Dakota du Sud, États-Unis — les pegmatites des Black Hills offrent une paragenèse riche (pérelane, béryl, hureaulite) et des mines historiques, un incontournable pour les collectionneurs avertis.
Key facts
Pour les collectionneurs de minéraux, « Dakota du Sud » signifie presque toujours les Black Hills : le soulèvement pré-Cambrien isolé et sombre en pins de la partie ouest de l'État, où le granite Harney Peak et son entourage de pegmatites riches en éléments rares ont produit l’une des grandes provinces minérales pegmatitiques d’Amérique du Nord. La suite collectible la mieux connue n’est pas un seul minerai, mais une histoire en couches de feldpath, quartz, muscovite, béryl, spodumène, tourmaline, phosphates au lithium, oxydes tin-niobium-tantalum, et des phosphates secondaires tardifs et jewel-like formés lorsque les masses triphylite-lithiophilite primaires se sont oxydées et hydratées à l’intérieur des corps pegmatitiques zonés.
Les pegmatites des Black Hills comptent dans l’histoire pour avoir été à la fois des mines et des laboratoires. Elles ont fourni mica, feldspath, béryl, minerais de lithium, colomboïte-tantalite, cassitérite et pierres de spécimen à travers plusieurs cycles miniers, tandis que les poches phosphate des districts de Custer et Keystone ont donné à la minéralogie une remarquable série de nouvelles espèces. La mine Tip Top près de Fourmile, Bull Moose près de Custer, White Elephant près de Pringle, Etta près de Keystone, Peerless, Tin Mountain, Big Chief et les pegmatites associées forment un réseau localité que les collectionneurs systématiques sérieux apprennent presque comme une paragenèse à l’échelle du district plutôt que comme des mines isolées.
Les meilleurs spécimens de pegmatite du Dakota du Sud présentent un aspect distinctif : hureaulite rose vitrée posée sur un roche-bleu-vert noirâtre; leucophosphite violet à améthystine niché dans des cavités; prisms jahnsite jaune-brun de quelques millimètres de long mais nettement formés; taphere verte sucrée; quartz fumé et schorl dans un feldspath grossier; masses de quartz rose; et, à l’extrémité historique, des cristaux de spodumène si grands que les mineurs photographiaient les moules vides comme s’ils se trouvaient dans un tunnel.
Vue régionale
Vue pays
Le Dakota du Sud n’est pas seulement un État pegmatitique. Son anneau aurifère du Black Hills au nord comprend la mine Homestake à Lead, le géant historique de l’or enveloppé dans la formation ferrugineuse qui a remodelé l’histoire minière de la région et est devenu plus tard le Sanford Underground Research Facility. Les collectionneurs connaissent aussi l’État pour les agates des prairies, l’agate de type Fairburn, les curiosités sédimentaires des Badlands et des prairies, le gypse, les associations barytine-calcite, et des minéraux dispersés d’uranium et de vanadium, mais les spécimens qui définissent le plus l’État sur le marché international des minéraux restent les minéraux de pegmatite des Black Hills—en particulier les suites de phosphates du comté de Custer.
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Les localités de collection du Dakota du Sud sont concentrées dans les Black Hills, en particulier autour du champ pegmatitique des Black Hills méridionaux entourant le granite Harney Peak. Les pegmatites apparaissent sous forme de diques, de lentilles, de nodules et de masses irrégulièrement zonées qui intrusent des schistes micas Proterozoïens et des roches métamorphiques associées. Leurs minéraux de cadre courants sont l’albite et l’oligoclase, le microcline et la perthite, la muscovite et le quartz ; leur importance pour les collectionneurs provient des minéraux accessoires et des minéraux tardifs enrichis en Li, Be, B, P, Mn, Fe, Ca, Mg, Nb, Ta, Sn, U et éléments apparentés.
La progression géologique générale autour du granite Harney Peak va du granite et du granite pegmatitique stratifié vers l’extérieur dans des pegmatites simples quartz–feldspath et ensuite dans des pegmatites plus complexes zonées. Dans les massifs les mieux développés, les collectionneurs et les géologues miniers reconnaissent des zones de bordure, des zones de paroi, des zones intermédiaires feldspathe-quartz-mica, des noyaux de quartz, des unités de remplacement et des remplissages de fractures. Les poches de spécimens les plus riches ne sont généralement pas des poches gemme ouvertes au sens alpin ; beaucoup sont des cavités à vugs à l’intérieur de masses de phosphate altérées, en particulier lorsque le triphylite-lithiophilite et les phosphates primaires apparentés ont été corrodés, oxydés, hydratés et partiellement remplacés.
Dans le district de Custer, la mine Tip Top près de Fourmile est la localité phare de phosphate. C’est une ancienne occurrence de béryllium dans un corps de granite pegmatitique contenant du phosphate primaire et secondaire, situé au sud-ouest de Custer. Historiquement, elle a été exploitée pour le feldspath et le béryl après un intérêt antérieur pour d’autres minéraux de pegmatite, et elle est aujourd’hui principalement reconnue pour ses phosphates secondaires. Le matériel de spécimen important provient des cavités et des fractures dans des masses de phosphate oxydé, où se rencontrent l’hureaulite, la leucophosphite, la rochebridgeite, les minéraux du groupe de la jahnsite, la robertsite, la collinsite, la mitridatite, la bermanite, la tavorite, la metaswitzerite et d’autres espèces dans des associations serrées et colorées. De nombreuses belles pièces Tip Top sont des masses de phosphate de cabinet avec plusieurs espèces visibles, mais les meilleurs spécimens scientifiques et esthétiques sont souvent de petites plaques ou miniatures nécessitant une augmentation.
Bull Moose, également près de Custer, est une autre localité classique de phosphate pour l’hureaulite, la tavorite, la vivianite, la strengite, la phosphoférite, la phosphosidérite, la leucophosphite, la ludlamite, la kryzhanovskite, la Fairfieldite, la barbosalite et le matériel alteré associé de triphylite. Par rapport à Tip Top, l’hureaulite de Bull Moose est souvent valorisée lorsque des cristaux individuels roses à saumon se détachent de manière prominente sur la matrice de phosphate sombre plutôt que de ne recouvrir que des cavités. Les étiquettes des anciennes collections peuvent indiquer Bull Moose Mine, Bull Moose Quarry ou Custer, et la différence compte car le comté de Custer contient plusieurs pegmatites porteuses de phosphate à courte distance les unes des autres.
La mine White Elephant près du Cicero Peak et de Pringle est une localité compagnon majeure, en particulier pour les ensembles de phosphate et pour le minéral type-localité walentaite. Elle a également produit de la lépidolite, de la tourmaline, du quartz, des textures de feldspath, de l’hureaulite avec leucophosphite, et une série de phosphates secondaires comparables, par esprit paragénique, à Tip Top. Lode de Custer Mountain à proximité, Elkhorn, Hot Shot, Linwood, Rock Ridge, Ross, High Climb, Shamrock et d’autres mines apportent chacune leurs propres minéraux spéciaux et problèmes d’étiquetage à l’histoire du Dakota du Sud.
La zone Keystone présente une signature visuelle différente. La mine Etta est célèbre pour d’énormes cristaux de spodumène et pour le columbite-tantalite, la cassiterite, la mica, le feldspath, le béryl et la production de lithium. Peerless, Hugo, Tin Mountain, Ingersoll et d’autres pegmatites Keystone-Hill City présentent l’assortiment classique des Black Hills de mica, feldspath, béryl, spodumène, tourmaline, mica lithique, phosphates, minéraux uranifères et minéraux oxydes. Les « logs » historiques de spodumene d’Etta ne sont pas seulement volumineux pour une cabinet; ils comptent parmi les occurrences de cristaux géants les plus spectaculaires jamais documentées dans une mine.
L’histoire minière du Dakota du Sud commence pour la plupart des lecteurs avec l’or des Black Hills, mais les pegmatites ont suivi leur propre rythme économique. La mica était importante tôt, surtout là où de gros blocs pouvaient être découpés pour des usages électriques et industriels. Le feldspath est devenu une matière première céramique et verrière. Le béryl est devenu stratégique pendant l’ère du béryllium. Le spodumene et l’amblygonite fournissaient du lithium. Le colombite-tantalite, la cassiterite et les oxydes apparentés ont fourni du tantale, du niobium et de l’étain en quantités plus petites mais historiquement significatives. Au cours des années 1940, des travaux du US Geological Survey et du Bureau of Mines ont cartographié et évalué les pegmatites pour des minéraux stratégiques, laissant un registre documentaire qui demeure fondamental pour l’étude des localités.
L’accès à la collecte aujourd’hui est extrêmement variable. Certains vieux projets et décharges se trouvent sur des terres publiques où la collecte personnelle à petite échelle peut être autorisée si le site n’est pas revendiqué, fermé, affiché, protégé en tant que site historique ou archéologique, ou situé dans un parc national, monument, parc d’État, propriété privée ou opération active. D’autres mines célèbres sont privées, revendiquées, inondées, dangereuses ou fermées à la collecte occasionnelle. Tip Top, en particulier, devrait être traité comme une localité contrôlée et revendiquée plutôt que comme une destination occasionnelle. La route pratique la plus sûre pour les collectionneurs est de travailler via des clubs locaux, des propriétaires fonciers, des détenteurs de revendications, des marchands réputés et des musées, et de traiter chaque puits ancien, chaque coupe ouverte et chaque décharge comme un danger juridique et physique jusqu’à preuve du contraire.
La hureaulite du Dakota du Sud est un classique phosphates des Black Hills, mieux connue des mines Tip Top et Bull Moose, avec des enregistrements supplémentaires de White Elephant, Custer Mountain, Elkhorn, Hot Shot, Rock Ridge, Ross, Soda Spar, et les pegmatites associées. Elle se présente comme phosphate Mn secondaire dans des masses triphylite-lithiophilite oxydées, typiquement sous forme de cristaux prismatiques pâles jaunes, pâles roses, rose, saumon ou rouge-brun, en prismes, en groupes de cristaux et en revêtements compacts dans des cavités. Les pièces Tip Top sont généralement jugées selon leur netteté, leur couleur et leurs associations : hureaulite rose jusqu'à une échelle centimétrique sur du rockbridgeite noir-vert, avec de la leucophosphite, des minéraux du groupe jahnsite, robertsite, mitridatite, metaswitzerite, bermanite, collinsite, todorokite, ou tavorite, est bien plus désirable que du matériau massif, meurtri ou terraux. Bull Moose est particulièrement prisée lorsqu'un seul cristal rose bien formé s'élève clairement d'une matrice sombre contrastante ; ce sont parmi les hureaulites les plus attractives des États-Unis.
D'autres minéraux importants du Dakota du Sud pour les collectionneurs systématiques incluent un ensemble inhabituellement riche de localités-types et d'espèces rares de phosphate. La mine Tip Top à elle seule est documentée comme localité-type pour ehrleite, fransoletite, jahnsite-(CaMnMg), jahnsite-(NaFeMg), pahasapaite, parafransoletite, pararobertsite, robertsite, segelerite, tinsleyite, tiptopite, et whiteite-(CaMnMg). Les pegmatites des Black Hills au-delà de Tip Top ajoutent des minéraux locaux type ou autrement notables tels que walentaite de White Elephant, sinkankasite de Barker-Ferguson, johnwalkite de Champion, olmsteadite de la région Hesnard, perloffite, rosemaryite de Rock Ridge, et des occurrences importantes de scorzélite, tavorite, leucophosphite, phosphoferrite, phosphosiderite, kryzhanovskite, fairfieldite, ludlamite, vivianite, wodginite, columbite-tantalite, cassitérite, béryl, spodumène, lépidolite, schorl, elbaïte, quartz rose, uraninite, autunite et torbernite.
Notes du collectionneur
Le principal problème d’authenticité des matériaux des Black Hills, dans le Dakota du Sud, n’est pas une production artificielle généralisée; c’est la précision de localité et l’identification des espèces. Beaucoup d’étiquettes anciennes n’indiquent que « Custer », « Black Hills », « Custer County » ou « pegmatite du Dakota du Sud », ce qui peut être adéquat pour du quartz décoratif, de la feldspath ou du schorle, mais constitue une provenance faible pour les raretés phosphatées. Une hureaulite étiquetée simplement « Custer » pourrait tout à fait provenir du Bull Moose, Tip Top, Custer Mountain, Elkhorn, Hot Shot, Rock Ridge, ou d’une autre pegmatite voisine, et la valeur de l’échantillon peut changer substantiellement avec une attribution exacte de mine.
Les minéraux phosphatés sont aussi faciles à mal nommer par l’apparence seule. L’hureaulite, la Jahnsite, la Laueite, la leucophosphite, le phosphosidérite, les minéraux du groupe enfantsite-eosphorite, la mitridatite et les mélanges phosphatés altérés peuvent se trouver ensemble à l’échelle millimétrique. La couleur est utile mais non definitive. Des échantillons sérieux de phosphates du Dakota du Sud, surtout ceux présentés comme des espèces rares ou du matériel de localité type, méritent une provenance étayée et, pour les pièces de valeur, une confirmation analytique par diffraction X, Raman, SEM-EDS, ou méthodes comparables.
La condition est critique. L’hureaulite peut former des cristaux exposés perchés sur une matrice phosphate dure et sombre, et les plus beaux exemples présentent souvent une seule pointe cristalline vulnérable ou une petite gerbe de cristaux au-dessus d’un rocher cassé de rockbridgeite ou de triphylite. Les pièces Tip Top et Bull Moose montrent communément des pointes cristallines meurtries, de la pâte de poche, une coloration fer-manganèse, des phosphates altérés friables ou des bords instables où la matrice s’est adoucie. Évitez les nettoyages agressifs : de nombreuses espèces associées sont des phosphates hydratés, certains sont friables, et un nettoyage acide peut endommager ou détruire des associations délicates. L’amincissement mécanique sous magnification est généralement plus sûr qu’un traitement chimique.
La radioactivité est une considération distincte de manipulation pour certains minéraux pegmatitiques des Black Hills. L’uraninite, la torbernite, l’autunite, la microlite, le columbite-tantalite et du matériel portant du U ou du Th se trouvent dans certaines parties du district. Ces échantillons doivent être stockés avec des étiquettes indiquant la radioactivité, tenus à l’écart d’une exposition prolongée dans les zones de vie et manipulés avec les précautions habituelles contre l’inhalation et l’ingestion de poussière. La plupart des échantillons d’hureaulite ne présentent pas en eux-mêmes de risque radioactif, mais des séries pegmatitiques mixtes de Custer ou Keystone peuvent inclure des espèces radioactives.
La disponibilité sur le marché est inégale. Le quartz, le feldspath, le mica, le schorl, le quartz rose et les roches pegmatitiques courants du Dakota du Sud sont abondants. La hureaulite de bonne qualité est beaucoup plus rare, et les meilleurs échantillons Bull Moose ou Tip Top sont généralement des pièces de collection ancienne ou du matériel de marchant issus de découvertes passées plutôt que des pièces issues d’une collecte ouverte récente. Les exemples les plus recherchés combinent une provenance exacte de la mine, une couleur soutenue, une forme cristalline visible, une matrice contrastante et des associations nommées. Les microminéraux et les miniatures de phosphates rares Tip Top restent accessibles, mais les pièces de cabinet présentant une hureaulite nette et bien exhibée ou plusieurs espèces rares sont véritablement limitées.
À la mine d'Etta près de Keystone, l'habitude des Black Hills d'exagérer la taille des cristaux est devenue littérale. La mine était déjà un repère de pegmatite lorsque, en 1904, des mineurs ont exposé des cristaux de spodumène si grands que l'enregistrement photographique montre un homme debout à côté des moules de cristal vides pour l'échelle. Un cristal documenté mesurait environ 42 pieds de long, avec une section transversale d'environ 3 par 6 pieds; une autre source sur les cristaux géants cite un spodumène photographié d'Etta à 47 pieds de long. Il ne s'agissait pas de miniatures de musée attendant d'être enveloppées dans du coton. Ce sont des « troncs » industriels de minerai de lithium insérés dans la pegmatite, extraits dans le cadre d'une mine qui avait commencé par des spéculations sur le mica et l'étain avant de devenir un producteur de lithium. Des cristaux de spodumène de Nouvelle-Angleterre mesurant des pieds avaient autrefois semblé surprenants; après Etta, le mot « énorme » a dû être réajusté.
L'histoire d'Homestake appartient davantage au minerai qu'à la pegmatite, mais aucun guide minéral du Dakota du Sud n'est complet sans elle. La revendication originale d'Homestake a été localisée en 1876 pendant la ruée vers l'or dans les Black Hills. Au cours des 125 années qui ont suivi, la mine de Lead est devenue l'emblème de la persévérance de l'hémisphère occidental : puits profonds, kilomètres d'ouvrages, minerai enfermé dans une formation ferrugineuse, et une ville d'entreprise dont le nom—Lead, prononcé « Leed »—préservait le mot des mineurs pour une lode (vein). La dernière tonne de minerai a été Extraite le 14 décembre 2001, presque directement sous Open Cut près de la veine initiale. La centrale a cessé ses activités le 13 février 2002, après avoir traité 167,63 millions de tonnes de minerai et avoir produit 39,62 millions d'onces d'or et 9 millions d'onces d'argent au cours de son histoire.
La seconde vie d'Homestake fut plus étrange et, à sa manière, plus élégante. Bien avant la conversion en laboratoire moderne, le physicien Raymond Davis plaça un détecteur de neutrinos solaires au niveau de 4 850 pieds dans les années 1960. La mine, qui avait été creusée pour trouver de l'or, devint un bouclier contre les rayons cosmiques, et son obscurité contribua à révéler un problème en physique solaire : Davis ne voyait qu'environ un tiers des neutrinos attendus. Des décennies plus tard, ce « problème des neutrinos solaires » fut résolu par la physique des particules, et Davis partagea le prix Nobel de physique en 2002.La même mine qui s'était fermée en tant que productrice de minerai devint le Sanford Underground Research Facility, où la science a pris possession des profondeurs autrefois occupées par des mineurs, des treuils, des pompes et des wagonnets de minerai.
L’histoire de Tip Top est plus discrète mais plus intime pour les collectionneurs de minéraux. Sa contribution majeure n’était pas un seul cristal géant mais une série de petites cavités dans des masses de phosphate altérées. Dans ces poches, la triphylite-lithiophilite primaires a été transformée par l’oxydation, l’hydratation et des fluides tardifs en un laboratoire minéralogique miniature. Un collectionneur ouvrant une matrice de phosphate sombre pourrait découvrir la hureaulite rose, le leucophosphite vert-gris à purplâtre, le jahnsite noisette-brun, le robertsite noir à rouge-brun, la laueite orange, le mitridatite verdâtre, le bermanite brun-rouge profond, ou le collinsite incolore. De nombreux cristaux ne mesurent que des fractions de millimètre à quelques millimètres, et pourtant le lieu a livré une douzaine d’espèces de localisation-type. Le génie de Tip Top est qu’il récompense davantage la loupe que le marteau-piqueur.
