伊利诺伊州，美国：一个多样化的产地，出产萤石、方解石、方铅矿、辉矿和黄铁矿，以洞穴岩化石样本和历史萤石矿开采闻名。
Key facts
伊利诺伊州在美国矿物收藏中占据一个异常重要的位置，因为它最优秀的标本来自三个截然不同的地质世界。在最南端，伊利诺伊-肯塔基氟碳铝区（fluorspar District）使哈丁县和波普县与氟石同义：呈锐利分区的黄色、蓝色、紫色和无色立方晶体，常伴有方解石、闪锍石、方铅矿、方解石、无水硬石和沥青等。在西北部，乔达维斯县及盖拉纳地区属于上密西西比谷铅锌区，是典型的密西西比谷型矿区，方铅矿、闪锌矿、方沸石、黄铁矿、方解石、白云石和方解石在奥陶系碳酸盐岩中形成。在斯巴达和科南特周围的煤田中，扁平的黄铁矿圆盘——历史上被称作“方镁石日晶”、“矿工的美元”或“黄铁矿美元”——在薄的有机质富集页岩中于宾夕法尼亚系煤层之上形成，成为美国最具辨识度的矿物习性之一。
因此，收藏家眼中的伊利诺伊并非只有一枚标本，而是一整套：带有紫色边缘和金色芯的宝石级盖夫-印洛克氟石立方体；铺满在氟石之上的蜂蜜色至白色方解石，或者镶嵌在碳酸盐空腔内；来自老旧铅锌矿场的重金属方铅矿立方体；作为氟石基质的深红褐色闪锌矿；以及来自黑色安娜页岩的 brassy、径向条纹的黄铁矿日晶。此外，伊利诺伊在历史上也很重要。氟石在1965年成为官方州矿物，在20世纪的大部分时间里，南伊利诺伊是铅、萤石的主要国内来源。最后一座伊利诺伊氟石矿于1995年关闭，使市场依赖于旧库存、旧收藏以及偶有从私有地面合法回收的材料。
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南伊利诺伊经典矿床背后的地质环境是伊利诺伊盆地的一个强烈断层边缘区，矿化流体通过密西西比纪石灰石和白云石迁移。矿体既以断层错槽处的裂隙脉形式发展，也以层位置换或“毯状”沉积的形式发展，特别是在盖夫-印洛克、罗斯克莱尔、哈里斯溪、 Goose Creek及相关子区。收藏者常会随口谈及“盖夫-印洛克氟石”，但许多最精美的标本来自村北部及西北部的有名矿井，包括Minerva No. 1、Denton、Annabel Lee、Crystal、Victory、Deardorff、Green、Hill-Ledford等。良好的旧标签在这里非常重要，因为该区在颜色带状、基质、相关矿物和晶体风格方面的变异性极大，以至于矿井层级的产地信息会显著影响科学价值和市场兴趣。
照片： Wikimedia Commons / Rob Lavinsky, iRocks.com
照片： Wikimedia Commons / James St. John
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对收藏家来说，“伊利诺伊州”更宜理解为包含几个产标本省的州级产地，而非单一矿区。主导的标本省是南伊利诺伊州，那里伊利诺伊-肯塔基氟碳酸盐矿区覆盖哈丁、坡普和相邻县的部分地区，并继续跨过俄亥俄河进入肯塔基州西部。母岩为伊利诺伊盆地的早古生代沉积岩系，南伊利诺伊州最重要的矿床位于米斯西西比纪石灰岩和菱镁岩中。成矿集中在Rock Creek Graben、Hicks Dome及相关断裂系统周围一个错综合带内。该矿床通常被描述为密西西比谷型成矿的富氟石分支，但该区 unusual，因为氟石不仅仅是伴生脉矿；它曾是主要的开采商品。
矿体以两种主要形态出现。裂隙脉沿断层和裂缝延展，富含方解石和氟石，伴随石英、银矿、闪锌矿、铁黄铁矿、黄铁矿、花岗石、沥青、沥青质等。层状-置换矿床在成矿流体选择性置换有利的石灰岩地层时形成簇状或毯状矿体，可沿构造趋势延展。在层状矿脉中，氟石是主矿物；当地节含银矿和闪锌矿，带状氟石包含矿工们所称“毛毛鼠”纹理的暗色细粒层。最佳标本洞穴是开放的腔体、破碎带和晶面得以发育的空穴，而非大量矿石替代碳酸盐岩。
南伊利诺伊州成矿流体的时序与来源几十年来一直存在争论。较早的模型强调深部岩浆或热液源；现代研究则强调通过伊利诺伊盆地释放的盆地盐水在更大范围内的作用，氟及金属沿断层和碳酸盐陷阱集中。最近在Hicks Dome及周边区的地球化学年代学和岩石学研究加强了多次成矿事件的观点，包括大约在前二叠纪（约2.70–2.77亿年前）的早期事件，以及在系统部分区域的后续叠加。对于标本收藏者来说，这段复杂历史的实际表现，是腔室的反复开启、封闭、破碎再开启：石灰石上的氟石、氟石上的石灰石、氟石中夹入或置于其上的硫化物、晶体中被困或被晶体捕捉的碳氢化合物，以及后期方钻石状或方解石占据早期阶段留出的空间。
开采在该地区最初以铅矿探矿为主，随后 decisively 转向萤石。据报道，萤石在1830年代于伊利诺伊州被发现，1840年代开始开采，但起初常因市场有限而被丢弃。工业需求改变了这一点：萤石作为钢铁冶炼的助熔剂以及用于氟化氢酸和氟化学品生产的原料，变得重要起来。Rosiclare 和 Cave-in-Rock 成为矿工、地质学家和收藏家熟知的名字。运营商随时间而变，但重要的名字包括 Rosiclare Lead and Fluorspar Mining Company、Minerva Oil Company、Ozark-Mahoning Company、Aluminum Company of America、Penwalt 以及 Atochem North America。到了二十世纪末，该行业面临更便宜的外国供应和深部地下开采高成本的双重挑战。最后一个重要的伊利诺伊州萤石矿场在1990年代停止运作，自1995年以来，Minerva 矿的生产就再未发生。
Minerva No. 1 矿对收藏者历史具有核心意义。它在二十世纪40年代末至90年代间运营，最初归 Minerva Oil Company，后来转为 Ozark-Mahoning。矿区开采了若干层，包括 Aux Vases 间隔中的 Rosiclare 层和 Bethel 层。矿井的提升竖井高约 645 英尺，不仅因萤石而著名，还因闪锌矿、方解石、硬石脂、铟铅矿等矿物而闻名。Denton 矿开辟了 Harris Creek 子区，曾在 Rosiclare 与 sub-Rosiclare 层产出层状替代矿；它是紫色萤石、伴闪锌矿的萤石以及含方解石组合的标签上最著名的名字之一。Annabel Lee 矿位位于 Denton 的东北部，1980s 初至1995年间运营，矿脉多为狭窄矿带，通常宽度不到 100 英尺，主要在 Rosiclare Level，并有部分 Bethel Level 矿石。其标本包括萤石、方解石、橄榄石、方解石、石膏与闪锌矿；北部矿体的一些方解石被描述为比南部矿体的更针状。
Cave-in-Rock 子区产出了一些该地区最富裕、最具故事性的矿石。在 W.L. Davis-Deardorff 矿，矿区原矿品位据报道平均为 50-60% 萤石、12-14% 锌、3-5% 铅，且石英相较于许多其他 Cave-in-Rock 矿山异常丰富。Green 矿区、Hill-Ledford 矿、Oxford 区、Crystal 矿、Victory 矿及 Goose Creek 的矿区各自添加了萤石、方解石、硫化物和方解石的组合。许多旧标本仅标注为“Cave-in-Rock District”或“Rosiclare”，这并不一定错误：矿工、商人和早期收藏家常用区辖标签，而非矿山名称，特别是当标本经过当地岩石店、公司员工或经销商手中流转，现代地名标准尚未普及之时。
西北伊利诺伊州讲述着另一种同样重要的故事。围绕乔·达维斯县的加里纳（Galena）地区，伊利诺伊州段的上密西西比谷铅锌区在奥登纪 limestone、白云岩和页岩中产出方铅矿和闪锌矿。方铅矿为小镇命名，并在19世纪20年代推动了美国早期的一次重大矿产热潮。在该区，闪锌矿以断裂充填、层理面脉、分散体和置换体形式出现；方铅矿则作为腔壁晶、与闪锌矿共生、分散晶、嵌入辉铝石、方解石和重晶石中的晶体，以及从细小到几英寸的脉状体出现。立方体方铅矿是经典形态，但也有八面体晶面和八面体存在。接近地表的风化形成了二次碳酸盐和氧化物，包括在方铅矿上的重碳铅矿，以及在闪锌矿后的方铅矿坚石（smithsonite），后者在矿工历史上被称为“干骨头”。
第三种重要的伊利诺伊州标本风格是来自斯帕塔（Sparta）地区、兰道夫县和佩里县康农业区的黄铁矿太阳体。这些形成于宾夕法尼亚纪时期的岩石中，尤其是在 Herrin 煤层正上方的黑色、富有有机质的 Anna 页岩中。斯帕塔地区的太阳体大约在地下煤层下方200至250英尺处的煤矿中发现，距离煤层仅几英寸之遥。太阳体从小圆盘到引人注目的多英寸标本不等，典型样品晶形规整，达到5英寸以上。尽管长期以“辉铁辉矿太阳体”进行市场宣传，但分析研究和现代综述强调，经典圆盘是以黄铁矿为主，掺有少量辉铁矿辉石，而非真正以辉铁矿主导的标本。它们在致密层状页岩之间的垂直生长受限，形态因此呈现扁平且径向的结构。
如今的采集通道有限，且应以保守态度对待。旧的萤石矿井属于地下工业场所，通常水浸、坍塌、被开发回收，或处于私有产地。矿山堆弃物、采石场岩面、溪流暴露段以及该区的旧路面可能含有萤石或相关矿物，但土地所有权、矿权、安全性与许可是决定性因素。认真的收藏者应将南伊利诺伊视为“旧存库存且需许可才能采集”的区域，而非开放采集区。乔·达维斯铅锌矿区以及产生黄铁矿太阳体的活跃或曾经的煤矿同样适用此原则。合法获得的标本通常来自旧藏品、遗产材料、前矿工藏品、信誉良好的经销商、博物馆脱库或交换材料，以及在获得许可的私人土地上的偶发发现。
伊利诺伊方解石从常见的伴生矿物到一流收藏材料不等，尤其在南部氟石区是主要脉矿之一，并且是氟石的重要共生矿。在 Cave-in-Rock 与 Harris Creek 的标本中，它以白色、奶油色、蜂蜜棕色和无色晶体出现；文献记载包括菱状六方晶、雪花状六方、针状、葡萄状和晶脉状晶体形态，尤其来自 Denton、Annabel Lee 和 Minerva No. 1 Bethel Level 的 pieces 备受赞赏。最理想的标本不仅仅是伊利诺伊方解石，而是记录该地区共生关系的方解石：在紫色或黄色氟石上显著镶嵌的蜂蜜色六角柱状晶、在开放空腔中生长的葡萄状晶、Annabel Lee 材料的针状晶体，或携带石油或气体夹杂的方解石晶体。普通标本往往体积庞大、受损、铁锈色污染，或在外观上逊色；优质标本具有清晰的晶体形态、光泽明亮、终端无损、并且与氟石区的关联可信。
伊利诺伊的软闪石有两种收藏含义，区分颇为重要。在南部氟石区，它是脉中及与方解石、方铅矿、闪石、闪锌矿、方解石、石油等置换体中的次要原生硫化物，通常表现为小型金属涂层、团聚体或腔壁，而非主显矿物。在斯帕塔地区的煤层材料中，较旧的标签常写作“软闪石日”，但经典的扁平盘状晶体已被证明主要由黄铁矿组成，含少量软闪石；尽管如此，真正的软闪石含量相关，因为它可能影响稳定性。因此，伊利诺伊州标记为软闪石的最佳标本要么来自富含硫化物的碳酸盐或页岩环境的分析性可信软闪石，要么来自历史标签为“黄铁矿日”的样品，其标签被理解为早期收藏者用语。新鲜的金属光泽、清晰的关联性、干燥稳定性和诚实的标注将理想样本与不稳定、易粉化或误标的材料区分开来。
镍铅铜区的历史基础在于Galena：它命名了Galena市，并支撑了Jo Daviess县早期的铅矿开采，同时也作为 southern fluorspar 区的重要伴生矿和副产物出露。在伊利诺伊州西北部，galena 常见立方晶体、被八面体面改形的立方体、八面体晶体，与闪锌矿互生，以及嵌于方解石、方解石或重晶石中的晶体，位于密西西河上游盆地的铅-锌矿带内。南伊利诺伊州的galena 与萤石、方解石、闪锌矿、重晶石、石英、黄铁矿和铜黄铁矿同时出现在脉状与层状-置换型矿脉中，但通常视觉上不如萤石显眼。极具收藏价值的样品显示出锋利的金属立方体或被改形的晶体，具有明亮光泽和与方解石、白云石、萤石或闪锌矿的清晰关系；普通矿石碎片则体积较大、历史感强，可能呈块状、暗淡、挫伤或被风化产物覆盖。
伊利诺伊州的闪锌矿在西北部铅-锌矿区与南部萤石矿区都广泛分布，但最精美的收藏品往往来自Cave-in-Rock一带的矿井，在那里深红褐到接近黑色的闪锌矿形成闪亮的晶体聚集体，以及与萤石、方解石、方铅矿、重晶石和石英的母质。于密西西比河上游盆地，闪锌矿作为断层填充物、层理面脉、置换物、散生体以及晶体垂直于脉面伸长的纤维层出现；颜色包括深红褐、较浅的褐色、黄色和紫色。在 Minerva No. 1 及相关的南伊利诺伊矿区，闪锌矿既可作为矿石，也可作为美观的基质，一些带有蓝、紫或黄萤石的有光泽的闪锌矿样品自采矿停止后变得更难替代。优质样品显示出明亮的树脂光泽到金刚般的晶面、可见的晶形、与萤石或方解石的鲜明对比，以及最小的挫伤；而没有光泽或无相关矿物的致密暗色闪锌矿更为常见。
伊利诺伊州的黄铁矿最著名的莫过于斯巴达地区的黄铁矿太阳像：源自宾夕法尼亚煤田中 Herrin 煤层之上的Anna Shale 的薄而扁平、径向晶化的圆盘，通常被称为黄铁矿美元、矿工美元或太阳美元。这些样品在富有有机物的页岩中受到极强的垂直约束下形成，呈现出与普通黄铁矿立方体截然不同的晶型；极具观赏性的样品通常直径为几英寸，特别细的圆盘达到5英寸甚至更大。黄铁矿也被记录在南部萤石区，作为主脉矿物，常伴有方解石、萤石、石英、方铅矿、闪锌矿、辉铜矿、方解石、沥青，且在上密西西比谷地区也发现与闪锌矿、方铅矿、辉铜矿、方解石和方解石相关的黄铁矿太阳像。收藏级黄铁矿太阳完好、薄且有光泽、径向尖锐、稳定，且为干净的浮选体或天然安置于页岩中；边缘有缺口、表面暗淡、页岩污迹、修复痕迹和腐蚀会降低其价值。
其他记录在伊利诺伊州的矿物 far 深化了该州的魅力，远远超出以上五种矿物。萤石是伊利诺伊州标志性矿物，也是南部区的中心，来自 Minerva No. 1、Denton、Annabel Lee、Crystal、Victory、Green、Deardorff、Hill-Ledford 及其他矿区的蓝、紫、黄、无色、分带、幻影、含油以及与硫化物相关的样品。方解石、沸石、方钠石、方沸石、石英、白云石、赭辉石、方铅矿、石膏、角闪石、孔雀石、氧化铜、砷化锌、氧化锑以及碳氢化合物沥青都是南部萤石组合的一部分。Minerva 和 Annabel Lee 矿区对非常见的钡碳酸盐矿物种类尤为重要，如沸石、铌铁钡、铋钡石和并列铋钡石。Hicks Dome 增添了更为异域的REE–Ta–F–Ba–Nb–Be 矿化层，在角闪石、针铁矿、 florencite-组材料、巴斯特乃石、同晶铁矿、黄玉矿、石英以及硫化物在角砾岩和相关侵入体中的记录。
伊利诺伊州标本在标签上要细致谨慎才能体现价值。仅标注“洞穴岩-罗克”（Cave-in-Rock）的标本可能完全合法，但该短语也可泛指洞穴岩矿区子区、村镇区域，或早期经销商对南伊利诺伊荧石区的简写。只有在可信的情况下，矿脉级标签——Minerva No. 1、Denton、Annabel Lee、Deardorff、Crystal、Victory、Green、Hill-Ledford、Gaskins、Rosiclare，或Harris Creek——才会增值。由于许多标本是由矿工采集、经当地岩石店出售、展会交易，或从旧收藏中散出，标签可能含糊不清，或后来被“猜测”提升。对精确的矿区归属应予以关注，但也需保持自律：晶基、颜色分区、关联性以及晶体风格应与所述矿区相吻合，旧标签或收藏史值得保留。
最常见的错误标签问题并非物种，而是产地精确度。南伊利诺伊州的荧石伴闪锌矿和方解石对非专业人士来说，可能与田纳西州或肯塔基州的材料相似，且旧的“Rosiclare”或“洞穴岩”标签可能隐藏更具体的矿区。相反，现代卖家有时会为了区域标记而过度指定矿区名称，因为Minerva、Denton和Annabel Lee更具吸引力。如果标签丢失，来自乔达维斯县的方铅矿和闪锌矿可能会被误认成威斯康星州或爱荷华州的上密西西比谷材料。黄铁矿日轮常被错误标注为黄铁矿菊花日轮；历史上这种用语很常见，但在矿物学上，经典的斯帕塔圆盘应被视为以黄铁矿为主，除非分析结果另有证明。
按组装体，状况问题各不相同。来自南伊利诺伊的荧石相对较软且易分解，因此有 bruised 方块边缘、分裂的角、接触背面和修复的板块很常见。方解石也更软，容易被撞伤或蚀刻；某些含油或含气的Annabel Lee方解石具有在深部取出后出现内部应力和解理失效的历史。方铅矿因氧化或搬运而可能失去光泽，应远离酸。闪锌矿脆，晶边易碎。黄铁矿日轮和菊花日轮状标本需要干燥、稳定的存放；若有硫磺气味、粉化、白色或偏绿的易挥发物、碎裂层状岩、盒子与标签上染色等现象，均是硫化物分解的警示信号。
处理与清洁值得审视。黄铁矿太阳晶常被机械修整、稳定化、酸洗或增亮；表面异常生动的彩虹色应促使人们质疑它是自然氧化色还是化学清洗的结果。黄铁矿太阳晶的页岩基质可能脆弱，无法承受浸泡、溶剂或湿度变化。来自萤石区的方辉石和方解石板可能已进行酸洗以去除碳酸盐、铁渍或粘土；谨慎清洗可以，但过度清洗会使方解石变暗、暴露断层，或留下不自然的表面。较旧柜件上修复的方辉石角和重新附晶并不少见，尤其是大型板块，黑光观测加上对可疑缝隙的仔细检查是明智的。
荧光是一条有用但并不一致的线索。伊利诺伊的萤石可能荧光呈蓝到紫，烃类包裹体在紫外光下可显示白色反应。某些地区标本中的方解石也能荧光，但反应并不足以单独用来认证产地。避免将荧光作为矿区归属的唯一依据。相反，应将紫外线反应与标签历史、矿物组合、晶体形态、基质和产地来源结合起来。
在市场上，伊利诺伊产地仍然可得，但分布日益分层。仍可遇到小型或不完美的萤石、常见的方解石、块状天然辉钜铅矿和适度的黄铁矿太阳晶，但来自南伊利诺伊主要矿区的高品质老存萤石已不易替代。具有强烈颜色分区、蓝色或紫色幻影、光泽完好并且与美观的方解石或闪锌矿相伴的 Denton 或 Minerva 级萤石价格往往较高。大型、完整的黄铁矿太阳晶，呈现清晰的放射状结构且基质稳定也备受追捧。对严肃收藏家而言，最好的伊利诺伊购买是同时具备美学与文献记录的作品：带有旧标签、命名矿井、知名收藏、或早于现代产地猜测潮流的标本史。
1987年5月，艾伦·高德斯坦与摄影师克里斯·安德森一同在安娜贝尔·李矿井下掘进，整整一个八小时轮班记录矿井。矿山地质学家埃里克·利文斯顿后来建议，这可能是伊利诺伊州-肯塔基州萤石矿中历来记录到的唯一一次完整轮班的摄影记录。下降本身赋予了故事分量：矿井顶端在工作面上方868英尺，“上方几乎90层岩石”的覆盖 men，矿工们乘坐连接地下世界与日光的跳车桶将矿物送入地面。
该轮班的照片与笔记读起来仿佛在穿越二十世纪后期萤石矿的解剖结构。机头框架、矿仓、空压机房、提升机操作者、笼子、巨型钻、杆式钻、前端装载机、矿石运输车、格栅、溜槽、屋顶螺栓以及空气道都以一个围绕狭窄矿化体构成的工作系统出现，远在哈丁县的地下深处。某台机器被拆成碎片运地下，随后在车间组装完成。钻探站被简单地描述为“地球上最吵的地方”，在那里耳部保护不是可选项，而是关键要求。在某些时刻，工作队在北部矿脉地下1300英尺；在其他地方，他们在南部矿脉900英尺层面工作，检查裂隙、钻孔、清理顶板、开采矿石，并观察萤石进入运输流。
安娜贝尔·李并非一个单一的 cavernous 宝藏室。它开采两个相距数百英尺的独立矿体，轮班在北部和南部矿脉之间切换，具有不同的纹理与矿物。在北部，高德斯坦检查矿面与裂隙；在南部，他检查一个大裂口，里面大多数为破碎的萤石晶体，背后有少量流动的水。某些矿面的白色矿物为方解石与重晶石，紫色萤石虽存在但并非总是干净晶体。在南部矿脉的顶板上可见充油充气的方解石晶体。赭石形的角闪石石灰岩中的方解石与顶板上的方解石记录着同样的断裂、密封、重新开启的水管道，这些因素让该区如此高效产出。
最令人难忘的安娜贝尔·李事件之一发生在标本到达地面后。高德斯坦描述了一颗双端面方解石晶体，晶体内部可见气泡。采集后一两天，晶体沿着一个解理平面“爆裂”，显然是从900英尺层面到地表的压力变化所致。宅邸所散发的气味如同油井，直到门被打开。这一细节或许让人微笑，但它也是一个异常直观的收藏者尺度提醒：某些伊利诺伊州的标本并非静态的装饰物，而是一个含有石油的热液系统的组成部分，来自深处并突然置于客厅之中。
斯巴达的黄铁矿太阳有自己的民间传说，它们并非在萤石矿中诞生，而是在煤矿里出现。它们出现在黑色的安娜页岩层中，位于赫林煤层上方几英寸处的薄屋顶板可能自然掉落，或为安全而被拉下。圆盘曾经是矿工的好奇物，从原本视为废料的物质流中被保留。它们的圆形径向结构使它们看起来具有生物学特征，许多人曾误认它们是化石；伊利诺伊州立博物馆的材料 bluntly 纠正道——把它们称作黄铁矿太阳、黄铁矿美元、矿工美元，或太阳美元，但不要称它们为化石。真正的故事是矿物学的：铁与硫在一个狭窄且受到压实的层中结晶，生长被迫向外展成扁平的圆盘形态，而不是向上形成普通的立方体。
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