中国四大名石的矿床地质特征及矿床成因
刘 谏 魏静文
北京市地质矿产勘查开发总公司
中华民族是个与石头有着不解之缘的民族，中国的石文化源远流长，在世界上可能也是独一无二的。距今大约18万年前的山顶洞人，便把磨光的美石钻上孔，做成项链戴在颈上，衬托人体的自身之美；另外，早在八千多年前，我们的祖先就已经除了以石头制作劳动工具外，还以石头作为装饰品、观赏品、文化用品等。爱石者历代不绝，他们根据石头的形状、质地、纹理、色彩的不同，分出优劣，从顽石中发现美，提炼美，于五彩斑斓的众多石材中列出品质出色，用途广泛者冠以名石之称。
中国的四大名石，即寿山石、青田石、昌化石与巴林石。它们之所以称之为名石，在于它不仅仅是雕件的艺术载体，而且是印材的首选佳料。
1、寿山石
福建省福州市北郊有一个叫“寿山”的小山村，所产之石，质地优异，洁净如玉，柔而易攻，色彩斑斓，被统称为“寿山石”。寿山石居中国四大名石之首。
1.1寿山石的品种及分布
寿山石矿区所处的位置主要为福州平原以北山区。矿区从西北向东南地势逐渐降低，以寿山村为中心，北起党洋、东坪，南达峨嵋，西到汶洋，东至金山。四周峻岭连绵，群山环抱，农田、村庄零星分布于山间平底之上。
目前发现的寿山石种己达100多种，主要品种有田黄石、黄冻石、环冻石、水晶冻石等多个品种，其中田黄石是最常见的品种，也最具代表性的石种。
1.2寿山石的矿床地质特征
寿山石矿体多呈脉状、豆荚状、网脉状、囊状等，分布于叶蜡石主矿体及其外围。不同矿体、同一矿体的不同地段，其组成的矿物成分、结构构造、颜色条纹等发生较大变化，但总体来讲，寿山石主要是由地开石、高岭石、叶蜡石、伊利石、珍珠石、石英等矿物组成，其硬度较小，仅为2.0-3.0，易于雕刻，断面较光滑，一般光泽较弱，常为蜡状光泽，不透明至微透明。
寿山——峨嵋火山喷发盆地是最有利于形成寿山石的成矿区域，其矿床主要有旗降矿床、高山矿床、月尾矿床和峨嵋矿床：
（1）旗降矿床
寿山石矿脉主要赋存于层间破碎带中，呈北北西向分布，矿脉走向为350°。寿山石品质较好的出产与矿脉中间，几乎被采空；多数地段的矿脉宽度小于5cm或仅见断层裂隙，矿脉延伸达百米以上，其中心部位的矿石呈蜡黄色、红色或灰白色，略具油脂光泽，半透明--不透明，质地较细腻。在矿脉的边部可见被热液交代出现的圈层结构，还可见宽度不大的迪开石化、叶蜡石化和高岭土化。
（2）高山矿床
高山矿床主要集中在高山顶及其周围的地段，包括北东走向、北西走向及东西走向三组矿脉；矿脉宽度介于1-120cm之间，其中高山北坡以及两组矿脉的交叉处矿脉宽度最大，矿石呈浅灰色、灰色、灰白色、乳白色、浅肉色、白色带黄或黄色等，透明度从半透明到不透明，具有脆性且易破碎。
（3）月尾矿床
月尾矿床的围岩多为紫色流纹岩和熔结凝灰岩，以脉状为主，主要位于剃刀山火山机体的东南侧，矿床产状以近东西向为主，倾向北东或北。矿石多呈猪肝紫、艾叶绿、黄绿色，不透明者居多，细腻度中等。
（4）峨眉矿床
矿区内出露有流纹质凝灰岩、凝灰角砾岩及熔结凝灰岩等，普遍发育着次生石英岩化，矿脉主要呈透镜状、似层状或脉状。围岩蚀变发育，叶蜡石化分布广泛，次为硅化、水铝石化、明矾石化、绢云母化、高岭土化及黄铁矿化。矿石结构呈隐晶状或鳞片状，具有块状、环斑状、条纹状或角砾状构造。矿石颜色主要为白色、乳白色、蜡黄色、浅绿色、肉红色、浅灰色等。
1.3寿山石的矿床成因
寿山石的矿床成因类型主要为内生火山热液型矿床，也有部分外生风化沉积型矿床（如田黄石）。
据以往地质研究，距今1.4亿万年的侏罗纪，火山热液型矿床是由于火山喷发，形成火山岩，其后，在火山喷发的间隙或喷发结束之后，伴有大量的酸性气、热液活动，交代分解围岩（流纹质晶屑凝灰岩、凝灰熔岩、熔结凝灰岩为主）中的长石类矿物，将K、Na、Ca、Mg和Fe等杂质淋失，而残留下来的较稳定的Al、Si等元素，在一定的物理条件下，或重结晶成矿或由岩石中溶脱出来的Al、Si质溶胶体，沿着周围岩石的裂隙沉淀晶化而成矿，其矿物成分主要为叶蜡石。
火山热液型矿床的成矿热液主要来源于大气降水，这是根据相关氢、氧稳定同位素的研究结果表明，其矿区的成矿温度为100～150℃。另外，矿石中含有黄铁矿指示了寿山石成矿是在还原环境中进行的。
外生风化沉积型矿床是原生的寿山石经剥蚀、搬运到低凹处，再经物理、化学风化作用后形成的。由于堆积场所不一，又可将其分为河床沉积型和山坡堆积型两类。坡积型寿山石俗称为“独石”或“山石”。其矿石质量视风化程度而异，其中不乏“上乘”品，但多数质地不如田黄石。田黄石多产于河溪砂砾层中，属河床沉积型。
2、巴林石
巴林石因出产于中国内蒙古自治区赤峰市巴林右旗而得名。其石质细润，通灵清亮，质地细洁，娇嫩无比，似婴儿之肌肤。
根据巴林石的颜色、质地等不同可将巴林石分为巴林鸡血石、巴林福黄石、巴林冻石头和巴林彩石4大类。其中巴林福黄石在金石界素有“一寸福黄三寸金”之说，色泽纯黄无暇，质透明而柔和，坚而不脆；巴林鸡血石更是有“草原瑰宝”之美誉，该石温润脆爽，软硬适中，宜于镌刻，是石中妙品。
2.1巴林石的矿床地质特征
巴林石在矿物学上统称叶腊石，其矿体主要赋存于侏罗系上统玛尼吐组中酸性火山熔岩、火山角砾岩、凝灰岩和泥页岩中，围岩为高岭石化流纹岩，地表被第四系掩盖。巴林石矿的矿脉形态复杂，受断裂、裂隙控制明显，较常见的有竖脉状、豆荚状、窝巢状和连续透镜状。矿脉厚度、质量变化大。由矿区总部所在地向南眺望，整个矿区基本在一条平行线上，由东向西分布，长约2500米，宽300-800米。
巴林石主要含有叶腊石和高岭石矿物，其次还有极微量的铁质、绿帘石、黄铁矿、明矾石、辰砂等。硬度为摩氏2.0-2.5，单斜晶系，晶体细微，呈隐晶质致密块状体。在化学成分上，巴林石以硅和铝两种元素为主，其次还含有少量的钙、镁、硫、钠等元素，正是由于这些元素的存在，使得巴林石具有丰富的色彩，例如，含铁元素多的石料就呈紫、红色，含铝元素多的石料就呈灰、白色。
2.2巴林石的矿床成因
巴林石矿形成于距今1.5亿年前的侏罗纪晚期，其蚀变围岩主要为酸性火山熔岩及火山碎屑岩，成矿的热液沿着断裂上升，在岩石裂隙中重填形成巴林石矿脉。
（1）成矿前，矿区出露的流纹岩，在不同程度上受到来自火山岩侵入体的热液蚀变，包括硅化、高岭石化、叶蜡石化、明矾石化等。这个时期的蚀变为巴林石矿脉的生成奠定了围岩条件和构造基础。
（2）成矿期，巴林石矿脉周围的的围岩进行热液蚀变，范围较小。该矿脉向两侧水平分带为高岭石化-强明矾石化-强硅化-硅化流纹岩，蚀变由强至弱。在岩浆和围岩蚀变交换过程中，围岩内的矿物副成分受影响而分解渗染，构成巴林石美丽斑斓的色彩与品种，或呈层纹、块状，或呈环状、斑点状等；随着叶蜡石矿物的形成，同时还形成其它矿物，如水铝石、绢云母、石英等。当原岩交代不完全时还会残留火山岩。这些属于杂质矿物的多少，决定了巴林石质地的纯洁度，造成石质的优劣不同。
（3）成矿晚期，一些硫化物和其它矿物质沿叶蜡石裂隙贯穿，或斑布、浸染，因而扩大了叶蜡石的品种。不过，这个时期对于叶蜡石矿体的范围、位置、蚀变程度，已无大的改变了，只是造成了一些小的局部的元素变化。
3、青田石
自古至今，青田石素有“石艳天下”的美称，其温润似玉，色彩绚丽，种类繁多，质地优良，纹理精美，世所罕见。青田石还是篆刻艺术家和雕刻艺术家从事创作时选用的理想材料之一，历来备受推崇。
3.1青田石的种类和分布
青田石产于浙江省东南的青田县境内。其主要矿点有山口区的山口、方山、塘古、山炮，北山区的白岩、岭头、季山、周村、石门头、石山区的下堡。其中以方山一带的山口叶腊石矿区最大，该矿区呈北东—南西向展布，全长6公里。
青田石的种类繁多，据青田石研究专家夏法起先生科学地统计共分有10大类108种。主要有灯光冻、兰花青、封门青，黄金耀、竹叶青、金玉冻等，均于实物名称相类。其中，微透明而淡青略带黄者称封门青，青田石以“封门”为上品；晶莹如玉，照之璨如灯辉，半透明者称灯光冻；色如幽兰，明润纯净，通灵微透者称兰花青；这三“青”与田黄，鸡血石并称为三大佳石，价值越来越高。
3.2青田石的矿床地质特征
青田石矿床主要位于华南褶皱系浙东南褶皱带的次级构造温州—临海拗陷带，属于火山-中低温热液矿床。青田石矿床所在矿区地层平缓，为一向南西西缓倾斜的单斜层。区内断层极为发育，其中北北东向压性断裂规模最大，断裂带宽10-30米，断裂面波状弯曲，强烈硅化和青田石化，蚀变带宽达50米以上。
青田石多呈细脉状、不连续的层状、似层状、透镜状和扁豆状等形态产于蚀变(变质)酸性火山岩或火山碎屑岩层中。颜色主要有灰白色、青白色、浅黄色、褐紫色等，均呈块状，有蜡质感，摩氏硬度3.0-4.0。
青田石的主要矿物成分为叶蜡石，其含量范围变化很大，次要矿物的种类很多，主要有伊利石、迪开石和绢云母等层状硅酸盐矿物，刚玉、红柱石和夕线石等变晶矿物以及石英和玉髓等变余矿物等。其化学成分以Al2O3和SiO2为主，其余还含有K2O、Fe2O3、Na2O、CaO、MgO等。
3.3青田石的矿床成因
青田石形成于距今7000万年至1.9亿年的中生代，当时，青田一带经常发生强烈的火山活动，区内形成广泛的喷发相或喷溢相的酸性、中酸性火山岩及火山碎屑岩，这为围岩蚀变和青田石矿的形成奠定了基础。
青田石矿体发生蚀变的岩石主要是酸—中酸—中性火山岩，其中，（1）原岩为酸性岩系列 ，刚玉—红柱石—一水硬铝石—叶腊石—绢云母；（2）原岩为中酸性岩系列，明矾石—高岭石—叶腊石—绢云母；（3）原岩为中性岩系列，一水硬铝石—高岭石—叶腊石—绢云母；从未蚀变岩石到强烈蚀变内带的方向常常组成次生石英岩的一个相带，各相带之间界线是渐变的，其中绢云母相、叶腊石相和高岭石相为外带，明巩石为中带，一水硬铝石相、红柱石相和刚玉相为内带。次生石英岩是寻找青田石矿体的重要标志，它们是火山活动过程中，伴随岩浆上升的气液交代、分解早期形成的岩石或者火山活动的岩浆物质（例如长英质玻璃、火山灰等），在一定的物理、化学条件下改造，经过部分或全部脱硅、去杂、物质成分重新组合，就地沉淀或沿裂隙经过运移填充形成的。
上述蚀变交代充填过程中，不同矿物的形成还受到温度和流体介质的影响，例如，内带的红柱石、刚玉和一水硬铝石形成于 300～400℃，流体成分以含卤化氢、硼化氢以及H2S和SO3的含水强酸性为特征；中带的明矾石形成于300℃以下，流体成分为含S、H2O以及HF、HCl的酸性介质；外带的叶腊石、高岭石等形成温度可能更低，流体介质为弱酸的H2SO4溶液或H2CO3溶液。
4、昌化石
昌化石，国之瑰宝，世所罕见，其天生丽质，丰富多彩，尤其是昌化鸡血石和昌化田黄石，享有“石帝”、“石后”、“印石之宝”美誉，闻名中外。
4.1昌化石的分布及种类
昌化石产于浙江省临安市昌化地区西北面的玉岩山一带。矿山走势自上溪乡西北角的鸡冠岩开始，向东北延伸，经灰石岭、康山岭、核桃岭、仙岭等山岭，约10千米。
昌化石的品种繁多，细分起来有上百种。在开发早期，昌化石被笼统的分为乌玉石、黄玉石、花玉石、黄玉石、红玉石几大类。随着生产、流通的发展和扩大，以及印章石材的交流，昌化石品种的名称逐渐个性化，目前，昌化石一般分为鸡血石、冻彩石、软彩石三大类和从属的70多个品种。
4.2昌化石矿床地质特征
昌化石大多是迪开石化(含少量高岭石)了的岩石，主要赋存于劳村组中上部的流纹质晶屑、玻屑凝灰岩中，呈顺层产出的似层状、透镜状或不规则团块状及穿插层产出的脉状、不规则小团块状等。
昌化石的矿床处于扬子准地台与华南褶皱系的过渡带，位于江南地轴的前缘，绩溪复背斜的南翼。矿区附近分为上、下两个构造层，下部属于晚元古代及早古生代构造层，上部属于中生代构造层，二者呈角度不整合接触，从而形成一个晚侏罗纪火山盆地，在火山盆地西北边缘，中生代构造层的底部恰好为鸡血石矿区，其中以昌化玉岩山一带最为富集。
矿区的岩石大多都遭受了汞矿化、硅化、高岭石化、明矾石化以及绢云母化、黄铁矿化等蚀变作用，而最特殊的一种蚀变现象是汞矿化。它主要发育在黄尖组流纹质晶屑凝灰岩的中上部，尤其是与流纹质晶玻屑熔接凝灰岩的接触带附近最为明显，绝大部分都为条带状或浸染状等形态沿层间裂隙分布，也有其它裂隙分布。当多为细粒状、半自形晶形的辰砂以及与鸡血石成矿关系密切的强高岭石化和汞矿化共生时，便形成了昌化鸡血石。
4.3昌化石的矿床成因
上述昌化石的矿床地质特征表明，昌化石矿区由上下两个构造层形成一个火山
盆地，因此富集大量的火山岩，而在火山岩中通常又含有大量火山碎屑岩，特别是安山岩、英安岩、流纹岩和流纹质玻屑晶屑凝灰岩或培接凝灰岩等，此为昌化石的形成提供了大量物质基础。
昌化石矿区的围岩蚀变现象比较普遍，主要有地开石化、高岭石化、硅化、汞矿化、明矾石化、黄铁矿化，其次还有绢云母化、叶腊石化等。这些蚀变是昌化石成矿的前提。
在燕山晚期次火山岩浆活动中，温度为75°C-405°C之间，中酸性火山岩经气液交代变质作用形成昌化石，此可通过昌化石矿区南面出露的石英二长斑岩体侵入于黄尖组流纹-英安质晶屑、玻屑熔结凝灰岩中得以证实。
另外，昌化石部分原生矿脉受地壳变迁的作用出露地表，崩解成岩块，散落于低洼的山泥、湿地、溪涧、水田，淹没于泥沙层中。深者达数米、浅者不足米，极少数又重新被筛滤至地表。这些单独成块的矿石，因经历长期的化学作用和一定距离的搬运，得到水分滋润，分化磨蚀，使矿石的棱角和易碎裂的部分磨砺、撞落，形成少裂纹的浑圆块体，并逐渐小型化；经不同地质环境的再次培育后，矿石内质提高了纯正、滋润的程度，外表新生了稀密、厚薄、粗细、色泽不一的石皮。
《石界》原创投稿
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