鸡血石的组成成分有朱砂、石英、方解石、辉锑矿、地开石等矿物,且大部分含硫化汞等多种成份的硫化物以及硅酸盐矿物。产地不同,质地成分也不同,但都离不开硫化汞成分。昌化鸡血石的矿物成分,除了辰砂以外,是以粘土矿物中的地开石为主,也含有少量的高岭石、明矾石、埃洛石、石英、黄铁矿等矿物质。巴林鸡血石主要成份是高岭石和铝石,其质地较为细腻的黑冻鸡血石,和芙蓉冻鸡血石的主要矿物成分是地开石和辰砂,其中辰砂非常细小,质地坚硬细腻。
同时,鸡血石的矿物成分与其质地有一定关系。当鸡血石由迪开石和辰砂这两种极细粒状矿物组成时,其质地细润,呈半透明状,犹如胶冻,有“冻地鸡血石”之称;当它含有较多的明矾石(HM=3.5—4)时,其透明度降低以至不透明,光泽减弱以至无光泽,硬度增大,同时脆性也增大;当它含有较多的石英(HM=7)、黄铁矿(HM=6—6.5)或次生石英岩化晶屑、玻屑凝灰岩残留物时,由于这些杂质的硬度高于迪开石的硬度,因而有碍于鸡血石的美观和不利于雕刻,工艺上称之为砂钉。
鸡血中除主要成份为硫化汞外,还含有少量的致色元素铁、钛,它们是深色染剂,它的含量多少是鸡血呈现不同红色的主要原因,含量多则血色呈暗红色。另外,鸡血石也含有不同的感光元素硒、碲,这也是鸡血在光照和热烤下退色或变色(呈现暗红)的主要原因。
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