Shattuckite from Shattuck Mine, Bisbee, Arizona, USA

Overview

Shattuckite from the Shattuck Mine is not merely an Arizona copper silicate; it is the name-bearing material of the species. The mineral was recognized from the Shattuck workings at Bisbee in 1915, in the heart of the Warren mining district, where oxidized copper ores, limestone replacement bodies, silica breccias, caves, and a bewildering suite of secondary copper minerals made Bisbee one of the great American mineral localities.

The classic Bisbee look is subtler than the glassy blue sprays from Namibia or the hard, lapidary-grade dark blue material from Ajo. True Shattuck Mine shattuckite is commonly pale blue to gray-blue, porous, earthy to silky, and very often a replacement of earlier malachite. The most desirable pieces show the evidence of that replacement clearly: retained malachite texture, small spherical or radiating sprays of darker blue acicular crystals, and intimate associations with malachite, chrysocolla, quartz, hematite, and the historically important copper silicate material long known as bisbeeite.

Photo: Rob Lavinsky, iRocks.com / Wikimedia Commons

For collectors, the appeal is partly visual and partly documentary. A fine specimen should read as Bisbee: blue shattuckite in porous or brecciated oxidized matrix, not a generic velvety blue copper silicate. The best pieces carry old labels, precise Shattuck Mine attribution, and, ideally, notes tying them to the 200 or 300 levels, the 69 prospect, early Shattuck collections, or later Phelps Dodge-era exploration. Because much more attractive shattuckite from Ajo has circulated under “Bisbee” labels, the locality identity is often more important than size or brightness.

Photo: Rob Lavinsky, iRocks.com / Wikimedia Commons

The Shattuck specimens that advanced mineralogy were not spectacular in the modern showcase sense. Their importance lies in the way they preserve a chemical and geological transition: malachite textures overtaken by a blue copper silicate in the oxidized zone of a major replacement deposit. In a serious type-locality suite, a well-documented Shattuck Mine shattuckite is a keystone specimen.## 精选标本

地点信息

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Shattuck Mine 位于 Bisbee 的 Warren 采矿区，位于科奇斯县东南部的 Mule 山脉中。该矿在历史和矿物学文献中也被称作 Shattuck-Denn 矿、Shattuck-Arizona 矿及 Denn 矿。它属于同一高度富矿化的区带，产出了 Copper Queen、Czar、Holbrook、Higgins、Southwest、Cole 等经典 Bisbee 矿区矿。

在地质学上，Shattuck 的矿石属于 Bisbee 的石灰岩底层置换系统。该区的矿化受侵入活动、主要构造、二氧化硅片砾和古生代碳酸岩的置换控制。Bisbee 的矿石包含铜、铅、锌、银、金、锰和钒矿物，许多地下矿床以氧化和富集的置换体形式存在于石灰岩中。就 Shattuck 矿区而言，记录描述了一种以铜碳酸盐、氧化物与硫化物为主的置换矿床，同时伴随铅和锌矿。Shattuck 矿区的矿体区域结构复杂，与平行断层带和花岗岩-斑岩二辉石脉相关，矿井的历史多次提及在改造石灰岩、赤铜矿体、铅银矿、铅锌硫化物层及后来的 Abrigo 石灰岩硫化物中开发的水平层位。

该公司的故事始于 1904 年，当时成立 Shattuck & Arizona Copper Company，并在 Iron Prince 采区开始挖掘一个双仓竖井。到 1905 年底，竖井达到 800 英尺水平，500、700 层已发现矿体，800 层改造石灰岩中出现天然铜，并发现一个赤铜矿体。水始终是一个难题；一次早期钻探事故在竖井中注水，流量据称达到每分钟 250 加仑。

矿井的环境在陡峭峡谷中，物流困难。在空中缆车尚未完工前，矿石必须用马车运送。1906 年，一条长 3,200 英尺、由 14 座塔支撑的缆车完成，用于将矿石运下、将木材运上。随着生产野心的增加，缆车后来扩大。Shattuck 还与邻近矿井保持着不同寻常的地下通道：一种安排允许 Shattuck 的矿工通过 Copper Queen 的 Czar 竖井下降，在 200 英尺层通过 Cuprite 矿井走到 Shattuck 的工作区域，省去了长时间上山的麻烦。沙蒂卡石（Shattuckite）是在这一时期地下勘探活跃期间发现的。1913年在300层开凿出一个大洞穴，200层的横向掘进与该洞穴相关联，遇到一个狭窄断层带，脚墙中有二氧化硅角砾岩，出现一种对科学界而言全新的淡蓝色矿物。Shattuck & Arizona Copper Company 的首席地质学家 Phillip D. Wilson 将样品送往位于华盛顿特区的美国地质调查局。Waldemar T. Schaller 于1915年描述了沙蒂卡石，并以矿山命名；他还确认了后来被称为Bisbeeite的相关淡铜系硅酸盐矿物。

对于相对较小的Bisbee公司而言，这一产量相当显著。1916年据称沙蒂卡石产铜1,8500,000磅，黄金超过4,000盎司，银25.6万盎司，铅1,600万磅。1917年在200层开发了铅-锌硫化物矿，矿石在400、500和600层开采。更广义的Shattuck-Denn运营被记载为铜、铅、锌的昔日生产企业，次要伴生钒、金、银和锰，并有1906年至1947年的生产纪录。

到1920年，沙蒂卡石在其原本高价值矿石计划意义上基本被大量开采殆尽，承租人变得日益重要。1925年Shattuck & Arizona 与 Denn & Arizona 的利益合并，组建成Shattuck-Denn Mining Company。1942年至1945年间，该矿地由James Maffeo租用，平均每月产量约400吨；承租人一直持续到1947年停产。1952年的一场火灾摧毁了剩余的建筑和空中缆车，只留下钢质井架。

矿山并未完全完结。Phelps Dodge后来收购了沙蒂卡矿，1970年代重新开放井筒以进行贵金属与硫化物勘探，修复至700层的工作站，主要在200和300层开展工作，直至1975年8月27日关闭项目。1982–1983年在沙蒂卡洞附近进行的一次小型金矿尝试仅在200和300层进行了几个月的作业。收藏者应铭记，晚些时期在1970年代初重新开放和勘探工作，为后来的沙蒂卡石样品积累带来了一定数量的宝贵样本，但数量有限且意义重大。

沙蒂卡矿是一个历史性的地下矿井，位于私人或受控土地之上，不应被视为开放的采集地。旧 Bisbee 工程区存在危险，包含坍塌的巷道、竖井、火灾损坏地面、积水层、回填不稳定以及遗留的矿业基础设施。任何进入均需得到相应土地及矿权所有者的明确许可，并具备严格的矿山安全能力。## 来自美国亚利桑那州毕斯比Shattuck矿的沙提卡石（shattuckite）的特征

沙提卡石的化学式为 Cu5(Si2O6)2(OH)2，旧 notation 中等效为 Cu5(SiO3)4(OH)2。它是一种正交山铜硅酸氢氧化物，常见硬度约为 3½，颜色范围从浅蓝到深蓝。然而在毕斯比，收藏者应更关注纹理与成脉关系，而非教科书式的颜色。

类型材料被描述为菱镁石晶的伪替代形态以及小型纺锤晶团。那仍然是识别优质毕斯比沙提卡石材料的关键。真正的毕斯比沙提卡石多呈淡蓝、灰蓝或被抑制的蓝色，而不是饱和的皇家蓝色。它可能多孔、近似盒状结构，并在局部呈土质感或微晶质。 古老的残留孔雀石形态常是最具说服力的产地特征：呈纤维状、辐射状或球泡状的孔雀石纹理被沙提卡石所取代，有时在受保护区域仍可见绿色孔雀石，或作为部分替代物残留。

最具吸引力的样品带有较深蓝色的球形簇晶，由极小的针状晶组成。这些花序可以置于、或嵌入于淡色多孔的沙提卡石基质中。与在铁着色石英中形成厚厚、开放空间的脉络不同，经典的毕斯比沙提卡石常与角状硅片碎块和微小无色石英晶体相关联。这一区别很重要，因为广泛切割与收藏的阿乔沙提卡石可能呈现更硬、颜色更深、更像脉状的特征，这在类型产地并不典型。

标本大小从小碎片到柜式件不等。馆藏中的已记录示例包括：一块 8 cm 的沙提卡石，伴随少量畢斯畢石被替代并与孔雀石相关；11 cm 和 13 cm 的样品显示孔雀石替代纹理；以及一块 20 cm 的沙提卡石-畢斯畢石-孔雀石样品，1913 年在 Shattuck 收藏中采集，如今与毕斯比矿业与历史博物馆相关联。来自 Shattuck 矿的密集老式宝石级样品也存在，包括约 4.5–6 cm 的两色蓝样品，但不应因此推断为大多数类型产地材料的代表。

常见且重要的伴生矿物包括孔雀石、绿松石、石英、赤铁矿与畢斯畢石。Mindat 的记录还把阿乔石列为该类型产出物的伴生矿物之一。从实际收藏者的角度看，孔雀石与畢斯畢石是解读原始发现最重要的关联。历史上称为畢斯畢石的淡蓝到接近白色的铜硅酸盐，可能作为沙提卡石的替代物出现，而沙提卡石本身又替代了孔雀石，这形成了非常具有毕斯比材料特征的嵌套替代史。质量由四个因素评判。首先是文献记录：一块旧的 Shattuck Mine 标签，而不仅仅是“ Bisbee”，大大增加了可信度。第二是质地：以孔雀石假象、孔隙状替代形态以及微小的针状球晶比块状蓝色团块更具诊断性。第三是关联性：孔雀石、类似 Bisbeeite 的淡色物质、蓝铜矿绿松石样以及角状的石英角砾岩支持产地故事。第四是品状：由于材料柔软、多孔且常脆，具有清晰的喷射晶、完整的替代纹理和最小磨损的标本要比其他更受欢迎。## 收藏者笔记

主要的真实性担忧在于产地归属。真正的沙蒂卡矿山（Shattuck Mine）沙蒂卡石并不像通用标签所暗示的那样常见，而Ajo地区的材料常被卖作Bisbee。这不是一个小小的文书问题：Ajo沙蒂卡石可能非常出色，但在视觉和地质上与原产地材料不同。被铁染石英包裹的较深色、较硬、较大块状或脉状的沙蒂卡石在接受归属为沙蒂卡矿山前应仔细检查。

此外，还存在矿物识别问题。沙蒂卡石可能与平板菩石（plancheite）、孔雀石（chrysocolla）、蓝铜矽酸盐类等混淆。关于沙蒂卡石和平板菩石的历史争议在矿物学上已解决，但手样仍可能困难。对于价格较高的样品，尤其是缺少旧标签的，通过拉曼光谱、XRD或同类方法的分析确认可能是值得的。仅凭外观鉴别在样品体积庞大、抛光、色彩异常饱和或仅标记为“Bisbee”时风险较大。

“ Bisbeeite”这一旧称又带来额外的复杂性。历史上称为 Bisbeeite 的材料与沙蒂卡石在沙蒂卡矿山紧密相关，但 Bisbeeite 在分类学上经历了困难的历史，并在现代清单中被视为不可靠。在标签上，“与沙蒂卡石共生的 Bisbeeite”在历史上仍有意义，特别是对于旧Bisbee材料，但收藏者应理解该名在当今并不代表与沙蒂卡石同样有效的物种。

目前尚无被公认的具体治疗法被视为沙蒂卡石来自沙蒂卡矿山的标志，但材料的软性与孔隙性引发普通收藏者的担忧：油处理、打蜡、树脂稳定、对浅色多孔材料染色，以及被以模糊的产地标签出售的抛光或切割件。致密的蓝色沙蒂卡石具有宝石级的吸引力，抛光面可能掩盖有助于将沙蒂卡矿山材料与Ajo或非洲沙蒂卡石区分的纹理线索。若表层断口新鲜，可能揭示颜色是自然渗透还是在多孔区域疑似停留。

软性次级铜矿物通常会有成分问题。针状晶体会被磨损；多孔的沙蒂卡石边缘易受擦伤；基质可能崩解；相关的孔雀石或孔雀石铜矿可能脆碎。避免超声波清洗、酸性处理、强力浸泡和剧烈刷洗。用手持吹风、柔软貂毛刷和稳定干燥的储存环境更安全。避免将样品放在容易频繁被触碰的环境，因为即使是密集的材料在珠宝标准下也并不坚硬。市场供应有限。真正的原生产地样品主要以旧藏件、偶见的经销商标本，以及在后续矿场重新开放与勘探中发现的少量标本形式出现。Shattuck Mine 的细腻、有完整文献记录的标本远比纳米比亚、刚果民主共和国、阿霍或其他亚利桑那产地的夏提科矿的标本稀少。对于认真收藏者来说，最佳购买往往不是最蓝的那一块，而是具备最可信的标签历史、Bisbee 替代质地及相关矿物组合的那一块。## 故事与野外笔记

沙蒂克矿在乐观与绞车的推动下开启。1904年3月，Shattuck & Arizona Copper Company 成立；到8月1日，铁王子矿权上已开始挖掘双仓竖井。到10月23日，深度已达110英尺。早期的想法很简单，也很比斯比：越往下挖越好，因为据认为被氧化地层下方埋藏着矿石。

水首先回答。1904年6月，在初步开发阶段，钻孔击穿一股水体，井筒每分钟约 flood 250 加仑的水流。钻孔被堵塞，订购了一台下沉式泵，井工作继续。到1905年9月10日，井深达到825英尺，重要层位已出现站点与矿体。800层的变质石灰岩中发现天然铜，随后出现一座Cuprite矿体。

峡谷让每一磅矿石都成为难题。在有空中缆车之前，矿石必须通过马车运下铁路。1906年12月5日，一辆载有3000磅矿石的满载马车失去制动。马匹开始慢跑、转为疾驰，然后被失控的运载物推动。在一个急弯处，司机跳车。马车与马群翻出坡岸；一匹马严重受伤，但司机与其他马匹幸存。公司并未忘记这一课。1906年8月，沙蒂克的3,200英尺空中缆车竖井竖井竖车由14座塔组成，高12至40英尺不等，一次可装载5个矿斗，速度387英尺/分钟，通往终点的1,000吨矿石筒。

火灾来得很早。1906年10月13日晚上8点，新的两层工程师办公室发生火灾。铁匠铺很快被吞没。消防队队长亨克尔在一张金属片落下切断他的帽子时受了重伤。矿石筒着火了，但矿工们扑灭了火，挽救了井、提升机厂房和油箱。火灾代价不菲，但矿场仍在生产。

比斯比的矿业命运有时会以惊人的戏剧性波及社会。1907年，在斯波坎的一场婚礼上，雷娜·库恩小姐收到了钻石、纯银饰品，随后卡尔·H·魏格尔赠送的最盛大礼物：2,000股沙蒂克与亚利桑那公司股票，股价54美元/股，总值108,000美元。在矿山，井正在向900层下探。

沙蒂克还发展了地下通勤。随着矿区扩展，800层延伸并连接到Cuprite矿的200层，从而实现通风与次要逃生通道。与 Copper Queen Consolidated Mining Company 的合作安排，使沙蒂克矿工可以被降至Czar Shaft，穿过Cuprite Mine的200层，抵达沙蒂克井下。这让他们省去了翻越通往矿区那座长坡的辛苦。并非所有威胁都来自地下。1909年12月27日，一块500磅的巨石冲进沙蒂卡矿场办公室，直到撞到摆放贵重精密设备（可能是测量仪器）的桌子上才停下。簿记员Vantress先生和Harry Miller恰好在后室，得以逃生。巨石坠落地点附近的脚印增添了它被蓄意投入大楼的可能性。

1913年4月，300层的一个横切面截获了被描述为当地矿山中发现的最大自然洞穴。洞穴以钟乳石、石笋等洞穴构造进行装饰，成为几年的毕斯毕（Bisbee）景点。成千上万的访客前来参观。公司于1913年5月开始回填，计划封闭，但直到1915年仍偶有游客被带去参观。公司甚至曾考虑把洞穴部分捐赠给史密森学会；相反，1915年从洞穴中取出的标本送往密歇根矿学院（Michigan College of Mines），那里沙蒂卡矿场监督人阿瑟·豪尔（Arthur Houle）的兄弟曾任教授。

沙蒂卡矿物的发现属于同一时期由洞穴驱动的勘探。200层的一处横切面，关联着大洞穴周边的工作，穿过了一个窄的断层带，脚墙中有二氧化硅角砾岩，另一个奇特的淡蓝色矿物。沙蒂卡矿业公司（Shattuck & Arizona Copper Company）首席地质学家菲利普·D·威尔逊（Phillip D. Wilson）将样品送往美国地质调查局。Schaller在1915年的简短说明使这一地点永垂不朽：沙蒂卡矿物在孔雀石的伪型体中形成，也以微小的球晶状体形式存在。

另一次发现短暂地承诺了不同的未来。600层发现含铜锌铟矿的洞穴，激起了对钒的兴趣。露出的一段约200英尺长、3英尺宽的区域，但并未发展出重要的钒矿开采。矿井的真正业务仍然是铜、铅、银和锌。仅在1916年，沙蒂卡矿井就记录了1850万磅铜、超过4000盎司金、26万盎司银和1600万磅铅的产量。

战争年代带来奇异的人类事件。1917年8月，L.C.沙蒂卡的儿子们，沃纳·A·沙蒂卡与亨利·沙蒂卡，被征召入伍。与其加入军队不同，他们被认为逃往墨西哥，在战争期间被列为“战时逃兵”。报纸强调此罪行可能被判处死刑，并将公众对他们的愤怒与围绕来自毕斯毕的国际工人无政府工人（I.W.W.）的罢工者被驱逐的愤恨相提并论。公司以公开支持战争努力作出回应：员工的参与率达到百分之百，参与一轮军债募捐，且公司在第二轮募捐中购买了50万美元的债券。在1918年7月，Shattuck 矿工、奥地利本地人彼得·纳博尼瓦奇 alarmed authorities in El Paso by trying to travel into Mexico by streetcar. When questioned, he said he had thought the car went to “Old” Mexico rather than nearby New Mexico. He also said he had worked for the Red Cross and had bought $100 in Liberty bonds.

在几个月后，即1918年10月22日，Frank S. McErlane，又名 Walter Scott，在换好衣服准备下地下时在 Shattuck 矿被逮捕。他因谋杀两名警察、越狱和银行抢劫而通缉，并与伊利诺伊州一个汽车银行抢劫集团相关联，该集团成员包括 Earl Dear、Lloyd Bopp 和 “Big Joe” Moran。

矿井本身在1919年再次发生火灾。2月22日，在700级与800级之间的硫化物阶距发生火灾。头盔组人员被派下去安装封堵墙，最终向矿井抽入了2500万加仑的水。火灾在水位升至离700级下方8英尺处时才被扑灭。排水工作在9月开始，至年末矿井的产量约为每月9000吨。

后来地下遗迹像时光胶囊一样。2000年代初期的观察显示，较低的进路已被用于矿山救援训练，较高的进路被填塞，地下通道口虽坍塌但仍能从竖井处进入。在100级，几百英尺的横向巷道仍然开放。一个铜皇后铸铁蜡烛壁灯安在一个碎墙之上。在200级，1975年开采的阶距仍有推车机在场；1970年代的火药与爆破材料库虽空却完好无损；甚至还有一个吐痰罐仍在。174号探矿中的 shattuckite 典型产地剖面仍可看到。

Shattuck 洞穴可以通过向下走向300级的回填坡道进入，在那里洞穴构造从填充物中凸出，上部洞穴部分崩塌露天。靠近竖井站，早期火灾的烟灰使墙面发黑。一个严重生锈且部分熔化的蓝白釉钟信号牌墙靠在一个横向切口墙上，而一个明亮的金色呼叫钟在黑暗中显得异常闪亮。在600级，数百英尺的横向巷道仍开放；在站台的尽头烧毁了矿车的残骸，还有一辆完好无损的厕所车，其木制踏步在高温、低氧火灾中被烧成木炭。在那里发现的纸质 Apache Powder 盒最晚可追溯到1947年8月4日。## 矿物记录与出版物- Waldemar T. Schaller, “Four new minerals,” Journal of the Washington Academy of Sciences, 5, 1915 — 用于示范夏蒂克矿床的命名来源的原始引用，作为 Shattuck Mine 的发现地与类型产生地。

• Shattuckite mineral data, Mindat — 现今产地、化学式、类型产地记录、相关矿物以及类型材料存放信息。

• Shattuck Mine locality page, Mindat — 产地矿物列表、类型产地标注、参考文献以及与 Shattuck Mine 相关的矿物。

• Shattuckite occurrence at Shattuck Mine, Mindat — 物种-产地的记录，含有关于孔雀石假孔化物、球粒体、相关矿物及文献的说明。

• Shattuckite, Handbook of Mineralogy — 紧凑型矿物数据表，包括化学式、分布、名称来源、类型材料以及关键参考文献。

• Frederick L. Ransome, The Geology and Ore Deposits of the Bisbee Quadrangle, Arizona, U.S. Geological Survey Professional Paper 21, 1904 — 美国地质调查局对 Bisbee 四邻区及其矿床的基础研究。

• Howard T. Evans Jr. and Mary E. Mrose, “Shattuckite and plancheite: A crystal chemical study,” Science, 154, 1966, pp. 506–507 — 研究 shattuckite 与 plancheite 的晶体化学差异的晶体化学研究。

• Howard T. Evans Jr. and Mary E. Mrose, “The crystal chemistry of the hydrous copper silicates, shattuckite and plancheite,” American Mineralogist, 62, 1977, pp. 491–502 — 关于 shattuckite 与 plancheite 的详细晶体化学论文。

• Angelina C. Vlisidis and Waldemar T. Schaller, “The formula of shattuckite,” American Mineralogist, 52, 1967, pp. 782–786 — Handbook of Mineralogy 中的化学式参考；重要考量是由于 Ajo 材料用于在 Bisbee 材料被证实不纯后对公式进行修订。

• Mary E. Mrose and Angelina C. Vlisidis, “Proof of the formula of shattuckite,” 1965 MSA/ACA meeting abstract — 报告 Ajo Shattuckite 的分析工作，确认 Cu:Si 比率与羟基含量。

• Smithsonian Institution type specimen record for bisbeeite with associated shattuckite, NMNH R4871-A0 — 与 Schaller 1915 年的类型引文及 Shattuck Mine 材料相关的 Smithsonian 记录。

• A Catalog of the Type Specimens in the Mineral Collection, Smithsonian Contributions to the Earth Sciences, No. 18 — 目录中列出 Shattuck Mine 型材料，包括带型双斜辉石的辉铜矿石 Shattuckite 与 Bisbeeite。