（第一节）矿带
据初步鉴定，洮砚石料矿带在地质上称为古生代的泥盆系。形成期约开始于四亿年前，结束于三亿五千万年前。洮砚石属泥盆系中水成岩变质的细泥板页岩，是一种由沉积在水盆地中的细泥型物质形成的岩石。据对喇嘛崖矿坑中的矿物相观察，洮砚石料矿带的形成早于境内其他地层结构，不同于大部分古生代到三叠系过渡的浅海相，泥盆系水成岩变质明显。整个矿层全厚约四米，矿体分数层夹在岩石之中，可开采厚度各不相同，平均约40公分左右。矿体与水平面形成的夹角约25度，属缓倾斜矿体。
洮砚石料矿的贮藏面积约40平方公里，据现开采的矿点和已经勘察的矿体露头，有以下数处：喇嘛崖、水泉湾、纳儿、卡古直沟、青岭山砚瓦石嘴、圈滩沟等处。
喇嘛崖位于洮水东岸，处于纳儿村与下达窝村的中间。此崖峭壁耸立，崖顶与河面的垂直高度约500米，挑水紧贴壁底流过。它与东南方的苟巴崖，正南方的卡古崖形成一座形似笔架的山峰。喇嘛崖的外形极像一顶喇嘛僧帽，又因宋、明间掘石洞口曾雕凿过一幅喇嘛神像，再加上传说中的砚工祖师是一位技艺超群的喇嘛，三说合一，此崖由此而得名。喇嘛崖的东北方与山体主峰相连，西方与喇嘛坪相接，唯有正南方是裸露的悬崖，陡峭如刀削。洮砚石料矿就分上、中、下三层夹在岩石之中。岩脚直插水底，下层矿脉距水面仅数米，明清时曾在此处乘木筏掘坑采石。那时洮河两岸的植被覆盖良好，水源充足，洮河水位很高。下层矿坑紧贴水面，洞窟也与水面齐平。采石时要等到枯水期才能靠近石坑。现今因为洮河两岸植被破坏严重，许多山泉小溪枯竭，再加上河床的自然切割，挑河水位日趋下降，水流量仅及解放初期的三分之一左右。所以，下层矿坑距水面的距离越来越高。中层矿脉距下层约三十米，据说是宋代的老坑，但因旧洞口被引洮工程的流沙所掩埋，无从寻找。现仅有1958年后期新凿的两个洞窟，因洞内无支护设施，洞道狭窄，现已废弃。上层距中层约50余米，矿层的有用厚度居三层之冠，约在0.6米至0.9米之间，但其石质仅居二层之中。现有二个米掘点，是姚观石料的主要矿点之一。
水泉湾位于喇嘛崖南端，是苟巴崖脚下的一条小沟，沟内北面石崖即是石料矿点的露头处。此处的矿体倾斜度比喇嘛崖大，与水平面的夹角约在35度左右，属急倾斜矿体。这里的矿层斜夹在岩石之中，崖面有泉水形成的瀑布长年下滴，冬季遍布冰帘，无法攀援。又因地形原因，日照极短。
冰帘直到夏初才能消融，至立冬则又结冰。所以，只有夏秋两季才可取石。水泉湾的矿层较厚，石质滋润，露天采矿比喇嘛崖进洞采矿的危险性小。从1949年前直追溯到明清时期，这里都是洮砚石料的主要矿点之一。
纳儿矿点位于纳儿村北的阳坡上，也是洮砚石料矿带的南边缘露头。矿体仅有一层，呈西高东低的倾斜状镶嵌在岩石中。石料的有用厚度约0.4米。这里由于是矿体边缘，矿体向阳，日照、风化严重，石质比喇嘛崖和水泉湾的都较差，自民国末年起就很少开采。近年来，由于喇嘛崖、水泉湾的石料供不应求，又开始在这里采石。
喇嘛崖、水泉湾、纳儿三个采矿点，正好都处于洮砚石料矿带的最西端，又都在洮河东岸临河的悬崖上。按北（喇嘛崖）、中（水泉湾）、南(纳儿）的顺序分成了三个均匀的点。据地貌分析，这里正好是青藏高原与陇南山地的交接地带，地质结构属秦岭古生代，褶皱剧烈，区域结构中的断裂带形成了矿带的整齐边缘。洮砚矿带自洮河东岸起，南北间呈等距离平行带状向正东方向延伸。北自达窝村中沟南麓，南至卡古直沟的北麓，两条沟似平行线由西向东直达青岭山顶，交汇于砚瓦石嘴。这段路上沿途都有星星点点的砚石矿露头。
从青岭山主峰向东约三公里，矿带横跨圈滩沟，海拔降至2700米左右。从此向东经下巴都的崖沟，直到卡布鹰子嘴后才失去露头。整个矿带东西总长约25公里（图上直线距离）。除喇嘛崖、水泉湾、纳儿等矿点的开采历史较长外，近年来又在卡古直沟等矿带露头处开始采石。其余如砚瓦石嘴、炭笼牙豁、崖沟、圈滩沟等处均未开采。原因有三：一是路途遥远，运输困难；二是表层石料多属露天，风化严重，枯燥粗劣；三是临近的藏巴哇、柏林一带的民间尚不惯操此为业，而洮砚乡的砚工们当然不会舍近求远。所以，这些矿点至今无人问津。
（第二节）石质
一、特性
结构细密：洮砚石料具有所有沉积岩中黏土岩类的基本结构。颗粒极细，粒径在0.01毫米以下，密度3.04克/立方厘米左右，结构以细密见长。石料中兼含多种金属离子，不仅发墨快，而且墨汁油润有光泽。所制砚台具有滑不拒墨，涩不滞笔的优点。
滋润滑腻：洮砚石料矿带濒临洮水，由温润之气精养，矿体中水分充足，石料抛光后手感滑腻，呵气凝珠。由于它的石质结构细密，水分不易散发，构成它既不渗水，又贮墨日久不干的特性，故以虽酷暑而倾墨不干之盛誉称雄于砚林。
硬度适中：洮砚石料的硬度为摩氏三度。作为砚材，恰到好处，既能抵御外来摩擦力而经久耐用，又软硬适中而便色泽典雅：洮砚石料大部分呈翠绿色，虽有少量赤紫暗红色，总以绿色为主。
它的绿色，不论从色相、色性及色度任何方面，都居各类砚材之首。
二、石理
石理亦可称为石料的矿体组织构成。洮砚石料在岩石中并不是完整的一大块。它经过地壳无数次的动荡和变迁，形成了大小不一的于雕琢。加上它板页岩结构劈理发育，石性温和，质硬而不脆，更是理想的砚材。
块状、层状岩石。整个洮砚矿带就是由这些不同体积的岩石堆挤在一起而形成的。这层岩石原是整块的、较纯净的沉积岩层，但在各个时期地壳的运动中发生断裂，并渗入同时期的岩架，这些岩楽侵入体凝固后，形成各种薄厚不同、颜色不同、硬度不同、走向不同的膘、纹、脉、点，给原来纯净的石料肌理增加了新的成绿质黄章的洮砚分。其中，有些在色彩上对石料起着点缀作用，经雕琢利用为俏色装饰，也不影响石料的使用价值。但有些却对石料有害无益，它不仅在某些方面降低了石料的使用价值，而且增加了雕刻难度。
这里将洮砚石料的石理结构分“肤、肌、筋”来喻述。洮砚石料块层表皮有膘，色分黄、白、黑、紫、绿，状如鱼鳞、松皮、蜂蜡、油脂等，可喻为石肤。
洮砚石料细密丰润的主体，色分绿、紫、红，可喻为石肌。
石中所布脉络线条及铜钉，色分红、白、黄、黑，犹如玉中之瑕疵，可喻为石筋。
肤肌是石之本，肌为质，肤为章。洮砚石料中有绿质黄章、绿质白章、红质黄章、红质绿章、紫质黄章、紫质白章、紫质黑章等。其中最以绿质黄章者驰名中外。其余如绿质白章和紫质黑章者也很名贵。
筋为石之瑕疵，它虽然对鉴定石料真伪、品级高下起着重要的佐证标识作用，但毕竟对石无益，属石中杂质。当地砚工称其为断瑕、硬筋及溅墨点、金星点等。喇嘛崖石又称“窝子石”、“崖石”，石理结构最大的特征是膘肥肌嫩，离河面越近者质地越优，纯度越高。窝子石中最明显的瑕疵是金星点，也就是铜钉。它像端砚中的“眼”一样是辨认窝子石的标志。窝子石肌质翠绿，膘色金黄，且含大量水纹、云纹、气纹。有些石料中多种纹络相间，绘成奇幻的图案。洮砚石料中，窝子石品级最高，制成的砚台也最名贵。窝子石又分老坑石和新坑石。老坑在下，新坑在上；老坑离水近，新坑离水远，老坑石优于新坑石。
水泉石肌肤细嫩温润，色泽比窝子石稍深，石膘也多为白色、奶油色或土黄色。石膘层比窝子石薄，纹络清淡含蓄，有细线型水纹和淡色气纹。水泉湾石料中较明显的瑕疵是玉筋，呈薄厚不一的层状变质岩夹杂在石料之中。
纳儿石表面的膘色焦黄，大多带有小墨点，亦称这类膘为“墨溅瑕”。膘层较薄，色泽较暗。石料肌体结构不均匀，硬度差别明显，尤其在水纹石料中表现得更为突出，色深处’硬于色浅处。石料的色泽浅于水泉石，翠绿中夹有青灰成分。石中的杂质量也多于窝子石和水泉石，瑕疵中有黑红断瑕、白硬筋。石料分绿、紫、红三色。
卡古直沟石与青岭山砚瓦嘴石相差无几，前者略优于后者。原因是后者所在是海拔三千多米的高山之巅，风吹日晒，润气泄尽。前者虽亦受风化，但有溪水滋润，质地还算洮石中的中下品。卡古直沟石料的色泽中，绿石稍带湖蓝，也夹杂青灰成分。这两处石料的肤肌略显干燥，筋丝纵横交错，层理紊乱。
洮河紫石的肌理也很细腻，以喇嘛崖和纳儿村边的石料最佳。紫石储量极少，仅夹杂在绿石矿带边缘，开采带有很大的偶然性，全靠运气。紫石亦有滕，色分黄、白、绿。喇嘛崖紫石有绿膘的最妙。紫石脉络少，发墨亦如绿石，但其暗红带紫如羊肝的色泽不如绿石生机盎然，且储量有限，得之不易。当今所出红紫石砚，尤物十难得一，多为劣等围岩紫石制成。
三、石膘
洮砚石料的表层，通常带有天然的石膘。这些石膘牢牢地附着在石料的表层，其颜色、质地、硬度都与石料本身有明显的差别。一般说来，石膘的结构比石料的松散，质地硬度均不如石料坚密，色泽呈米黄、土黄、金黄、橘红、淡黄、淡紫、玉白等。在许多历史资料中，将石膘记为石标，意为附在石表的一种标记。当地俗称“膘”，并以“膘”论级差、优劣。认为膘在石表，犹如动物体内之脂肪。石质肌理越丰润细嫩，它的膘层就越厚，光彩也就越鲜艳。所以，膘不仅是洮砚石料上的一种特殊标志，而且可以用它的“肥瘦”来洮砚贵如何，黄膘带绿波论石质的档次级差。用“膘”字表示，似乎更接近民间俗称的原意。
石膘与石料并非形成于同一地质年代，石膘是夹杂在石料矿体中的侵入物体。按地矿学的解释，主矿体在变质期间，受地壳的强力运动，形成了许多垂直于沉积层的断裂缝隙，而岩浆在地壳深部的巨大压力下，迅速渗透、充填了这些缝隙。岩浆冷却后，凝结成固体状附着在矿体表层，这样就形成了石膘。它的矿物成分与原矿体截然不同。
石膘多属细晶岩类，是一种晶粒微细、偶成斑状的酸性脉岩，主要矿物为酸性斜长石、正长石和石英。石膘一般呈浅黄色和灰白色，但它经围岩和矿体的互相矿化和浸染，色泽也会呈金黄、橘红、纯白等。这些充当石膘的岩类，虽然呈脉状侵入深成岩体的缝隙中，但偶尔也存在于矿体的边缘及浅成岩中，再加上地壳运动变迁的因素，许多深成岩上升外露，有些石膘经风化、矿化后还会呈紫、褐、绿、土黄等杂色。石膘主要增加了砚石的观赏价值，它以其光泽、俏色与石料形成色彩上的对比。石膘的晶面多呈玻璃光泽，断面呈油脂光泽，硬度在摩氏2-4度之间，解理中等。
洮砚石料中的石膘，既是识别洮砚石真伪的标签，也是鉴别石质等级的依据之一。一般来说，膘肥层厚色泽鲜丽者，石质较优，反之，石质较劣。所以，石膘不仅是一方砚台的色泽点缀，也是衡量砚台石质等级和鉴别石料真伪的依据。
洮砚石料中的石膘按其自然状态和层理结构，大体可分为以下几种：油脂状、松皮状、鱼鳞状、鱼卵状、脂玉状、墨溅瑕（即蛇皮状）等。
油脂膘：形如脂膏凝成，表面油腻光滑，丰腴若脂。附着层厚约2毫米左右，无解理，硬度在摩氏1-3度之间，断面呈贝壳光泽。油脂膘的附着力较强，
质地柔韧。色分金黄、浅黄、奶油、纯白等。以黄白二色为代表色。油脂膘附着在洮河绿石、紫石上，产于喇嘛崖宋、明代老坑中。
松皮膘：形如古松树皮，与石料纹理走向呈平行的片理结构，解理完全。片层半透明，色分金黄、土黄、淡黄等。断面呈玻璃光泽，片理面呈松脂光泽。附着层厚薄不均，平均层厚约4毫米左右，硬度为摩氏2度。松皮膘以黄色为代表色，附着力中等，但其片层较松脆，雕琢时易脱落。松皮膘仅附着于喇嘛崖新、老坑中的绿石之上，尤以宋代老坑中的最为驰名。
鱼鳞膘：形如鱼鳞，呈定向斜面交错的片理结构，解理中等。片层半透明，断面呈玻璃光泽，片理面呈丝绢光泽。
色分白、淡黄、肉红。附着层厚约2-5毫米。鱼鳞膘表面光泽的折射力强，色泽斑斓多姿，其片状结构像鳞片附着在石料表层，层层叠叠，错落有致，更增添了砚台妩媚的风韵。但这种石膘的附着力较差，雕琢时容易脱落，可谓美中不足。这种石料储量稀少，仅产于喇嘛崖老坑之中，今已不多见。
鱼卵膘：形如鱼卵，色如蜂蜡、蒸粟，呈鲔状结构凝结胶着于石料表面。膘层厚约4毫米左右，无解理，硬度仅在摩氏1-2度之间。断面呈贝壳光泽，表面呈松脂光泽。色呈金黄、土黄、乳白数种。此种膘表面不平整，膘质柔软，附着力较强，便于雕琢利用。凡带此种石膘的石料，绝大多数色翠质嫩，有稀奇的色纹，品级极高，是挑石中最名贵的珍品。原产于喇嘛崖脚的水边老窟中，今洞窟虽已升出水面许多，但石料已近稀绝，储量极少。
脂玉膘：形如羊脂玉，呈花岗变晶结构，由颗粒大致相等，镶嵌紧密的粒状物组成。解理不完全，硬度在摩氏4-6度之间，层厚1-5毫米，色纯白如玉，呈珍珠光泽。这种石膘质地坚硬，附着力很强，与石料几成一体，能充分雕琢利用。带此种石膘的石料仅产于水泉湾，储量较少。
蛇皮膘：此种石膘亦称为墨溅瑕。膘如墨点溅于石表，底色多为紫、土黄、青灰不等，以土黄为主。蛇皮膘仅为一层薄膜平敷于石表，上面均匀密布墨点，小如针尖，大如谷粒，大小相间，形似蛇皮。墨溅瑕是由储藏在沉积层中的沉积型砂岩铜矿在岩石表层形成的矿物相。它是金属矿物黄铁矿和黄铜矿在岩石裂隙两壁上共同形成的薄膜状和星点状。黄色、土黄色薄膜是黄铁矿，墨色点是黄铜矿。带有墨溅瑕蛇皮状石，带中分布最广，盛产于矿带各个露头的采石点中。品级比前几种石膘的石料逊色，属洮石中的中下品。除以上几类膘形外，尚有洮河紫石中带有的绿膘和紫红膘。表现的状态各式各样，质地与普通脂玉、油脂膘差异不大。紫石中较常见的是白色石膘，绿色和紫红色膘的石料非常稀少，也很名贵。
洮砚石料中的石膘的形状、质地、颜色各异，其形态多介于这种与那种之间，有些与原类形态的表象又不十分相似，只是概像而已，亦不必过分拘泥于规格、标准去识别。黄膘是洮石中最基本、最有代表性的膘色，带有黄膘的石料是质优量广的洮砚石料，它与翠绿的石料共同构成了绚丽多姿、珍奇典雅的色彩。正是“洮砚贵如何，黄膘绿水波！”
自宋代起，文人墨士就誉洮河绿石砚为“黄膘绿砚”。可见黄膘在砚台中的地位和身价不同凡响。
四、石色
