壽山石成礦地質(zhì)條件及成因研究的若干問題討論

李玉娟，陳潤生，楊 仲，林 敏，王永福，趙 峰

(1.福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建 福州 350013; 2.福州市晉安區(qū)中國壽山石館，福建 福州 350022)

壽山石是中國傳統(tǒng)“四大印章石”之一，國內(nèi)外久負盛名。壽山石研究古已有之，清朝學(xué)者高兆所著《觀石錄》(1)高兆.觀石錄.清康熙七年(1667年).介紹了壽山石色質(zhì)和形性的初步辨識方法；毛奇齡《后觀石錄》(2)毛奇齡.后觀石錄.清康熙二十六年(1687年).對壽山石的質(zhì)地、色彩等進行了描述，并提出了壽山石的“三坑”分類法，“以田坑為第一，水坑次之，山坑又次之”，影響至今。民國初期，地質(zhì)學(xué)家梁津著有《閩侯縣壽山及月洋凍石礦調(diào)查報告》(3)梁津.閩侯縣壽山及月洋凍石礦調(diào)查報告,1915.，首次從現(xiàn)代科學(xué)的視角和方法闡述了壽山石成礦地質(zhì)條件，初步探討了壽山石的礦物組成和化學(xué)成分，按產(chǎn)地或光澤進行了種類劃分(40多種)；李學(xué)清[1]通過偏光顯微鏡下的研究和化學(xué)分析，結(jié)合原生凍石的地質(zhì)特點，開創(chuàng)性提出壽山石礦物組成主要是高嶺石，還發(fā)現(xiàn)有少量的硬水鋁石；李岐山在《閩侯縣月洋等地印章石礦調(diào)查報告及開采計劃》(4)李岐山.閩侯縣月洋等地印章石礦調(diào)查報告及開采計劃，1937.重點介紹了月洋、峨嵋、芙蓉等礦區(qū)地質(zhì)特征，并估計Al2O3含量達30%以上的葉蠟石資源儲量可達4億噸，對開采進行了初步規(guī)劃。

大規(guī)模的調(diào)查和研究源于20世紀70年代，相關(guān)單位開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及重要礦區(qū)葉蠟石礦勘查等工作，相繼探明了壽山、峨嵋等大中型葉蠟石礦床，但并未開展工藝級葉蠟石(壽山石)的專門性評價。近30年來，學(xué)者們多是借助常規(guī)寶石學(xué)測試、電子探針、化學(xué)分析、掃描電子顯微鏡及能譜測試、紅外光譜、X射線粉末衍射分析、差熱分析、拉曼光譜、激光剝蝕等離子質(zhì)譜、電子順磁共振等現(xiàn)代測試方法開展其主要品種的礦物學(xué)和寶石學(xué)特征研究，主要研究其礦物學(xué)組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造及其化學(xué)成分，并依此定名和分類。關(guān)于這方面的論文較多，基本上查明了壽山礦田的礦物及礦物組合特征，證實了田黃等各類壽山石品種分別由高嶺石族(以地開石為主，次為珍珠陶石和高嶺石)、葉蠟石(多型)、伊利石等單一、過渡或混合粘土類礦物組成[2-12]；開展了不同品種的礦物學(xué)和寶石學(xué)特征對比研究[13-26]；有的作者還研究了壽山石的透明度及致色成因等[19，21-22，27-31]；亦有學(xué)者對壽山石的一些特征標志，如田黃蘿卜紋的礦物組成、成因等進行了專門研究[7，15，32-33]。

有關(guān)壽山石成礦的地質(zhì)條件、礦物組成機理及礦床成因研究工作遠遜于礦物學(xué)方面的研究，壽山礦田的少數(shù)科研工作主要集中于峨嵋葉蠟石礦方面。李迎春[34]對峨嵋葉蠟石礦床地質(zhì)特征及成礦機制進行探討；楊泰銘等[35]研究了峨嵋葉蠟石的主要礦石類型及多型特征；楊獻忠等[36]研究了壽山葉蠟石礦床中葉蠟石的多型及其轉(zhuǎn)變，對壽山葉蠟石礦床形成的P-T條件進行了探討；孫旎等[13]對加良山壽山石(芙蓉石)成礦階段進行了討論；甘怡絢[7]結(jié)合野外地質(zhì)特征，開展了巖石學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)等方面的研究，探討了壽山石的成因，初步論述了壽山石的成巖成礦作用過程；李玉娟[37]系統(tǒng)比較了四大圖章石的地質(zhì)條件。壽山礦田相對完整系統(tǒng)的研究工作，當(dāng)推高天鈞等[4]總結(jié)歸納了壽山石的成礦地質(zhì)構(gòu)造背景、礦床地質(zhì)特征和礦物組成、礦石類型，并探討了礦床成因機理及找礦前景。但總體而言，對壽山石成礦地質(zhì)條件及成因研究還不深入，缺少系統(tǒng)、精細次生石英巖化的蝕變礦物組合及空間分帶(水平與垂向分帶)研究，對壽山石礦物形成機理及礦物間的相互轉(zhuǎn)變還只是處于探討階段。

與壽山石成礦有關(guān)的地質(zhì)條件，如地層、構(gòu)造、火山巖性巖相及火山構(gòu)造是成礦的決定性因素，火山熱液蝕變的次生石英巖礦物組合和分帶特征，是壽山石成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)和決定不同品種類型空間分布規(guī)律的根本原因。作者通過對壽山石調(diào)查和研究過程中存在的主要問題進行梳理、歸納和總結(jié)，分析成礦控制條件、成因機理，為相關(guān)研究工作提供思路，以便更好地提升壽山石文化的科學(xué)意義，以及在壽山盆地乃至福建全省晚侏羅-早白堊世火山巖地區(qū)尋找壽山石礦取得突破提供指導(dǎo)。

1 成礦地質(zhì)背景

壽山-峨嵋早白堊世火山噴發(fā)盆地(以下簡稱“壽山盆地”)位于中國東部浙閩粵火山活動帶的中部，福安-平和火山噴發(fā)帶中北段，戴云山巨型環(huán)狀火山構(gòu)造東北緣。壽山盆地平面形態(tài)呈不規(guī)則狀，盆地長軸總體呈北東向展布，長約25千米，寬6～18千米不等，總面積約220平方千米(圖1)。

圖1 福建壽山火山盆地的地質(zhì)圖 [38]Fig.1 Geological map of Shoushan volcanic basin1.早白堊世小溪組第三段、早白堊世小溪組第二段；2.早白堊世小溪組第一段、晚侏羅世-早白堊世南園組；3.早白堊世花崗閃長巖、花崗斑巖脈；4.火山碎屑沉積巖；5.流紋巖、鉀長流紋巖；6.球粒鉀長流紋巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰熔巖；7.流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r、集塊火山角礫巖；8.流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；9.含角礫、角礫；10.玻屑、火山噴發(fā)中心；11.穹狀火山、破火山；12.葉蠟石化、黃鐵礦化；13.硅化、斷層產(chǎn)狀；14.壽山品種石產(chǎn)地；15.面理產(chǎn)狀、層理產(chǎn)狀；16.地質(zhì)界線；17.斷層界線； 18.平行不整合界線；19.巖相界線；20.巖性界線

盆地地層一般認為是早白堊世小溪組，以盆地形式疊置于下伏晚侏羅世南園組火山巖之上，由一套陸相的淺灰、紫紅色火山碎屑沉積巖及灰白、淺灰、灰紫色酸性火山巖組成，區(qū)內(nèi)未見其與上覆地層直接接觸，總厚度大于1 200米。據(jù)巖石組合、地層層序、接觸關(guān)系、火山噴發(fā)-沉積旋回及巖漿演化特點，從下至上進一步劃分為火山碎屑沉積巖、酸性火山巖、酸(偏堿)性火山巖等3個巖性段?；鹕剿樾汲练e巖斷續(xù)出露于壽山盆地的周緣；酸性火山巖分布廣泛，是壽山盆地的主體，也是壽山石礦的主要賦礦層位；酸(偏堿)性火山巖分布較局限，出露于盆地內(nèi)部旗山、黃巢山、雙貴山、貓頭山等高山頂部。

壽山盆地火山作用強烈，火山巖相發(fā)育齊全。1∶5萬潘渡幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(5)福建地質(zhì)調(diào)查研究院.1∶5萬白沙、潘渡幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，2000.，根據(jù)火山巖石組合將火山巖相劃分為噴發(fā)-沉積相、碎屑流堆積相、空落堆積相、涌流堆積相、崩落堆積相、噴溢相、爆溢相、潛火山相及侵出相等。可恢復(fù)和圈定Ⅴ級古火山機構(gòu)27個，其中破火山3個、錐狀火山2個、穹狀火山3個、火山噴發(fā)中心19個?；鹕絿姲l(fā)物相互疊置，火山機構(gòu)以鑲嵌式或串殊式空間組合樣式為主?；鹕綑C構(gòu)進一步組合為峨嵋、貴洋、貓頭山、高山、剃刀山、旗山、黃巢山、天牛山、金山頂?shù)然鹕饺?。次生石英巖化與火山構(gòu)造關(guān)系密切。

壽山盆地南、北邊緣分別為貴安-葉洋、靈峰-點洋北東東向斷裂，是更高級的永定-閩江口斷裂帶的北延部分，具左型走滑性質(zhì)，控制了壽山盆地形成與演化(盆地的邊界斷裂)；區(qū)域性北西向斷裂帶，由北東往南西依次為雙貴山-臺尖山、山仔瀨-東雁、壽山-峨嵋、邱里-北峰4條斜貫全區(qū)，總體走向為北西320°，傾向北西，近于等距平行分布。北西向斷裂控制了盆地內(nèi)部火山作用分布，火山機構(gòu)主要分布于斷裂的上盤，Ⅴ級古火山機構(gòu)主要沿北西向呈串殊狀產(chǎn)出。其中，山仔瀨-東雁、壽山-峨嵋2條北西向斷裂尤為重要，壽山-峨嵋斷裂由金獅公山、柳坪、虎口-猴柴譚等壓(扭)性斷層組成，各斷層平面呈右行斜列，剖面呈疊瓦狀。總體上，區(qū)域斷裂具有“北東向控盆(壽山盆地)、北西向控巖(火山巖)”的特點。

盆地內(nèi)部及邊緣分布的侵入巖以早白堊世二長花崗巖、正長花崗巖及堿長花崗巖為主，其次為花崗閃長巖、石英二長閃長巖等。

2 礦產(chǎn)特征

壽山盆地是中國東部晚中生代火山巖區(qū)重要的非金屬礦產(chǎn)分布區(qū)，盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的具有經(jīng)濟意義的礦產(chǎn)主要有工業(yè)用葉蠟石、明礬石及工藝級壽山石(高嶺石族多型礦物地開石、珍珠陶石、高嶺石及葉蠟石、伊利石，工藝級以下統(tǒng)稱壽山石)等。工業(yè)級葉蠟石規(guī)模最大，峨嵋和壽山礦區(qū)累計查明資源儲量1 248萬噸，均達到大型礦床規(guī)模；明礬石與葉蠟石共伴生產(chǎn)出，主要見于峨嵋和壽山葉蠟石礦區(qū)，合計查明資源儲量51.5萬噸。

已開采和查明的壽山石資源缺乏準確統(tǒng)計數(shù)據(jù)。歷經(jīng)千余年開采，初步估計資源量在數(shù)萬至十?dāng)?shù)萬噸間。壽山石按產(chǎn)出狀態(tài)和位置、質(zhì)地和顏色等劃分，品種繁多，不下百余種，目前流行的傳統(tǒng)分類命名復(fù)雜，但也正是其魅力和文化意涵之所在；壽山石按照礦物組成進行分類相對簡單，高天均等[4]將其分為地開石型、地開石-葉蠟石型和葉蠟石型；湯德平等[39]按代表性產(chǎn)地及礦物，將壽山石分為田黃石類、高山石類、芙蓉石類和汶洋石類，高山石類以高嶺石族礦物(地開石、珍珠陶石和高嶺石)為主要礦物，芙蓉石類以葉蠟石為主，汶洋石類以伊利石為主，田黃石類則是壽山石經(jīng)過搬運埋藏的產(chǎn)物。壽山石成礦與分布(位態(tài))與火山作用關(guān)系較密切，作者按照空間位置、受火山構(gòu)造(機構(gòu))控制或影響的分布范圍(面積)及礦石礦物組成等礦床學(xué)一般劃分原則，將區(qū)內(nèi)已有的壽山石礦床(區(qū))進行概略劃分(表1)，現(xiàn)有按產(chǎn)地命名的壽山石礦部分只是某個礦床的一部分(礦段或礦體)。

表1 壽山礦田主要礦床(區(qū))劃分簡表Table 1 Classification of main deposits (area) in Shoushan orefield

壽山盆地包括葉蠟石、明礬石、高嶺石-地開石、伊利石等系列礦物，屬高鋁非金屬礦床系列。高鋁非金屬礦床系列除以上礦物外，還有剛玉、(硬)水鋁石、紅柱石-矽線石-藍晶石等，這些礦物在壽山盆地內(nèi)或多或少都有產(chǎn)出，但均規(guī)模較小，特別是矽線石-藍晶石僅偶見于加良山礦區(qū)，不能形成獨立的礦床。

依據(jù)成礦作用，壽山石成礦一般認為與火山熱(氣)液作用有關(guān)，屬于內(nèi)生礦床。依據(jù)成礦方式和產(chǎn)出的差異，又可進一步分為熱液交代型、熱液充填型及熱液交代-充填型。壽山盆地的田坑石多數(shù)學(xué)者[4]歸為外生風(fēng)化沉積型礦床，但究其本質(zhì)還是內(nèi)生作用的結(jié)果，它既不是風(fēng)化作用，更不是沉積作用的產(chǎn)物，風(fēng)化作用如由花崗斑巖風(fēng)化淋濾為高嶺土，沉積作用形成如煤、水泥灰?guī)r等。田坑石與山坑石相比，既沒有發(fā)生化學(xué)變化亦沒有明顯物理變化，只是由于風(fēng)化剝蝕、重力、水流作用，其位置發(fā)生了遷移或改變(部分表面因氧化形成“石皮”，但其內(nèi)部物質(zhì)成分與結(jié)構(gòu)構(gòu)造未發(fā)生改變)。

根據(jù)礦物組合及蝕變特征，淺成低溫?zé)嵋盒偷V床可劃分為高硫化型和低硫化型，明礬石是高硫化型礦床中典型礦物。據(jù)此壽山礦田火山熱液型礦床，還可進一步劃分為高硫型(以峨嵋為代表)、低硫型(以老嶺為代表)和無硫型(以高山為代表)3個亞類型。

此外，以礦床距離火山氣液源(火山口)遠近為依據(jù)，可劃分出近火山熱液型(以加良山礦段為代表)、中火山熱液型(以高山礦區(qū)為代表)和遠火山熱液型(以旗山外圍為代表)礦床組合。

3 若干問題討論

壽山石研究，尤其是礦物學(xué)等方面的研究取得了極大進展，但在成礦地質(zhì)條件及成因研究方面相對薄弱，壽山石不同品種在空間上分布組合的規(guī)律性礦物組合特征的變化及差異原因認識不足，制約壽山石找礦的地質(zhì)因素仍然較多，筆者梳理一些主要問題討論如下。

3.1 地層劃分、對比及時代

小溪組是福建省區(qū)測隊(6)福建省區(qū)測隊.1∶20萬福州市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，1977.開展1∶20萬福州市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時建立的地層單位，標準剖面在古田小溪，其原始定義是代表福州地區(qū)晚侏羅世晚期一套陸相盆地沉積、火山碎屑沉積-火山噴發(fā)巖系。分上、下2個巖性段，下段為沉積巖類、火山碎屑沉積巖類夾熔巖，平行不整合于南園組之上；上段為深紫灰、灰、灰黑色中酸性、酸性火山碎屑巖、熔巖夾凝灰粉砂巖等，其上被石帽山群角度不整合覆蓋?！陡＝ㄊ^(qū)域地質(zhì)志》[40]認為小溪組與西部坂頭組生物群組合特征基本相似，將二者統(tǒng)稱為坂頭組，時代仍置于晚侏羅世晚期。

此后，省內(nèi)專家認識到東、西部巖石組合差別較大，《福建省巖石地層清理》[41]仍沿用小溪組，劃分2個巖性段，時代置于晚侏羅世-早白堊世早期；《1∶5萬白沙、潘渡幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》⑤依壽山盆地巖石組成將其劃分為3個巖性段，將時代劃歸早白堊世早期；1∶25萬福州市、周寧縣等幅區(qū)調(diào)(7)福建地質(zhì)調(diào)查研究院.1∶25萬福州市、周寧縣等幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告，2007.及林敏[42]將小溪組劃分為5個巖性段，時代亦置于早白堊世早期。小溪組是介于中國東部上、下火山巖系之間的地層層位。下火山巖系南園組分布最廣，火山作用最為強烈，其代表中國東部由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換體制下的大規(guī)模火山作用；上火山巖系石帽山群局限于一些早白堊世火山盆地內(nèi)，代表造山后伸展-走滑機制下的強烈火山活動[43]。

壽山盆地巖石地層組成相對簡單，但仍需要理清以下問題。

(1)已有的學(xué)術(shù)論文、壽山石文化著作、區(qū)調(diào)報告、礦區(qū)勘查報告等對壽山盆地地層沿用不同的名稱，或稱坂頭組、或稱小溪組，或稱南園組。筆者認為應(yīng)堅持巖石地層劃分準則，采用其原始定義和原始劃分為小溪組較為合理，這也是近年來較一致的認識。

(2)段的劃分。段是低于組的巖石地層單位，正式命名的段需具有與組內(nèi)相鄰巖層明顯不同的巖性特征，分布范圍要廣且具有區(qū)域可對比性，代表組內(nèi)具有明顯巖性特征的一段地層。壽山盆地內(nèi)段級劃分較不統(tǒng)一，有劃分為2個段(上、下段)、3個段或5個段。筆者認為，還是應(yīng)堅持其原始劃分為上、下2段較為合理，下段以沉積或火山碎屑沉積巖為主，上段以火山碎屑巖或熔巖為主，這在福建省東部具有廣泛的一致性和可比性。例如，壽山盆地局部火山噴發(fā)間隙的沉積夾層，局部孤立的火口湖相的薄層沉積，沒有區(qū)域可對比性，在地質(zhì)圖上只能作為非正式的填圖單位進行表達，而不應(yīng)作為正式段級地層單位。

小溪組是葉蠟石或壽山石礦最主要的含礦層位，劃分非正式的填圖單位亦具重要意義。據(jù)巖石組合、巖漿演化及含礦性，可將壽山盆地小溪組上段，劃分為酸性火山巖、酸(偏堿)性火山巖2個非正式巖性段。酸性火山巖段是壽山盆地的主體和壽山石的主要賦礦層位；酸(偏堿)性火山巖段僅見于高山頂部，而與成礦關(guān)系不密切。

(3)形成時代?；蛑糜谕碣_世、晚侏羅-早白堊世、早白堊世或早白堊世早期等，小溪組缺少確切的、高精度同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)(如單顆粒鋯石U-Pb定年等)，對成礦階段劃分、成礦時代約束及礦床成因研究等有一定影響。鄭芬[44]據(jù)鄰近古田小溪組下段沉積巖中的孢粉化石組合特征，研究認為與中國南方白堊紀飽粉組合序列中的Classopollis-Cicatricosisporites-Tricolpopollenites帶相當(dāng)，地質(zhì)時代歸為早白堊世巴列姆期，較為可信。

3.2 礦田構(gòu)造體系及控礦作用

礦田構(gòu)造是研究在礦田范圍內(nèi)，控制礦床形成、改造和空間分布的地質(zhì)構(gòu)造要素的總和，在指導(dǎo)地質(zhì)勘查和預(yù)測找礦方面取得了很大的成功[45]。壽山盆地不僅是一個晚中生代過渡階段(相對于上、下火山巖系)的火山噴發(fā)盆地，由于次生石英巖化的普遍性和工業(yè)級葉蠟石、明礬石及壽山石礦的聚集分布，實質(zhì)上是一個由若干高鋁系列礦床組成的礦田(壽山礦田)。本礦田構(gòu)造體系主要包括北東東向斷裂、北西向斷裂及其次級斷裂、裂隙，以及火山構(gòu)造、基底巖漿侵入構(gòu)造等要素，這些構(gòu)造級次、序次、組合關(guān)系及對成礦的控制作用，是壽山石成礦研究、勘查、找礦預(yù)測最重要的地質(zhì)問題。

(1)北東向構(gòu)造控盆。壽山盆地由北東和北西向斷裂控制，總體具有“北東向控盆(壽山盆地)、北西向控巖(火山巖)”的特點。福建省區(qū)域性北西向構(gòu)造與北東(東)向造結(jié)點部位，不僅是晚中生代構(gòu)造-巖漿作用最活躍的區(qū)域，亦是成礦最有利的區(qū)域，全省已發(fā)現(xiàn)的與火山作用有關(guān)的礦床無一例外的都分布在這些區(qū)位[46]。北東向構(gòu)造包括壽山盆地南緣的貴安-葉洋、北緣的靈峰-點洋北東東向斷裂帶(盆地的邊界斷裂)，控制了壽山盆地形成與演化，是壽山礦田級次最高的構(gòu)造。但其運動學(xué)和動力學(xué)特征，以及如何控制盆地形成和多階段演化的作用機制并不清楚，是伸展、伸展-走滑，還是走滑(兼具拉分)作用的機制？

(2)北西向構(gòu)造控巖。北西向斷裂是控制盆地內(nèi)火山作用及其演化的構(gòu)造，如前所述，盆地內(nèi)由北東往南西依次為雙貴山-臺尖山、山仔瀨-東雁、壽山-峨嵋、邱里-北峰4條近于等距平行分布、斜貫全區(qū)。Ⅴ級火山機構(gòu)和火山群(破火山組合體)沿北西向呈串殊狀展布，嚴格受北西向斷裂控制。其中山仔瀨-東雁、壽山-峨嵋2條北西向斷裂尤為重要。此外，北西向斷裂或隱伏北西向斷裂是熱液上升的通道，也是熱液沉淀和交代的場所，其次級斷裂或裂隙，分支和交叉部位，以及疊加之上的火山斷裂可能是賦礦空間。

(3)火山構(gòu)造控礦?；鹕綐?gòu)造對礦床的定位控制特別重要，火山構(gòu)造洼地、破火山組合體(破火山口)等與長期活動的基底斷裂復(fù)合部位往往控制了礦田，礦體。由表1可知，壽山盆地火山群或破火山組合體控制了礦床的產(chǎn)出，Ⅴ級古火山機構(gòu)控制了具體的成礦地段。一些主要礦床如峨嵋、高山、旗山等均由相應(yīng)的火山構(gòu)造控制。壽山礦田的峨嵋等礦床均位于火山通道或近火山通道的部位，它們的礦化富集程度、礦化類型、成礦元素組合以及蝕變類型均以火山通道為中心呈現(xiàn)水平分帶性。Ⅴ級火山機構(gòu)的放射狀、環(huán)狀斷裂、巖相界面等是控制礦體的構(gòu)造。容礦次生石英巖體在空間分布上都與火山構(gòu)造密切相關(guān)。

(4)基底巖漿侵入構(gòu)造。盆地內(nèi)部及邊緣廣泛分布早白堊世二長花崗巖、正長花崗巖及堿長花崗巖等。這些后期的巖漿作用與壽山石成礦可能具有一定的關(guān)系，為多階段成礦提供了物質(zhì)(流體)熱源，尤其是對后期熱液充填型礦脈的影響可能較大。

(5)后期疊加與改造。北西或其它斷裂的次級斷裂、裂隙等與火山構(gòu)造的疊加等對成礦作用，其分支和交叉部位以及疊加之上的火山斷裂是賦礦空間，是礦體的定位空間。壽山礦田內(nèi)次生石英巖化十分發(fā)育，存在多期的熱液疊加與改造，尤其是對充填型礦產(chǎn)有重要影響。但火山構(gòu)造與區(qū)域構(gòu)造聯(lián)合、復(fù)合等控礦方式，多期多階段疊加與改造成礦過程機制尚要加強研究。

(6)礦田控礦構(gòu)造體系研究。綜合分析基底構(gòu)造、巖漿構(gòu)造和斷裂構(gòu)造特征，編制礦田建造-構(gòu)造圖，建立壽山礦田構(gòu)造體系(一級構(gòu)造、二級構(gòu)造等)，研究構(gòu)造分帶特征(垂直分帶性和水平分帶性)等工作薄弱環(huán)節(jié)。構(gòu)造活動既是驅(qū)動含礦流體運動的動力，斷層、裂隙等，又是含礦流體運移的通道和礦石堆積場地。研究工作中要把成礦的物質(zhì)條件和構(gòu)造條件結(jié)合起來，將構(gòu)造和礦床成因、構(gòu)造應(yīng)力場與地球化學(xué)場、成巖成礦過程中物質(zhì)的遷移和聚集、構(gòu)造應(yīng)力場的形成演化歷史結(jié)合起來進行研究，以便深入探索構(gòu)造活動與成礦作用之間的內(nèi)在聯(lián)系，深入認識壽山礦床的形成環(huán)境和形成機理。

壽山礦田提供了礦田構(gòu)造研究的良好實例，按照北東向構(gòu)造控盆(壽山盆地)-北西向斷裂控巖(火山巖及火山作用)-火山機構(gòu)控礦(礦床)-火山斷裂(包括巖相界面、火山通道等)控體(礦體)-疊加與改造(基底侵入巖及后期斷裂)的模式進行調(diào)查研究可大大推進本地區(qū)成礦的認識和指導(dǎo)找礦預(yù)測工作。

3.3 蝕變礦物組合與分帶

酸性或中酸性(以酸性為主)火山巖在受到熱氣液作用后常常產(chǎn)生蝕變巖石，該類巖石常以次生石英為主，伴生礦物富集可形成葉蠟石、高嶺石、伊利石、明礬石、紅柱石等礦床，這些類型的礦床屬高鋁非金屬礦床系列，是典型的次生石英巖石組合。據(jù)統(tǒng)計，次生石英巖型非金屬礦床中的蝕變礦物已達45種[47]。

壽山礦田內(nèi)出現(xiàn)的次生石英巖型蝕變礦物有20余種，主要有(次生)石英、葉蠟石、高嶺石、地開石、明礬石、伊利石、(硬)水鋁石、紅柱石、絹云母、黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦，偶見玉髓、長石、水白云母、鋁綠泥石、綠簾石、綠泥石、剛玉、金紅石、重晶石、螢石、方解石、沸石類、磁鐵礦等，在峨嵋礦區(qū)還偶見有矽線石、藍晶石等。與壽山石密切相關(guān)礦物主要有葉蠟石、地開石、高嶺石、絹云母、伊利石、水鋁石、明礬石、石英等。壽山礦田通過1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查⑤，在加良山、旗山、黃巢山、高山-都騰坑等地都發(fā)現(xiàn)了多條次生石英巖化帶(次生石英巖體)，但壽山礦田次生石英巖化礦物組合及分帶研究基礎(chǔ)相對較少，僅在峨嵋、壽山等礦區(qū)在葉蠟石礦勘查過程中開展過少量的圍巖蝕變及分帶研究工作[34]。

次生石英巖化不同蝕變礦物組合構(gòu)成蝕變礦物相[47-49]。從高溫到低溫蝕變次生石英巖體內(nèi)，蝕變礦物共生組合較為復(fù)雜。根據(jù)壽山礦田不同礦段占優(yōu)勢的蝕變礦物相(類似于特征標型礦物)“理想”分帶序列可以初步劃分為：剛玉(如旗山礦段)-紅柱石相、水鋁石-明礬石相、葉蠟石相、高嶺石-地開石相、伊利石(水云母)相和簡單次生石英巖相等，各相中發(fā)育不同的蝕變礦物共生組合。壽山礦田各蝕變礦物相在容礦次生石英巖體內(nèi)的分布從已有資料分析，初步可以劃分為三種分帶現(xiàn)象：(1)由高、中、低溫相高硫-高鋁礦物系列組成的垂直分帶(如加良山礦段)；(2)由中溫、中-低溫相高鋁礦物系列組成的線型側(cè)向?qū)ΨQ或不完全對稱分帶；(3)由中低溫相高鋁礦物組成的側(cè)向水平分帶等。上述各蝕變礦物相分帶受控于火山構(gòu)造，分別產(chǎn)于火山機構(gòu)的不同部位(如火山活動中心-通道、放射狀-環(huán)狀裂隙發(fā)育處、復(fù)合火山彎窿邊緣)。

次生石英巖化的礦物組合和蝕變分帶是研究壽山石成礦地質(zhì)條件、礦床成因和找礦預(yù)測的根本工作，也是壽山石礦床自然類型分類的基礎(chǔ)。筆者根據(jù)壽山礦田蝕變礦物組合特征，結(jié)合前人有關(guān)中國東部次生石英巖型蝕變礦物劃分，初步將壽山礦田次生石英巖型蝕變礦物相及分帶進行劃分(表2)。結(jié)合表1和表2可以很好地解釋壽山礦田品種分布特征。

表2 壽山礦田次生石英巖型蝕變礦物相及分帶Table 2 Altered mineral facies and zoning of secondary quartzite in Shoushan orefield

3.4 火山巖性巖相對成礦控制作用

火山巖巖性、巖相特征是影響蝕變礦化類型和強度的主要因素。蝕變礦物形成次生石英巖型礦床的原巖主要為酸性火山碎屑巖(相當(dāng)于“礦源層”)?；鹕剿樾紟r的蝕變與礦化比熔巖更為有利，火山碎屑巖主要為凝灰結(jié)構(gòu)，它具有膠結(jié)疏松、孔隙度高、裂隙發(fā)育和滲透性好等特點，有利于成礦溶液的流動和循環(huán)。此外，富含粒度細小的火山灰與火山玻屑，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有利于各種化學(xué)成分的分解、調(diào)整和組合，有利于蝕變礦化作用。因此，火山碎屑巖比化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、韌性強的泥質(zhì)細碎屑巖、流紋巖等裂隙發(fā)育、巖石孔隙連通性好，有利于盆地流體的循環(huán)流動，促進水-巖反應(yīng)發(fā)生。流紋質(zhì)凝灰?guī)r、含晶屑(玻屑、巖屑)凝灰?guī)r、含火山角礫晶玻屑凝灰?guī)r、弱熔結(jié)凝灰?guī)r等，是理想的巖石組合類型。

蝕變礦物的形成主要是火山氣液對長石類礦物(晶屑、巖屑等)、膠結(jié)火山灰(玻質(zhì))、暗色礦物(如黑云母)的蝕變交代作用。研究表明[47、49]長石類礦物可以被剛玉、紅柱石、水鋁石、硬石膏、明礬石、白云母、絹云母、葉蠟石、地開石、高嶺石、伊利石、綠泥石、石英、黃鐵礦、金紅石和碳酸鹽類礦物等交代，通常先沿其邊緣、裂隙發(fā)生交代，逐漸形成各種殘留狀結(jié)構(gòu)，繼而形成輪廓清楚交代假象結(jié)構(gòu)，直至顯示斑點狀或浸染狀構(gòu)造。

從火山作用類型(火山巖相)看，普林尼型火山活動最強烈，碎屑流之灰云堆積亞相、空落堆積相有利于次生石英巖化的發(fā)生，與次生石英巖帶的分布位置一致；火山通道相是熱液上升的通道，流體作用規(guī)模和時間長，熱液活動最強烈的地方，如峨嵋礦區(qū)直接表現(xiàn)為火山通道相潛火山巖體外接觸帶蝕變與礦化，火山通道相是次生石英巖化集中的區(qū)域。而溢流相流紋巖等熔巖相對更加穩(wěn)定、致密的物質(zhì)組成，不利于交代成礦；火山碎屑-沉積相、涌流相泥巖、硅質(zhì)巖等因屏蔽作用而不利于交代作用發(fā)生。

從壽山礦田看，小溪組第二段酸性火山碎屑巖是壽山石礦的主要賦礦層位。猴柴磹、柳嶺、大山、旗降、關(guān)音山、虎口、柳坪、旗山等礦區(qū)層狀、似層狀葉蠟石、明礬石礦體主要產(chǎn)于第二段中部的流紋質(zhì)(含角礫)凝灰?guī)r中；峨嵋礦區(qū)層狀、似層狀葉蠟石、明礬石礦體則產(chǎn)于第二段下部的流紋質(zhì)(含)角礫凝灰?guī)r中；壽山石礦體也全部產(chǎn)于第二段酸性火山碎屑巖中，各礦區(qū)中均有產(chǎn)出，以產(chǎn)于第二段上部流紋質(zhì)(晶屑)凝灰?guī)r中的高山礦區(qū)壽山石質(zhì)地為最佳。而第三段酸(偏堿)性火山(熔)巖而未見次生石英巖化，酸偏堿性熔巖不利于成礦。以上推斷的認識與壽山礦田的實際情況基本一致。

3.5 礦床成因及作用機制

壽山盆地包括葉蠟石、明礬石、高嶺石-地開石、伊利石等系列礦物，依據(jù)成礦作用，壽山石等成礦一般認為與火山熱(氣)液作用有關(guān)，屬于內(nèi)生礦床。依據(jù)成礦方式和產(chǎn)出差異，又可進一步分為熱液交代型、熱液充填型及熱液交代-充填型。

決定壽山石礦床成因的基本因素，主要包括成礦地質(zhì)條件(礦田構(gòu)造體系)和成礦物質(zhì)來源等。酸性火山碎屑巖、火山構(gòu)造及疊加的斷裂構(gòu)造裂隙系統(tǒng)，以及熱源、水源等是蝕變成礦的基本地質(zhì)條件；從H-O同位素組成看，以大氣降水為主的循環(huán)地下水是成礦溶液中介質(zhì)水的最主要來源，蝕變礦物相及分帶是火山巖原巖組分在P-T和pH梯度影響下去硅增鋁，以及堿(土)金屬元素部分淋失的結(jié)果。但總體來看，對壽山石礦床成因及作用機制的認識還比較膚淺，主要問題如下。

(1)成礦的物理化學(xué)條件，尤其是溫壓條件問題。壽山礦田內(nèi)積累了部分H-O同位素、硫同位素資料，但對成礦的溫壓條件、形成深度等缺乏更多的了解。楊獻忠等[36]研究了壽山葉蠟石礦床中葉蠟石的多型及其轉(zhuǎn)變，對壽山葉蠟石礦床形成的P-T條件進行了初步探討；甘怡絢[7]認為：地開石型壽山石的形成溫度為130～260 ℃,葉蠟石型壽山石的形成溫度為273～330 ℃。

根據(jù)Al2O3-SiO2-H2O體系的實驗結(jié)果表明[50]，在0.1 GPa下，葉蠟石在273 ℃下不穩(wěn)定，隨著壓力降低，葉蠟石可能仍然處于亞穩(wěn)定狀態(tài)；在相同壓力下，高嶺石-葉蠟石-石英組合的形成溫度為273±10 ℃ ，葉蠟石-水鋁石-紅柱石組合的形成溫度為337±10 ℃，水鋁石-剛玉組合的形成溫度為394±10 ℃。由礦物共生組合結(jié)合Hemley的溫壓曲線圖[50]可知，紅柱石-葉蠟石的相平衡轉(zhuǎn)換點的溫度約為405 ℃，壓力為0.26 GPa；地開石-葉蠟石組合的形成溫度約為285 ℃，石英-地開石-葉蠟石的形成溫度約為260 ℃。由此孫旎等[13]推斷加良山壽山石的成礦溫度為285～405 ℃，壓力小于0.26 GPa。

次生石英巖化的蝕變礦物組合及其分帶既是火山構(gòu)造空間格局的反映，也是礦物(組合)形成時P-T條件的反映。壽山礦田內(nèi)礦物組合相當(dāng)復(fù)雜，礦物組合中可能還包含有復(fù)雜的進變和退變作用過程，局部還發(fā)現(xiàn)有藍晶石、矽線石等具有標型(反映P-T條件)意義的變質(zhì)礦物。因此，其形成的壓力條件很可能不是多數(shù)研究者認為的在1 Kpa以下。上覆屏蔽層是很重要的成礦地質(zhì)條件，否則熱液易擴散和流失，不利于發(fā)生交代或充填成礦作用，成礦時P-T條件是相當(dāng)復(fù)雜的。

(2)成礦熱液來源(成礦流體)問題。次生石英巖化是熱液交代作用的結(jié)果，壽山石成因可歸為熱液型礦床。但熱液(流體)來源于何處是需要深入討論的問題：一是來自于同時期火山噴發(fā)作用熱氣液，與火山碎屑巖同時或略滯后(可能性小，開放環(huán)境下擴散不能夠保存)；二是火山噴發(fā)作用后期，火山口塌陷后形成放射狀或環(huán)狀斷裂體系，巖漿期后的熱液上升在火山通道或沿斷裂系統(tǒng)交代或充填(但缺少上升的動力，溫差可驅(qū)動流體運移)；三是塌陷的火山重新復(fù)活，伴隨的火山熱氣液沿構(gòu)造裂隙上升而發(fā)生交代作用；四是可能來自于深部隱伏的花崗巖熱液或熱液疊加改造作用。壽山盆地內(nèi)部及邊緣廣泛分布早白堊世侵入巖，無疑為次生石英巖化的持續(xù)發(fā)生提供了巨大的熱源或物源。深入研究成礦熱液來源問題可以正確認識成礦階段、期次和成礦時代，對指導(dǎo)成礦預(yù)測和找礦亦具有重大意義。

(3)充填型礦床的形成條件。與交代型顯然不同，充填型質(zhì)量好，明顯受斷裂或裂隙控制，主要見于北西向的次生斷裂裂隙及其與火山斷裂的復(fù)合、匯合和交合等部位，與圍巖有清晰的界線。充填型成礦可能與斷裂作用的活動性關(guān)系更加密切，但其成礦物質(zhì)或熱液與交代型是否同源(時)，還是不同期次的成礦作用？斷層泥或構(gòu)造角礫巖與火山碎屑巖相比(成分是相同的)，更有利于熱液交代作用(熱液量更充足)的發(fā)生(壽山石中部分凍石由斷層泥交代成因，或蛇鮑石、豹皮凍等由角礫巖交代成因)，但是否存在多期次的熱液疊加作用？亦有可能不存在充填型礦產(chǎn)，只是被交代物質(zhì)差異所致。

(4)成礦作用機制及蝕變礦物的轉(zhuǎn)化過程。葉蠟石、地開石、高嶺石和絹云母、伊利石等壽山石礦物的形成與穩(wěn)定取決于pH、水介質(zhì)中陽離子的種類及離子濃度。Si與Al的互為遷移、調(diào)整、堿(土)金屬的淋失和地表水的直接參與，對次生石英巖蝕變成礦作用具有重要意義?；鹕綒庖旱某跫夒A段一般呈酸性-強酸性，這種介質(zhì)條件對剛玉、紅柱石和硬水鋁石的形成有利。壽山峨嵋葉蠟石礦床中往往有姜仁狀、團塊狀的剛玉、紅柱石和硬水鋁石等礦物[34]。在成礦作用初期的酸性-強酸性火山氣液作用下，逐漸交代淋濾出含礦火山巖建造中的堿(土)金屬組分，對酸性-強酸性火山氣液起到中和作用，使火山氣液變?yōu)樗嵝?弱酸性，是形成后期葉蠟石、高嶺石等的前提。因此，壽山礦田早期主要是富鋁礦物剛玉、紅柱石和硬水鋁石的形成，是熱液交代圍巖結(jié)果(即硬水鋁石成礦階段)。此外，富硫礦物明礬石形成、富鉀礦物伊利石、絹云母等也有可能是未經(jīng)疊加改造階段直接交代圍巖形成的礦物。容礦次生石英巖主體形成后，還常有氣液活動的疊加，后期疊加蝕變成礦作用主要表現(xiàn)為中低溫高鋁礦物的團脈狀充填和早期形成的高溫、中-高溫相礦物的退化蝕變以及中-低溫相礦物的相互轉(zhuǎn)變等。

4 結(jié)論

壽山石是中國傳統(tǒng)“四大印章石”之一，國內(nèi)外久負盛名。對壽山石的研究歷史悠久，但更多是集中在礦石分類及主要品種的礦物學(xué)和寶石學(xué)研究。有關(guān)壽山石成礦地質(zhì)條件及成因研究相對薄弱，這較大地制約了壽山石礦的勘查、潛力評價和找礦預(yù)測工作，乃至礦物學(xué)方面疑難問題的解釋。

(1)在成礦地質(zhì)條件方面，壽山早白堊世火山噴發(fā)盆地(壽山礦田)的小溪組第二段酸性火山碎屑巖是成礦的物質(zhì)基礎(chǔ)，提出了北東向構(gòu)造控盆(壽山盆地)-北西向斷裂控巖(火山巖及火山作用)-火山機構(gòu)控礦(礦床)-火山斷裂控體(礦體)-疊加與改造(基底侵入巖及后期斷裂)的成礦與控礦模式。

(2)次生石英巖化的礦物組合和蝕變分帶是研究壽山石成礦地質(zhì)條件、礦床成因和找礦預(yù)測的根本工作，也是壽山石礦床自然類型分類的基礎(chǔ)，討論建立了壽山礦田次生石英巖型蝕變礦物相及礦物組合分帶，劃分出伊利石相、高嶺石(地開石)相、葉蠟石相、水鋁石-明礬石相、剛玉-紅柱石相等5個蝕變礦物相，和簡單次生石英巖、伊利石-石英、地開石-高嶺石-石英、高嶺石-葉蠟石、水鋁石-明礬石-黃鐵礦、水鋁石-紅柱石-剛玉等6個蝕變礦物組合分帶。