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硃砂

硃砂 (英語：Cinnabar或cinnabarite，來自古希臘語：κιννάβαρι[6]），又稱丹砂、赤丹、汞沙，礦物學中稱辰砂[7][註 1]，為礦物形式的朱紅色到磚紅色的硫化汞。這種礦石是提煉汞元素的最常見來源，也是歷史上朱紅色或亮紅色顏料的來源。

硃砂
基本資料
類別硫化物礦物
化學式HgS
IMA記號Cin[1]
施特龍茨分類2.CD.15a
晶體分類偏方面體 (32)
（H-M記號相同）
晶體空間群P3121, P3221
晶胞a = 4.145(2) Å, c = 9.496(2) Å, Z = 3
性質
顏色胭脂紅，偏向棕紅色至鉛灰色
晶體慣態菱面體至平板狀。粒狀至緻密塊狀。
晶系三方
雙晶{0001}雙平面
解理{1010}完美
斷口參差狀至次貝殼狀
韌性/脆性略微可切
莫氏硬度2.0–2.5
光澤金剛至土狀光澤
條痕朱紅色
透明性薄片透明
比重8.176
光學性質單軸 (+)
折射率nω = 2.905 nε = 3.256
雙折射δ = 0.351
參考文獻[2][3][4][5]

這種礦物在對稱性和表現出雙折射方面與石英相似。硃砂的平均折射率接近3.2，硬度在2.0和2.5之間，比重約為8.1。顏色和特性源自屬於三方晶系的六方晶格結構，晶體有時表現出孿晶。

硃砂使用和處理的相關現代預防措施源於汞的毒性，人類早在古羅馬就已認識到這一點。

特性和結構

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特性

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硃砂一般呈塊狀、粒狀或土狀，顏色呈鮮紅色至磚紅色，但偶爾會出現具有金剛光澤的晶體[8][9]它的對稱性類似於石英。它具有雙折射性，在所有礦物中具有第二高的折射率。[10]其平均折射率為3.08（鈉光波長），[11]與金剛石和砷化鎵（GaAs）的折射率相比，分別為2.42和3.93。硃砂的莫氏硬度為2.0-2.5，比重為8.1。[5]

結構

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硃砂的晶體結構：黃色=硫，灰色=汞，綠色=晶胞

硃砂在結構上屬於三方晶系。[5]它以板狀、細長稜柱狀晶體形式或以粒狀至塊狀結殼形式出現。[3]孿晶為簡單的接觸孿晶。[4] 硫化汞（HgS）採用所描述的硃砂結構，以及一種附加結構，即它是同質異形體。[12]硃砂是更穩定的形式，其結構類似於HgO：每個Hg中心有兩個短Hg-S鍵（每個2.36Å）和四個較長的Hg···S接觸（分別為3.10、3.10 、3.30和3.30Å）。此外，HgS還有一種具有閃鋅礦結構的黑色非硃砂同質異形體（黑辰砂）。[4]

產生

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來自美國內華達州的硃砂汞礦石

硃砂通常作為與最近的火山活動和鹼性溫泉相關的地脈填充礦物出現。硃砂是由遠離火成源的超熱液與上升水溶液（靠近地表且不太熱的水溶液）沉積的。[13]它與自然汞、輝銻礦、雄黃、黃鐵礦、白鐵礦、蛋白石、石英、玉髓、白雲石、方解石和重晶石有關。[3]

汞的開採與提取

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硃砂蒸餾器，Alchimia，1570年

作為自然界中最常見的汞來源，[14]硃砂已被開採了數千年，甚至可以追溯到新石器時代。[15]在羅馬帝國時期，它被作為一種顏料，[16][17]並因其汞含量而被開採。[17]:XLI

為了生產汞，粉碎的硃砂礦石會在迴轉窯中進行焙燒。在這個過程中，汞會從礦物中分離出來，很容易蒸發。一個冷凝管用於收集液態金屬，通常被裝在鐵瓶中運輸。[18]

裝飾用途

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硃砂在近東自古以來就被用作顏料，包括作為胭脂類化妝品，[19]在新大陸自奧爾梅克文明開始。中國早在周朝就用於書寫甲骨文，宋代後期用於漆器上色。[來源請求]

自奧爾梅克文明[20]以來，硃砂在新大陸中被用作一種顏料。其在瑪雅文明高峰時期的皇家墓室中的使用就是例證，最引人注目的是7世紀的帕倫克紅皇后墓，在那裡石棺中的貴婦遺骸和屬於她的物品，全部被硃砂製成的鮮紅色粉末完全覆蓋。[21]

硃砂最廣為人知的用途在中國漆雕中，這種技術顯然起源於宋代。[22]通過在漆中夾帶粉末顏料，可以降低古代漆器中汞中毒的危險，[23][頁碼請求]但如果被意外破壞，仍然可能造成環境危害。在現代珠寶行業，有毒顏料被樹脂基聚合物取代，其外觀近似於着色漆。[來源請求]

1976年，在智利Cerro Esmeralda發現的兩具公元1399年至1475年的女性木乃伊身着帶有硃砂的衣服。[24]

藥用及毒性

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硃砂為傳統中藥，《神農本草經》中列為玉石部上品，稱能養精神，安魂魄。用於安神、鎮靜，大約有10%的中成藥中含有硃砂[25][註 2]。

硃砂的主要成份為硫化汞，還常夾雜雄黃、磷灰石、瀝青質等。其中含有的砷、鉛、銻等都對人體有害[25]。有防腐作用，外用能抑制或殺滅皮膚細菌和寄生蟲。[26][需要較佳來源]

其主要成分硫化汞可導致汞中毒。研究表明一天從藥物中口服硫化汞超過262毫克即可導致慢性中毒[27]。而一些中成藥藥丸中含汞量相當高，如美國魚類及野生動物管理局法醫實驗室曾抽查的北京同仁堂產安宮牛黃丸中含汞量為80.7至621.3毫克，部分遠高於慢性中毒量[28][29]。

臨床報告表明，使用硃砂可能會出現肝腎臟損害[30][31]、胃腸道反應[32]、神經系統中毒[33]、溶血性貧血[34]、過敏反應[35]等。

美國等國都已禁止藥物中使用硃砂[28]。

另見

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注釋

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  1. ^ 以辰州命名
  2. ^ 含有硃砂的中成藥包括：金、二十五味松石丸、二十五味珊瑚丸、十香返生丸、七珍丸（丹）、七厘散、萬氏牛黃清心丸、小兒百壽丸、小兒至寶丸、小兒金丹片、小兒驚風散、小兒清熱片、天王補心丸、牙痛一粒丸、牛黃千金散、牛黃抱龍丸、牛黃清心丸、牛黃鎮驚丸、安宮牛黃丸、安宮牛黃散、紅靈散、蘇合香丸、醫癇丸、補腎益腦片、局方至寶散、純陽正氣丸、抱龍丸、柏子養心丸、胃腸安丸、香蘇正胃丸、保赤散、益元散、梅花點舌丸、琥珀抱龍丸、紫金錠、紫雪、暑症片、舒肝丸、痧藥、避瘟散、人參再造丸、平肝舒絡丸、再造丸、複方蘆薈膠囊、賽霉安散/軟膏。

參考資料

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  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-04-15]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. （原始內容存檔於2021-12-13）. 
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延伸閱讀

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  • Stewart, Susan. 'Gleaming and deadly white': Toxic cosmetics in the Roman world. Wexler, Philip (編). History of Toxicology and Environmental Health: Toxicology in Antiquity II. New York, NY: Academic Press. 2014: 84. ISBN 978-0-12-801634-3. 
  • Barone, G.; Di Bella, M.; Mastelloni, M. A.; Mazzoleni, P.; Quartieri, S.; Raneri, S.; Sabatino, G.; Vailati, C. Pottery Production of the Pittore di Lipari: Chemical and Mineralogical Analysis of the Pigments. Minerals, Fluids and Rocks: Alphabet and Words of Planet Earth. Rimini: 2nd European Mineralogical Conference (EMC2016) 11–15 Sep 2016: 716. 2016. 

外部連結

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