Great Orme 是英国著名的收藏地之一,其重要性并非在于以熟悉的脉状矿床方式产出引人注目的晶体,而在于独特的矿物类型、非凡的 antiquity 与若保存完好时立刻辨识的标本风格:淡色、弯曲的马鞍状白云岩晶脉披覆着黄铜色的黄铜矿,硫化物部分或全部被鲜艳的绿孔雀石取代,之后的方解石代分封存并折射氧化史。铜矿床位于靠近兰蒂德诺多(Llandudno)的海岬上方的白云岩化下石灰岩中,那里有陡峭的南北断层、裂隙、岩层平面面以及不规则的腔洞,将含铜的热液流体集中到对开放空间矿物生长有利的碳酸盐母岩中。
对于矿物收藏家而言,经典的 Great Orme 收藏品并非一大型晶体,而是一幅共生 miniature 景观。最佳标本显示出清晰的黄铜矿形态,或在其上伪替的孔雀石,散布在奶油色至米色的马鞍状白云岩上;更丰富的样本带有绿色的球状孔雀石外壳、孔雀石流布,或后期方解石中包容的铜矿物和铁氧化物。该产地也是威尔士矿物学中的一个试金石,因为它是英国境内首次确认铜-白云岩共生的实例:一类热液集合体包含马鞍状白云岩和黄铜矿,随后经复杂的上成风化作用改造为孔雀石、方解石、铜硫化物、赤铜矿、金绿粒铁矿及相关的次生物种。
从历史上看,Great Orme 非常独特。青铜时代的矿工曾在这里用石、骨和鹿角工具开采富含孔雀石的矿石,距今超过3,500年;同一片土地在十九世纪前后又通过竖井、巷道、蒸汽抽水与有组织的铜矿开采活动多次被再次开发。这一“双重生命”对标本具有重要意义。部分材料来自古代氧化作业,富含孔雀石与流石;部分来自现代或维多利亚时代的弃渣堆;还有一部分来自更深层、氧化程度较低的地层,在那里初生的黄铜矿对马鞍状白云岩的共生关系得以保留。
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照片:Richard Hoare / Wikimedia Commons
大罗姆(Great Orme)采集的魅力因此兼具历史性与美学性。一个小型样本上,孔雀石替代蛇纹石脉中的黄铜矿,成为一个手掌大小的记录,记载着由青铜时代人群开采的矿床、由近代早期与维多利亚时期的铜矿工重新开启,以及后来的研究作为英国碳酸盐岩-黄铜矿脉矿化重要例子的过程。优秀的标签在此至关重要:“Great Orme”可以广义地指代此处的海岬,但最常见的矿物标本来自旧矿坑和新矿坑的开采区及其堆弃物,泰-格温矿(Ty Gwyn Mine)则构成兰达迪诺铜矿区的另一处命名部分。
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Great Orme 是位于威尔士北部兰迪卡恩道以西的石灰岩与白云石的突出地锥,俯瞰兰迪卡恩湾、哥伦湾和爱尔兰海。铜矿床位于下石炭纪的碳酸盐序列中,地质记载将其描述为一个浅水、以石灰岩为主的Dinantian序列,具有层状页岩地带,局部大量白云石化。在 Cefn Mawr 石灰岩层的 Craig Rofft 砂岩段以及上覆的 Red Wharf 石灰岩层中,铜矿化尤其发育,在这里近似平行、倾角较大的断层及相关断裂为矿流体提供了通道。
该矿床最好理解为一个碳酸盐宿主的铜-白云石系统。初级矿化主要由骶形白云石、斑铜矿、少量铁硫化物和方解石组成,出现在断层、裂缝、层面置换、平整面和方解石空腔中的白云石化或去白云石化石灰岩内。最强的矿化发生在四条较大北北西向的断裂上,现在基本开采殆尽;十九世纪的记载还描述了四条近平行的脉线以及当脉线穿过小脉或通过有利的晶质石灰岩层时形成的重要矿脉。对收藏者而言,这种结构控制解释了该地点样品的纹理:在开放空间中的外壳状覆层、在白云石上安放的斑铜矿晶体、充满微小空隙的孔雀石,以及随后方解石占据已溶解的碳酸盐空腔。
初级矿石相对简单,但其氧化史并非如此。新鲜至部分转变的 Great Orme 矿石呈现弯曲的骶形白云石晶体,通常呈黄白色至灰黄色,带有少量铜蓝铜矿晶体,通常只有几毫米宽。靠近地表和多孔的地层中,斑铜矿被广泛转化为表生铜硫化物,如二黄铜矿、卓勒铜矿、斯皮翁科派特铜矿和方铜矿,随后是孔雀石、赤铁矿、氧化铜、坦铜矿及多代方解石。Great Orme 的方解石尤其具有教育意义:已识别出三代表生矿化,包括与孔雀石相关的橙红色荧光方解石、分带的单斜晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶
采矿始于青铜时代,当时在柔软变质白云岩中提取富含孔雀石的氧化矿,以石制锤、动物骨头和鹿角镐进行作业。考古工作揭示了露天开采与地下矿道、狭窄的史前通道、骨骼与石器的藏匿处,以及呈绿色污渍的工具,这些都直接指向孔雀石矿。后来矿工反复交错古老的矿道,有时将其解读为罗马时期的矿业,尽管现代考古总结强调尚未在大奥姆发现任何确凿的罗马采矿证据。商业矿业在十七世纪后期重新开展,1692年的文献证据显示,并断续持续至1881年。该区包括旧矿、新矿和泰格因矿;旧矿最大,而泰格因据报道约在1835年发现,当时牛将草皮挤翻,露出铜矿石。
十九世纪的矿场再次改变了这一遗址。佩恩莫法层区于1834年开工、1842年完工,自海平面向内延伸874码,便于排水和更容易地搬运矿石;维维安的竖井成为关键的深层矿道之一;安装了蒸汽机和抽水系统;矿石被选拣、分级、装运,在某些情况下还送往安格尔希(兰盖西)阿姆卢克进行冶炼,使用较低等级的帕里斯山材料。官方1845年后产量数据记录了超过2.5万吨铜精矿,但超过三千年的总产量不可知,且肯定要大得多。
如今的收藏必须被视为遗产与保护问题,而非随意丢弃物品的机会。大奥姆矿是重要的考古遗址与游客胜地,设有受控路线的地下通道、地表挖掘、游客中心,以及受保护的古老矿道。该岬角也是高度受保护的景观。公开流通的松散历史样品通常来自旧矿坑的早期收藏、以往挖掘或清理过程中回收的材料,或十九、二十世纪的收藏品。现代实地采集应被视为需要许可,且不得擅自扰动古老矿道。
标本生产材料已在旧矿与新矿环境中被报告。新矿矿渣中发现了绿铜铜绿镶嵌在辉铜矿上的片段,并伴有弯曲的白云岩晶体;旧矿提供了博物馆和收藏家文献中记载的大量经典矿物材料。威尔士国家博物馆藏品包括镁铜绿镶嵌在方解石上,以及一件来自Great Orme’s Head、曾属于R. J. King收藏的镁铜绿涂覆在辉铜矿晶体上的形态典型标本。标本品质差异极大:普通标本是带绿染的白云岩或富含方解石的脉石,而优秀标本则保留了清晰的硫化物或拟晶形轮廓、强烈的色彩对比,以及骶形白云岩、辉铜矿、铜绿和方解石之间可见的关系。
孔雀石是大奥姆山(Great Orme)收藏家矿物的标志性矿物,也是使古代矿业成为可能的矿石:它以鲜绿斑痕、外皮、球状涂层、青铜时代矿井中的流纹石形式出现,最具特征的是在被穿透的黄晶脉体中作为拟替代体,散布在马缟石灰岩上。最佳晶样通常不是大型块体,而是清晰可读的替代体——绿色的孔雀石保留了原来黄铜矿晶体在淡色弯曲方解石上的位置和晶体形态,有时伴随后来的方解石或铁氧化物;在这里,晶形清晰的孔雀石晶体很少,威尔士国家博物馆注意到一件来自洛雷托修道院上方的弃置样本仅携带到约1毫米的一小喷花。完整的方解石基质上丰富、均匀着色的拟替代体比扩散的绿色斑迹或破碎的块状矿石更具价值,且带有“Old Mine”“New Mine”“Great Orme’s Head”或“Llandudno”的旧标签可显著提升产地价值。
来自大奥姆山的方解石产量丰富但起源具有地域性:它是铜-方解石矿脉氧化过程中形成的超级生矿物,而不是主生的 saddle-dolomite-chalcopyrite 组合的一部分。已区分三代,第一代是与孔雀石及变色的黄铜矿相关的暗橙红色发光方解石;第二代是主要的强色带状、橙红色发光的拟立方晶体,晶体大小约可达10毫米;第三代以细粒的空腔填充和清晰、粗大的非发光晶体为特征,含孔雀石与铁氧化物。精致收藏件的标准在于方解石不仅仅是白色脏云,而是能清晰记录氧化过程的晶体——带带状结构、夹杂孔雀石、铁氧化物分层,或在变色的方解石上暴露出后续生长。
菊石菊石脉石是大奥姆矿床的定义性脉石和纹理骨架:宿主的石灰岩碳质岩广泛发生白云化,主要铜-白云石共生以马鞍状白云石为主,表面覆盖着黄白色至赭黄色晶体,内嵌小块的辉铜矿晶体。清洁、拱形的马鞍状白云石晶体的标本尤为重要,因为它们是伴生关系的锚定点;没有它们,大奥姆铜晶标本在视觉上可能会坍塌成带斑绿矾的碳酸盐的一般外观。最具收藏价值的白云石晶体往往显示出开放空间的地壳覆层、锐利的曲折晶体,黄铜般的辉铜矿镶嵌在白云石上,或保留原始辉铜矿晶体轮廓的绿绿赭绿铜绿矾拟代物,远胜于满布斑迹的赭白碳酸盐块体。
辉铜矿是大奥姆矿体中的主铜硫化物,也是十九世纪更深处的矿石矿物,通常以小而黄铜色的菱形状晶体或四方锥形晶体出现,晶体大多在3–5毫米左右,坐落在弯曲的马鞍状白云石上。其大部分在原位已被改变,先变为成铜的劣化铜硫化物,后再变为绿铜矿、方解石、方黄铁矿、碘铜矿及相关的次级矿物,因此未氧化的尖锐辉铜矿在白云石上比随意的绿染废石更少见且更具诊断性。最佳标本保留着明亮金属光泽的辉铜矿,细微的擦伤极少,或显示出在绿铜矿显然沿着辉铜矿晶体轮廓部分替代的现象;碳酸盐中的黯淡、 crushed 硫化物颗粒则不那么吸引人,尽管在分析上可能有意义。
其他在大奥姆已记录的矿物包括蓝铜矿、氧化铜、铜本铜、赭铁矿、磁铁矿、辉铜矿、孔雀石、铅矿、镍铜铁砷矿和砷化物系列矿物、赭霞石、金镍石、氟-透辉石–透辉石系列物质、硬石膏及稀有的siegen石族。蓝铜矿在两种模式上具有显著性:在马鞍状白云石上罕见的晶聚体,以及在含蓝铜矿的页岩中的约2厘米大小的球状结核。自然铜在1859年由威廉·维维安记录为树状生长形式,而siegen石以威尔士国家博物馆的著名标本为代表,原标为林那石,后重新鉴定,与方硫闪石、司铅矿、镍-钴-铁砷化物及硫砷化物残留物相关联。大奥姆并非以矿物产地著称的典型地点,但它是研究英国铜-白云石矿床中的氧化与替代现象的极为丰富的地点之一。
Great Orme 标本的主要真实性问题在于产地精确度。许多较早的标签没有准确标注“Great Orme 矿井”、“Gt. Orme”、“Llandudno”或“Great Orme’s Head”,即使是细心的收藏者也可能将 Old Mine、New Mine 与 Ty Gwyn Mine 混淆。对最具收藏性的材料,标注 Old Mine 或 New Mine 更为理想;对于更广泛的历史标本,若标本与已知的 saddle dolomite、chalcopyrite、malachite 与 calcite 的组合相符,“Great Orme, Llandudno, Wales” 仍具意义。
最具说服力的 Great Orme 孔雀石标本具有连贯的伴生关系外观:绿色替代或直接与 saddle dolomite 上的 chalcopyrite 相关的结晶/覆层,而非与不相关基质上的孤立亮绿色涂层。要警惕仅标注为“Bronze Age mine ore”的标本而没有监控链的情况;来自受保护矿道的考古材料不应被随意收集,且若没有真实文档,不应将旧矿物标本标注为挖掘出的青铜时代文物。相反,许多合法的收藏者标本来自矿坑堆或旧收藏,应作为矿物标本来评判,而非文物。
状况往往是有限因素。Saddle dolomite 的覆层可能易碎,方解石可能被劈开或挤伤,孔雀石覆层可能薄、粉状或在高点被磨损。铜绿矿常带 Tarnish 或部分风化,这在该地是自然现象,但 dolomite 上的明亮、锐利的硫化物晶体更具吸引力。方解石标本可能因碳酸盐丰富的矿水或清洁不当而表面蚀刻;酸洗清洁尤其风险,因为它可能攻击方解石和 dolomite,移除使 Great Orme 标本有趣的微妙关系。
荧光在高级研究中比展示价值更有用。前两代被认可的超生长方解石具有发光性,而后期的清澈方解石不发光,这一差别与矿水中的氧化条件变化相关。在紫外线灯下,混合的方解石—孔雀石标本可能揭示生长分区或 daylight 下不明显的多相方解石。对含孔雀石和铜氧化物材料要谨慎处理:避免研磨或超声清洗,避免吸入粉尘,并让脆弱的泡状覆层避免长时间浸泡。
市场供应适中但稳定。Great Orme 在考古学领域比在普通矿物贸易中更为人所知,因此样品通常通过英国收藏、威尔士矿物专家、较早的标签,以及小型陈列柜或微型材料出现。常见等级是绿色染色的透辉石岩脉或富含方解石的铜矿石。具有尖锐孔雀石样的方解石变体拟态体(山形方解石镶嵌)在马鞍状透辉石岩上,或在弯曲的方解石上有清晰的黄铜矿晶体的更好品,以及比视觉上相似但记录不那么充分的英国铜矿样品更罕见,且应溢价。
在1987年,格雷特奥姆的现代故事并非通过一次有计划的科学挖掘而改变,而是通过景观改造而改变。当为游客开发而进行地基平整时,老表面被揭开,隐藏的古矿开始显现。原本似乎是19世纪的矿业景观,结果却是一顶保护盖:后来的堆土埋沒并保护了青铜时代的地表、狭窄通道、工具储藏和露天采矿作业。1991–1992年冬季的一次大规模清理中,大约6万吨矿业废物在三个月内被清除,暴露出史前露天矿的岩床,并在坑道两侧发现未被打扰的人骨和石器储藏。
这些工具是该地点最生动的物件之一。格雷特奥姆的史前矿工使用海滩和河流的卵石作为锤石,动物骨骼作为楔子和镐,鹿角工具用于金属工具稀缺或缺失的受限作业区域。十九世纪的矿工在1849年就已发现古代工具:石制锤,重量从约一磅到五十磅不等,以及鹿骨凿子,位于长约约40码的洞穴中。后来的工作显示出一些史前地面的确有多窄。1991年发现的一段通道,位于地表下约20米处,长度仅约8米,但具备未受动过的青铜时代工艺的特点:入口低矮、截面不规则、无钻孔也无凿痕,远端仅在后部有少量后期改造的痕迹。
挖掘中提出的最古怪的问题之一,是为何有些矿石被留下。在一个矿脉中,考古学家发现了478块骨片,其中包括11件工具,以及五根石槌;同一矿脉的北半部仍然原位含有相当大量的孔纹铜绿矿。史前作业中铜绿矿的存留下来,令人着迷。这可能代表在地质条件困难、开采困难或成本过高的瞬间未能开采的矿石,亦或是后期再加工的历史,使全貌更为复杂。位于西六脉南部的另一处开挖达到原始地表下方约4米,产出247块骨片、29件工具和两根石槌。中央脉产出161块骨片、30件工具和一块石槌,而东脉则产出412块骨片、85件工具以及另一块石槌。来自东脉的一根长肋状工具被解读为可能是另一处献祭沉积物,在铜矿作业地面上保留着一个微小的人类瞬间。
维多利亚时代的矿山有着自己记忆深刻的机械设备。始于1834年的 Penmorfa 村层(Penmorfa Level)由十二名轮换日夜班的矿工开挖,距海平面874码。它在1842年完成,进度约为每周六英尺。旧矿也使用一种不寻常的水力抽水装置,被人记作“Tom and Jerry”:三角形框架,一角有大型水箱,来自 Gogarth 之上的泉水,连接到山坡上铺设的1300码平直竿,对接 Vivian’s Shaft,随后再下降250码进入矿 shaft。当水箱充满并落下时,摆动竿子并驱动水泵运作,这种装置的名字并非来自后来的卡通人物,而源自 Pierce Egan 的《伦敦生活》中的喧闹人物。
人类的工作日同样严酷。1911年,来自 Mostyn Estate 的 G. A. Humphreys 采访了 Maes-y-facrell 的 John Williams,当时他已74岁,谈及他在 Llandudno 矿山的岁月。 Williams 12岁时就和父亲一起开始工作;另有一名矿工据说是在七岁半时就开始工作。Williams 和他的父亲在 Vivian’s Shaft 附近工作,他把那里称作 Copper Ddu。他们从固定梯 descend 约300英尺,沿水平走到主井,然后再通过链梯往下走可能再下100英尺。他的父亲在两名工人曾在一次坠落中受重伤后拒绝让他使用那些梯子,因此大约三年间,这个男孩要沿 Penmorfa Level 步行约半英里到达工作区。
Great Orme 的十九世纪矿工以协定和贡赋的方式工作,而非在工资单上的匿名人群。两到八人的小组,以领头者的名字为称呼,签约凿井、修水平巷,或从特定地块中提取矿石。他们的收入可能波动极大:利润丰厚时获利,但不佳的交易一旦扣除蜡烛和工具,往往会让他们出现亏损。1846年在 Old Mine 的每周收入记录为六小时轮班时的11先令到17先令不等。1853年 John Taylor and Sons 接管并坚持实行八小时工作日,工人随之罢工。没过多久,正在发展中的兰蒂登诺小镇的建筑工地每天3先令的工资吸引人们离矿而去。
连民俗传说也留在地下。导游手册重复着“敲击鬼”之说,这是一群据信常在靠近湍水的地方居住的淘气矿灵。传说他们的敲击会引导矿工找到富集的矿脉,但一旦矿脉被开采完毕,声音就停止。更务实的矿工则认为那些声音只是流水声或滴水声,但这一信念并非一定令人害怕:敲击鬼几乎被当作同伴一样对待,在潮湿、回声回响的铜矿中是好伙伴。
Ixer, R. A. & Davies, J. (1996). “Mineralisation at the Great Orme Copper Mines, Llandudno, North Wales.” UK Journal of Mines and Minerals, 17, 7–14. 对矿床主要成因及上生同生作用的关键现代研究。
Ixer, R. A. & Stanley, C. J. (1996). “Siegenite-bearing assemblages found at the Great Orme Mine, Llandudno, North Wales.” Mineralogical Magazine, 60(403), 978–982. 对大奥姆材料中罕见的 Siegenite 相组合的重新鉴定与描述。
Williams, C. J. (1979). The Llandudno Copper Mines. British Mining No. 9, Northern Mine Research Society. 历史矿业专著,涵盖地质、矿山组织、产量、巷道、井筒及十九世纪的开采生活。
Williams, R. A. (2019). “Boom and bust in Bronze Age Britain: major copper production from the Great Orme mine and European trade, c. 1600–1400 BC.” Antiquity, 93(371), 1178–1196. 古金属学研究,将大奥姆铜矿与中铜器时代的金属加工及欧洲贸易联系起来。
Budd, P., Gale, D., Pollard, A. M., Thomas, R. G. & Williams, P. A. (1992). “Early Mines in Wales: a reconsideration.” Archaeology in Wales, 32, 36–37. 在地区历史环境记录中列出的网站早期矿业解释。
Davies, O. (1948). “The Copper Mines on Great Ormes Head, Caernarvonshire.” Archaeologia Cambrensis, 100, 61–66. 关于大奥姆铜矿的早期考古学论文,被列入历史环境记录。
Dutton, L. A. and associated Gwynedd Archaeological Trust reports, 1988–1992. 发掘与观察记录,记录史前开采、工具发现以及后续矿业废弃物的清理。
National Museum Wales, Mineralogy of Wales: Malachite. 记录大奥姆产绿铜矿铜绿矿物的资料,包括方解石铜绿在碳酸盐岩上的表现及威尔士国立博物馆标本。
National Museum Wales, Mineralogy of Wales: Calcite. 指出大奥姆(Great Orme)三代已知的超生长方解石,并揭示其与绿铜矿的关联。
National Museum Wales, Mineralogy of Wales: Dolomite. 概述大奥姆 Saddle Dolomite 的丰富性及其在铜-菱镁矿共生中的作用。
National Museum Wales, Mineralogy of Wales: Chalcopyrite. 描述来自大奥姆的 Saddle Dolomite 上的晶形完好的黄铜矿晶体。