据对仰韶文化、马家窑文化、火烧沟文化、辛店文化采样标本分析，结果表明显色元素是铁和锰，显色物相为四氧化三铁。
其矿物以磁铁矿，与黑锰矿为主。
马家窑文化中的黑彩中，首次发现了锌铁尖晶石。
这几种矿物均属尖晶石系矿物，其中，锌铁尖晶石、黑锰矿烧成以后颜色较黑，磁铁矿则偏蓝。
而这正是马家窑文化黑彩漆黑发亮的原因。
甘省博物馆和临夏州博物馆，曾做过一些实验。
如果用纯锰矿颜料绘制彩陶，在高温下锰元素部分解；
若使用含锰赤铁矿，在稀释较淡的情况下，彩陶烧成后只显红色；
较浓的情况下，则显黑褐色。
这一系列的实验表明，史前陶工已认识到含锰赤铁矿。
即赤铁矿与磁铁矿的混合矿物颜料，具有两种不同的呈色性能。
并且熟练掌握了浓淡的变化规律，使其满足于绘彩的需要。
彩陶当中，除了那几种常见的，使用数量再多的就是棕色。
在半山、马厂类型的部分彩陶中，出现了既不红也不黑的棕色纹饰。
棕彩与黑彩的化学成分相同，但锰的含量低于黑彩，铁的含量高于黑彩，可能是在颜料中搀和了红黏土。
现代通过实验分析认为，此时已使用了黑、红两种颜料的复合颜料。
通过配色后，色调发生了变化，彩陶的色彩层次因此也更为丰富。
接下来是白色，仰韶中期开始，出现了个别白彩。
至马家窑类型时，白彩增多。
大地湾三期出土的白彩，经X射线衍射分析，显色物为较纯的石英粉末。
马家窑类型的白彩，其主要成分为石膏或方解石。
采集到矿物颜料后，要经过加工方能使用。
首先，将颜料矿物砸碎，然后需研成细粉末，越细的颜料附着力越好。
将研成的细末加水调和成颜料浆，或调成混合颜料。
在甘省出土文物中，因彩陶发达，颜料及其加工工具常有出土。
大地湾的先民们惯于使用石斧，用它将颜料矿物砸碎。
因此，出土的石斧上常沾有颜料。
出土的上百件研磨石、研磨盘，无疑是研磨颜料的成套工具。
研磨石有圆形、圆锥形、椭圆柱形，均有一个光滑的研磨面；
研磨盘形状多样，但都有一凹陷的磨坑。
有的研磨盘非常精致，磨面青黑光亮，呈一规整的圆形。
在兰市白道沟坪遗址窑场，出土的两件工具，一件为石质研磨盘，一件是高边分格的陶盘。
陶盘内留有鲜艳的紫红颜色，当为调色盘。
颜料调好后，最后的工序就是绘彩。
绘彩时究竟使用何种工具，因无实物出土，难以定论。
但根据对甘省彩陶的观察，不难发现许多彩陶花纹，在不经意间留有尖细的笔锋。
这样就可以推测，是用类似毛笔的工具所绘。
(本章完)