
伊维格特矿井,格陵兰——氟铝石的模式产地,具有碧玉白色半透明晶体,夹于方辉石和铝氟酸盐之间;因历史和产地而珍贵。
Key facts
Ivigtut——现代称为Ivittuut——在矿物收藏界占有独特的地位:它是世界上最著名的天然氟石矿床,一处开采完毕的水热氟化物体,位于格陵兰西南部阿尔苏克峡湾的一个小型中元古代碱性花岗岩巢体的顶端,隶属于丹麦王国。对收藏者来说,它的魅力既在视觉也在历史。经典之作呈现出冰冷白至无色的氟石,常具油脂般光泽且呈块状,与暖棕色的方解石、深色的硫化物、紫至红色的萤石、 石英、黄玉,以及一系列罕见的铝氟化物与硫砷盐类组合构成视觉震撼。最好的标本具有鲜明、清晰的Ivigtut风格:透明、几乎冻结般的氟石解理或拟立方晶体,由锈棕色的方解石点缀,有时带有金属光泽的银黄脆铁矿或闪锌矿,在更罕见的标本上还可见清晰的次级氟化物,如帕奇诺石、汤姆森石、羟基氯鎂石、贾尔石,或普罗索派石等。
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矿井的影响远不止矿物柜中的收藏。氟石,化学式 Na2NaAlF6,是因这一地点而广为人知的矿物,而Ivigtut一直是唯一真正大规模的商业来源。它养活了十九世纪的化工企业,随后在铝生产中具有战略重要性,尤其在二战期间。按矿物学的角度来看,该沉积体同样意义重大:Ivigtut是氟石的标准产地,以及一组罕见氟化物和硫砷盐的显著群聚体。因此,它的标本不仅是某一物种的实例;其中许多是定义该物种的产地,或为几乎整个天然氟石贸易提供供应的沉积体的一部分。

照片:Didier Descouens,Wikimedia Commons

照片:Rob Lavinsky,iRocks.com via Wikimedia Commons

照片:美国海岸警卫队 / Wikimedia Commons
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Ivigtut 矿位于格陵兰西南部的 Arsuk Fjord 附近,位于现已废弃的矿业定居点,现在写作 Ivittuut。较早的标签可能写作 Ivigtut、Ivigtût、Ivigtuk、Arksuk Fjord、Arsuk Firth、Kitaa、West Greenland,或简单地“格陵兰,丹麦”。现代 Mindat 的本地信息为 Ivigtut Mine, Ivigtut stock, Arsuk Fjord, Sermersooq, Greenland,露天矿场现已被水淹。
在地质学上,该矿床是一个罕见的水热氟化铝石(氟铝石)体,置于一个小型、近圆柱状的碱性至 A 型花岗岩岩筒之中,属于 Garðar 年代的花岗岩,年龄约 12.7 亿年。该花岗岩属于格陵兰南部的 Garðar 省,属于中元古代裂谷相关的岩浆省,以碱性侵入体和异常含挥发物的成矿而著名。在 Ivigtut,当地的富氟后岩浆流体对花岗岩管的上部中央区域进行强烈冲刷和变斑晶化,形成与矿石相邻的闪长岩化花岗岩,并使氟铝矿、石英、菱铁矿、萤石、黄玉、硫化物及晚期二次铝氟化物不断富集。
经典的矿脉呈分带状。 Pauly 与 Bailey 的综合描述了一个按菱铁矿-氟铝石、纯氟铝石、萤石-氟铝石、萤石-金云母单元自上而下分区的矿体,在其下方是一个巨大的菱铁矿-石英单元。菱铁矿-氟铝石单元对收藏家尤为重要,因为它形成了熟悉的标本:棕色菱铁矿与硫化物在氟铝石的厘米级块块周围形成三维网状结构。在主菱铁矿-氟铝石与富萤石外壳之间还发现了一大块纯白、粗晶质的氟铝石;早期记载把它描述为大约长 150 m、宽 40 m、厚 30 m 的体积。整个矿床呈透镜状至龟壳状,资料在以矿脉、开采的氟铝石或储量的口径不同而略有差异;公开数据表明从开采的氟铝石量约 350 万到 400 万吨不等,而地质重建则描述一个包含相关物料的更大系统,总氟铝石量约 1230 万吨。
矿化并非简单的单矿物矿石。氟碳铝矿(cryolite)构成了著名材料的大部分,但它与方铁矿(siderite)、辉铜矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、黄铁矿、石英、萤石、黄玉、锡钛矿族矿物、云母,以及一批非凡的晚期氟化物共生体互相嵌成。在后期阶段,富钠少 Ca-F、含水的流体与早期的氟铝矿反应,充填裂缝和空腔。这些事件产生了二级种类,如托姆森石、帕赫诺石、水氢碘铝石、普罗索派特石,以及相关的氟化物,以及在囊袋和裂缝中的 Sr-Ba 矿物,如贾尔石和伯格瓦迪石。这种晚期化学是 Ivigtut 仍然被研究的原因之一:该矿是一个天然的富氟花岗岩流体与氟化物矿物共生的实验室。
欧洲对氟碳铝矿的最初关注早于矿业几十年,但因纽特人的知识先于此。格陵兰语名 orsugiak 被用于这种柔软、可开采的矿物,当地人将其用于包括钓鱼秤在内的多种用途。该矿物在18世纪末进入欧洲矿物学领域;1795 年,海因里希·C·F·舒马赫在哥本哈根展示了这一不熟悉的白色重矿物,彼得·克里斯蒂安·阿比尔道格很快对其进行了研究。名字 cryolite ——“冰石”——之所以被使用,是因为物质在水中看起来像冻结的冰。卡尔·路德维希·吉泽克于1806 年抵达格陵兰,因拿破仑战争而滞留多年,研究了该矿床并带回了大量样品。
商业开采始于1850年代,当时尤利乌斯·汤姆森开发了用氟碳铝矿制造苏打和明矾的工艺。最初的手工开采和小批量运输随后转为有组织的商业开采:1856 年,一支由丹麦矿工组成的私人探险队携带合适工具回带了137吨氟碳铝矿,至1865年 Kryolith Mine og Handels Selskab 已成立以控制开采。开采的材料主要运往哥本哈根,在 Øresunds Chemiske Fabriker 进行加工,后来也运往美国宾夕法尼亚州盐业制造公司。1940 年,开采与加工相关业务整合为 Kryolitselskabet Øresund A/S,丹麦政府为主要股东。
十九世纪的矿业条件十分严峻。早期工人面临孤立、疾病、北极天气、运输困难,以及最终需要在海平面以下作业的矿井。现代化的提升、分拣与运输改善了运营,但矿井仍然是一个偏远的工业区。从十九世纪中叶到1939年,夏季劳动力通常约为120人,冬季较少;第二次世界大战期间,产量与军事关注显著增加。
Ivigtut 的战略重要性随着铝的兴起而上升。天然或人造的氟磷石(氟铝石)是在铝土矿氧化铝电解生产中使用的助熔剂,二战时期的航空制造使这座矿成为一个珍视的供应点。1940年4月德国占领丹麦后,盟军和美国的规划者迅速将注意力聚焦到格陵兰,尤其是伊维格特。美国海岸警卫队人员被悄然安置在矿场担任警卫,随后出现更大规模的美军驻地,并在格罗涅纳尔/康吉林格特附近建立了 Bluie West Seven 基地。战争期间,运往美国的氟磷石运输量大幅增加;公开的丹麦来源给出战时产量约9万吨/年,另一份广为引用的数据记录在1943年达到约8万吨氟磷石矿石的峰值。
高品位氟磷石的主要露天开采于1962年结束,当时矿山被认为基本耗竭,坑道被水淹。其余低品位的氟磷石材料,包括用于道路、堆场、填充和港口工程的材料,继续被回收并运输,直到1987年最终关闭。1982年,淹没的矿坑被抽水以从底部回收额外的氟磷石。自最终关闭以来,氟磷石的主要工业来源已转为合成材料,而非天然的伊维格特矿石。
如今的采集接近性与在役标本矿山或开放式弃置地相比并不相同。矿坑已被淹没、不稳定,历史上还受低品位氟磷石废料(含铅与锌矿物)的污染;环境研究记录了阿苏克峡湾沿岸填土和废弃岩石对铅与锌的影响。该地点也位于现代勘探许可区内。 Eclipse Metals 于2021年收购了 Ivigtût 项目,并评估了历史矿区及周边 Grønnedal 碳酸岩群中的剩余石英、萤石、方铁矿、硫化锌、铪以及稀土元素潜力。对于收藏者而言,实际的市场几乎完全是老材料:矿山时期的标本、博物馆副本、较旧收藏中的经销商存货,以及进入收藏前后期弃堆中的偶发物件。
著名的标本产生环境来自矿井本身的成岩带。方铁矿-铝矾矿矿石产生了经典的氟碘矿-方铁矿共生体。纯氟碘矿单元提供大块白色和半透明的氟碘矿,有时为大块体和解理碎片。萤石-氟碘矿和萤石-黄玉单元产生了更为奇特的氟化物共生体,包括紫色、红褐色以及铀铀含量的萤石、隐晶质黄玉、石英棘石、伪晶石、黑云母聚集体,以及晚期次生铝氟化物。经改性的氟碘矿中的空腔和裂缝产出了一些最佳的托姆斯尼石、帕赫诺石和水解氮酸铜石作品。1889年,当采石场底部位于海平面以下约28米时,暴露出方铁矿-氟碘矿矿石中含有稀有的红褐色萤石的亚相,这一细节解释了伊维格图特氟化物在氟化物中的一些最具特色的抛光样标本。
伊维格多特是氟石英灰铁矿的定义性产地:它的类型产地、唯一的大型商业矿床,以及大部分历史自然标本的来源。该矿以白色、无色、灰色、棕色以及局部深色的大块状材料、粗糙可劈裂的块状体,以及有光泽的伪立方体到块状晶体产出;优秀收藏品显示出晶莹至油光半透明的氟石英灰铁矿,而非黯淡的粉笔状团块,最理想的样品在对比棕色的磁铁矿、金属硫化物、萤石、石英或晚期氟化壳层上保留清晰的晶体或劈裂。尺寸从拇指甲大小的晶体标本到柜式和大柜式的块状物,但美学上最有力的作品通常是小柜到柜式的标本,晶体清晰易辨、色彩对比鲜明。最典型的标本来自矿体中的磁铁矿-氟石英灰铁矿和纯氟石英灰铁矿部分;较少见的样品显示经晚期改变影响的氟石英灰铁矿,在空腔和裂缝中出现帕克诺石、汤姆森石、羟基氟铝石、极景石或其他次级氟化物。
伊维格多特的菱铁矿通常并非以引人注目的独立菱柱或者热液脉系的方式收藏;它的重要性在于作为棕色的铁碳酸盐骨架,赋予经典氟石英灰铁矿标本的身份。在菱铁矿-氟石英灰铁矿单元中,菱铁矿与硫化物形成网络纹理,将氟石英灰铁矿的厘米级块体包裹起来;在某些区域,棕色的菱铁矿呈现红褐色到铁锈棕色的晶体和劈理,常长几毫米至大约一厘米,嵌在白色到无色的氟石英灰铁矿中或其上。优秀的伊维格多特菱铁矿标本是指菱铁矿在视觉上清晰可辨,而不仅是对氟石英灰铁矿的染色:清晰的棕色晶面、 crisp 的带状纹理,与锑辉矿、闪锌矿、萤石、石英或白色氟石英灰铁矿的良好搭配,以及沿着软质氟石英边缘的最小碰损。菱铁矿也属于更深层的菱铁矿-石英单元,并出现在更广泛的氟丰富组分中,但收藏者的原型仍然是装饰或纹饰于冰冷氟石英灰铁矿上的棕色菱铁矿。
除了氟铝石和方解石之外,伊维格特是世界上最重要的稀有氟化物和硫砷盐类型产地之一。类型本位矿物及历史上重要的物种包括氟铝石、托姆森石、帕克诺石、羟基氟磷铝石、博格吉尔石、博格瓦迪石、氟石硼铝石、雅尔石、尤根森石、斯泰诺石,以及方铅锡矽酸盐同系物;该矿床也是 Pb-Ag-Bi 硫砷盐及利莲纽石同系物(如维京石、爱斯基摩石、尤雷石等及相关相)的研究核心。与之相关并被收藏者所关注的物种包括氟石、电石石、前述氟铝石、氯石、魏伯石、哈格曼石、钝化石、齿状石、铝旋石、闪锌矿、方解石、脉石、辉铜矿、黄铁矿、锡石、铍铈矿、铌铕矿、石英、微斜晶石、褐云母或锌钠云母、重晶石、芘斯石、自然铋、自然银、赫西石、玛蒂尔石、坎菲尔德石、三方晶石、以及大量稀有的 Pb-Ag-Bi-Cu 硫砷盐。这些珍品中的许多为微小晶体,或需在抛光薄片中才能最佳观赏,但晚期的氟化物可形成外观令人满意的柜藏标本,尤其是帕克诺石-托姆森石-羟基氟磷铝石的外壳与在氟铝石上的空腔衬里。
Ivigtut 的材料通常不会被复杂的、特定地点的伪装所困扰;主要的采集风险是误认、标签不完整或 attribution 过于自信。大量白色氟氟石在非专业人士眼中可能被误认为石英、长石、水晶,或大块萤石,而 cryolite 上的棕色铁珪石常被随意称为褐铁矿、“铁”、方解石或白云石。一个简单的野外区分是硬度:晶质的 cryolite 相对柔软,块状材料在莫氏硬度大约为 2.5–3,钢铁可以划伤;石英不会。方解石对稀酸有明显反应,而 cryolite 不表现出碳酸盐的特性。铁珪石比石英软,可能有菱状劈理,并且易风化呈棕色。
状态极为重要。Cryolite 柔软、可劈解,边缘容易被挤压;许多旧件有锯痕、打磨面的痕迹、缺口或晶角磨损。这些并不自动判定为不合格——Ivigtut 曾是工业矿山,许多标本是从矿石中切出的——但干净的天然晶面、未受损的透光劈理、以及完整的次级氟化物喷射会带来溢价。在较老的柜台件上,如果展示面强且标签历史良好,切底或修整边缘是可以接受的。
荧光只是好奇现象,而非可靠的购买标准。部分 Ivigtut cryolite 标本在紫外线光下会发出粉红、红橙、紫红或黄色,尤其是短波段,一些文献提到磷光,但许多标本不活跃或微弱。Ivigtut 的荧光 cryolite 罕见到值得用灯的波长和照片来记录,但仅凭荧光并不能用于鉴定产地。
处理 Ivigtut 的次生氟化物要格外小心。 Pachnolite、thomsenolite、hydrokenoralstonite、prosopite、jarlite 及相关晚期矿物可能以小晶体、壳层、径向聚集体或易碎的腔内包裹物形式出现在相对柔软的 cryolite 基质上。避免超声清洗、强水浸、酸以及反复搬动。用软刷、气吹和稳固的盒架比试图“提升”旧标本更安全。
稀有程度差异极大。带铁珪石的大块 cryolite 仍可从旧藏中看到,尽管有吸引力、无损的柜台标本已不再丰富。晶体群组精美、对比强、来源清晰、与红棕色荧石相关联的标本,以及携带完整晚期氟化物的标本都更为稀少。从 Ivigtut 出现的同位点稀有物种往往是研究级、微型或抛光切片材料,而非柜台展示标本。标签重要:旧的丹麦、哥本哈根、费城/ Pennsalt、大学或早期经销商标签可增加信心与历史价值,特别是当拼写保留“Ivigtut”或“Ivigtût”时。
在矿坑尚未存在之前,先有奥苏吉亚克。阿尔苏克峽灣地區的因纽特人很早就知道这种奇特的白色矿物,远在欧洲矿物学家给它取出希腊文名字之前。它软到可以雕刻,又重到可以派上用场,地方记载称其被用作钓线铅坠;较早的丹麦记载也记载将其作为鼻烟的添加剂。今天若有收藏者手握一块洁白的晶体,往日那种前工业时代的 cryolite 生活就容易被忽视。正是那同样的柔软性,使得在抽屉里易受损的标本在 fjord 的居民手中变得有用途——在那片海湾成为战略资源前,认识它的人们就已经知道如何利用它。
欧洲的故事始于矿物学难题。1795 年,海因里希·C·F·舒马赫在哥本哈根将这种白色的重质物描述为一种“白色的脫硼酸盐石”,即 tungstophosphate 的某种变体。彼得·克里斯蒂安·阿比尔达尔加德对其进行了研究,若泽·博尼法西奥·德·安德拉达·埃·席尔瓦则给它起名 cryolite——冰石——因为它看起来像被冻住的冰。1806 年,卡尔·路德维希·吉泽克被派往格陵兰寻找有用的矿物,但欧洲的战争让他在那里滞留了七年。这段延迟变成了地质上的优势:他得以仔细研究格陵兰的矿物产地,包括伊维吉图特,并带着大量 cryolite 回到欧洲。
第一批开采几乎是临时性的。 kyllä 的化学工作促成了开采 cryolite 的实际理由,但矿石必须先从偏远的峡湾拎出来。1853 年,皇家格陵兰贸易机构指示阿尔苏克的乔纳森·迈萨森雇佣当地格陵兰人,用手工打碎矿石。cryolite 由传统的妇女船 umiak 从峡湾外运出,去会合能将其运往丹麦的船只。首批货运在后来标准下显得微小:1854 年约 15 吨,1855 年无运输,1856 年约 11 吨,均由格陵兰劳工完成。随后,在 1856 年 3 月 5 日,汤姆森与约翰·豪维茨获准派出私船,丹麦矿工和合适的工具到达;船只带着 137 吨货物返回,商业矿山从此 effectively 开始。
早年相当残酷。一个丹麦来源记载了 1862–1863 年冬季的坏血病流行,22 名工人中有 14 人死亡。在最初的 50 年里,运输到丹麦的 cryolite 有 21 艘船失事。这些数字应并列在矿山史中的整齐吨位之旁。伊维吉图产出一种矿物,使化学和铝业的生产变得更容易,但它自身早期的物流却并非易事:极地孤立、季节性航运、疾病、艰苦的体力劳动,以及临海边缘不断扩大的采石场。
到了二十世纪,伊维格塔特已经成为一个有自己节奏和限制的小型工业世界。二战前的夏季雇佣通常约为一百二十人,冬季则大约减半。矿山的利润足以让Kryolitselskabet Øresund在近一个世纪内被允许就地使用自己的货币。然而繁荣也带来错综复杂的地方遗产。邻近的格陵兰定居点阿苏克受到欧洲工人涌入的深刻影响。丹麦的记载记录了二十世纪初的社会限制,包括对妇女进入伊维格塔特周围峡湾的出行限制,这些限制一直持续到1950年代。
随后,矿山成为战时的战利品。1940年4月德国占领丹麦后,格陵兰的地位突然变得不确定,伊维格塔特的氟利石不仅是一种矿物商品,还是铝链资源。加拿大考虑采取行动以确保矿山安全;美国则推动保护格陵兰的中立,同时确保盟军的通道。随后出现了一个小而奇特的安排:海岸警卫队员被征召执行一项秘密任务,表面上从部队中退役,实际以平民矿山警卫的身份受雇。他们的工资超过海岸警卫队的工资,并以警察制服向北派遣,以免让格陵兰看起来是公开军事化。矿业公司船只 Julius Thomsen,已有氟利石贸易的背景,承载着旧的工业世界与新的军事世界。
警卫队伍很快扩展成更大规模的战时存在。美国力量保护伊维格塔特及周边设施,在格罗尼纳尔德/康吉林纽特岬建立了 Bluie West Seven。丹麦与美国在早期数字上有些差异,但故事的轮廓很清晰:从海里用手工装载货物起家的矿山,成为同盟铝供应链中的一个受保护的战略节点。氟利石在战争期间一直运往美国,产量达到当时的最高水平。
尽头则更为平静。到1962年,主矿体被认为已产尽,露天矿坑被海水充满。然而氟利石仍残留在低品位的堆场、道路、填料与港口工程中,因此伊维格塔特作为矿山的余生以一种被 scavenged 的工业化方式继续存在。1982年矿坑被抽干,以回收底部的最后一批氟利石。最终关闭于1987年。如今留下的是一个被水填满的矿坑、空置的建筑、污染的填料、旧路、麝牛足迹,以及一个在矿物学领域仍然具有不成比例分量的名字。