
Magma Mine,美国——知名的地下铜矿床,基质呈深色,含方解石、黄铜矿和方解石,收藏者青睐的高品级标本。
Key facts
位于亚利桑那州Superior的Magma Mine是美国著名的地下铜矿之一:位于Pinal County的先锋区,亦称Superior矿区的深部、品位高、坚岩矿,在Superior东缘的Apache Leap Wall下方。对于沉积岩地质学家而言,它是一个紧凑但异常具教学意义的斑状岩相关脉-置换系统,东向走向的Magma脉-断层与后期的石灰岩柱状矿体记录了水热成矿、断层、富集、氧化以及深部开采的漫长历史。对收藏者而言,Magma最为人所记得的,还是那些从矿区开采中拯救出的标本——锐利的软锰矿、雕刻般的黄铁矿,以及有时也极其出色的方解石,通常镶嵌在暗色金属基质、赤铁矿质、黄铁矿质、石英质或铜硫化物基质之上。
矿区最知名的标本,与来自Bisbee、Morenci或Mammoth-St. Anthony矿的更显眼的氧化铜经典品相不同。Magma的标本通常更紧凑、颜色更深、地下感更强:巧克力色至金色或黑色的黄铜状方解石晶体呈镜面般块状;带有阶梯状或漏斗状晶面的黄铜铁矿晶体与簇生体;清透至白色、细腻粉色的方解石在深色基质上坐落;偶有含硫化物丰富的组合,与该矿区的成矿环境比照 Arizona 氧化带的亮丽次生铜系列更直接相关。最好的Magma标本给人感觉像是被开采出来的,而非经风化——边缘硬朗、密实,与成就该营地声誉的矿体紧密相连。
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历史上,该矿最初被称为 Silver Queen,二十世纪初改组为 Magma Copper Company,成为亚利桑那州标志性的地下铜矿之一。其矿石并非单一简单体。早期与长期的产量沿着Magma脉系统,其后期采矿则越来越转向在有利碳酸盐岩层中的柱状置换体,尤其是在志留系Martin组及相关地层分层中。对收藏者而言,这一变化的采矿地理格局尤为重要:标注的水平、地层、井筒、采空区与日期格外有价值,因为该矿的标本袋散布在一个庞大而复杂的地下运作中。

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马格玛矿位于亚利桑那州东北部皮纳尔县的 superior,位于先锋矿区,也广泛称为 superior 矿区。该矿在文献和旧标本标签上曾以多种名称出现,包括 Magma Superior Mine、Silver Queen、Irene claim、Hub claim、Pomeroy、Superior Division、Magma Copper Mine 及相关的矿权名称。对收藏者来说核心的采集地是位于 Superior 的 Magma 露天铜矿,而非美国西部其他地方的若干“ magma”或“ superior”矿。
在地质上,Magma 是一处深部中温铜矿床,发育于包含片麻岩、辉石安质岩、石英砂岩、页岩与石灰岩的前寒武纪与古生代地层中,附近的中生代火成侵入体被解读为含金属流体的可能来源,以及覆盖该区域部分的较年轻火山岩和砾岩。矿区的层状岩石向东倾斜,区内断层活动显著。最主要的早期矿体结构是向东走向的 Magma 脉-断层,具有分支和分裂;后期的产量来自石灰岩中的替代沉积,尤以沿有利碳酸盐层位的扁平型矿体为主,而非旧矿更陡峭的脉状几何。
Magma 脉在结构复杂的系统中形成了主要的矿脉体,铜矿物包括黄铜矿、莹铜矿、软铜矿、戴南矿、辉铜矿和二铜铟矿,呈分带分布。上部矿区含锌矿化的闪锌辉矿,氧化带在早期银矿历史中具有重要意义。矿伴生物及相关矿物包括黄铁矿、石英、赤铁矿、重晶石、方解石、石膏,以及一系列次生和稀有物种。后期的 A、B、C、D、E 层替代矿体为扁平型铜矿体,嵌在碳酸盐层中:A 层在十 Devonian Martin 组基部附近,B 层在 Martin 组顶部附近,靠近“ Last Black Shale”,C、D 层在 Escabrosa 石灰岩中,E 层在 Naco 组基部赤褐色页岩之上第一碳酸盐地层。
开采始于银矿。以银女王为中心的 Hub 露天矿区于1875年确立,紧随其后的 Irene 露天矿区于1876年。银女王矿井通风竖井后来成为 Magma 的第一号矿井。到1880年代初,竖井深度已达400英尺,但银价和经济形势在1890年代结束了该行动的第一重要阶段。铜的出现使营地重新活跃起来。威廉·博伊斯·汤普森在对旧银女王的有利评估后于1910年组建 Magma Copper Company,地下开发很快加深了矿体并通过 Flindt 导洞将其连接。1500英尺层位上的一个大型高品位区,被报道为厚34英尺,铜品位平均10.52%,并伴有显著的银和金值,促使该矿区成为一个认真的铜生产者。
随着矿石而发展的基础设施。Magma Arizona Railroad 于1914年成立,1915年完工,以连接 Superior 与外部铁路服务,降低了运送木材、机械、物资以及运送精矿的成本。公司在1920年代于 Superior 建立了自己的冶炼厂,随着矿体深化扩展了竖井和通风系统,在1927年发现后开发 West 矿体自 No. 5 号竖井起,随后向东推进至替换矿体。A 层于1948年在地下勘探钻探中发现,1953年投产,随后在1965年又发现了额外的赭岩矿体。
矿山的寿命虽长但呈周期性。随着矿体耗竭或成本过高,产量下降并转移。Magma Copper 在1982年8月停止在 Superior 的开采与加工,经过71年的生产,铜价走低和运营成本高企迫使停产;随后在保护与维护工作结束后,矿井被允许进水淹没。1980年代末铜价回升后矿井被抽水,短暂复兴,商业运营于1990年9月重新开始,BHP 通过1996年与 Magma Copper 的合并收购了 Superior 业务。1996年6月28日,旧 Magma 运营在可开采 reserves 耗尽后被暂停。在 Magma Copper 的 Superior 项目1911–1996年生命周期内,矿山生产了约2760万吨矿石,平均铜含量约4.9%,并伴有锌、金、银等主要副产物的回收。
对收藏者而言,如今最重要的事实很简单:Magma 矿场已关闭且无法进入。旧矿区成为现代 Resolution Copper 项目现场的一部分,旧 Magma 基础设施的部分已被回收、修复或整合进勘探与项目设施。地下采集并非当前的现场选择;几乎所有合规的收藏标本都是来自旧矿藏、矿工、地质学家、工程师、公司藏品与亚利桑那州收藏的分散标本,或通过矿物市场回收的作品。
最有记录的样本发生地与深部工作层级和命名床层或开采区相关联。方解石在 A床有记录,包括标注自2100英尺层位的样本,以及来自如3620层的3600-4D开采区等深层开采区。方解石袋在矿山的整个开采寿命中均有发现,尤其是在靠近 No. 5 竖井的较热下部工作区出现粉红色锰方解石,以及以各种晶型呈现的白色至微白色晶体,一块在1986年秋季的袋样尤为突出,约5英尺长、1英尺宽、4英尺高,产出清晰的双晶晶体,嵌在深色晶化基质上,大小约3英寸。已发表的样本说明也记录了3460层的3440-6C开采区的方解石,采自1980年7月,以及1980年11月在3600-4D开采区与方解石共生的石膏。黄铁矿标本在若干区域均有发现,包括在1970年代末采集的D床的明亮方陨晶与坑状晶体。

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方铅矿是玛格玛矿的标志性收藏矿物,最优秀的样品也能说明该产地为何在亚利桑那州方铅矿分布中屡次被 singled out:从拇指头大小到小型桌面尺寸的尖锐板状晶体,通常呈白色、金色、巧克力棕色,或几乎黑色,个别晶体可见约2英寸(约5厘米)直径,精美标本在晶面表现出玻样光泽、边缘微透光和吸引人的条纹化。玛格玛方铅矿最强的通常并非体积最大;它们的质量取决于光泽、清脆度、颜色对比以及基岩基质的平衡,尤其当棕色或金色的晶片位于带有黑色硫化物、赤铁矿、石英或方解石的基质上时。标注A层、深层水平,或特定风化段如3600-4D风道等,增添真实趣味,因为许多最好的材料是在矿工和矿场工作人员在生产期间保存下来的,而非从尾矿堆中采集。
玛格玛方解石虽不如方铅矿声名显赫,但有着忠实追随者,因为矿井在下部工作区开采出了令人惊喜的囊袋材料:来自高温下部工作区的精致粉红色锰方解石、白至类白色的多种晶型、角脊状组晶、在镜面赤铁矿基质上的圆形复合晶,以及1986年秋季显著囊袋中的清晰双晶。优质玛格玛方解石以透明度、光泽、完好的端面及黑暗基质的质量来评判,即使晶体并非极大也能在视觉上显得引人注目。最完整的囊袋约长5英尺、宽1英尺、高4英尺,产生了清晰的双晶,直径约3英寸;更常见的样品较小,通常为拇指级和迷你型,许多带有少量接触或擦伤,这在运行铜矿时保存的标本中更为常见,而非专门为收藏者挖掘的。
黄铁矿是岩浆矿石中最丰富的硫化物,存在于大块矿体以及晶体标本中,最重要的收藏品是明亮、铜黄色、晶形完好的晶体,而不是主导矿井的大量矿石材料。岩浆黄铁矿通常以立方体、改形立方体、菱方晶、互生簇状出现,偶尔见到带有台阶状或漏斗状面的晶体,通常尺寸从拇指大小到微型,与方解石、石英、辉铜矿、 Tennantite 族矿物、萤石、菱镁铁铝石、铅银矿、赤铁矿、硫砜矿及其他硫化物或硫酸盐风化产物有关。优质样品以形态锋利、金属光泽新鲜、未氧化、完整的三维呈现而著称;1970年代末采集的 D 床标本在有旧标签或收藏史支持时尤其值得珍藏。
在三大收藏品种之外,岩浆还拥有一套与其铜-银-锌矿石、氧化带以及深部硫酸盐成矿环境相关的系统矿物群。已记录的种类包括 黄铜矿、辉铜矿、蛇纹石、闪锌矿、方铅矿-菱铜矿、 Tennantite 组矿物、闪锌矿、铅银矿、天然铜、天然银、岩锶辉矿、赤铁矿、石英、石膏(含石膏石膏晶)、金风石、冠铁矿、隐晶云母、导云母、绿柱石、菱菊石,以及如 Mawsonite 这样的稀有矿石相。该矿并非以单一点的母矿著称;其声誉来自于深层地下铜矿中常见种类的非同寻常的收藏品质,尤其是方解石、黄铁矿,以及以品鉴者偏好著称的石膏为主的收藏潜力。
熔岩矿物标本总体为老存货材料。当标签准确时这是优点;标签不准确时则成问题。认真的收藏者应寻找来自老派亞利桑那的标签、收藏谱系、矿井层级或采场信息,以及与已知的熔岩矿习性的一致性:板状的棕色、金色、白色或黑色方解石;紧凑的明亮黄铁矿晶体;以及在暗色硫化物-赤铁矿-石英基质上的方解石。仅写着“Superior, Arizona”的模糊标签应谨慎对待,因为该区包含多座矿井,而且“Superior”也是其他州常见的地名。“Magma Mine, Superior, Pinal County, Arizona”是首选的产地表述。
错误标注比故意伪造更常见。棕色板状的Magma方解石方解石方解石可能被缺乏经验的卖家与 warmen化物或西部其他棕色方解石混淆;同样,来自Magma的黄铁矿缩略样品有时在缺乏产地信息的情况下出售,因为黄铁矿本身常见且外观不具独特性。对带有可疑夸张着色、异常均匀的发黑或不自然表面光泽的方解石标本应仔细检查,尽管目前并未发现针对Magma材料的重大、文献充分的假冒行业。更常见的问题是 provenance 丢失:矿工的收藏记录通过地方收藏、展会和经销库存进入市场,往往只有简短的手写标签。
品相至关重要。熔岩方解石可能有边缘缺口和角部挫伤,尤其是在锋利的板状晶体上。深棕色晶体比淡色或金色晶体更易隐藏损伤,因此应在边缘处用反射光观察。方解石更软、也更脆弱;许多件会出现碰伤、背面接触痕、劈碎缺口或从矿场运输中导致的晶体分裂。黄铁矿较硬但并非不可破坏——注意观察锯齿边缘、赭铁矿着色、初期氧化迹象,以及跳跃状或阶梯状晶体的边角破损。避免让黄铁矿标本在潮湿环境中存放,并将它们远离在拥挤抽屉中易受损的脆弱方解石和方解石,以防黄铁矿磨损其他更软的相关矿物。
荧光并非Magma作品的主要吸引力。粉红色的锰方沸石可能在紫外线下值得查看,但收藏者不应仅凭荧光承诺购买Magma方解石,除非已看到实际反应的证明。矿井的二级硫酸盐矿物若存在,可能脆弱且对湿度敏感;易挥发的硫酸盐及硫酸盐改性产物应保持干燥稳定。
市场供应适中,但质量有限。少量的方解石(方解石)和黄铁矿经常出现,使得 Magma 并非不可能的产地,但带有长期收藏历史、命名层位数据以及卓越光泽的顶级作品不再容易找到。方解石的选择性更高:吸引人的微型晶体偶有出现,但最优的清晰二斜晶方解石以及经典粉色锰方解石远比该产地的声誉所暗示的稀缺。以方钻石、黄铁矿、方解石为核心,再加上一个或两个稀有矿物,此 Magma 套件可以构成一个紧凑但历史丰富的亚利桑那州子收藏。
Magama 故事以 frontier 的发现开场,带着常见的尘埃与领地矿业的神秘。1875 年,当亚利桑那州尚未成为州境数十年之久时,Silver Queen 与 Silver King 的发现宣布了 Superior 区域的第一段伟大矿业篇章。后来的 Magma 诞生地,W. Tuttle 于 1875 年 3 月 29 日定位 Hub 采矿权,中心在 Silver Queen;Irene Vail 于 1876 年 9 月 1 日定位邻近的 Irene 采矿权。那两块矿权成为 Silver Queen 财产的核心,古老的 Silver Queen 竖井后来成为 Magma 的 No. 1 竖井。到了 1882 年,竖井深达 400 尺,100、200、300、400 三个水平线处有短横井道。矿工们追求的是银,并将相当部分铜留在了后方。
当银价未能支撑矿山时,那里渐渐安静下来,以致 George Lobb 多年担任看守,偶尔从堆存物中挑选银矿石并装运他能运走的部分。这个画面——一人翻寻旧银矿的废料,显然尚未意识到日后铜业故事会变得如此庞大——成为该矿历史中颇具意味的一幕。转折发生在 William Boyce Thompson 进入该区之后。汤普森让 Fred Flindt 评估 Superior 的矿产,并请 Henry Krumb 研究旧 Silver Queen。 Krumb 的有利报告促使 Thompson 于 1910 年 6 月组建 Magma Copper Company。该公司从地表开始推进 Flindt 的巷道,向旧竖井的 215 尺水平汇合,至 1911 年中竖井深度已达到 650 尺。一座银矿正在蜕变为铜矿。
矿山的第一次二十世纪伟大突破来自 No. 2 竖井。1915 年从 Flindt 隧道的 215 尺水平开凿,1916 年达到 1,500 尺水平,在 Magma 脉线上形成极为富集的区域。该脉在那儿呈现墙壁包裹矿化,厚度 34 尺,平均铜 10.52%、每吨银 5.37 盎司、每吨金 1.26 盎司。对于一个地下铜矿来说,那是财富的黄金等级矿石,而时机也无比戏剧性:欧洲战争的需求在上升,Magma 将选矿厂扩展至每日 300 吨。
铁路紧随矿石而来。1914 年 10 月,Magma Arizona Railroad 成立;到 1915 年 5 月,一条 31 英里窄轨线将 Superior 与 Florence 附近的 Phoenix and Eastern Railroad 连接起来。耗资 16 万美元,这条铁路改变了露营地的日常生活,也改变了矿业账目。木材、机械、物资以及铜精矿不再需要经过成本高昂的旧路线运输。Magma 不再只是地下矿山,而是一个由竖井、磨坊、冶炼厂、铁路和小镇共同构成的系统。
马格玛的地下世界酷热难耐。随着矿井越挖越深,岩石温度升高,1930年代初第5号竖井的岩石温度达到了超出126华氏度的水平。仅靠通风要使新开凿的矿口变得可容忍,可能需要数年的时间。1937年7月,威利斯·卡里尔在3400英尺和3600英尺的水平面上安装了空调设备——对于当时的硬岩矿来说,这是一次非同寻常的干预。收藏者也以另一种方式记住那段高温:在150华氏度的水中,来自第5号竖井底部的粉红色锰方解石被报道,这一标本故事在记忆中几乎显得不太可能,直到人们想起那时马格玛是多么深且多么炎热。
这座矿也有不幸的时刻。1927年11月24日,第2号竖井发生火灾,致使7名矿工遇难。三天后,即11月27日,另一场火灾在第1号竖井爆发。两座竖井都遭受了严重损毁。第1号竖井本就接近废弃,火灾后坍塌并未修复;第2号竖井修复后于1928年重新投入使用。这场灾难与如今柜台中被欣赏的明亮的黄铜矿辉石和方解石形成鲜明对比——这些标本来自一个矿井工作环境,在那里温度、木材、通风、提升和火灾从来不是抽象的概念。
在马格玛的标本采集并非随便的周末活动。在上世纪70年代末和80年代初,矿山工程师、地质学家、轮班领班和矿工有难得的机会在生产中暴露出的裂缝处看到地层露头。这也是为什么许多最优秀的马格玛标签读起来更像地下坐标而非收藏者的指引。来自3620层3600-4D落井带的方解石组,是轮班领班特德·米勒在1980年11月采集的。来自相同落井带和层面的石膏同一时间采集。来自3460层3440-6C落井带的方解石,是莱斯·普雷斯米克在1980年7月采集。这些标签之所以重要,是因为它们保留了发现时的实际矿井地理信息。
1986年秋季的方解石袋是马格玛收藏中的一段伟大小故事。它是在一个回洞中发现的,而不是收藏者挖掘所得,其尺寸约5英尺长、1英尺宽、4英尺高。内部是清澈的、双晶的方解石晶体,最大直径达3英寸,镶嵌在深色晶质基质上。对于一个以方解石和黄铁矿著称的矿井而言,这个袋中的方解石将其从一个附属物提升为完整的马格玛系列中的关键组成部分。
有一段苦乐参半的结尾篇章。在最后的矿业阶段,马格玛管理层认识到矿石标本的价值,雇佣了一两名全职矿工专门采集标本以便出售。这一决定很可能挽救了许多本来会被粉碎、磨碎,或在地下丢失的标本。等到老矿运营关闭时,马格玛不仅产出数百万吨的高品位铜矿石,而且留下了一个地下矿井的矿物记录——现在再也无法以同样的方式进入、重复或采集。