三、礦石的生成
壽山石的主要礦物為葉蠟石和地開石等。是中國發現最早的葉蠟石礦床之一,也是彩石、印石雕刻工藝的上好材料。
根據地質研究,福建的地質在中生代(距今約二億三千萬年至七千萬年)出現過一次重大變革,大量岩漿噴出地表。到了晚期(侏羅紀—白堊紀),則以強烈的火山噴發為特徵,形成東部大面積分佈的火山岩。
壽山石的生成,是在火山噴發的間隙期或噴發結束之後,伴有大量的酸性氣、液活動,交代、分解圍岩中的長石類礦物,將鉀、鈉、鈣、鎂和鐵等雜質淋失。而殘留下來的較穩定的鋁、硅等元素,在一定的物理條件下,或重新結晶成礦,或由岩石中溶脫出來的硅、鋁質溶膠體,沿着周圍岩石的裂隙沉澱晶化而成礦。前者稱為「火山熱液交代型礦床」,後者稱為「火山熱液充填型礦床」。此外,尚有一種介乎兩者之間,既有「交代」又有「充填」,成礦方式多樣,稱為「火山熱液充填(交代)型礦床」。
「火山熱液交代型礦床」以峨眉為典型:礦區位於壽山—峨眉晚侏羅紀火山噴發盆地東南端。區內廣泛出露流紋質晶屑玻屑凝灰岩、含火山角礫凝灰岩、凝灰角礫岩和熔結凝灰岩等酸性火山碎屑岩。礦床由略呈環形分佈的五十多個礦體組成。葉蠟石賦存於流紋質晶屑玻屑凝灰岩和含火山角礫凝灰岩中。礦體與圍岩界限不清,礦床規模較大,形態複雜,呈不規則大透鏡體狀或似層狀。
礦石的礦物成分以葉蠟石為主,其次石英、水鋁石和高嶺石,少量黃鐵礦。礦石自然類型有葉蠟石、水鋁石—葉蠟石、石英—葉蠟石、凝灰質葉蠟石和高嶺石—葉蠟石等類型。
峨眉石化學成分表
註:上表據地質勘探取樣檢測報告,僅供參考。
「火山熱液充填型礦床」以高山、都成坑山為代表:礦區位於壽山—峨眉晚侏羅紀火山噴發盆地的西南端。礦床呈脈狀結構賦存於石英斑岩裂隙中,與圍岩截然分別,礦層稀薄,走向多變。礦石主要成分為地開石。
「火山熱液充填(交代)型礦床」以九柴蘭山、柳嶺為代表:礦區位於壽山—峨眉晚侏羅紀火山噴發盆地的西北部。區內出露的石英斑岩、流紋斑岩、火山角礫岩和凝灰岩等,多受蝕變為次生石英岩。
九柴蘭山礦脈由兩個礦體組成,礦體賦存於次生石英岩中,呈不規則透鏡狀或脈狀。柳嶺礦脈由八個小礦體組成,礦體賦存於次生石英岩、葉蠟石化高嶺石化石英斑岩、葉蠟石化火山角礫岩中,呈不規則透鏡狀、脈狀及團塊狀等。
礦石為塊狀、團塊狀、脈狀和扁豆狀等構造及鱗片狀、隱晶集晶狀等結構。礦石以葉蠟石為主,其次是石英、高嶺石、水鋁石,少量絹雲母、地開石、藍晶石、紅柱石和黃鐵礦等。礦石類型有葉蠟石、石英—葉蠟石、水鋁石—葉蠟石、高嶺石(地開石)—葉蠟石等。
該礦床除受構造裂隙所控制的脈狀、透鏡狀和團塊狀礦體外,還有火山熱液交代而成的似層狀礦體,成礦作用複雜,故稱「火山熱液充填(交代)型礦床」。
猴柴磹石、老嶺石化學成分表
註:上表據地質勘探取樣檢測報告,僅供參考。
近年隨着科學技術的發展,對壽山石中「田黃石」、「水坑凍石」、「高山石」等名貴品種的礦物成分研究,又有了新的突破。中國地質博物館李景芝、趙松齡對壽山高山礦脈(包括小高山、太極頭、白水黃等)進行了礦物岩石學研究,確認它的主要礦物成分是地開石,其次是石英、高嶺石,而且礦物成分與高山石的工藝美術特徵有一定聯繫,從而推翻了以往將壽山石與葉蠟石等同的論點。
經過科學分析,高山石的顏色、硬度、透明度與礦物成分有着直接的關係,而影響高山石質量的主要因素之一是微晶石英,它的出現提高了高山石的硬度和透明度。凡高山所產各種「晶、凍」,其微晶石英含量則高。相反,一般高山石、劣質高山石,微晶石英含量則偏少。而高山石中,呈紫紅、灰紫、黃紫等雜色不透明礦石,多屬地開石—高嶺石型。可見顏色的變化也與高嶺石吸附的雜質有關。這正是高山石色澤豐富,變幻無窮的原因。
地礦部礦床地質研究所副研究員王宗良,對田黃石進行了X射線衍射(XRD)、紅外吸收光譜(IR)、透視電子顯微術(TEM)和X射線能譜(EDS)分析。證實田黃石的主要礦石成分是由純淨的、典型的2M1地開石組成,其中含有極少的輝銻礦。
對於田黃石特有色澤的賦色原因,王宗良認為是由於地開石和輝銻礦原共生於低溫熱液礦中,而後輝銻礦在長期表生作用下,轉化為銻的氧化物。這種銻的氧化物在特定的水田底環境裏,在地下水的作用下,對地開石浸潤,使地開石集合體染色。同時在表生作用下,田黃石中所含氧化鐵也對地開石浸潤,使其染色。
由此可知,田黃石的成因可以追溯到數百萬年前的第三紀末期。屬於南面礦系的純潔地開石部分礦石,因受風雨剝蝕,自礦床分離而散落,又經溪水的長年沖刷、遷徙,零星沉積於溪旁基礎層上,而後逐漸被砂土層所覆蓋。田黃石埋藏水田底,受其周圍土壤、水分及溫度諸外部因素的影響,本身所含輝銻及氧化鐵起了染色作用,致使田黃石形成外濃而向內漸淡的獨特顏色與光彩,並且產生了色皮及蘿蔔紋、紅格紋等特徵。這種深深埋藏於水田之中的獨石,較其他各坑所出更加溫潤可愛,彷彿能煥發出一種金燦燦的寶光,加上挖掘艱難,欲求石材高、方而巨大者,石質淨、膩而瑩澈者,尤為罕見。自然倍為收藏家所珍寶。