
收藏家指南:美国世纪矿井的地质、开采历史与知名矿物,并以 EarthWonders 上记录的来自该地点的 29 件样品为 illustrated(图示)
Key facts
Centennial Mine 是密歇根州铜国的重要命名矿点之一:位于霍顿县 Centennial Heights 的地下 native copper 矿,北接 Calumet,坐落在 Keweenaw 半岛。对收藏者而言,它处在三种极少在同一矿点 neatly 同时出现的特征交汇点:来自斑状玄武岩的典型苏必利尔湖 native copper、来自严格记录的地下发现的独特绿色与白色结节状 datolite,以及蓝色至蓝绿色的次生铜铬石组合,使矿井成为 anthonyite、calumetite 与 centennialite 的分类产地。
该矿的地质学完全属于 Keweenaw:Portage Lake 火山序列的中元代洪泛玄武岩,向西北倾斜,铜含量流体通过多孔的结核状流顶、破碎的“碎屑性”矿脉岩以及断层进行赋矿。Centennial 的商业故事跨越该区几大矿区层位。最早的 Schoolcraft 工作追踪 Calumet & Hecla 砾岩的北部延伸,后来的 Centennial 研究测试 Osceola 结核,而矿区成熟的生产期则与 Kearsarge 结核相关,该铜含量流顶沿 Centennial 向北延伸至伟大的 Kearsarge、Wolverine、Ahmeek、Allouez、Mohawk、Gratiot 与 Seneca 区域。
在标本方面,Centennial 以铸塑性的 native copper、铜“头骨”、datolite 结节、银、石英、绿岩磷灰石、流纹石,以及在玄武岩上以外壳和囊体覆盖物形式出现的罕见次生铜铬石最为人所熟知。最优秀的铜件具备古老 Keweenaw 的优点:三维结构、粗糙晶面、古铜色氧化层,以及与玄武岩、石英、绿柱石或 datolite 的相关联性,确保它们在地质世界中被定位,而非仅仅作为匿名金属。最佳的 datolite 往往被切割抛光,并非因为需要改进,而是因为 Centennial 珍贵材质的内在特征会在内部显现:瓷白色边缘、因铜混入而呈现的绿色至蓝绿色区域,以及记录结节球状皮层生长模式的紧密生长结构。
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图片:Rob Lavinsky,iRocks.com,来自 Wikimedia Commons
把 Centennial 看作一个微型的矿山与收藏区来理解,是一种特别有用的方式。编号井道很关键。2 号井最常与优良的天然铜以及著名的 1962 年 Datolite(方硼石)回收事件联系在一起。1 号和 2 号井长期为收藏者所熟知,因其铜晶体、银、Datolite、石英和绿晶石(epidote),而3 号和 6 号井则与铜“头骨”以及偶发的含绿柱石玉髓材料相关联。矿区最丰富的商业矿区与最理想的标本并非同一类,但两者都反映出相同的控制因素:开放、可渗透的安达格脉岩(amygdaloid)中铜在腔体与替代带中的沉积,以及在铜暴露于反应性水中时的后期氧化或氯离子丰富的改造。

照片:Rob Lavinsky,iRocks.com,通过 Wikimedia Commons
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Centennial Mine 位于 Calumet Township, Houghton County, Michigan 的 Centennial Heights,靠近旧 Calumet 矿区营地北侧。其坐标记录为大致 47°15′30″ N, 88°25′43″ W。该矿为沿斜坡井道开发的地下铜矿,最终共七条井道,沿着含铜层向下降坡,进入倾斜的 Keweenawan 火山堆。
矿床类型为经典的苏必克湖 native-copper 含铜角礫岩与砾岩系统。Centennial 并非通常意义上的硫化物矿;其矿石金属以天然铜为主,沉积在圆孔、开缝、断裂处、置换斑块以及玄武岩岩浆流及相关碎屑岩层中的多孔性角砾岩带。矿区早期目标是 Calumet & Hecla 砾岩,位于南部的 Calumet 以极高富集著称,但并未在 Schoolcraft-Centennial 地段向北延伸至同样的价值。后续开发转向 Osceola 含角岩,随后是 Kearsarge 含角岩,Centennial 最终成为该地区重要产出带之一。
位于 Centennial 的 Kearsarge 骨矿体属于一个能从其在狼獾砂岩之上的位置以及在岩流顶端附近的长石-斑状玄武岩识别出的层位。在主要生产带中,矿石主要集中在最低的 Kearsarge 含角岩,而较高的“西部矿脉”在局部地区含铜,但通常不如低部矿脉重要。在 Centennial,十二层段记录了约 179 英尺的 Kearsarge 岩流和 6 英尺的含角岩,总的岩层厚度接近 185 英尺;地表标注约为 170 英尺。这使 Centennial 位于主要 Kearsarge 生产区的南端,在那里矿脉开始变薄并失去沿走向延伸时更厚、破碎特征的优越性,导致更丰富的矿脉在沿着走向的进一步位置更易出现。
Kearsarge 矿脉的内部特征解释了 Centennial 标本风格的很大部分。产出中的含角岩并非单纯的均匀气孔玄武岩。其上部包含碎屑矿脉,下方或替代其的区域为带状含角岩,向底板则趋向较粗的“脚部矿脉”。碎屑矿脉由破碎的含角岩碎块组成,常直径从几分英寸到数英寸,极少超过一英尺,发展最完善的碎屑带厚度大约为 5 至 6 英尺,但在局部可达到更宽的范围。这些破碎、多孔、氧化的流顶岩石为矿化流体提供了优良的输送通道;而薄、紧密、具细胞状或网格状的含角岩则 consistently 较差。
变动遵循一条对基温诺瓦学生来说熟悉的序列。早期对矿脉的氧化,可能与熔岩冷却有关,而非后来的铜事件,产生富铁氧化物的红色岩石,尤其在碎屑部分。随后矿化引入或重新分布石英、方解石、霞石、帕尼石、泵里石、绿泥石、长石、DAT橙石(datolite)以及自然铜。铜常使周围的红色母岩褪色,去除大部分赤铁矿色,留下以石英、霞石、泵里石、方解石和长石丰富的淡灰色晕层。在氧化程度较低的下部脚脉中,铜更可能以气孔充填形式出现,而非作为强烈的置换块体。
历史上,该矿区起初为 Schoolcraft Mining Company,成立于1863年,旨在测试据信为巨大 Calumet 砾岩自北延伸的部分。该 venture 失败。到1873年,Schoolcraft 公司破产,这一毁灭性结局因其紧邻南侧极其成功的 Calumet & Hecla 矿区而显得尤为刺痛。1876年,矿权重组为 Centennial Mining Company。到了1880年末,新公司开始对 Osceola 角脉进行作业,约660英尺分布两条井道,开设水平段与斜井,之后矿区的焦点再次转移。
1896年,该企业重组为 Centennial Copper Company。对旧砾岩和 Osceola 目标的作业被放弃,改为聚焦于 Kearsarge 角脉,并在该矿脉上新打了两条倾斜井。 Centennial 的 Kearsarge 产量自1904年有记录,同年公司收购了曾与 Arcadian 相关联的 Point Mills 矿锭厂产权。从那时起直至20世纪30年代初,Centennial 成为真正稳定的 Copper Country 产铜者,而不仅仅是 Calumet & Hecla 的一个投机性邻居。1909年,该矿的精铜产量报道为 2,583,000 磅,价值 343,000 美元。
Calumet & Hecla 于1923年接管并运营至1931年大萧条时期关闭。No. 2 井于1944年重新开启并持续工作至1966年,随后永久关闭。在 Calumet & Hecla 接管之前,Centennial 已产出约 3700 万磅精炼铜。其后来在 C&H 下的产量属于 Calumet 区域最终的工作篇章,当时只有少数老矿仍在运行,且该地区的许多工业界已逐步走向历史。
对于今天的收藏者来说,Centennial 已不再像早期指南中偶尔暗示的那样,是一个随意开放的采集地点。No. 1 和 No. 2 山堆已被县级使用和岩石搬运大幅减少,与早期收藏者记忆中的山堆相比,留下的很少。No. 6 属私人所有,进入受限。任何采集都应被视为需获得许可,特别要注意旧矿洞、不稳定的基础、埋藏的危险、受污染的矿废,以及正在使用或受限的市政财产。当前流通的样品大多是早期发现的旧物、在通道更易进入时期从堆煤场取出的碎块,或在矿井仍在运作时就取出的材料。
在 Centennial 最著名的样品发现是 1962 年从 No. 2 Shaft 得到的透辉石样本。材料主要来自南部 48 级,在距井筒约北南方向约 4,800 到 6,900 英尺的区域的停道中。矿工从棕灰色的泥质口袋中取出大约 700 磅的透辉石结核,用水管清洗结核。报道中最大的结核直径为 12 英寸,重 22 磅;许多结核的直径在 3 到 6 英寸之间,而大多数平均为 1 到 2 英寸。正是这次单一发现,使 Centennial 透辉石在凯文诺矿区的宝石加工与标本收藏者中具有如此辨识度的地位:白色结核,常被切割抛光后,由氧化铜夹杂物染成绿色到蓝绿色,形成分区的色泽。
Centennial 发现金铜因其在巨大质量铜的浪漫之外,更以来自 Kearsarge 及相关矿区的雕塑性、可收藏矿件而著称,尤其是归属 No. 2 Shaft 以及旧的 No. 1–2 堆的材料。优秀标本呈树状、锯齿状或“骷髅”状块体,铜在高点暴露,或在晶体表面覆盖着从红棕色到青铜色的氧化层;最佳件通常保留玄武岩、石英、绿簇辉石、方解石、透辉石、透长石,或罕见的蓝色次级铜氯化物伴生物,使该矿区不仅仅是密歇根铜的一般标签。经过记录的实例包括来自 Centennial No. 2 “在脉下”北侧的大型柜子尺寸、晶体完整的铜,以及该矿区因铜晶体、自然银,以及来自特定井筒区域的铜“骷髅”而闻名。不普通的件通常是被压扁的碎片、被打磨过的印记铜,或经清洗但缺乏形态与伴生物;更高级的 Centennial 铜具有三维结构、清晰的金属表面、真实的包浆,理想情况下还应具备井筒特定出处。
Centennial 透辉石是矿区的标志性收藏矿物之一,特别是 1962 年在下方 48 层从南部放出 No. 2 Shaft 的结节,在井筒南方约 4,800 到 6,900 英尺处的黏土袋中清洗出约 700 磅的结节。通常受欢迎的件是经过切割与抛光的结节或薄片,边缘呈瓷白,内部或带有氧化铜造成的绿色至蓝绿的条纹;记录到的结节大多为 1–2 英寸,亦有相当数量的 3–6 英寸,甚至报道过 12 英寸、重达 22 磅的样品。未切割的结节外部呈多刺状的塌润状,但其价值通常以抛光度来评判:颜色的浓淡均匀、白到绿的清晰分区、铜斑密度、无裂纹,以及可信的 Centennial No. 2 出处。南部 49 层也发现过透辉石,但据报道其中铜含量较低,视觉效果通常不如前者显目。
Centennial 的伴生矿物清单异常有趣,因为它同时包含常见的 Keweenaw 烯脯岩脉的脉石和真正的珍稀矿物。石英、绿帘石、方解石、前金석、泻铁石-(Mg)、绿泥石族矿物、蓝晶石、方钠长石/正长石、以及重晶石与铜含量玄武岩组分共存。在铜含量的玄武岩集合体中也有原生银的记录,且当银与铜共现时具有重要意义。二次铜矿物包括铜赤铜矿、孔雀石、攻铜矿、对铜铜矿、闪铜矿、氰铜铜盐、金伊石、布特根巴赫石、霍根石,以及使 Centennial 在科学界著名的 rare 蓝色含水铜氯化物。 Anthonyite、Calumetite 与 Centennialite 都是此地的晶型局部矿物。Anthonyite 以微小的淡紫到烟蓝色晶体与外壳存在,Calumetite 表现为明亮的蔚蓝到粉蓝色的鳞状球粒与束状集合体,Centennialite 则呈现淡蓝到蔚蓝色粉笔状至球穹状的包覆体,常与 Calumetite 和攻铜矿族矿物密切相关。
Centennial 标本的获奖在于追溯来源的仔细性。“ Centennial 矿区” 是一个有用的产地,但“ Centennial No. 2 Shaft”、“Nos. 1 and 2 piles”、“No. 6” 或 “48 level south” 若能有旧标签、收藏史或可信的所有权链支撑,往往更具意义。 该矿在一个多世纪内开采过数个矿层,因此一个 shaft 相关的标签 may 真正地反映地质、矿物组合以及可能的采集年代。
没有广泛记录的 cottage 产业式 Centennial 假货问题突出,但普通的密歇根铜国问题仍然存在。 本生铜容易被清洁、增亮、上漆、人为变暗,或涂上“古董”光泽;旧漆可能变黄或脱落,而新抛光的铜可能看起来有吸引力,但会让许多高级收藏家偏好的表面信息丧失。 要警惕仅带有浪漫的“Calumet”或“Keweenaw”标签却没有矿山 provenance 的铜,特别是如果该形状可能来自几座著名铜矿中的任意一个。 相反,真实的老 Centennial 物件可能看起来昏暗、黯淡或粗糙,因为它们并未进行大量清洁。
Datolite 常被切割抛光,对于 Centennial 材料来说,这本身不应被视为缺陷。 抛光是该产地绿白相间内部结构的标准展示方式。 关注点不同:寻找修补裂纹、填充断裂、抛光过度以致掩盖原始皮层、半片不匹配,以及将 Centennial 材料误认为 Isle Royale、Quincy 或其他 Keweenaw 矿山的绿清Datolite 的标签误导。 具有强烈着色的 Centennial No. 2 材料,若具备清晰的蓝绿铜-改性带、干净的白色边界以及存留的凹凸皮层,应比苍白、破裂或来源不明的切片更受关注。
少见的铜氯化物需要谨慎对待。 Anthonyite、calumetite 与 centennialite 在多数情况下仅在放大镜下才具收藏级别,肉眼识别不足以支撑认定为正式物种。 Anthonyite 特别脆弱:最初的描述就 noted 在室内仅几周就脱水和变质。 Calumetite 在同一早期研究中显得更耐用,但所有含水铜氯化物应保持干燥、凉爽、避免强热与直射阳光,避免反复手持。 不要清洗或酸洗 Centennial 铜或玄武岩上的蓝绿外壳;看似泥垢或铜绿可能是标本最具科学价值的部分。
条件标准因矿物而异。铜在雕塑形态和包裹层较强的情况下可以容忍一些接触痕迹,但被锤击、锯切或滚磨过的边缘会降低收藏者的兴趣。 Datolite 的评判既像宝石学标本,也像矿物标本:抛光质量、颜色、纹样以及无裂纹的表面都至关重要。 Centennial 的石英-绿簇辉石作品更像是更传统的矿物标本,应以完整的晶面、对比度和新鲜度来评断。若存在天然银,它应受保护,避免硫化物变暗与过度清洁。
供应有限但并非无望。 Centennial 铜矿和 Datolite 在较早的密歇根收藏、在线经销商库存和拍卖记录中出现相对频繁,耐心的收藏者可以获取具有代表性的样品。精美的特定矿脉铜、1962 年回收的色彩丰富的 No. 2 Datolite,以及真正的类型产地稀有次氯化物标本则要稀少得多。野外采集如今相比购买有据可查的旧材料是一个不利的策略:当年最好的垃圾场材料早已被清除,进入途径变得更加严格,剩余的曝光点也远不如该矿区的声誉所暗示的那样多产。
第一则百年纪念故事源自地质失望与地理的不利条件。该地产位于卡卢梅特与赫克拉(Calumet & Hecla)以北不远处——世界上最著名的铜矿盛产区之一,早期的推广者自然希望同样的卡卢梅特砾岩组合会把财富带入斯库尔克拉夫特(Schoolcraft)矿区。然而并未如此。1863年组建的斯库尔克拉夫特矿业公司以极大热情开采该砾岩,到了1873年便宣告破产。1883年的记载把失败描述得极为残酷:该地产上脉的延伸被证明“毫无用处”,公司因此“彻底破产”。这次失败对该地区并非毫无用处;它有助于界定世界上最富铜矿床之一的界限。然而对于在百年纪念矿区的投资者和矿工来说,这是一堂付出高昂代价的教训,写在荒凉的岩石上。
当该地产于1876年以百年纪念(Centennial)重新振兴时,希望转向其他矿脉。到1880年末,奥塞奥拉麒麟岩(Osceola Amygdaloid)上方的两条井在660英尺处相距开挖。第一层井相连,第二井通过横向掘进、斜巷和下沉继续深入。几支空气钻机工作,月产约80英尺;同时老式蒸汽磨坊重新运转整理。脉石被描述为簇状;一次横切显示其宽度为24英尺。此时,矿山仍然以前景大于产量为特征,尚未进行巷道开挖,工作重点在于开掘地表、修缮建筑、测试百年纪念矿区是否真的能成为长期地处此地的矿山。
最生动的矿物收藏者篇章出现在更晚些时候,即1962年,在二号井矿道深处。在48层向南,矿工进入距离井口4,800至6,900英尺的区段的停礦区,遇到填充着透辉石结核的棕灰色“泥袋状”区域。矿物回收并非浪漫的水晶洞景象,而是实际的地下开采。矿工用水管冲洗出这些结核。总共回收约700磅。大多数只有1至2英寸,但有不少达到3至6英寸,最大的则是一枚12英寸的结核,重22磅。切开后,这些碎块揭示了为何发现会如此声名在外:白色透辉石被铜的氧化物夹杂染成绿色到蓝绿色,有时边缘与核心之间有清晰的内部界线。49层向南也发现了一些透辉石,但其铜色调远不及48层的材料那般引人注目。
Centennial’s rare blue copper chlorides 的发现有着非常不起眼的开端。罗伯特·H·迪恩把他认为不是孔雀石的 Centennial 蓝色矿物样品带给西德尼·A·威廉姆斯。它是“某种不同寻常的东西”,他是对的。迪恩、威廉姆斯及其他人随后多次探访,揭示了一个小小的蓝色和绿色铜矿物世界,这些矿物难以迅速识别。由于当时地下采集不可能实现,这些物质是通过在机头架被倾倒前,匆忙地在矿石跳间翻找时搜集的。新矿物显然来自4000层到5000层之间的几个区域。由这次匆忙的抢救工作而形成了anthonyite和calumetite的描述,数十年后再评估确立了centennialite作为一个新物种,与同一矿井相关联。
在 Centennial 的科学后续生命中有一种妙趣的讽刺。最初作为试图延续卡鲁梅特矿业联合体的失败尝试的矿井,后来成为一个型标产地,不是因为其商业品位矿石等级,而是因为玄武岩裂隙和空腔中的脆弱蓝色外壳。anthonyite晶体微小,呈 lavender 色棱柱,长度只有分毫米级;calumetite 形成了璀璨的蔚蓝到粉蓝色的鳞状球粒和束状结构。它们与天然铜、氧铜矿、次方铝石铜矿、透辉石、石英、透岩石、铈矿等在玄武岩中的矿物共生。威廉姆斯得出结论:这些并非仅仅是采矿后蒸发产物,而是由含氯水作用于铜而形成的产物,氧铜矿作为中间阶段。恰恰是这种矿物学的微妙之处,使得一座古老铜矿井成为不仅仅是矿石体的存在。
Sidney A. Williams, “Anthonyite and Calumetite, Two New Minerals from the Michigan Copper District,” American Mineralogist, vol. 48, 1963, pp. 614–619. Anthonyite 与 Calumetite 的原始描述,来自 Centennial Mine,包含产状、化学、光学性质、共生关系,以及在矿石跳车中的发现故事。 https://msaweb.org/msa/Collectors_Corner/arc/anthonyite.htm
W. A. Crichton and H. Müller, “Centennialite, CaCu3(OH)6Cl2·nH2O, n ≈ 0.7, a New Kapellasite-Like Species, and a Reassessment of Calumetite,” Mineralogical Magazine, vol. 81, no. 5, 2017, pp. 1105–1124. 将 centennialite 确认为一种以 Centennial Mine 命名的新矿物,并重新探讨 centennialite 与 calumetite 的关系。 https://rruff.info/uploads/MM81_1105.pdf
Handbook of Mineralogy, “Centennialite, CaCu3(OH)6Cl2·nH2O, n ≈ 0.7.” 简明矿物数据表,含产状、共生、型样材料及分析摘要;列出类型材料位于亚利桑那大学矿物馆(Tucson)和巴黎矿石学院矿物馆(巴黎)。 https://www.handbookofmineralogy.org/pdfs/centennialite.pdf
George W. Robinson, update of E. W. Heinrich, Mineralogy of Michigan, A. E. Seaman Mineral Museum, Michigan Technological University, 2004. Seaman 博物馆的 dekatalite 表格源自本著作,记录 Centennial No. 2 Shaft 的 datolite 产状、1962 年采收、48 号水平南部来源、总重 700 磅,以及所报道的最大 22 磅结节。 https://museum.mtu.edu/pdfs/DATOLITE.pdf
B. S. Butler and W. S. Burbank, The Copper Deposits of Michigan, U.S. Geological Survey Professional Paper 144, 1929. 对密歇根本地铜矿脉的基本地质处理,包括 Kearsarge 脉、其层间作业、风化、矿石控件,以及厚碎片状角砾页岩在更富区域的作用。 https://www.michigan.gov/-/media/Project/Websites/egle/Documents/Programs/GRMD/Catalog/09/GIMDL-USGSPP144H.PDF
History of the Upper Peninsula of Michigan, 1883, Houghton County section. 当代对 Centennial Copper Mining Company、Schoolcraft 先驱、早期 Osceola 向心花状工作、设备、劳动力、官员,以及 calumet 短路延伸带来的经济失望的历史记述。 https://www.houghton.migenweb.org/1883HistUpperPenin/pages256-264.html
维基共享资源文件记录:百年矿 datolite 结节,尺寸为 6.7 × 4.5 × 1.8 cm,由 Rob Lavinsky 摄影,标注为 ex Frank Henderson 与 Seaman Museum 收藏;记录中注明 Henderson 于 1978 年将其收藏捐赠给 Seaman 博物馆。https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Datolite-120401.jpg
维基共享资源文件记录:百年矿二号井的一个雕塑型 native copper 样品,尺寸为 11.75 × 7.75 × 4.3 cm,由 Rob Lavinsky 摄影,附有一个旧标签,标示其位于百年矿二号井北侧“在矿脉下方”。https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Copper-20134.jpg
Mindat: Centennial Mine, Centennial Heights, Calumet Township, Houghton County, Michigan, USA — 核心产地页面,包含坐标、矿物名单、类型产地状态、历史、产量说明和收藏评论。
Mindat: No. 2 Shaft, Centennial Mine — 产铜、银、透辉石、方钙石记录的最重要 Centennial 标本来源的竖井特定产地页面。
Mindat: No. 6 Shaft, Centennial Mine — 有用的长篇竖井历史,包含史考克拉夫特时期、测试的多条矿脉以及较早文献中保留的 No. 3 号竖井参考。
Michigan Technological University Keweenaw Geoheritage: Centennial — 有关 Centennial No. 6 与 Calumet 附近深部、倾斜层状砾岩矿床工作的简明地质遗迹说明。
A. E. Seaman Mineral Museum: Datolite PDF — 关于 Centennial No. 2 数据石的最佳简明来源,包括 1962 年的回收细节与结核大小范围。
A. E. Seaman Mineral Museum: Calumetite PDF — 博物馆矿物资料页,关于方铜氯盐 Calumetite 的介绍,以及首次在 Centennial 发现的罕见蓝色类型产地。
Mineralogical Society of America: Anthonyite and Calumetite from Michigan — Sidney A. Williams 于 1963 年原始描述 Anthonyite 和 Calumetite 的在线文本。
Handbook of Mineralogy: Centennialite PDF — 关于 Centennialite 化学组成、产状、共生关系与类型材料的紧凑参考。
RRUFF: Crichton and Müller 2017 Centennialite paper — 全文论文,描述 Centennialite 并重新评估 Calumetite。
USGS Professional Paper 144: The Copper Deposits of Michigan — Keweenaw 原生铜区及 Kearsarge 褶脉的基础地质参考。
1883 History of the Upper Peninsula of Michigan: Houghton County — 早期 Centennial 铜矿业公司及其 Schoolcraft 先驱的时期来源。
MichiganRailroads.com: Centennial Mine, Centennial Heights, MI — 以简明方式整理的历史摘要,包含运营日期、所有权序列、竖井数量、铁路连接与产量说明。
Wikimedia Commons: Category Centennial Mine — 图像类别,包含 Centennial 矿物摄影和坐标信息。