寿山石的形成

 一、 地理构造
        距今135百万~150百万年前的晚侏罗纪时期，处于板块边缘地带的浙、闽、粤东部地区，由于受到来自东南方向另一块板块的挤压、碰撞、俯冲，从而发生发生板块断裂。其交汇处下插的岩石板块被地壳内部炽热的岩浆熔融后，因内部压力作用，沿着相反的方向，从断裂处或上涌、或侵入、或喷发，从而形成闽东沿海北东向的火山——侵入岩浆岩带。在大规模火山喷发间歇期，形成了寿山----峨嵋火山喷发盆地。寿山—峨嵋火山喷发盆地是北东向分布的众多火山喷发盆地之一，面积大约200平方千米。
        从目前所探明的寿山石矿藏分布情况和所掌握的地质考古资料分析，寿山石脉是线状和环状断裂联合控制下形成的，它大约产生于中生代火山岩岩层中，经历了漫长的地质作用后，一种表现为线形地理构造，另一种表现为环形地理构造。
        （一）线形地理构造    线形地理构造分为北东和北西两组，这是因为寿山----峨嵋火山喷发盆地在形成过程中，处于太平洋西岸板块碰撞环境下，碰撞机制造成的北东、北西两组区域性断裂构造发育。在这两组区域性断裂构造线上，特别是它们的交汇部位，控制了火山通道的分布。这两组线形构造从今天寿山石的矿脉来看，一组表现为旗山西至老岭——松柏岭和高山——善伯洞——金山顶上发育成的两条北东向断裂构造；另一组表现为虎口——金狮公山和高山——加良山线发育成的两条北西向断裂构造，并且它的分布具有等距性和网格性特点，控制叶蜡石、寿山石呈带状分布。
        （二）环形地理构造    环形地理构造是围绕几个火山通道中心分布的。小溪组下段火山碎屑岩及部分熔岩沉积喷发以后，在现今旗山、黄巢山、剃刀山、芙蓉山、加良山等处，形成火山通道，沿通道喷发或喷溢出熔岩就在火山口周围堆积。由于山体下岩浆不断向上喷溢，地下就变得空虚，于是火山口周边就出现坍塌下陷，这样就形成了破火山口。在破火山口中心填充着大量的熔岩，而在塌陷的火山口边缘，则堆积着大量的火山角砾岩（集块岩）、火山角砾凝岩等。在火山口塌陷的过程中，不仅形成了围绕火山口的环状断裂裂隙带，而且还出现阶梯状断裂和与之伴生的火山口中心向外辐射的放射性断裂。这些断裂处常为后来的各种岩脉、角砾岩所充填。环状断裂控制着一系列的寿山石、叶蜡石矿脉的分布，如黄巢山火山口边的环状断裂，控制着瓦坪、柳坪、旗降、松柏岭等矿点；加良山火山口边环状断裂，控制着峨嵋叶蜡石矿及寿山石脉分布。
        二、 形成机理
        （一）内生成矿    所谓内生成矿，就是指地壳运动，如岩浆活动、火山喷发之后，形成于地下的矿脉。
        火山活动是地球释放内部能量的一种重要方式。当地球内部温度高达1000°C以上时，地下的岩浆和沸腾的流体就会发生剧烈运动，这时，发生断裂破碎的地方压力就会减低，岩浆就会向那里聚集。从岩浆中分流出的气体、水蒸气体积膨胀，形成强大的动力，不断推动岩浆沿断裂处向地表转移。如果地表薄弱，承受不住压力，岩浆就以爆炸或喷射的方式冲出地表，进入空中，再回落到地表，堆积成各种形态的地质体，如岩流、岩丘、渣堆等，这就是火山爆发。如果地壳较厚，能承受得住压力，岩浆就会沿着地壳裂缝处溢出，形成岩浆河。岩浆河冷凝后，就形成熔岩流。此外，还有一种情况，就是灸热的岩浆停留在近地表处的地下，逐渐凝结，形成次火山岩，也就是地质学上常说的“潜火山”。
        这三种火山活动形态都直接影响着寿山石矿藏的形成与分布，特别是次火山岩体对寿山石的形成起决定作用。由于次火山岩体往往露于火山通道附近，随着温度的冷却，蕴藏在岩浆中含大量挥发性的气体、液体逐渐沿着断裂处或孔隙逸散、释放，与岩层发生化学作用，这时，次火山提供的热源，使下降的地下水与次火山释放出的气体、液体混合，成为混合热液。混合热液沿着火山口附近的环形断裂或其它线形断裂逐渐上升，遇到多孔隙的易于交代（即化学作用）的岩层，如寿山石产区小溪组的凝灰岩、凝灰角砾等，就立即发生交代。根据Al2O3—SiO2—H2O系在不同的PH值溶液中可溶性的特点，生成各种相应的矿物组合。强的酸性溶液有利于SiO2形成，而弱酸溶液则有利于富铝矿物，如高岭石、地开石的生成。叶蜡石生成环境相对比高岭石等要求碱性要强些，至于绢云母，只要溶液中有足够的K，它就既可在碱性环境下生成，又可在碱性相对低的条件下生成。叶蜡石生成所需温度较高岭石、地开石高，一般在400°C左右。它的形成还取决于压力和Al2O3、SiO2的比值。当溶液中OH->H+时，从围岩中溶出的SiO2和火山气、液带来的Si质，除留下组成SiO2可结晶成石英，这就是次生石英岩化。如果这种次生石英岩化大规模进行，就可以形成巨大的硅化带。在Al—Si凝胶陈化时，就结晶成为高岭石矿物。由于胶体陈化，所以结晶是无定向性的（这有利于雕刻）。当凝胶Si原子数大于Al原子数时，则有小的眼球状石英出现；反之，如果Al原子数大于Si原子数时，则有水铝石形成。当多余的Si存在时，则与Fe结晶出黄铁矿（如金星田黄的小金星）；当温度大于120°C时，结晶出的高岭石族矿物就为地开石、珍珠陶石；当温度小于120°C时就形成高岭石。
        从以上分析可以看出，次火岩体与岩层发生化学作用时，不同矿物在不同的酸碱度和温度下，化学生成不同的寿山石，这就是为什么叶蜡石、地开石、高岭石甚至石英岩、明矾石、水铝石等矿物经常在一个矿体中出现的缘故。从高山地开石矿脉中提取的氢氧同位素δ 18O和δ D的测定值计算，形成地开石热液中，当时大气降水含量达70%以上，这说明地开石是在低温、近地表条件下形成的。
        此外，由于上述成矿作用与1亿3千万年前的火山热液活动有关，所以地质学家就把这一类矿藏称为火山热液交代型、热液充填型及热液交代充填型。
        （1）热液交代型    主要分布在虎口、大山、柳坪、加良山，还有一部分在旗降山、善伯洞和月尾等地。矿体多呈层状，其次是不规则脉状、团块状和透境状。这种矿石的成分以叶蜡石为主，其次是硬水铝石、石英、绢云母、高岭石、地开石等。矿体与围岩大多为渐变关系，矿石中经常可以见到交代残余的现象。这一类矿石与工业叶蜡石油关系密切，有的就是叶蜡矿床的一部分，除局部为高档石种外，其余多属普通的中低档寿山石，占工艺寿山石产量的80%以上。
        （2）热液充填型    主要分布在高山、都成坑段，其余地段只零星见到。寿山石矿体呈脉状，脉的宽度大小随裂隙变化而不同，一般与周围岩石的界线很清楚。这一类寿山石多为地开石，质地细腻、色泽艳丽、透明度较好，多为高、中档寿山石雕原料来源。
        （3）     热液交代充填型    主要分布在善伯洞、旗降山、松柏岭等处，其它地段也有发现。矿体以脉状、透镜状产出，矿石多以地开石或高岭石矿物为主，部分以叶蜡石为主。矿体除部分沿层间破碎带产出外，更多的是沿断裂裂隙充填交代。在近矿处经常可以看到一定宽度的蚀变带。这种围岩蚀变主要是地开石化、叶蜡石化、高岭石化、高岭土化等。矿石多为中档，部分为高档。
        （二）外生成矿    外生成矿是指随着地壳运动，形成于地下的矿脉暴露于地表，经过强烈的物理风化侵蚀作用后，岩石就崩裂为岩块、岩屑，并在重力影响下沿着山坡滚动，在低凹处堆积，又经砂、泥中的水分滋润，再经历水化学作用、氧化作用和一定距离的搬运，最终，原生矿石中的“中坚分子”能够久经考验得以保存，混杂沉积于地表。号称“石中之王”的田黄石，就是最好的例证。
        产于寿山村寿山溪两旁水田底下砂层中的田黄石，“无根而璞”，无脉可寻，呈自然块状，无明显棱角，属冲积型砂矿。它是原生矿风化侵蚀后形成的坡石，又经水流搬运到河溪的某些地段沉积下来。因为长期受到含腐殖酸等水分的浸泡，所以水化学作用十分明显。水流的搬运磨蚀，又使田黄石块棱角消磨殆尽，因此多呈浑圆状。有皮的田黄石，其外皮多为风化含铁的泥质物所包裹，呈现黄色或灰黑色。化学风化作用使原生石中明显的脉，以格、纹的形式凸现出来。这些格和纹，有的不是原生石所固有的，而是后来在风化的过程中，沿着裂隙次生形成的风化矿物。
        寿山石的田黄石是大自然神奇造化的尤物，是天地之精灵，可遇而不可求，所谓“清水出芙蓉，天然去雕饰”。世间万物因为有其独特生成的历史与特性，所以才有其独特的魅力和价值。