
收藏家指南,介绍智利丘基卡马塔矿:其地质、矿业历史与著名矿物,附上 EarthWonders 记录自该产地的 33 例标本示意图。
Key facts
Chuquicamata 是矿物收藏领域中的一个大名,因为它不仅仅是一座大型铜矿;它是一个在横截面中暴露的完整矿物学省份。位于卡拉马以北的阿塔卡马沙漠,该矿床是一个超巨型的斑岩铜-钼系统,与 Chuqui 斑岩复合体相关,并受西断层/西裂隙构造带的强烈控制。对矿石地质学家而言,它是一个关于成铜硫化物的教科书,展示了热成铜硫化物、地表富集、氧化,以及“异质”铜被运出到 Mina Sur 的过程。对收藏者而言,它是智利的产地,使得深绿色的鹿角石、蓝色克龙海石、稀有铜硫酸盐、铜碘酸盐,以及一系列同位特征的次生矿物成为认真收藏箱中的物种。
经典的 Chuquicamata 標本并非摩洛哥或墨西哥风格的明亮蓝铜矿与孔雀石展品。它最好的标本呈现出更硬朗的沙漠氧化质感:祖母绿绿色的鹿角石缝隙切穿着苍白、漂白的斑岩;深色的黄铜矿或氧化铜含有小而锋利的绿色晶体;粉蓝到蓝绿色的磷酸盐或碘酸盐薄膜;以及看起来像在酸性矿水的最后呼吸中结晶的脆弱硫酸盐组合。最精美的鹿角石晶体更加晶莹剔透,而不仅仅是宏大的块状体:具有光泽的棱柱状或板状晶体、紧凑而闪耀的地壳,以及具有珠光绿光泽的十字纤维脉理。该产地的重要性也源自学术研究。Mark C. Bandy 1938 年对北部智利硫酸盐沉积物的著作、对 salesite 与 sampleite 的后续描述,以及 Robert B. Cook 1978 年的《著名矿物产地》一文,共同将 Chuquicamata 从一个矿体变成一个收藏地标。
区域视图
国家视图
照片: Diego Delso, Wikimedia Commons
矿山规模与其矿物收藏史密不可分。工业开采暴露出大量氧化并富集的铜矿,但最具收藏价值的矿物通常来自选择的层段、脉线、边境氧化物质、旧工作区以及地球化学狭窄带中的空洞。Chuquicamata 的脆弱硫酸盐矿物学是极干燥气候的产物:水体可能被强烈带上铜、硫酸盐、氯化物、钠、钾、钙和铁等离子,随后蒸发而不是被冲刷干净。这也是为什么 Chuquicamata 的标签上会出现大量作为矿石在同一台阶上常见、而在下一个台阶几乎从未被遇到的作为迷人标本的矿物。

Photo: Rob Lavinsky, iRocks.com, via Wikimedia Commons
搜索标本: 查看来自智利 Chuquicamata 矿的所有样本
Chuquicamata 位于智利北部安托法加斯塔大区卡拉玛地区,埃尔洛阿省,Chuquicamata 行政区,海拔高干旱地带,靠近卡拉玛以北。按矿床 terms,它是一个具有巨大氧化与富集历史的斑铜铜-钼系统。成矿低温区的矿体主要位于 Chuqui 斑岩体群的侵入岩中,与西断层系(一个重要的南北向结构,帮助确定侵入体、脉络、断裂渗透性及后期位移)有强烈影响。现代地质图景是一个长期存在的始新世-渐新世 magmatic-hydrothermal 系统,叠加了表生淋滤、富集、氧化与晚期干旱气候的盐沉积作用。
主要的矿石组合属于熟悉的斑铜族群,但具有鲜明的 Chuquicamata 表现。黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、硬铜矿、二辉矿、辉铜脉、 Covellite、钼硫铁矿、石英、钾长石、细脉英云母、无水硬石膏及相关的蚀变矿物定义了硫化物系统。钾化蚀变、石英-钾长石脉体、石英-细云母蚀变、靠西裂缝区的先进粘土质带,以及结构控制的高硫化铜带都出现在公开的地质记载中。 Maolybdenite(钼矿)特别与石英脉系统相关,而在矿体中部更酸性、结构性聚焦区域,硬铜矿与黄铁矿变得重要。
超生部位的轮廓使 Chuquicamata 对收藏者意义深远。氧化与富集将大量原生含硫矿岩转变为垂直与水平的淋洗物质序列:铜氧化物与硫酸盐、混合氧化-硫化物矿、以及硫铜矿与 Covellite 的富集。在氧化带,硫酸铜及硫酸盐-羟基矿物(如硫酸青铜石、鹿角铜矿、布朗石铜矿)在历史上曾是重要的矿石矿物,局部地区还包括方铅矿、克伦海特石、天然碳酸铜矽石、拉斯通尼石、铜矿蝕變、石膏、方解石-铝土矿群及众多罕见盐矿物。而 Mina Sur,即主坑以南的 Exótica 褐矿,记录了相关但不同的故事:带铜的酸性水离开 Chuquicamata,进入砾石与基岩中,形成孔雀石、铜沥青、铜泥、方铅矿、以及布朗石铜矿等组合。
矿业在这里由来已久。原住民阿塔卡美ño 或利卡南泰矿工在近地表的本土铜尚未进入现代矿山阶段时就已经在此进行开采,Codelco 的历史记载将早期作业追溯到大约公元前500年左右。著名的“铜人”于1899年在旧的 La Restauradora 矿区发现,为这种古老史实增添了人性尺度:一名矿工在岩崩后被沙漠所保存,通常被评为公元六世纪左右。十九世纪的采矿在众多矿权和小规模作业之间碎片化。二十世纪初,随着 Albert C. Burrage 的到来,随后是 Guggeneheim 集团等组织整合权利并开发低品位氧化矿石处理,现代大规模开发才逐步展开。智利勘探公司(Chile Exploration Company)成立,建成大型设施,矿山于 1915 年 5 月 18 日正式开幕。随后安纳科达(Anaconda)控制了运营;1969 年智利取得控制权,1971 年国有化铜业,1976 年 Codelco 成为国家经营者。
如今,楚基卡马塔矿区属于 Codelco 的楚基卡马塔分部。该矿运作已从历史性的露天矿转向一个大型地下块体开采矿,第一阶段于 2019 年 8 月启用。露天矿本已是地球上为铜开凿的最大的矿区之一,但现在已不再是普通意义上的收藏场所。它是一座在外部安检、爆破、重型设备、地质灾害、化学危害等方面具备现代化工业特征的矿山,禁止随意收集访问。因此,进入市场的现代标本多为“旧存”件,即来自过去矿工、研究样本、机构交流、经销商库存和较早收藏中的材料,而非近期的现场采集。
最具产出潜力的标本材料似乎来自氧化矿体、旧的硫酸盐丰富暴露层、漂白斑岩中的脊缝,以及蒸发与酸性硫酸盐化学作用在边界带形成的狭窄矿物环境区。安特勒石(Antlerite)以深绿色的脉状晶、闪亮的地壳以及母岩晶体存在,包括与 Kröhnkite、石膏、 marshite、赤铜矿、列特敦石(Leightonite)以及 natrochalcite 相关的材料。Leightonite 曾在露天矿的东、西近南端的浅层区域被报道,通常距离原始地表约五十码范围内,且多出现在酸性较低的边界带材料中,而非富矿区。Salesite 来自氧化矿体的南端。Sampleite、Libethenite、拟耀华铜矿(pseudomalachite)、Atacamite、 Chrysocolla、石膏、方解石以及 钾铁礦族(Jarosite-group minerals)属于同一广义氧化环境,尽管每种矿物的精美样品并非同等数量。
Antlerite 是Chuquicamata 的标志性收藏矿物:深翠绿到蓝绿色的 Cu3(SO4)(OH)4,在这里以纤维状脉线、交叉纤维缝、闪亮的外壳以及在改性辉长岩或铜矿基质上形成的小而锋利的晶体出现。公开的产地记录描述纤维状、变光性深绿的 antlerite 脉线,长度可达约 3 cm,纤维排列平行于脉方向近平行且垂直于脉方向;其他记录的标本显示具有光泽的晶体可达约 5 mm,商家描述的 exceptional 件包括在柜式基质上晶体片呈菱状,直径达到数毫米。相关矿物包括 kröhnkite、lindgrenite、石膏、marshite、cuprite、leightonite 和 natrochalcite,但经典的外观是绿色的 antlerite 在漂白的白色到浅褐色辉长岩或深色铜矿基质上的对比。评价 Chuquicamata 的优质 antlerite 常以颜色饱和度、光泽、晶性、覆盖范围及无压痕来判断:鲜明 emerald 色晶体板或具光彩的脉缝材料要远优于黯淡、颗粒状的绿色硫酸盐染色品,且来自知名收藏的旧标签具有重要意义,因为从该矿继续新采集几乎不可行。
Chuquicamata 也是一个类型产地的强大来源。Mindat 将该矿作为众多有效矿物种的类型产地记录收录,包括 bellingerite、cuprocopiapite、kröhnkite、leightonite、libethenite、lindgrenite、metahohmannite、natrochalcite、parabutlerite、salesite、sampleite 以及 ungemachite,并且还有若干现代的 betpakdalite- 与 obradovicite-族群的物种也与该产地或区域相关。特别珍贵的稀有物种包括 salesite,Cu(IO3)(OH),一种以 Anaconda 地质学家 Reno H. Sales 命名的蓝绿铜碘酸盐;sampleite,NaCaCu5(PO4)4Cl · 5H2O,一种淡蓝至蓝绿色的磷酸盐,以上矿为矿山主管 Mat Sample 命名;natrochalcite,NaCu2(SO4)2(OH) · H2O,晶体呈玻璃绿;以及 leightonite,K2Ca2Cu(SO4)4 · 2H2O,其在 Chuquicamata 的浅表、低酸性出现已被早期矿物学著作仔细记录。对于铜矿产地而言,其矿物清单非常庞大,从成热成份硫化物和辉长岩到 atacamite、brochantite、chalcanthite、cuprite、 chrysocolla、 turquoise、 jarosite-族矿物、罕见的铁硫酸盐以及可溶蒸发盐等应有尽有。
关于 Chuquicamata 样本的第一条规则是尊重标签。 在贸易中,“Chuquicamata” 被宽泛使用,指的是矿山本体、Chuquicamata 区、Mina Sur/Exótica,以及有时邻近的 Atacama 铜矿局部。 对于认真收藏的标本,最好在标签中写明 Chuquicamata 矿区,而不仅仅写“智利”或“Atacama”,而且老的收藏来源尤为宝贵。 由于该区包含许多外观相似的绿色硫酸铜和氯化铜矿物,光学鉴定本身往往较弱:角闪石铜、勃朗斯坦铜、孔雀石、蓝铜矿、 Chrysocolla,以及混合型的硫酸铜外壳在小型标本上容易混淆。 对于价值较高的标本,罕见矿物如 salesite、sampleite、natrochalcite、leightonite 和 ungemachite 需要经分析确认。
在经典文献中,关于 Chuquicamata 的角黍铜(antlerite)并无明确的、与地点强相关的传统伪造做法,但误认仍然相当普遍。 来自沙漠铜矿沉积的明亮绿色铜矿物常以更具吸引力的名字出售,而现代在线“antlerite”清单可能包含与 documented Chuquicamata 習性不符的材料。 对于颜色极强、非基质、看起来像新奇品的绿色簇晶要谨慎;对于没有任何旧标签或可信经销商历史的标本;以及那些习性看起来像染色石膏、合成铜盐或其他铜矿物的碎块。 真正的 Chuquicamata antlerite 通常显示出与矿脉相关的成核基质、沿脉生长、微晶〜小棱柱状的习性,颜色范围从深绿宝石色到略带蓝绿,而不是人工的荧光霓虹色。
品相是一个严重的问题。 许多 Chuquicamata 矿物质软、易脆,或对水敏感。 硫酸铜(如草酸铜属的 chalcanthite)以及其他可溶性硫酸盐切忌清洗、浸泡或放置在湿度波动的环境中。 即使相对稳定的 antlerite 也可能位于易碎的斑状变粒岩、易碎的硫酸盐地壳,或易磨损的微晶体之上。 老柜台件往往出现边缘磨损、晶尖挤压、基质粉化,以及从矿脉切割处沿接缝面损失。 请保持硫酸盐丰富标本干燥,避免直射日光和高温,远离高湿度循环。 不要在收藏表面用酸或水进行测试;此类测试可能永久损坏使该 locality 重要的矿物。
精美的楚齊基馬塔 antlerite 仍可获得,但并不常见。普通的绿脉材料会周期性出现,而具备历史出处、光泽良好、晶体完整且品相上佳的橱柜级标本则更少且日益吃香。楚齊基馬塔稀有矿物的市场更窄、要求更高:含盐矿、样品矿、铌铜酸塩、亮铜铁矿、铜铜铵铜铟酸盐等同一类型产地的矿物,吸引那些重视产地与矿物种类意义胜于外观的收藏者。对于这些矿物,经过小而有验证的标本往往比规模较大、来源不明的标本更受青睐。最佳购买是带有旧标签、分析笔记、前机构来源或公认经销商轨迹的标本。
早在长椅、运输公路、选煤厂和地图出现之前, Chuquicamata 就是一个人们用木头和石头在沙漠丘壑中挖铜的地方。 Codelco 的历史记述保留了生动的古老称谓“charqui de cobre”,即在岩石中浅层发现并由阿塔卡梅ño 矿工加工的本铜。 这个短语令人着迷地直观:铜被想象成干肉般的形态,从山丘中以坚硬的天然块状物被撬出、拉出,而非从矿体爆破而来。 在现代的矿物收藏柜中,一条明亮的鹿角铜矿脉看起来可能显得娇弱;而在 Chuquicamata 最早的矿业故事中,铜是一种可以被撬、被锤、被携带的物质。
最令人难忘的篇章是 1899 年发现的“铜人”。在旧的 La Restauradora 矿区,一名史前矿工在岩崩将他封锁在矿道之后被发现了木乃伊化。阿塔卡马的气候保存了坍塌所带走的东西。后来的记载将矿工追溯至超过 1,500 年前,约公元 6 世纪,使他成为在 Chuquicamata 成为智利工业象征之前,铜提取的活人见证。对收藏者而言,这段故事赋予了该地区一种罕见的深度:同一氧化铜体系产生鹿角铜矿、克伦海特矿、Salesite 与 Sampleite 的矿物时,矿工们在地下工作早已超过一个世纪以上,远在矿物种类被命名之前。
现代矿山的开端伴随的是另一种戏剧:融资、冶金与规模。Albert C. Burrage 认识到低品位氧化铜材料,尽管被旧标准所否定,若大规模处理就能成为工业级奖赏。他获得每天 250 吨冶金厂的授权,但独自承担该计划的资金不足。古根海姆兄弟接受挑战,整合矿权并组织了 Chile Exploration Company。1913 年公司获准运营,开始建设氧化厂、冶炼厂、电解厂和浸出设施,将沙漠铜转变为二十世纪的产业。
1915 年 5 月 18 日的正式揭幕带有新时代的戏剧性。总统 Ramón Barros Luco 并未亲自到矿场拧动开关,而是从圣地亚哥的 La Moneda 通过电报发送信号,激活托科皮拉发电站,远距离地启动 Chuquicamata 的生产运作。人们往往容易忽视这份现代感:一个沙漠沉积、一个沿海的发电系统、一个首都的信号,以及一个全球铜市场在一瞬间被连成一个整体。
楚齐基马塔的后续故事包含采矿规模最奇特的公民后果之一:矿山吞噬了为它服务的城镇。楚齐基马塔的营地在作业旁成长,但矿坑、废石、尘埃、气体和冶炼环境最终挤压得太近。自2004年起,居民被迁往卡拉马,约15公里之外。为家庭新建了5,000多套住房,并且到2007年9月,这座城镇正式被废弃。卫星图像现在显示出老居民情感上早已知道的情景:矿山不仅通过岩石扩张,也通过记忆扩张,在废料堆边缘留下了一座鬼镇。
地下转型是同一长期再造模式的最新篇章。以巨大的露天矿著称的矿山开始向块体下冲开采转变,第一阶段于2019年8月启用。对于标本收藏者来说,这一变化带来苦乐参半的后果。曾经通过露天开采与早期工作暴露出的使楚齐基马塔声名鹊起的旧氧化区如今不再用于采集;新地下矿为生产而建,不再以收藏为目的。当地在已保存的标本中生生延续:来自漂白安页岩的绿角矿脉、旧抽屉中罕见的蓝绿盐,以及承载着一个沙漠矿山名称的型矿物标签,其矿物学故事比铜品味量本身要宏大得多。