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Volume 24 Issue 5
Sep.  2022
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Article Contents
Abstract
1.   区域地质概况
2.   样品采集与实验方法
3.   测试与分析结果
4.   讨论
5.   结论
致谢
References
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LI Yujuan, CHEN Runsheng, YANG Zhong, LIN Min, LIU Wenyuan, TANG Jianrong. Alunite 40Ar/39Ar Dating of Gaoshan Deposite, Fujian Province and Its Limitation of the Mineralization Age of Shoushan Stone[J]. Journal of Gems & Gemmology, 2022, 24(5): 44-54. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2022.05.004
Citation: LI Yujuan, CHEN Runsheng, YANG Zhong, LIN Min, LIU Wenyuan, TANG Jianrong. Alunite 40Ar/39Ar Dating of Gaoshan Deposite, Fujian Province and Its Limitation of the Mineralization Age of Shoushan Stone[J]. Journal of Gems & Gemmology, 2022, 24(5): 44-54. DOI: 10.15964/j.cnki.027jgg.2022.05.004
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Alunite 40Ar/39Ar Dating of Gaoshan Deposite, Fujian Province and Its Limitation of the Mineralization Age of Shoushan Stone

  • 1.

    Fujian Institute of Geological Survey, Fuzhou 350013, China

  • 2.

    Zijin School of Geology and Mining, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China

More Information
  • Received Date: July 20, 2022
    Graphical Abstract
    • Abstract
  • Shoushan stone is one of four traditional seal stones in China, which is an epithermal nonmetallic deposit, but the age of its mineralization is unclear. In this paper, the alunite 40Ar/39Ar age of Gaoshan Shoushan stone deposite is determined by using the micro area laser heating technology. The plateau age of alunite is 122.56 ± 0.95 Ma, and the corresponding 40Ar/36Ar-39Ar/36Ar isochron age is 122.55 ± 0.95 Ma. The recorded time of alunite in Gaoshan mining area represents the ore-forming age of high-quality filling-type dickie of shoushan stone, and it represents that the latest metallogenic age of Shoushan stone is about 122 Ma. In combination with the age (132-135 Ma) of the volcanic rock, from Xiaoxi formation, which is the parent rock of Shoushan stone, it indicates that the metallogenic age of Shoushan stone should be 132-122 Ma.
    • FullText(HTML)

  • 寿山石是中国传统“四大印章石”之一，国内外久负盛名。寿山早白垩世火山盆地是中国东部晚中生代火山岩区重要的非金属矿产分布区，盆地内已发现并具有经济意义的矿产主要有工业用叶蜡石、明矾石及工艺用寿山石(矿物组合包括高岭石族多型矿物地开石、珍珠石、高岭石及叶蜡石、伊利石)等。寿山石是酸性或中酸性(以酸性为主)火山岩在受到热液作用后常常产生蚀变的岩石，该类岩石常以次生石英为主，伴生矿物富集可形成叶蜡石、高岭石、伊利石、明矾石、红柱石等矿床，这些类型的矿床属高铝非金属矿床系列，也是典型的浅成低温热液矿床中的泥化蚀变矿物组合。

    寿山石研究工作近年来取得了一系列的进展，特别是在寿山石的分类、矿物学以及地质背景等研究方面[1-19]。但目前对寿山石的成矿年代学研究一直未有突破，制约其成因认识。究其原因，寿山矿田除汶洋、月尾一带的伊利石外[5, 7, 13]，缺乏有效的定年矿物。成矿年代学研究一直是过去30多年矿床学研究的热点之一，它是矿床成因分析和阐明构造-岩浆-流体-成矿关联的关键，是建立区域成矿系统及深刻理解大规模成矿最有效的途径。寿山石作为我国四大印章石之首，开展年代学研究可以推动寿山石成因研究和找矿预测，也可以加强中国东南沿海燕山期火山-岩浆活动旋回认识，以及与火山期后热液成矿相关的成因研究，是了解浅成低温热液非金属成矿的典型窗口。本文拟对寿山火山喷发盆地中最有代表性的寿山石品种、高山矿区新发现的、与充填型地开石共生的脉状明矾石矿物开展岩石学、矿物学及40Ar/39Ar年代学研究，旨在探讨寿山石的形成时代。

    寿山早白垩世火山喷发盆地地处华南火山活动带之东南沿海中生代火山断陷带中段，处于闽东火山活动亚带中段的福安-平和北东向火山喷发带中。盆地总体呈北东向展布，面积约220 km2(图 1)[4, 19-22]，由早白垩世小溪组火山岩组成，以盆地形式叠覆于白沙破火山口组合体之南园组火山岩上。

    Figure  1.  Geological map of Shoushan volcanic eruption basin
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    早白垩世小溪组从下至上进一步划分为下、中、上三个岩性段(图 1)。下段为火山碎屑沉积岩段，岩性主要为浅灰、浅灰白色凝灰质砂岩、粉砂岩、沉凝灰岩等，黄坑一带出露硅质岩；中段为酸性火山岩、火山碎屑岩段，与寿山石成矿的关系最为密切，出露岩性主要为浅灰、浅灰白色流纹质(含角砾)晶屑凝灰岩、流纹质(含角砾)晶屑熔结凝灰岩、(石泡)流纹岩夹沉凝灰岩、凝灰质粉砂质泥岩等；上段为酸(偏碱)性火山岩，以流纹岩为主，主要覆于旗山、猫头山等顶部。

    研究区周边侵入岩十分发育(图 1)，多分布于寿山火山喷发盆地外围，主要由早白垩世黑云母二长花岗岩(ηγK1)、早白垩世石英二长岩(ηοK1)、早白垩世石英闪长岩(δοK1)，晚白垩世晶洞碱长花岗岩(κγK2)、晚白垩世花岗斑岩(γπK2)、晚白垩世碱长花岗斑岩(κγπK2)。其中，早白垩世黑云母二长花岗岩(ηγK1)可分为似斑状中粒黑云母二长花岗岩及斑状细粒黑云母二长花岗岩两个岩石单元；早白垩世石英二长岩(ηοK1)可分为含斑细粒石英二长岩、少斑中细粒石英二长岩、似斑状中粒石英二长岩等三个岩石单元；晚白垩世晶洞碱长花岗岩(κγK2)可分为斑状微细粒晶洞碱长花岗岩、斑状细粒晶洞碱长花岗岩、斑状不等粒细粒晶洞碱长花岗岩、似斑状中粒晶洞碱长花岗岩等四个岩石单元。

    区域上有闽江口-永定北东东向断裂带通过，另外受福安-南靖北北东向断裂、松溪-宁德北西向断裂影响较大，区内北东东向、北北东向及北西向断裂极其发育。区域断裂具有“北东向控盆(寿山早白垩世火山盆地)、北西向控岩(火山岩)”的特点[16, 23]。

    寿山石民间按产出状态和位置、质地和颜色等划分，达200多个品种，但按照矿物组成分类就相对简单。高天均等[7]将其分为地开石型、地开石-叶蜡石型和叶蜡石型；汤德平等[13]按代表性产地及矿物，将寿山石分为田黄类、高山石类、芙蓉石类和汶洋石类，高山石类以高山矿区为代表，以高岭石族矿物(地开石、珍珠陶石和高岭石)为主要矿物。芙蓉石类以峨嵋村加良山矿区为代表，叶蜡石为主要矿物。汶洋石类以汶洋村一带产出的伊利石为主，田黄类则是原生的高山石矿经过剥蚀、搬运、埋藏的产物。寿山石的形成与火山构造有极其密切的关系。寿山火山喷发盆地由7个火山群体组成，火山群体间喷发物相互叠置，而显示出镶嵌式的空间组合形式。火山群中发育系列Ⅴ级火山机构，其中复活式破火山3个、穹状火山3个、锥状火山2个、火山喷发中心11个。盆地内发育4条次生石英岩化带，其绕旗山、黄巢山、高山、加良山等火山中心呈环状或者弧状展布[19]。依据成矿作用方式，一般认为寿山石与火山热(气)液作用有关，分为热液交代型、充填型或复合的交代-充填型。按照空间位置、受火山构造(机构)控制或影响的分布范围(面积)及矿石矿物组成等矿床学一般划分原则，将寿山早白垩世火山盆地内的寿山石划分为峨嵋、高山、剃刀山、旗山、黄巢山、金山顶等6个矿区，按Ⅴ级火山机构又进一步划分为16个矿段，分别调查总结了各矿段寿山石的代表性品种、成因类型和自然矿物类型[16]。

    高山火山机构是寿山早白垩世火山喷发盆地中知名的Ⅴ级火山构造，位于盆地中部。高山矿区还是盆地中出产高品质寿山石最为密集的矿区(图 2a)，围绕高山火山中心产出的知名品种有荔枝、坑头、鸡母窝、玛瑙、太极、大洞、大健洞、水洞等10余种，主要矿物组成均以地开石为主。而这些品种也是田黄的母石，特别是高山矿区西北侧到坑头出产的高山石决定了田黄的矿物组成和品质。高山矿区的蚀变以硅化、地开石化、黄铁矿化明矾石化为主，蚀变矿物组合为地开石+石英+黄铁矿+明矾石。笔者所在团队通过调查，在接近于火山通道相(火山中心)发现了明显的明矾石化，总体表现为火山中心向外围表现出由中高温的明矾石蚀变相向中低温地开石相的蚀变矿物组合及分带特征[18]。

    Figure  2.  Photos of outcrop Gaoshan deposite and alunite sample
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    高山石的成因基本上属热液充填型，均产于火山的放射状或环状断裂中，受火山断裂控制，因此其产出主要呈细脉状、脉状或透镜状。本文研究的明矾石样品(图 2d)主要采自高山矿区(图 1)接近于火山中心，受放射状断裂控制，脉宽1~5 cm，产状175∠70°，与面型蚀变的围岩有清晰的界线(图 2b)。其中明矾石与地开石矿物共生(图 2c)，二者同时形成，基本上代表了高山矿区的高山石形成时代。

    明矾石探针片样品在中国冶金地质总局山东局测试中心磨制，经显微镜观察标定测试位置后，进行喷碳处理。电子探针分析在福州大学福建省矿产资源研究中心实验室完成，仪器为JAX-8230型，测试条件：加速电压20 kV，电流10 nA，束斑10 μm，使用的标准样品为氧化物及化合物。明矾石样品的40Ar/39Ar同位素分析在中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室稀有气体同位素质谱仪上完成。在野外和镜下观察的基础上，将选取的样品进行手工破碎，在双目镜下反复挑选晶型较好的明矾石集合体，在超声波中用蒸馏水清洗以去除表面杂质，低于150 ℃的温度下将样品烘干，送往核反应堆接受快中子照射。中子照射过程中由K和Ca裂变产生的同位素比值为：(40Ar/39Ar)K=2.322 8×10-3，(36Ar/37Ar)Ca=2. 348×10-4，(39Ar/37Ar)Ca=6.175×10-4 (置信度为1σ)。激光阶段加热40Ar/39Ar同位素分析在中国地质大学(武汉)构造与油气重点实验室完成，采用ArgusVI质谱仪，激光加热使用COHERENT-50W二氧化碳激光器。实验所用标样为ZBH2506黑云母，其年龄值为132.7 Ma。采用ArArCALC软件处理40Ar/39Ar定年数据和作图。具体分析条件流程和数据处理方法详见文献[24-28]。

    3.1   镜下观察特征

    明矾石致密块状构造，粉白色-玫瑰红色，玻璃-珍珠光泽，细片状。在单偏光显微镜下，明矾石呈无色透明，低-中正突出，晶形呈片状、鳞片状，解理完全。最高干涉色为Ⅱ级中部，平行消光，与地开石和黄铁矿共生(图 3)，正交偏光干涉色二级蓝绿-紫红，颗粒约为1 mm。除了明矾石颗粒外，地开石在单偏光下呈无色，颗粒非常细小；黄铁矿则全消光。

    Figure  3.  Microscopic characteristics of alunite form Gaoshan deposite, Fujian Province
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    3.2   电子探针分析

    明矾石的化学式为KAl3[SO4]2(OH)6)，其中理论值w(K2O)为11.35%，w(Al2O3)为36.96%，w(SO3)为38.65%，w(H2O)为13.04%。电子探针波普结果(表 1)表明，高山矿区中明矾石的矿物组成主要为钾明矾石，w(K2O)的平均值为8.21%，w(Al2O3)的为38.56%，w(SO3)的为38.24%，w(Na2O)的平均值为0.40%，含少量的Sr[w(SrO)的平均值为0.1%]和P[w(P2O5)的平均值为0.11%]，明矾石中K/Na比值为10.93~37.60。其中，主要成分Al2O3和SO3的含量接近于标准化学式，在电子探针分析过程中，由于碱土元素K，Na离子在分析过程中会发生扩散迁移，导致K和Na分析结果会低于标准值。王翠芝等[29]对紫金山明矾石研究认为，脉状明矾石一般形成在成矿后期，而明矾石的化学成分变化与距火山口的远近有关，靠近火山口，K2O、Al2O3含量较大。因而本次在高山顶所采集的脉状明矾石，含有较高的钾，钠相对较少，铝相对稳定，为蚀变岩型明矾石，同时含有锶、磷等杂质成分，形成受火山-岩浆活动影响相对较大。

    Table  1.  The analytical results of alunite from the Gaoshan Shoushan stone deposit using electron probe
    点号 Na2O Al2O3 SO3 SrO TiO2 MnO FeO K2O P2O5 SiO2 Total K/Na
    1 0.339 39.261 37.577 0.108 - 0.035 0.007 8.390 0.155 0.020 85.892 21.97
    2 0.263 39.126 37.995 0.120 0.009 - 0.002 8.474 0.127 0.053 86.169 28.60
    3 0.189 38.804 38.519 0.129 - - - 8.005 0.122 0.084 85.852 37.60
    4 0.289 38.972 38.352 0.133 0.028 0.026 - 8.334 0.100 0.025 86.259 25.60
    5 0.320 38.795 38.486 0.039 0.038 0.006 0.002 8.392 0.036 - 86.114 23.28
    6 0.240 39.020 38.094 0.082 - 0.018 0.026 8.400 0.060 0.015 85.955 31.07
    7 0.313 38.741 38.144 0.078 - - - 8.350 0.053 0.068 85.747 23.68
    8 0.570 38.597 38.255 0.086 0.009 0.003 - 7.999 0.076 0.030 85.625 12.46
    9 0.522 38.246 38.009 0.146 0.047 0.026 - 8.298 0.205 0.025 85.524 14.11
    10 0.499 38.145 38.078 0.193 0.066 - - 8.250 0.123 0.056 85.410 14.68
    11 0.384 38.864 38.289 0.077 - 0.018 0.021 8.345 0.067 0.035 86.100 19.29
    12 0.202 37.915 38.942 0.082 - - 0.005 7.813 0.156 0.038 85.153 34.34
    13 0.609 38.777 38.393 0.009 - 0.006 0.010 8.085 0.074 0.051 86.014 11.79
    14 0.652 38.465 38.559 0.181 0.009 - 0.012 8.025 0.145 0.020 86.068 10.93
    15 0.497 37.511 37.941 0.099 - 0.012 0.010 8.067 0.100 0.073 84.310 14.41
    16 0.433 37.781 38.202 0.116 - - 0.007 8.210 0.145 0.063 84.957 16.83
    平均值 0.40 38.56 38.24 0.10 0.01 0.01 0.01 8.21 0.11 0.04 85.70 21.97
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    3.3   40Ar/39Ar测年结果

    高山矿区明矾石40Ar/39Ar同位素年龄测定数据见表 2，校正Ca、K产生的干扰Ar同位素后，相应的坪年龄和等时线年龄见图 4。由图 4可知，对明矾石的加热过程，形成一个平坦的坪年龄图谱，明矾石形成后未受到后期热扰动，获得坪年龄为122.56±0.95 Ma，对应的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar的等时线年龄为122.55±0.95 Ma，坪年龄和等时线年龄结果完全一致，数据可靠，表明两个年龄数据都可以代表寿山石明矾石的成矿年龄为122.6 Ma。

    Table  2.  40Ar/39Ar isotopic result of alunite from Gaoshan Shoushan stone deposit
    点号 测试阶段/% 36Ar(A) 37Ar(Ca) 39Ar(K) 40Ar(R) 年龄/Ma 40Ar(R)/% 39Ar(K)/%
    1 5.0 1.031 206 2 21.143 95 1 318.628 34 447.61 122.54±0.48 99.09 8.48
    2 5.8 0.456 534 3 2.922 48 1 041.684 27 218.47 122.56±0.48 99.48 6.70
    3 6.6 0.340 644 0 4.450 67 835.778 21 836.24 122.55±0.49 99.52 5.37
    4 7.4 0.205 964 3 1.914 37 296.773 7 776.39 122.90±0.49 99.20 1.91
    5 8.2 0.200 971 4 1.546 73 395.453 10 345.60 122.71±0.50 99.40 2.54
    6 9.0 0.208 398 8 0.713 25 426.418 11 123.11 122.36±0.48 99.42 2.74
    7 10.0 0.225 428 1 2.292 08 455.847 11 878.18 122.24±0.51 99.42 2.93
    8 11.0 0.235 926 6 1.332 15 728.705 19 053.88 122.65±0.48 99.61 4.68
    9 12.0 0.200 797 1 3.008 94 663.615 17 371.51 122.78±0.51 99.64 4.27
    10 13.5 0.318 523 9 3.148 13 830.935 21 699.21 122.50±0.53 99.54 5.34
    11 15.0 0.283 239 0 1.571 53 721.019 18 799.28 122.31±0.47 99.53 4.63
    12 17.0 0.341 085 8 3.751 54 683.678 17 832.51 122.35±0.54 99.41 4.39
    13 19.0 0.250 061 7 5.987 57 646.848 16 875.85 122.38±0.53 99.54 4.16
    14 21.0 0.258 433 5 6.636 33 853.755 22 316.98 122.61±0.53 99.64 5.49
    15 23.0 0.396 689 0 4.447 42 886.142 23 212.67 122.86±0.48 99.47 5.70
    16 25.0 0.456 829 6 7.105 79 895.056 23 382.78 122.54±0.48 99.40 5.75
    17 28.0 0.543 798 6 10.582 52 1 126.959 29 404.62 122.39±0.51 99.43 7.24
    18 31.0 0.533 388 0 12.156 35 955.108 24 968.38 122.62±0.51 99.35 6.14
    19 35.0 0.488 565 4 4.382 13 967.218 25 283.77 122.62±0.53 99.41 6.22
    20 40.0 0.344 928 1 3.722 75 829.382 21 680.52 122.62±0.52 99.51 5.33
    注：Ca, Cl和K分别表示元素钙、氯和钾；A-空气；R-放射成因
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    Figure  4.  40Ar/39Ar plateau ages(a) andisochron age(b) of alunite form Gaoshan mining, Fujian Province
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    4.1   岩浆活动与热液成矿

    从区域地质资料来看，寿山早白垩世火山盆地及其周边经历了多期次的构造岩浆活动(表 2)。火山地层方面，寿山火山盆地叠置于晚侏罗-早白垩世南园组火山岩之上，盆地低洼的底部及北侧出露晚侏罗-早白垩世南园组火山岩，包括第二段酸性流纹质火山碎屑岩、第三段酸偏中性的(流纹)英安质凝灰岩、熔岩等及第四段酸性火山碎屑岩、熔岩等，已有的区调和研究工作，取得了锆石U-Pb同位素年龄在144.1±1.7 Ma~138±0.8 Ma，属早白垩世早期，按福建地质的传统习惯，其喷发时代一般称为晚侏罗世-早白垩世。

    寿山火山盆地的小溪组划分为三个岩性段，前已述及下段为火山碎屑沉积岩段；中段为酸性火山碎屑岩段，与寿山石成矿关系最为密切，现有的无论是高山石、芙蓉石、还是汶洋石都见于第二段内；上段以酸性火山碎屑岩或熔岩为主，仅见于海拔相对较高的旗山、黄巢山、猫头山等山顶，主要岩性为流纹岩等，与中段岩石中发生广泛的次生石英岩化不同，上段火山岩中基本上未见蚀变现象。现有的锆石U-Pb同位素年龄研究工作，中段火山岩的喷发时间在131.7±0.8 Ma~135.6±1.0 Ma[30-31]，上段仅一个年龄样为131.7±0.9 Ma(表 3)。

    Table  3.  Zircon U-Pb isotopic ages and magmatic activity of the Shoushan basin and surrounding district, Fujian Province
    地质时代 火山旋回(地层) 同位素年龄/Ma 侵入单元 同位素年龄/Ma
    白垩纪 晚白垩世 碱长花岗斑岩 无年龄数据
    花岗斑岩 无年龄数据
    晶洞碱长花岗岩 95.0±3[29]、96.8①
    早白垩世 寨下组 126±1.0①、114±1.2① 正长花岗岩 102.4±0.2①
    黄坑组 129±1.7①
    小溪组 上段 131.7±0.9(未发表数据) 二长花岗岩 100[28]、100±0①
    中段 135.6±1.0(未发表数据)、134.3±1.3[30]、131.7±0.8[30]131.8±1.0[29] 石英二长岩 101±1.0[29]
    下段 沉积岩，无年龄数据 石英闪长岩 无年龄数据
    南园组 第四段 138±0.8①
    侏罗纪 晚侏罗世 第三段
    第二段 144.1±1.7[30]
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    ① 福建省地质调查研究院。1∶5石洪洋、丹洋幅区域地质调查，2018.

    在寿山盆地的北侧还保留有早白垩世的黄坑组和寨下组火山岩，黄坑组下部为凝灰质火山碎屑沉积岩段，上部为中酸性的英安质火山碎屑岩；寨下组下部为红色凝灰质杂砂岩，上部为酸性火山碎屑岩、熔岩。区调工作取得锆石U-Pb同位素年龄在129±1.7Ma~114±1.2 Ma。从地质分析，寿山火山盆地的上部可能有早白垩世的黄坑组和寨下组火山岩覆盖。但经历了亿万年的地质作用，如抬升剥蚀等难以保留下来。

    侵入岩方面，寿山盆地及周边基本发育有较完整的从中性—酸性—酸偏碱性的岩浆演化序列，包括石英闪长岩—石英二长岩—二长花岗岩—正长花岗岩—碱长花岗岩等，晚期还有花岗斑岩和碱长花岗斑岩呈岩瘤或岩脉状出现。现有的区调和研究工作取得的锆石U-Pb同位素年龄在102.4±2.0 Ma~95.0±3.0 Ma，岩浆侵入活动发生的时间介入早白垩世晚期及晚白垩世早期。

    从寿山石的成矿来看，主要与上述的小溪组第二段酸火山碎屑岩有关，次生石英岩化主要发生在此段岩石中，各种不同品种的寿山石也无一例外地产于此段火山岩中。因此，蚀变矿物形成次生石英岩型矿床的原岩主要为小溪组第二段酸性火山碎屑岩，相当于是寿山石成矿的“矿源层”。已有研究表明，次生石英岩化是热液交代作用的结果，毫无疑问寿山石成因可归为热液型矿床，已有的成因分类包括热液交代型、充填型或复合的交代-充填型[7]。

    但是与哪一期岩浆活动有关，或者说热液(流体)来源于何处是需要深入讨论的问题。从以上岩浆活动来看，主要有以下几种可能：一是来自于同时期火山喷发(即小溪组中段)作用热气液，与火山碎屑岩同时或略滞后(但可能性小，喷发的火山岩石上方缺乏覆盖层，在开放环境下热液会扩散至地表而不能够保存)；二是火山喷发作用后期，火山口塌陷后形成放射状或环状断裂体系，岩浆期后的热液上升在火山通道或沿断裂系统交代或充填(但缺少上升的动力，温差可驱动流体运移)；三是塌陷的火山重新复活，伴随的火山热气液沿构造裂隙上升而发生交代作用；四是可能来自于深部隐伏的花岗岩热液或热液叠加改造作用[16]。寿山盆地内部及边缘广泛分布早白垩世晚期至晚白垩世早期侵入岩，无疑可以为次生石英岩化蚀变的发生提供热源或物源。因此，弄清寿山石成矿与哪一期热液有关或者是说寿山石成矿时代意义重大，对指导成矿预测和找矿亦具有重大意义。

    4.2   寿山石成矿时代的约束

    寿山石的形成到底与哪一期热液有关，或者是说寿山石成矿的精确时代如何，是寿山石研究的重大难点问题[16]。寿山石品种繁多，矿田内次生石英岩化的矿物组合、矿石自然类型以及矿石结构构造多样，显示成矿过程可能具有多阶段，成矿作用方式具有多样性。从次生石英岩化的蚀变矿物组合、分带，以及在不同矿区显示的面型叶蜡石化(如加良山、老岭等)或地开石化(如高山)，以及在诸多矿区中又显示矿体之部的切割关系，如在加良山、老岭等矿区叶蜡石矿体之间显示穿插、切割关系，或在高山矿区显示后期的地开石矿脉切割早期地开石矿脉，或后期的地开石矿脉穿插进入叶蜡石脉体等，说明寿山石成矿确实具有多个阶段，总的来看，呈脉状的充填型矿体一般认为成矿时间较晚。

    前人对寿山石成矿时代进行了探索研究，多数学者[7-8, 15-16]认为寿山石成矿是塌陷后火山重新复活，伴随的火山期后热液对早期火山碎屑岩蚀变的结果，成矿的时间大致是相当于小溪组上段或更后期的火山喷发时间，但缺乏具体年代学的证据。还有学者认为和火山同时期喷发作用热液有关，成矿的时代与小溪组中段的火山喷发时间相当。邹天人等[12]曾报道用40Ar/39Ar法对月尾石(其主要成份以伊利石为主)进行了寿山石的成矿年龄测定，获得坪年龄为134.51±0.51 Ma，等时线年龄133.4±4.7 Ma，并认为成矿年龄与火山喷发时间相近或稍晚于火山岩年龄，但未提供40Ar/39Ar坪年龄曲线图解等资料，其报道的年龄数据可靠性不足。同时伊利石的40Ar/39Ar定年方法并不成熟，不仅所需的样品数量相对较大，且由于伊利石晶体结构的特殊性和形成温度的上限约束，40Ar的散射丢失不可避免，伊利石结晶程度低、晶体细小还容易发生39Ar的反冲[32-33]，使这一方法从样品处理到数据解释都变得困难。总的来说，寿山石成矿时间难以准确确定主要是缺乏有效的定年矿物。

    明矾石是次生石英岩化中重要的矿物，在四大图章石的巴林石和昌化鸡血石都有明矾石矿物的报道。廖宗廷等[34]认为昌化鸡血石从“冻地”到“刚地”明矾石等矿物含量增加；牟利等[35]研究发现了以明矾石为主要矿物组成的昌化鸡血石；卢琪等[36]对昌化鸡血石进行了矿物学特征认为冻地鸡血石以地开石为主，刚地以明矾石为主；戴慧等[37]、韩孝朕等[38]分别采用红外光谱、粉晶衍射和拉曼光谱等不同手段对昌化鸡血石进行研究，指出昌化鸡血石中存在以明矾石和石英为“地”的品种，其中的明矾石呈半自形粒状，尺寸约4 mm，此外还含少量黄铁矿和镜铁矿。王小慧[39]对巴林石进行研究发现，在当地称为“刚玉”的巴林石(橙粉色和紫红色)是以明矾石和石英为主要矿物组成，外观上并不能与其他巴林石区分。寿山早白垩世火山盆地虽然未见明矾石地寿山石的报道，但工业用明矾石产量大(老岭、加良山矿区)，主要在以往的深部勘探的钻孔中见及。

    明矾石是含水的钾铝硫酸盐矿物，任胜利等[40]很早就对浙江矾山超大型明矾石矿区的明矾石进行了激光微区40Ar/39Ar定年测试。近年来，随着40Ar/39Ar定年技术不断完善，应用明矾石定年得到很多有地质意义的成矿年龄。本次在寿山盆地高山矿区中发现了与地开石共生的明矾石脉体，且其中的矿物颗粒相对粗大，是开展40Ar/39Ar定年的良好矿物材料。此次获得坪年龄为122.56±0.95 Ma，对应的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar的等时线年龄为122.55±0.95 Ma，坪年龄和等时线年龄结果完全一致，数据相当可靠。高山火山机构中心式火山强烈喷发，火山断裂裂隙发育，后期热液蚀变多次反复交代，因此出产的寿山石质量好，透明度高，结晶程度高，产出了大量名贵的寿山冻石，如荔枝冻、鸡母窝、坑头石等。本次在高山矿区采取与成矿密切相关的明矾石，其位于高山顶部，位于火山机构中心，沿火山环状构造裂隙充填，与地开石矿物同为后期热液沿裂隙充填并快速冷却，高山矿区明矾石记录的时间代表这一期优质充填型寿山石成矿年龄。充填型以地开石为主的寿山石成矿时代应为122 Ma左右。

    此次获得明矾石坪年龄近似于一条水平的直线，各个温度阶段的表观年龄大体相同，具有一致的年龄谱，表明明矾石样品形成以来保持完好的K、Ar封闭体系，既没有Ar的丢失，也没有Ar的加入，后期没有受到热的扰动。结合高山矿区明矾石以脉状充填型的产出状态，脉体切割了蚀变矿化的围岩(见早期的地开石+次生石英+黄铁矿，围岩中局部还可以见到细小团块状早期的明矾石)，表明脉状充填的明矾石+地开石矿化发生在寿山石成矿的晚期阶段，结合没有受到后期热的扰动的一致Ar-Ar年龄谱，因此122 Ma左右的年龄限定了寿山石成矿的年龄上限。从表 1看出，寿山矿区深部及外围的侵入岩锆石U-Pb同位素年龄在102.4±2.0 Ma~95.0±3.0 Ma，明显晚于明矾石的40Ar/39Ar年龄122 Ma，由此可知岩浆侵入活动在成矿之后，后期的岩浆热亦未改变明矾石K、Ar封闭体系。

    前已述及，寿山石本质上是小溪组中段的酸性火山碎屑岩发生水岩反应的结果，存在多个阶段的蚀变矿化过程。小溪组中段的流纹质凝灰岩、晶屑凝灰岩或熔结凝灰岩等是良好的“矿源层”，从现有的锆石U-Pb同位素年龄研究工作，小溪组中段火山岩的喷发时间在131.7±0.8 Ma~135.6±1.0 Ma，因此寿山石最早的形成时间应该不早于132 Ma。综合可知，寿山石成矿时代介于132 Ma~122 Ma。

    (1) 对高山矿区新发现的放射状断裂中呈脉状产出的明矾石(充填型)进行了40Ar/39Ar年龄测定，明矾石的坪年龄为122.56±0.95 Ma，对应的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等时线年龄为122.55±0.95 Ma，表明高山矿区中优质地开石型的寿山石(高山石，也是田黄的原石)形成年龄为122 Ma。

    (2) 对比研究寿山火山盆地及周边的岩浆活动，以及寿山石蚀变矿化组合与热液成因方式，限定了寿山石的形成时代介入132 Ma~122 Ma。

    本项目得到福建地勘科研费项目的资助，是项目组工作的成果，感谢邱华宁、白秀娟老师在Ar-Ar同位素年代学测试方面给予的指导，感谢中国地质大学(武汉)构造与油气重点实验室对样品测试的大力支持。感谢中国寿山石馆瞿恒阳主任和黄应强的野外提供的帮助。

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