
溴化物,USA - 克莱默硼酸盐矿床,新近纪蒸发岩体系,产出菱锥菱镁石刀片、透辉石、硼砂、克尔奈特;以矿物种类多样和产状著称…
Key facts
Boron,加利福尼亚州是 Kramer 硼酸盐矿床的收藏者名称,位于莫哈维沙漠西部:这是一个世界级的非海洋蒸发体系,在东 Kern County 的 Boron 镇以北的 Rio Tinto/U.S. Borax 运营区开采。其重要性不仅在于工业方面。对于矿物收藏者来说,Kramer 是经典地质地理的一处:在手中就能握住古代硼酸盐湖沉积学的证据,如colemanite 片、纤维状 ulexite、脆弱的 borax 晶体、粉末状白色 tincalconite 假晶、淡色方解石异常,以及来自矿床狭窄区的罕见镁和锶含硼酸盐。
该矿床之所以著名,是因为它在规模、矿物学多样性和异常清晰的伴生关系之间实现了平衡。一个位于黏土岩中的中心钠-硼酸盐矿体,含有 borax 和 kernite,并被含有 ulexite 和 colemanite 的相带包裹。硼酸盐在受 Boron-rich 油热水供给的中新世构造盆地中积累,随后被埋藏、改变、溶解、再结晶、脱水,并在局部被置换。那些过程产生的标本往往看起来不像“普通蒸发岩”,更像已消失晶体的铸型:borax 形状被 tincalconite 或 ulexite 取代,淡泥中嵌入的纤维球,以及从玻璃质到蜡状的硼酸盐晶体,收藏者的柜子里会慢慢改变。
历史上,Boron 标志着加州硼酸盐工业从死亡谷和 Calico 时代向 Kramer 区的重大转折。 Colemanite 和 ulexite 最初在 1913 年的一次钻探水井事件中在此发现; borax 和 kernite 随后通过勘探发现,并在 1920 年代开始大规模地下开采,现代露天矿山在 1957 年开发之前。该地点在科学上也具有重要意义:kernite 首次在该区被描述,kramerite 的名称曾在此地应用,后被认定为 probertite,稀有种如 tunellite 与 gerstleyite 将 Boron 与北美在硼酸盐矿物学描述方面的一些最重要工作联系起来。
最佳的 Boron 标本具有非常独特的外观。Colemanite 可能在淡色或橙棕色方解石上形成锋利、半透明到无色的凿子状晶片;ulexite 可能表现为丝状“棉球”聚集体,或作为保留原 borax 晶体块状形态的伪晶;borax 本身在柜中很少稳定,除非得到仔细保护;而 tincalconite 常以粉笔白、轮廓分明的伪晶出现,仿照 borax 的形状。Kurnakovite 如果优良,则完全不同:大型、半透明到玻璃状的板状晶体,常伴有灰绿黏土夹杂和白色 ulexite 团块,来自一次短暂但已成为硼酸盐专家经典的早期开采露天矿。
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Photo: Wikimedia Commons
现代矿山是一个活跃的工业运营,但其矿物学故事仍然可以从 Borax 游客中心的坑沿边缘对公众开放处看到。公众观景点为收藏者提供了一个罕见的机会,看到产生这些柜藏样本的沉积盆地的巨大规模:穿过粘土岩和硼酸盐矿的浅层台阶、就近的加工厂,以及摩哈维沙漠在远处延展,超越一个从未在地表宣布过自身的矿床。
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该地产的“Boron”标签通常指的是里奥蒂托硼矿(Rio Tinto Borax Mine),历史上属于美国硼砂露天矿、Boron 矿坑、Baker 矿、Kramer 矿及 Kramer 区内与 Kramer 硼酸矿床相关的作业区,位于加利福尼亚州 Kern 县东部的 Kramer 区。它位于 Mojave 沙漠西部,距离 Boron 以北的几英里处,地形起伏较低,矿体并不露出地表。这种缺乏表层表达的特征,是该产地历史的关键:最初的发现并非从白色表层物或硼酸泉水中发现,而是来自钻探取水。
在地质学上,Kramer 是一个位于构造性非海洋盆地中的湖泊型硼酸盐矿床。生产性的矿体是一个以钠硼酸盐为主的透镜状沉积序列,主要成分为硼砂和 kernite,夹有层状黏土岩。围绕着以硼砂- kernite 为核心相的区域,存在富含含乌勒斯石的黏土岩和含colemanite的黏土岩,向外逐渐过渡到贫瘠的黏土岩。盆地的充填物包括页岩、黏土岩、砂岩、火山灰及相关的大陆沉积物,公开的模型将硼的供给与源自始新世时期火山活动所致的热泉相关联。在后续埋藏、加热、溶解、坍落和脱水等作用下,矿物的原始分布被改造,解释了为什么收藏者的标本常见替代结构和拟嵌现象。
矿床最初以地下开采。1913 年在 Suckow 竖井区发现 Colemanite 和 Ulexite 之后,Pacific Coast Borax 的进一步勘探在 1920 年代发现了包括 borax 与 kernite 在内的钠硼酸盐。1926–1927 年开始在 Baker 矿进行大规模地下开采,近三十多年间使用房架-柱式采矿法开采高品位矿石。1957 年,该矿运作转型为露天开采阶段,产生了如今在旧金山州收藏中流传的许多标本。
如今该地产由美国 Borax(U.S. Borax)运营,属于里约热内卢铝业集团 Rio Tinto 的一部分。它仍然是一个活跃的矿场和加工综合体,生产精炼的硼酸盐产品,而非矿物标本。目前进入矿区进行收藏的公众访问已对公众关闭。公众的 Borax 游客中心是访问者的合适目的地:它坐落在正在开采的矿山边缘,展出历史与地质展品,且可以俯瞰矿区的运作,但并不提供采集许可。任何标注仅为“Boron”的较早标本应被视作遗留品,除非通过授权的机构、公司或老收藏渠道进入。
样品产出区并非在矿床中均匀分布。 Colemenite 与 ulexite 与上部及边缘的钙-钠硼酸盐相以及位于钠硼酸盐矿床上方的粘土相关联。Ulexite 在 borax 后置换的拟形体以及在 borax 之后的 tincalconite,与富 borax 的物质、地下开采、开采坑道、积水坑以及后来的脱水或替换相关。Kurnakovite 来自在露天开采初期暴露的一处短暂出现,特别是与灰绿色沉积物泥浆、致密纤维状的 ulexite 以及局部的 inderite 相关。属于 Boron 的 Thenardite 标本并非主要的硼酸盐矿石;记录最充分的收藏品是来自露天开采西侧沉淀池材料的、轻巧、脆弱的拟形体,源自 mirabilite 的拟形体。方解石虽然是一种伴生矿物而非硼酸盐矿物,但也产生了难忘的标本奇观——橙色到棕色、圆形、钟乳状、蠕虫状或球形的习性,尤其是在上部硼酸盐带的早期露天开采材料中。
来自硼的 Colemanite 以尖锐、半透明至无色或奶油白色的凿状晶体和晶簇最为珍贵,通常在方解石上或与方解石共生,并与含有铝磷酸盐粘土的上部硼酸盐序列相关联。早期描述强调 Kramer Colemanite 如何体现出自乌勒西特(ulexite)的衍生关系:在乌勒西特中 embedded 的辐射状 Colemanite 晶体形成小型球状团块,紧密的 Colemanite 晶体群也可在乌勒西特中生长。精美柜藏件显示出玻璃质、端优的刀片状晶体自由地立于淡色、棕褐色、黄褐色或橙棕色的方解石之上;普通材料往往体积块状,带有粘土污染、破碎,或彼此紧密相连以致刀片形态丧失。该产地的最佳 Colemanite 的价值不仅在于体积,更在于锐利度、半透明性、与基质的对比,以及对微细边缘的保存,这些边缘往往异常锋利。
来自 Boron 的 Ulexite 既以初看像原生的纤维状“棉球”团块出现在湖滨和富粘土的硼酸盐相中,也以作为后来的假变像(pseudomorph)替代 borax 的形态出现,这一风格已成为该产地收藏者的标志之一。经典的假变像保留单晶、端锐或双端的 borax 晶体形态,但将玻璃状的硼酸钠替换为不透明的白色至浅灰色纤维状 Ulexite;优秀样品保持了原 borax 的清晰几何形态,同时展现出丝滑的表面纹理、极少的铁氧化物或粘土污染,以及三维结构而非扁平的碎片。一个独特的 Boron 石簇风格,被收藏者称作“蛤蜊壳” Ulexite,在矿体顶部附近的地层中形成花状生长,据称很难从包围岩石中完整提取。Ulexite 也可能出现在 Colemanite 上,与 Kurnakovite 共存,或作为密集的白色纤维球被包含在其他 borates 中或邻近。
硼tincalconite 在收藏家眼中主要是转化型矿物:硼砂失水后变成粉状、白色、粉末状到黯淡的伪晶体,保留原有的硼砂晶体形态。来自克雷默区最理想的标本不是无形的外壳,而是尖锐的硼砂晶片、晶柱或簇状结构的伪晶体,有时直径达数厘米,偶尔更大;形态即使表面变为哑光、雪白且脆弱,仍保持清晰的晶体轮廓。地下贝克矿场材料、旧的井坑排水坑、部分被淹的开采段,以及采集后暴露出的富硼砂样品都为 boron tincalconite 的供应作出了贡献。良好样本保持清晰的晶体轮廓、未受损的终结面,以及看起来稳定的表面;普通样本则膨胀、粉化、在反复水合-干燥循环中变圆,或已崩落成松散的白色物质。
来自 boron 的方解石因其与地质地点的特定关联性及奇特形态而被收藏,而非通常的方解石正方晶体与饱和颜色。它在上部硼酸盐带与colemanite 和 ulexite 一同出现,旧藏品记录了从与富含 colemanite 与 ulexite 的 material 的早期露天开采相关的现象中得到的棕褐色、米色、橙色、棕色、圆形、球状、钟乳状、蠕虫状或贝壳状方解石。最佳品相显示强烈对比——尖矛状的 colemanite 藤片从圆润的方解石中伸出,橙色方解石对白色硼酸盐,或具有硼酸盐涂层的雕塑性方解石形态——而较差的样品仅为对 pale 粉黏土的巨大碳酸盐,或带有少量硼酸盐背景的断裂方解石。由于方解石比相关的硼酸盐硬得多、稳定性也高,富硼方解石组合有时能够保留脆弱硼酸盐带的视觉记忆,即使在风化或粉碎时也如此。
硼砂是硼的必要矿石矿物,但该区真正达到收藏品質的硼砂标本远比矿区的工业丰富性所暗示的要不那么容易获得。新鲜的硼砂晶体可能无色至白色并具玻璃光泽,形成锥状晶体或在钠硼酸盐矿中形成晶体团块,但它们易溶于水且容易脱水,常在采集后改变成白色的Tincalconite,但仍保持晶体形状。良好的 Boron 硼砂标本应晶体明确、改动极小,并谨慎稳定或防护于湿度变化之下;收藏中的许多“硼砂”形状其实更准确地说是硼砂拟晶体或部分改变产物。最具历史感的作品来自古老的地下矿场环境,在那里硼砂在 brine-rich 条件下形成并持续存在,直至暴露于较干燥的空气后开始缓慢转变,使该物种在柜中既引人入胜又令人头疼。
来自 Boron 的 Thenardite 是与钠硫酸盐化学相关的特定产出,不是主要的硼酸盐矿体,最知名的收藏标本被描述为在西靠露天矿坑的沉降池中的 mirabilite 拟晶体后的 Thenardite 拟晶体。这些作品通常非常轻巧、脆弱、白色至淡色,可能呈现尖锐或锥形晶体形态,拿在手中感觉几乎像泡沫塑料;一些旧样本曾涂覆以保存,在脱水后基本成为中空。良好 Boron Thenardite 标本保留了明显的 mirabilite 派生晶体结构,并且在没有粉碎或粉末化的情况下存活下来。普通或受损的样品往往容易坍塌、被染色,或脆到无法清晰辨认原始晶型,且由于该产出罕见且与特定的作业环境相关,可靠的产地信息尤为重要。
Kurnakovite 是硼的稀有宝石之一,也是该产地最具辨识度的传世标本之一。它是在露天开采早期的短暂阶段发现的,最著名的是大型的板状至块状、无色、白色、浅灰、半透明,或原本呈玻璃状晶体,与灰绿沉积物泥和致密的白色纤维状乌络石相关联,较少见与方柱状的 inderite 相关。出版物和收藏家记录显示来自 Boron 的晶体 unusually 大,甚至有比该物种通常尺寸更大的自立晶体,以及引人注目的柜台级簇块。最佳样品展现清晰的晶面、半透明、表面白色改质极小,以及与乌络石或 inderite 的完整共生关系;较差的样品则被涂粉、覆盖而未披露、破损,或缩小为不透明碎片。由于晶体对热和湿度敏感,因此高品质的 Boron Kurnakovite 的评价既看其尺寸也看其保护历史。
除了主标本,该地区还是硼酸盐专家的重要参考产地。 Kernite 以 Kern County 命名,最早在 Kramer 区描述,是这里另一种重要的钠硼酸盐矿物,常与 borax 和风化产物共同出现;probertite 通过 Kramerite 的名称与该区相关联;而 tunellite 则是与更广的 Kramer 硼酸盐矿物谱相关的 notable 稀有硼酸盐之一。 inderite、gerstleyite、meyerhofferite、hydroboracite、inyoite、sassolite、searlesite、realgar、pararealgar、stibnite、celestine、natrojarosite、mirabilite,以及大量与粘土、碎屑、火山和蒸发岩相关的矿物记录在该区及其命名的矿区中。含砷和含铊的种类尤其值得提醒,因为 Kramer 露天矿床并非简单的白色 borax 头矿床,而是受火山输入、埋藏、溶出和晚期变化影响的化学上复杂的湖泊体系。
关于硼矿样品的主要真实性问题并非长期存在的伪造传统,而是准确命名的持续性困扰。方解石形状的硼砂样品可能是硼砂、硼砂后的氟硼硼铝石(tincalconite,译作硼砂后水铝硼石)或因硼砂而后续转变的铝硼石,甚至多阶段替代,如硼砂后水铝硼石后再后续转变为铝硼石。简单标注为“硼砂,硼”若样品为不透明白色、粉末状、纤维状、粉笔状,或在干燥橱柜中数十年后仍异常稳定,应以批判性眼光评估。相反,标注为 tincalconite 的玻璃状淡晶体可能保留硼砂或 kernite,亦可能是部分改性混合物。对于重要的 piece,尤其是高价值拟晶变体和稀有种类,来自旧加州收藏或知名经销商的标签历史价值非常高。
晶体保存是核心收藏挑战。许多硼酸盐水合物都具有水合、柔软、易溶、对湿度敏感或易失水的特性。硼砂可转变为 tincalconite;tincalconite 经多次湿度循环可能粉化或膨胀;kurnakovite 可能出现白色表面光泽并对清洗过程中的热冲击敏感;thenardite-后- miraIBILite 的样品几乎可能是空心并易碎;而 ulexite 可能发黏、起毛或着色。柜内储藏应稳定干燥但不过度除湿,避开直射阳光,防止温度快速变化。除非确知具体样品的物种与行为,否则应避免用水清洗;即使短时间清洁也可能损坏硼砂、thenardite 或脆弱的改性表面。
在脆弱的硼材料上,尤其是 kurnakovite 和 thenardite 拟晶中,涂层并不少见。涂层不一定意味着欺骗——许多老收藏者用它来保护原本会粉化或坍塌的标本——但应予以披露。观察是否有非自然光泽、凹槽处的聚集膜、表面粘附的尘粒,或 plasticky 的手感。对于 kurnakovite,涂层可能在保留形态的同时降低自然的玻璃质到蜡质的表面特征;对于 thenardite 与 tincalconite,涂层可能是完整拟晶与粉末堆之间的差异,但它也改变了样品的保存历史。
与邻近加州硼酸盐区的错误标记足以引起注意。死亡谷、希尔斯湖、卡里科、瑞安、Borate 和 Boron 都出现在较早的硼酸盐收藏品中,像“加利福尼亚硼矿矿区”或“Kramer”之类的模糊标签在未与矿区、地区或样式联系起来时可能含糊不清。Boron 冰洲石方解石上的 colemanite、硼砂后的 ulexite,以及带有 ulexite 的 kurnakovite 虽有识别性,但标签仍应视为证据而非装饰。
市场可用性因物种而显著不同。来自博伦的萤石铝钠矿 Colemanite 和乌勒西特 ulexite 常见,但真正尖锐、观感良好且无损的成品比起小型或块状样品要少得多。 borax 后的氯碳铝石 Tincalconite 可得,但对状态敏感,价格应反映晶体形态是清晰还是已在退化。 Borax 本身作为稳定、可信样本的稀缺性要大于该矿石的丰富程度。 Mirabilite 之后的沸石 Gracias 发行的 Thenardite 是专门的罕品。 Fine kurnakovite 真正稀缺,且越来越多地进入老收藏市场,在那里体积、关联性、透明度和保存历史对价格有强力溢价。
在博龙的发现故事带着收藏者喜爱的讽刺意味:世界上最伟大的 borate 矿床之一,是在一个寻找水的人那里被发现的。1913 年,约翰·K·萨考博士在将成为博龙镇一带的莫哈维沙漠西北部钻探,钻头切入含硼酸盐的湖床。该材料最初被当作普通物质取用,但检测显示出colemanite 与 ulexite。该矿藏在地表并无警示信号:没有白色的蒸发成脊壳,没有显眼的 borax 生辉吸引勘探者。矿石埋藏在沙漠冲刷物与黏土之下,等待水井与埋藏的化学湖相交。
第二幕属于沃尔德玛尔·T·沙勒,一位伟大的美国描述性矿物学家。1926 年秋,他收到了洛杉矶霍伊特·S·盖尔寄来的 borate 样本。随后在次年的九月,通过太平洋海岸 BORAX 公司克拉伦斯·M·拉索先生,沙勒参观了 kernite 矿床,并收集了成为他 1930 年 USGS 专业论文基础的材料。该报告至今仍是 Kramer 收藏者的基石文本之一,因为它捕捉了该区在矿物学身份尚未定型之时的样貌:在较早发现中的 colemanite 与 ulexite、在钠硼盐矿中的 borax 和新认定的 kernite、从 borax 形成的 tincalconite,以及在后续工作将其并入 probertite 之前,kramerite 以该区命名。
博龙最具感染力的标本之一不仅仅是矿物,而是一件矿业文物。在 borax 游客中心展出的一个大型水合钠 borate 水晶,在地下的咸碱性 borate 盐水中被发现,附着在一个 12 英寸乘 12 英寸的垂直木梁的角上。它是通过“触感”发现,被从木梁中撬出、装箱后用担架抬至地表。该标本大约为 15 x 15 x 13 英寸,其不同寻常的着色被归因于矿井木材中的单宁。它提醒人们,在博龙, borax 并不总是干燥的白色粉末或整洁的橱柜拟晶;在旧的地下作业中,它可能是湿润、沉重、隐藏的晶体,与木材、盐水、泥浆和矿井水相接触生长。
如今,访客体验也有自己的舞台。在 borax 游客中心,故事通过一座从露出的矿体表层移开的岩石上建造的建筑来讲述。一个现代野外叙述描述了在导览片尾幕布拉开时, desert 的光线涌入房间,展现下面的作业场景,铺展开来、尽在眼前。对于矿物收藏者来说,那一刻异常直观:标本标签“Boron, Kern County, California” 突然化作一个矿坑、台阶、运矿路、页岩、植物、铁轨和一座被机械开启的古新世湖泊。