酸铝钾。煅烧后脱去结晶水,是为「枯矾」;「绿矾」是硫酸亚铁,可用为染料及肥料,但有时醋酸铜亦称绿矾。「黄矾」为硫酸铁。11

近北京大学赵匡华在全面介绍中国古代的矾化学时也确认「白矾」即明矾,化学式为KAl(SO4)2?12H2O,(或K2SO4?Al2(SO4)3?24H2O)在200℃以上焙烧能脱水成为白色粉末KAl(SO4)2,即「枯矾」。「绿矾」为硫酸亚铁FeSO4?7H2O,「黄矾」有两种,其一化学式为KFe(SO4)2(OH)6,另一为Fe2(SO4)3?9H2O。「胆矾」为硫酸铜CuSO4?5H2O蓝色结晶。「絳矾」为绿矾焙烧后的硫酸亚铁再氧化而成叁氧化二铁(Fe2O3)红色粉末,「敦煌矾石」则是含胆矾的黄矾。12淡江大学郝侠遂13及上述《矿物本草》书中都同意赵匡华的这些看法,又岛尾永康所着的《中国化学史》书中14也提到明矾、绿矾、黄矾叁种染料,并以「涅石」为黄铁矿。

四、「黑矾」试探

由於五色矾石中「黑矾」究是何物,除上引苏颂《图经本草》和李时珍《本草纲目》之说法外,未见近人有道及者,因试为探。

首先须说明,中国古时并无现代化学「纯化合物」之观念,「本草」中之「玉石」类多为採集天然產物。「矾石」与现代之「矾」并不一定具有相同定义。如上文所引《新修本草》有「絳矾本来绿色,新出窟未见风者,正如瑠璃」之说,故知「绿矾」可取天然產出,并不经焙烧。

由於「矾石」与「五色五脂」都是「玉石类」的「上品」,与「金类」不同。古人不致将「黑矾」与黑色金属製品如氧化铜,硫化亚锡等混淆。中国所產矿石原为黑色或煅烧呈黑色的并不多,且如磁石虽为铁黑色,但性质与矾石明显不同,亦不会误判。前文已可确定「石墨」是「黑石脂」,故也不是黑矾石。《山海经》卷叁「北次叁经」中记「賁闻之山」「孟门之山」都说「其上有苍玉,其下多黄堊,多涅石」。据《说文》,「涅,黑土在水中者也」,故「涅石」应指「黑矾石」。按《考工记》已有染黑(緇)之法,《淮南子》「俶身训」则有「以涅染紺,则黑於涅」之说。曹元宇就说「涅石因能染皂,恐专指绿矾」。15吴淑生和田自秉也认为春秋战国时代染黑的煤染剂是「青矾」,也就是「涅」。16至於李时珍所谓「黑矾,铅矾也」,很可能只是形容其顏色。

前文已述,我国传统只有「五色」,「青」「绿」是不分的,也因此「绿矾」又称「青矾」。赵匡华曾说:「现代学者通过地质调查,已弄清楚有一种黄铁矿常与煤矿伴生,所以它呈黑色」。17这应是古代染黑所用「涅石」的来源。由於「绿矾」也是用来染黑的,故又称「皂矾」。另《神农本草经》中已有许多「青」色的矿石药都是铜盐,如空青、曾青、白青、扁青等;《宋会要辑稿》卷四二六九又言「….等处有皂土,堪煎青矾」。故综合上述可以推测,早期的「涅石」就是唐代起「本草」的「黑矾」,亦即混有煤质的黄铁矿。唐人所谓五色矾石中的「青矾」乃指后来的「绿矾」。

后记:「本草」中之「黑矾」究係何物,久縈於怀。章鸿釗、曹元宇、岛尾永康、赵匡华等诸前辈皆未言及。近同好聚会时郝侠遂会友介绍新作「我国古代矾的使用与製造」,惜亦缺黑矾。遂整理旧藏资料,撰成斯篇,以向同好会友请教。(作者校对)

民国第二壬午十月望日