
美国新科尼利亚矿:亚利桑那州的铜矿区,以其在孔雀石上的艳丽蓝铜矿、自然铜、沙托基特,以及类型产地的阿约石和帕帕戈石而闻名。
Key facts
新科尼莉亚(New Cornelia)是亚利桑那州经典的铜矿地之一:位于皮马县西部的阿霍市山脉中的阿霍(Ajo)大型露天铜矿,属于角砾-花岗岩式铜矿床,在加工矿石体与一套独特的氧化铜矿物群之间,常规 specimen 的收集率异常出色。对收藏者来说,这个产地的著名之处并不仅在于规模庞大,而在于它曾产出一种易于辨识的矿物风格:方块状、近似立方体至玫瑰花状的孔雀石在绿孔雀石上的呈现;孔雀石在尖锐的置换像中取而代之的孔雀石型置换;看起来极具“密歇根风格”的本生铜晶体,竟出现在亚利桑那;深蓝色的沙提卡铜(shattuckite)块体;以及本矿区的铜硅酸盐类型矿物 ajoite 与 papagoite,这两个名字在矿物命名学的 DNA 中仍然带有阿霍的印记。
在地质学上,该矿属于以科尼莉亚石英单斜辉长岩为核心的斑状辉铜系统,矿化受裂隙化、角砾化、渗透性与改造等因素控制,分布于拉拉米德侵入体及相邻的火成岩周围。与许多铜矿带中厚厚的浸出盖层与广泛的地表超生带占主导地位的情形不同,新科尼莉亚具有重要的低温生开采生铜矿体,以及其上方相对直接的氧化铜碳酸盐盖层。这种化学特性有助于解释为何最好的柜台样本看起来如此生动:当铜丰度高、活性流体通过断层与空隙移动时,岩石组合中生长出强烈的蓝色与绿色碳酸盐,后续的开采在合适的时机穿过含样品的区域。
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最佳的新科尼莉亚样品具有沙漠开采、老阿利桑那的特征:紧凑的基质块体,通常带有来自专业回收与修整的平整背面,在方晶状孔雀石、丝状孔雀石,或在石英及改造的斑状岩中的铜晶体中收集到紧密的群组。Ajoite 与 papagoite 通常体积较小,在南非石英包裹意义上的矿物学性质也不算显眼;在阿霍,它们以显微至小晶聚、脉状、涂层与富蓝至绿宝石色斑块的形式出现在改造母岩中。若在收藏中检视,此产地的回报在于仔细观察:ajoite、papagoite 与 shattuckite 之间的颜色差异、azurite 被 malachite 部分置换的现象,以及黑色或红褐色铁质基质与饱和铜色之间的纹理对比,共同构成新科尼莉亚的本质。

照片:维基共享资源

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新科尼利亚矿位于亚乔以南,亚乔矿区的小亚乔山脉内。露天矿床呈椭圆形扩散状的斑状铜矿床,主要载于经改型、破碎的科尼利亚正长斜长花岗岩中,矿化也延伸到邻近的石英闪长岩相和改造的白垩纪火山岩。该区位于盆地与山脉省内,矿床地质学是侵入性斑铜矿床结构、变质、断层、氧化及低品位大规模铜矿开采的经典研究对象。
矿体被描述为一个大型扩散状铜系统,含方铜矿辉铜矿和黄铁矿成脉及散在粒状矿物;次要矿物包括钼辉铜矿、闪锌矿、金贝矿-四末矿族、磁铁矿以及针铁矿。氧化产生了一个富碳酸盐和富硅的上部带,其中孔雀石丰富,蓝铜矿、绿青铜矿、氧化铜、铜铅矿、赤铁矿、褐镁礦及相关种类在较小但局部可作为标本等级的浓集体中出现。氧化带在底部相对清晰,缺乏厚厚的侵蚀性覆盖层使得色彩斑斓的次生铜矿直接进入矿石开采序列。
该矿的工业重要性来自解决一个早期亚乔矿业未能解决的问题:如何在偏远、干旱的沙漠中从一个大型低品位铜矿床中获利。早期高品位手选材料只能通过艰苦的物流运输,而碳酸盐矿石远不如Bisbee和Morenci等区的富矿氧化矿床那样富裕。随着约翰·C·格林威、路易斯·D·里克茨博士以及新科尼利亚与凯鲁美特&亚利桑那合资公司的工作,取得了大规模成功。开发出浸出工艺,先在小规模试验,扩展到每日40吨的试验运营,然后建成5,000吨产能的厂。吉拉弯(Gila Bend)铁路、水源与管线、城镇、浸出厂、电解精炼厂以及露天矿均属于从勘探到公司城镇转变的同一改造体系。
露天开采始于1910年代,浸出厂于1917年竣工,第一批铜阴极在同年六月离开亚乔。硫化物矿石变得日益重要,选矿厂于1924年投入运营。1931年,在凯鲁美特&亚利桑那与费尔普斯·邓奇公司合并后,亚乔成为费尔普斯·邓奇的新科尼利亚分支。生产在20世纪持续,铲、运输、选矿和冶炼得到改进,直到在20世纪80年代中期铜价走弱时矿山关闭。随后公司继承通过收购费尔普斯·邓奇,将该物业并入了法螯普特-迈克莫兰公司(Freeport-McMoRan)的体系。
样本历史比矿业历史要短得多、也更专注。早期的氧化物矿产无疑暴露了蓝铜矿和孔雀石,但来自最初几十年的可验证收藏样本却很少。经典的产出出现在20世纪50年代末至60年代初矿坑扩展,进入更深的硫化物相关区域和相关的次生裂缝口。那一时期产出丰富的蓝铜矿和孔雀石样本、巨大的自然铜晶体与团块、晶化的沙特克石、氧化铜矿、阿若石和帕帕瓜石。第二个也是最后一个有组织的样本生产时期出现在70年代,当时Wayne Thompson和Southwest Mineral Associates在矿山签订了采集合同;他们的工作回收了如今熟知的锯背蓝铜矿和“先蓝后孔雀石”的样本板。自70年代末以来,矿山尚无可比拟的新样本回收的记载。
如今 New Cornelia 已非随便采集的地点。矿坑停产、规模巨大且危险,未经相关产权人明确许可,公众进入矿山本身应视为禁止。游客可以在 Indian Village Road 的 Ajo Mine Lookout 处观看露天矿坑,并通过 Ajo Historical Society Museum 及相关展览了解当地矿业史,但在矿坑内或矿山地产进行野外采集并非普通公众可访问的活动。
来自纽康尼利亚的蓝铜矿最受珍视的是在孔雀石丰富基质上的具有光泽、深藏青到电蓝色的晶体,常呈方块状、拟立方、短柱状或玫瑰花状的集合体,而不是一些其他亚利桑那矿山常见的长针状晶体。最强的样品通常可追溯到上世纪50年代末至60年代初的 specimen 高峰期,或是1970年代征集合同回收的样品;好收藏柜的样品显示出清晰的单晶,从几毫米到超过一厘米不等,偶尔更大,与天鹅绒状或猫眼石的孔雀石形成对比鲜明;普通样品多为薄层涂覆、稀少的裂缝充填,或不完整的置换晶体。经典的新康尼利亚azurite 外观与孔雀石置换密不可分:最好的标本通常保留着清晰的蓝色azurite晶面,部分被绿色的孔雀石覆盖,或在孔雀石-azurite伪晶形后方显示第二代的小型蓝色azurite,使完整的边缘、未修复的晶群以及干净的三维基质对价值尤为重要。
纽康尼利亚的本地铜是一种出乎意料的矿地特征,因为其最佳晶化样品更像大湖区的铜,而不是大多数亚利桑那斑岩材料:尖锐的八面体和尖晶劈理结合的晶体、扁平的组群、成排的鱼骨状平行生长,以及在1950年代末至1960年代初扩展到生产标本区时发现的更大质块。曾有报道单个晶体超过2英寸,甚至遇到数百磅重的铜块,尽管大多数可收藏的存活标本为拇指到小型柜尺寸的样品,而非巨大的质块。珍稀的样品具有独特的晶体形态、具有吸引力的天然包裹层、最小的粉碎,以及在存在时证明Ajo来源的石英或改变斑状基质;普通样品则体积庞大、易挤压、重度氧化,或缺乏将纽康尼利亚铜与普通矿井铜区分开来的清晰晶化。
辉锌矿在氧化的新科尼利亚地层中极为丰富,但标本级辉锌矿的价值主要来自质地和与透辉的关系:丝状放射状涂层、透辉组团上的闪光绿色点缀,尤其是仿透辉晶体原始晶体结构仍然清晰可见的辉锌矿拟形体。70年代著名的回收案产出了一些来自较大岩块切割的板块,许多一面被辉透辉矿仿形所覆盖,偶有仍存的蓝色透辉矿,通常附着在薄片状经锯切后的基质上,这在真实呈现时已成为收藏者的诊断性特征,而非缺陷。优质件保持清晰的拟形轮廓、明亮的纤维状光泽、怡人的绿色,以及可见的蓝色透辉矿残留或伴生关系;普通材料通常是大块绿色矿脉、暗淡的外壳,或缺少形态的断裂拟形体。
在新科尼利亚的类型产地,Ajoite 出现的方式正是系统研究收藏者应当预期的:淡海蓝宝石到蓝绿色的纤维状或针状晶体、喷泉状晶簇,以及在富铜岩石中的微小板状聚集体,通常与斜方石、孔雀石、石英、云母和黄铁矿相连,而不是像南非材料那样以戏剧性的石英包裹体著称。最佳的 Ajo 碎片通常并不大,常是丰富、文献完备的微晶镶嵌标本或小基质标本,颜色饱和、覆盖面广、身份经确认,尤其在淡色 Ajoite 与较深蓝色斜方石状或如帕帕高石样材料对比时尤为显著。由于晶体微小且颜色场与斜方石、绿松石及帕帕高石等重叠,记录的产地与分析信心比单纯尺寸更为重要。
Papagoite 也是新科尼利亚(type-locality) 的另一处 prize,出现在窄脉线、滑移面上的薄层,以及变质花岗斑岩斜长岩中的微晶至小晶状蓝色镀层,与阿霍(Ajo)地区的辉铜铝石、石英石、阿霍石及方解石共生。它最好的标本在基质上显示丰富的蔚蓝至中蓝色微晶或闪亮斑块;晶体可能极其微小,甚至一个大拇指甲或者缩略标本只要覆盖密集,也可能成为重要的产地标本。最理想的阿霍 papagoite 应该是视觉上呈蓝色、在基质上局部化、并有旧标签或其他良好文献记录的,因为来自更广阔市场的许多蓝色铜硅酸盐材料被随意或错误地称为 papagoite;New Cornelia 的例子应被视为类型产地的系统标本,而不是用南非石英夹杂品的标准来评判。
除了这些 headline 物种之外,新科尼利亚还有一个长期有据可查的矿物清单,包括石英石、铜红铜矿(包括 黄铜绿石)、方解石、孔雀石、氧化铜矿、方解硅铝铝石、辉铜碳铈石、辉铜铝石、方钾石、金黄石、天然银、天然金、铜蓝石、闪铜矿、铜蓝石、辉铜矿、钼矿、黄铁矿、辉锌矿、方铅矿、赤铁矿、镜铁矿、绿闪石、白云母-绢云母、微脉石、以及与斑岩体系相关的变质矿物。石英石是最重要的非特征收藏矿物,常以厚块状和晶簇状在空腔中发现,且常被切割成宝石用材料;来自阿霍的铜红铜矿可能非常有吸引力,包含基质上的晶体和带方解石的标本,而黄铜绿石和报道的铜黄石-铜红铜矿材料在氧化带的收藏者中更具兴趣。该产地最大的系统性区别在于它的两种类型产地铜硅酸盐矿物:阿霍石和 papagoite,这一对矿物将新科尼利亚确立为矿物学文献中的重要落地点,也将其铭刻在亚利桑那州的收藏史中。
新科尼利亚的标本应以旧矿现实主义来评估。该矿区向普通采集者关闭,且自上世纪70年代以来没有重大公开的新标本产出,因此市场上大多数优质材料都来自更早的收藏品回收。强烈的来历证明很重要:来自已建立的亚利桑那收藏家、Wayne Thompson/ Southwest Mineral Associates 时代的材料、老经销商库存、博物馆剥离历史,或有 Mindat/iRocks 风格的照片记录都能增强标本的可信度。
对于蓝铜矿和孔雀石,最常见的状态问题包括晶边挫伤、背面接触、基质被锯开,以及蓝铜矿向孔雀石的部分或高级改变。背面被锯并不自动在新科尼利亚被视为负面因素;许多合法的1970年代牌面是从较大的回收岩石中切割而来,留下现在被该产地公认的标本风格的一层薄薄基质背面。修复、重新附着和稳定的松散基质仍应披露。深蓝色蓝铜矿晶体在绿色孔雀石上虽具吸引力,但在无标签的亚利桑那产物中,产地标签错误的情况也可能发生;但伪立方/块状的阿乔习性、修整后的薄基质,以及蓝铜矿后伴孔雀石的组合可以提供有用的线索。
来自新科尼利亚的自然铜相较于其他地区的普通块状铜较为罕见。对被归类为阿乔的、却未证实来源的自然铜要小心;理想情况下,新科尼利亚铜应显示出该矿区特有的八面体、尖晶石-纹、扁平或鱼骨状晶化,或携带可靠的旧标签。经过清洗的铜可能会失去许多收藏家偏好的旧光泽,而过于明亮的表面在历史阿乔材料中可能显得不合时宜。
阿乔石和帕帕戈石需要格外小心。它们的颜色与沙特基特石、孔雀石化硅酸盐、如平板石状的铜硅酸盐、美铟辉石等蓝绿矿物有重叠,肉眼直观鉴定往往不可靠。新科尼利亚的阿乔石并非熟知的南非“阿乔石在石英中”的风格,阿乔帕帕戈石通常是微晶、带纹或在改造的包体岩中涂覆材料。对于高价值的样品,尤其是作为富集型产地材料销售时,分析确认、信誉良好的来历或完整的保管链更为可取。对纤维状微晶体样品要温和处理,避免浸泡多孔的铜硅酸盐材料,并让易碎的基质标本避免振动和磨损。
荧光并非经典新康尼利亚组的主要卖点。该产地关注的是颜色、晶型、共生关系和历史。市场供应不均衡:孔雀石-蓝铜矿的样品和经由孔雀石产生的孔雀石样品时常出现,但高品质、无损伤的样品价格坚挺;带有锐利晶体的 native 铜要稀少得多;来自原产地的阿若石(ajoite)或帕帕戈伊石(papagoite)富集且有强文献记录的样品则相当罕见。
Ajo的第一课是距离。在十九世纪,勘探者可以清楚地看到铜色——绿色和蓝色在富铁岩石的深色背景下格外醒目,但光看颜色并不能造出矿山。早期的碳酸盐矿石品位太低,不能像 Bisbee 或 Morenci 的运输矿石那样大规模运输,Ajo 当地水资源匮乏,运输条件严酷。一次早期的运送就讲述了整个故事:11 吨人工分选的高品位矿石被20匹骡队拖运到尤马,再由船运往旧金山,随后运往威尔士斯旺西进行加工。矿石很有价值,但这条路线对于一个可持续矿山而言是荒谬的。数十年来,Ajo 产出的被莱斯·普雷斯迈克记忆犹新地称为“比真实矿山多的方案”。
转折点不是一处引人注目的大发现口袋,而是一座处理厂。大约在1910年,低品位铜矿开采被大规模方法重新构想,约翰·C·格林韦就意识到如果把采矿、选矿、供水、铁路、电力和城镇建成一个系统,Ajo 就有可能成功。格林韦和路易斯·里克茨博士从1吨浸出厂起步,发展到每天40吨的试验工厂,随后投入5000吨/年产能的运营。1912年至1916年之间,沙漠被重新排列:铁路自吉拉弯道通向阿乔,七英里外的水源通过抽水厂和管道开发,露天矿坑开挖,城镇布局成形,浸出厂和电解精炼厂相继建成。工厂于1917年5月1日竣工,首批铜板于6月18日出货。
这座公司的城镇几乎与矿山一样刻意地兴起。格林韦希望在沙漠中打造一个具有吸引力的模范小镇,而不仅仅是一个营地,因为要在这样的地方留住工人需要学校、供水、遮荫、医疗护理和公民生活。他请 Minnesota 的值得信赖的矿业人士迈克尔·J·柯尔利来帮忙,写道:“希望有朝一日,我能请你提供服务,Mike。”柯尔利来了,在他的监督下,处理厂、露天矿坑和城镇相互成形。建筑师威廉·M·肯扬和莫里斯·F·梅恩设计了定居点,设有中央广场、带拱廊的商业区、从铁路车站延展出去的强势轴线,以及在当时的社会理想与劳动分工观念下具有理想主义色彩又带有的种族与劳动隔离的社会设计。广场被设想为“每个人的前院”,四周点缀着棕榈树,并由商店、剧院、银行、邮局和聚集场所环绕。
新科尼利亚的人文尺度在老矿区仍然能感受到。该公司修建了一所学校,据称花费了135,000美元,并于1919年启用;同年在一处山脊上建立了医院;董事、医生、主管和经理居住在俯瞰矿山与城镇的显赫住宅里。曾任rough rider、运动员和矿业高管的Greenway在把运营带入盈利常态后,于1925年辞职。他在1926年1月19日于纽约因胆囊手术后突然去世。一周后,来自美国各地的3,000多名哀悼者来到他的Ajo家门廊旁举行葬礼,他被安葬在别墅山腹的山顶上。
对于矿物收藏者来说,最浪漫的篇章要晚得多,那时工业矿不小心成为了标本产地。1950年代末和1960年代初扩大的露天矿坑切入了富含方暈铜矿、孔雀石、铜、沙特克铜矿、赤铜矿,以及随后成为ajoite和papagoite的两种新的铜硅酸盐矿脉。 native copper令人惊艳:据报导晶体超过2英寸,且遇到数百磅重的晶体铜团。在一座亚利桑那州的斑岩矿中,收藏者看到了形态,与密歇根的铜相媲美——八面体、尖晶石-法则晶格双晶,以及像鱼骨状生长的晶体——在完全不同的地质与历史背景中呈现。
最后的标本生产情节带有最后一幕的气质。上世纪70年代,Wayne Thompson和Southwest Mineral Associates获得了采集合同,并为矿山采集标本。他们的第一块“口袋”并非充满晶体的洞穴,而是两块大石头,每块的一面被孔雀石覆盖,随后偶有残留的方铅矿。生产面的边缘被锯开,然后裁切成更小的标本。这个实际的决定留下了一个可识别的收藏特征:薄薄的、背面经锯切的Ajo板,通常厚约半英寸到五分之三英寸,展示面对孔雀石假代替方铅矿的表观面。在其他地方看起来像是修整工艺的痕迹,在新科尼利亚却是故事的一部分。