明尼苏达州，美国 本地矿区向铁矿带矿物（石榴石? wait) 回?
Key facts
Minnesota 是一个州级的局部地区，但对于矿物收藏者来说，它的个性相当集中：铁、锰、二氧化硅，以及古生代前期岩石的深度风化。经典标本来自明尼苏达州北部及中东部的铁带，尤其是克罗翼县的库亚纳北部铁带，在那里前寒武纪铁层化被氧化、破裂、破碎化并在局部区域富集锰。这些裂缝和空腔形成了该州最具辨识度的收藏矿物：乌黑发亮的Groutite、球状与钟乳状的针铁矿、致密且晶体状的赤铁矿、在矽卡岩脉和覆层中的石英，以及玲珑奇特的Binghamite——一种含纤维状赤铁矿和/或针铁矿的绚彩石英富岩。
库亚纳的材料在 alpine 石英或 Tsumeb 碳酸盐的炫目样式上并不抢眼。它的魅力在于更密集、更深色且更具地质感。最佳的Groutite是在淡色石英腔体中的光泽黑色晶体；最佳的针铁矿来自旧矿腔中的滚动、彩虹般光泽的黑到青铜色簇晶；最佳的赤铁矿则从大颗粒带状铁矿到嵌在以石英为主基质的微小透明红晶体。若放在柜中，明尼苏达州的铁带标本呈现的视觉特征与矿区本身一致：红棕色铁石、白色或灰色的二氧化硅、黑色的锰氧化物，以及偶现来自一小块清晰晶面所反射的镜面光。
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Minnesota 在历史上也很重要。 Vermilion Range 在 1880 年代提供了该州第一批运出的铁矿石；Mesabi Range 成为北美洲的伟大铁区之一；而 Cuyuna Range 是明尼苏达经典铁带中开发晚的一个，它增添了一段富锰的篇章，对矿物收藏者尤为重要。Groutite 最早是在库亚纳矿区被描述，minnesotaite——铁丰富滑石族的符合铁层矿物学特征的同分异相，被以州名命名。除了铁带之外，北岸的苏必伦湖还出产玛瑙、针状矿物、沸石以及含蛇纹石的材料；道拉斯木地体（Duluth Complex）提供硫化物、铂族元素矿物，以及 hibbingite 的型产地。
照片: 维基共享资源
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收藏级的明尼苏达州标本与该州的铁层地质紧密相关。Cuyuna North Range，靠近 Crosby、Ironton、Trommald、Riverton 和 Cuyuna，是代表广泛收藏中的灌脉石-赭铁矿-赤铁矿-石英组合的关键地区。含矿岩石属于一个紧密褶皱、稍微变质的前寒武纪页岩、板岩、纹层岩、铁层以及较少的碎屑与火山岩的地层序列。主要的含矿单位是 Trommald 组，在某些地方下面还有 Mahnomen 组，上覆以 North Range Group 的较年轻单元。新第三纪更新世的冰川漂移覆盖了大部分基岩，使得地质学家和收藏家熟知的暴露点多为矿业活动所形成。
Cuyuna 的矿石属于苏必利尔湖型铁层地层，但与更著名的 Mesabi 矿床不同之处在于其显著的锰含量较高。在 Trommald 组的厚层相中，燧石和铁氧化物形成从数英寸到数英尺厚的岩层，主要由赤铁矿、赭铁矿和石英组成，碳酸盐、磁铁矿、绿泥石、柱石绿石、铁硅酸盐所占的比例较小。在较薄层或氧化程度较低的区域，组合物还可能包含方铁矿、磁铁矿、Minnesotaite、柱石绿石、非晶态辉石岩及石英。氧化过程对收藏矿物至关重要：早期的脉洞被转变为石英-赭铁矿和石英-赤铁矿，而后期的裂缝、晶洞和角砾体充填又引入或集中石英、方解石、方铁矿、菱锰矿、赤铁矿、赭铁矿、锰矿石、菱铁矿、隐晶菱铁矿等矿物。
最重要的标本环境并非大量矿石本身，而是位于氧化铁层中的空腔与裂缝及其附近。赭铁矿出现在 Mahnomen 与 Sagamore Mangan No. 2 坑的晚期晶洞中，这是其共原生地，以及在额外的 Cuyuna 矿区如 Robert 矿与 Section 6 矿中也有发现。锰氧化物和氢氧化物在裂缝中局部充填，宽度可达几英寸，特别是在 Trommald 组底部附近以及 Mahnomen 组顶部附近的石英岩开口处。这些就是能产出可辨识矿物标本的脉洞，而不仅仅是矿石。
采矿历史与收藏历史紧密相连。十九世纪的测量员就注意到了磁偏角，而卡伊勒·亚当斯（Cuyler Adams）随后通过下沉针测量追溯埋藏的山脊。钻探在1903年证实了铁的存在，1904年确认了矿石质量材料。肯尼迪矿是卡伊尤纳（Cuyuna）矿区的第一座井口达到基岩的矿井，也是1911年该山脉首次矿石外运的年份。在第一次世界大战期间的繁荣时期，镍铁矿中含锰铁矿的需求推动活动达到高峰，整个区内有数十座矿山在运营。与卡伊尤纳勘探与开采相关的主要公司与运营商包括 Adams Brothers、Cleveland-Cliffs、M. A. Hanna、Inland Steel、U.S. Steel 的 Oliver Iron Mining Division、Pickands Mather、Snyder Mining 等等。
随着时间推移，开采方法也在演变。最初的工作包括地下作业，但到了二十世纪二十年代末和三十年代，露天开采变得日益重要，最终成为主导。Pennington 与 Rowe 坑是早期露天开采作业中的代表；随后，矿坑与堆矿汇聚成一幅崎岖的矿业景观，充斥着被水淹的挖掘区、堆矿、台地以及铁矿石碎块。卡伊尤纳的产量持续到二十世纪末，最后一批矿石于1984年从 Zeno 矿运出。相比之下，梅塞西比山脉（Mesabi Range）仍是明尼苏达州活跃的铁矿开采中心，如今聚焦于针铁矿（taconite）。
对收藏者而言，如今的限制在于进入。许多旧的卡伊尤纳矿山已被淹没、被回收、私有化，或并入卡伊尤纳国土州立休闲区。明尼苏达州自然资源部的规定禁止在州立公园和州立休闲区进行采石收藏，旧矿区也适用同样的实际谨慎原则：切莫以为废弃的坑、堆或堆场就是开放的。例如 Mahnomen 坑区如今已成为休闲景观的一部分，那里不允许采集。因此，现代在市面的明尼苏达标本大多来自较早的矿区时期或后矿区收藏、社团旅行材料、极少数的博物馆弃置品，以及在进入限制前流通过当地收藏者的物件。
若干矿坑因特殊标本而著称。Mahnomen 与 Sagamore Mangan No. 2 坑因格劳特石（groutite）的典型产状而具有重要地位。Robert Mine 出产的格劳特石尤其受欢迎，包括在石英丰富的晶洞中出现的尖锐、光泽黑色晶体，来自一处著名的1980年代发现。Section 6 以美观的球状针铁矿（botryoidal goethite）与锰-铁氧化物材料著称。Rabbit Lake 产出相当大的针铁矿标本，属于卡伊尤纳组。Portsmouth 则以覆盖有石英的针铁矿钟乳石以及更广泛的石英-赤铁矿-针铁矿脉系统而闻名，该脉系也为该区赋予了宾汉石（binghamite）的名称。Manuel 及相关的卡伊尤纳矿区则以赤铁矿为记载，包括在块状赤铁矿与石英基质上的小晶体。
明尼苏达州的Groutite是该州的标志性稀有矿物：黑色至iridescent的Mn3+O(OH)，最初在被误认为是赭铁矿的Cuyuna Range材料中被识别为不同的矿物，随后X射线检测确认。 在 Mahnomen 和 Sagamore Mangan No. 2 产地类型地点，它作为带状铁矿层中的晚期矿化出现在带状铁岩的簇孔内，伴随针铁矿、赤铁矿、锰矿和石英； Robert Mine 的标本则增加了收藏者偏好的超高光泽、喷墨般的黑色晶体，排列在石英和氧化锰空腔内，单个晶体通常在毫米数量级，但作为柜装级的空腔板要罕见。最好的明尼苏达 Stücke 显示出明亮的光泽、清晰的晶体形态而非黯淡的黑色外壳、开放的簇孔展示，以及与淡色石英或铁质基质形成的干净对比；普通样品通常为块状、不清晰，或在混合锰氧化物中视觉上难以辨认。
明尼苏达州在铁区族中的石英主要是脉状、燧石、玉髓，以及覆盖矿物，而不是大晶体透明石英的来源。在 Cuyuna North Range，它通过 Trommald 铁层形成为燧石层、石英脉、石英-针铁矿与石英-赤铁矿脉材料，以及对铁氧化物的晚期覆盖层； Portsmouth 地区的石英覆盖层覆盖于针铁矿钟乳石上，显示出最具收藏性的一种晶态习性，而宾汉石（Binghamite）则代表宝石加工的端成员，是一种与纤维状赤铁矿和（或）针铁矿共生的石英-rich 岩体，呈类猫眼光泽。良好的 Cuyuna 石英样品的价值并非来自晶体尺寸，而在于质地与组合：在黑色针铁矿上的闪耀簇晶、覆盖锰富集腔洞的白色石英帽、红色赤铁质玉髓，或带有强烈动态眼状花纹的抛光宾汉石。
明尼苏达州的尖晶石 goethite 是氧化型 Cuyuna 铁层中主要的矿石矿物之一，也是该州更易获得的陈列矿物之一。在收藏家样品中，它呈现为黑色到棕色的球状壳层、鼠耳状表面、钟乳状形态以及铁岩块，常伴有石英、赤铁矿或锰氧化物；第6节曾出产出彩虹光泽的球状材料，Rabbit Lake 有相当大尺寸的 goethite 标本，Portsmouth 出现了被石英包覆的 goethite 钟乳石。最理想的样品具有光泽的球状表面、铜青到蓝紫色的虹彩、完整的钟乳石形态，或与白色石英形成鲜明对比；普通样品多为巨大“赭铁矿”风格的铁岩碎块，表面定义不明显，旧标签可能需要通过仔细的条纹和相关性检查来将 goethite 与富含赤铁矿的物质区分开来。
明尼苏达州的赤铁矿既是该州铁矿开采历史的支柱，也是一个在脱离仅仅作为矿石类别时的合法样本矿物。在 Cuyuna 造山带，它与 goethite 和石英共同出现在氧化铁层中、石英-赤铁矿脉、巨型带状矿石、镜面状脉线，以及小型晶群；Manuel 矿区材料包含在巨大的赤铁矿和石英上非常小的半透明赤铁矿晶体，而更广泛的 Cuyuna 与 Mesabi 区域提供了大量的赤铁矿石矿。优质样本显示干净的球状肾形矿石、明亮的金属光泽或次金属光泽、晶体般的闪光、极小晶体中的红透光性，或与石英的红白相间带状美观；普通样本则是以人为历史价值为主的重块状矿石碎片，若纹理、抛光或相关性特别，则仍具吸引力。
明尼苏达州更广泛的矿物清单远不止这四个物种。明尼苏达铁卫石，Fe2+3Si4O10(OH)2，是来自库杨納与梅萨比铁矿带的特定产地铁含硅酸盐，并且是相对未氧化铁-地层矿物群的重要组成部分，尽管它很少形成具观赏性的晶体。希宾金铁矿，Fe2+2(OH)3Cl，是在杜鲁斯褶皱带部分蛇纹岩化的三斜辉长岩质岩石中描述的，主要是一种科研微体样品至岩芯样品矿物。绿头石在苏必利尔湖北岸具有共产地，来自凯维纳安斜长岩的海滩砾石中发现，包括微小的板状晶体。库杨纳的稀有矿物及关联矿物包括磁铁矿、磁黄铁矿、隐晶砷、菱锰礦、菊石铁矿、非酸性云母、 stilpnomelane、磁铁矿、角闪石/硬玉石、带有绿柱石样的岩石，以及深受宝石加工爱好者喜爱的宾汉矿。州内其他地方，杜鲁斯褶皱带增添了铜镍铂族元素的硫化物矿物群，包括潘特兰石、硫砷铜矿、磁黄铁矿、古巴矿族矿物、铋矿、铂族元素等，同时上苏必利尔湖沿岸在野外收藏者中以玛瑙晶和含网状玄武岩矿物而闻名。
明尼苏达铁区标本常被误解的原因是标签过于自信而非故意造假。经典的警示是 groutite 与 manganite 的混淆：最初将 Cuyuna 区的材料认作 manganite，因为两者都是黑色的锰氧hydrox化物，而来自该区、未标注或标注不清的黑色锰氧化物壳仍然在视觉上具有欺骗性。一个带有古老 Cuyuna 来源的尖锐、光泽感强的晶洞标本，比简单标称为“groutite”的黯淡块状黑氧化物片更具说服力。对于重要购买，尤其是本源地 groutite，若有文献的旧标签、经销商历史、收藏来源或分析确认，通常值得支付溢价。
赭铁矿、赤铁矿，以及“褐铁矿”标签也需要仔细审视。Cuyuna 的铁石岩通常含有混合物，旧标签可能将褐铁矿作为现场用语来指代棕色铁氧化物而不是一种矿物物种。红棕色条痕支持赤铁矿；黄棕色到棕色条痕并带水合的球状簇晶结构则支持赭铁矿，尽管混合物并不罕见。球状赤铁矿和赭铁矿容易混淆，尤其是在表面较暗、风化或覆盖着后期的二氧化硅时。
对于氧化铁标本，状况问题是常见但重要的。球状赭铁矿在高点处会被挤压和碎裂，损失赋予标本价值的彩虹色薄皮。覆盖石英的赭铁矿钟乳石在硅壳桥接下面的空洞或多孔铁氧化物时可能较脆弱。 groutite 晶体小、易脆，且易被磨损使光泽黯淡；最好的标本应通过母岩处理并存放，以防黑色晶面与棉、泡棉或盒盖相互摩擦。赤铁矿矿块物理上较坚韧，但可能散出红色粉尘或染色标签与托盘。
宾厄姆石是一种特殊情况。它常被松散地标记为石英品种、碧玉、玛瑙、绢石、库尤乃特石，或“美洲虎眼石”。收藏价值取决于切割后强烈的猫眼效应，而非物种纯度。没有闪光的粗糙块比吸引人光泽的抛光石更常见；带有明亮红、金、灰色且眼球在移动的材料更受追捧。由于宾厄姆石是由石英/玛瑙与铁氧化物纤维或板组成的岩石，物种标签应具描述性，而不是将其混同为单一矿物种类。
稀有性因物种而异地显著变化。来自明尼苏达州的巨大赤铁矿和方铁矿并不罕见，但精美、来源可追溯性良好的Cuyuna展示标本则远比矿量所示的稀缺。类型产地的Groutite在市场上确实稀少，具有光泽露头孔的Robert Mine或Mahnomen pieces受到系统收藏家和铁带矿区专家的追捧。Minnesotaite和Hibbingite在科学上具有重要意义，但很少作为传统的观赏标本出现。来自著名Cuyuna矿区的现代野外采集通常并非现实的供货来源：许多矿区已被洪水淹没、被开发回收、私人拥有、不安全，或位于禁止采集的公共休闲用地内。
“Cuyuna”的名字听起来很古老，但最知名的起源故事却非常个人化。与追踪埋藏山脊相关的勘探者Cuyler Adams，在一个冰川漂移遮蔽矿石的地貌上工作。这个故事的名字由“Cuy”取自Cuyler，以及“Una”是他狗的名字。无论是在矿业史、地方解读，还是公路旁的传说中，这恰恰是收藏者记住的 Naming 故事：一个重要的铁矿区不仅以持针人命名，也以跟随他穿越灌木丛的狗命名。
Cuyuna 的发现是仪器对露头的胜利。测量员在1859年就注意到罗盘偏角，但矿石体被漂移物覆盖，厚度从数十英尺到数百英尺不等。1895年的Adams的下倾针工作帮助勾勒出磁力引力的轮廓，在地面上没有红色峭壁或明显的铁矿脊可供讲述。最终钻探在1903年发现铁，1904年得到矿石质量材料，肯尼迪矿井井筒在1908年达到基岩。1911年第一批堆存的矿石从肯尼迪矿井铁路运输时，Minnesota 著名铁矿带中最后被开发的地区成为了一个工商业事实。
Cuyuna 最悲惨的故事是1924年2月5日的米尔福德矿灾。米尔福德矿是一座位于克罗斯比以北的地下铁矿，由George H. Crosby拥有，到1924年深度大约达到200英尺。那一年矿山运出大约70,000吨含锰铁矿石，这种矿石使Cuyuna对钢铁制造商非常重要。随后在矿山东端的地表塌陷将矿井与Foley Lake相关的泥水相连。在不到二十分钟内，矿井洪水淹至距地表十五到二十英尺处。41名矿工遇难，只有7人获救。灾难中有人记得的一句指令已成为当地故事的一部分：“节省呼吸，开始攀爬！”
后来矿业景观找到了第二种生命，这让许多曾经从事矿石开采的人感到惊讶。Portsmouth 坑曾是一个有台阶、机械和铁矿石的地方，1957年8月19日成为 Project Manhigh II 的发射场。一个280英尺的塑料气球在深矿坑的庇护所中准备好，以免被风吹走。它将空军中校David G. Simons送入密封的穹舱，升至距地球约19英里的平流层，作为载人航天前的高空生物医学研究的一部分。很少有矿物区能拥有如此奇特的弧线：前寒武纪铁层、晶洞中的锰氧化物、露天开采，然后气球攀升至太空边缘。
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