南达科他州，美国——黑山脉辉长岩矿脉产出丰富的共生矿物（绿柱石、绿柱石、绿柱石）以及历史矿山，是认真的收藏家必访之地。
Key facts
对于矿物收藏者而言，“南达科他州”几乎总是指黑山山脉：该州西部的孤立性、松树昏暗的前寒武纪地台，在这里哈尼峰花岗岩及其周围聚集的稀元素极脉岩群催生了北美洲最重要的极脉岩矿物省之一。最著名的收藏套组并非单一矿石，而是由斜长石、石英、白云母、绿柱石、锂辉石、电气石、磷酸锂矿、锡-铌-钽氧化物，以及在分带极脉岩体内部氧化水合后形成的主锂磷酸盐团聚体所构成的层状故事，呈现为晚期、珠宝般的次级磷酸盐。
黑山的极脉岩在历史上的重要性在于它们既是矿场也是实验室。它们在多个开采周期内提供云母、斜长石、绿柱石、锂矿物、铌酸铅铁矿、闪烁石以及样品石，而卡斯特县和凯斯通区的磷酸盐礦脉则让矿物学出现了一系列新的物种。位于 Fourmile 附近的 Tip Top 矿、Custer 附近的 Bull Moose、Pringle 附近的 White Elephant、Keystone 附近的 Etta、以及 Peerless、Tin Mountain、Big Chief 等相关极脉岩形成了一个地方网络，认真系统的收藏者几乎将其视作一个区内成对的共生记录，而不仅仅是个别矿井。
最具代表性的南达科他州极脉岩标本具有独特的外观：在黑绿岩桥石（rockbridgeite）上出现光泽的粉红色呂热洛石（hureaulite）；藏于空腔中的紫色至祖母绿色的白磷酸盐（leucophosphite）；仅数毫米长但清晰成形的黄色棕色的贾氏石（jahsite）棱柱；糖状的绿色-tavorite；在粗长斜长石中的烟状石英和黑电方石（schorl）；玫瑰石英块体；以及在历史极端时期，晶体如此巨大以至于矿工拍摄空模仿进入隧道的情景的锂辉石晶体。
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南达科他州不仅是一个极脉岩州。其北部黑山黄金带包含 Lead 的 Homestake 矿，这座长寿的铁层地层中富含黄金巨头，重塑了该区域的矿业历史，后又成为 Sanford Underground Research Facility 的核心。收藏者还熟知该州的草原玛瑙、Fairburn 型玛瑙材料、荒原与草原沉积奇观、石膏、方解石-重晶石组合，以及散布的铀、钒矿物，但最能在国际矿物市场上定义该州的标本仍然是黑山极脉岩矿物——特别是来自卡斯特县的磷酸盐系列。
照片：Rob Lavinsky，iRocks.com，通过维基共享资源
照片：Rob Lavinsky，iRocks.com，通过维基共享资源
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South Dakota 的采集地点集中在黑山区域，尤其是环绕 Harney Peak 花岗岩的南部黑山尖晶岩场。斜长岩脉以二裂理、透镜、簇块以及不规则分带体的形式，侵入前寒武纪云母片岩及相关变质岩。它们的常见框架矿物是斜方辉石、微斜长石和正长石、云母以及石英；对收藏者而言，其重要性来自于富含锂、铍、硼、磷、锰、铁、钙、镁、铌、锑、锡、铀及相关元素的伴生矿物和后期矿物。
围绕 Harney Peak 花岗岩的广义地质演化从花岗岩和层状脉状花岗岩向外扩展，最终进入简单的石英-钾长石脉状岩，随后进入更复杂的分带脉状岩体。在最发育的岩体中，收藏者和矿山地质学家能识别边界带、壁带、中间的长石-石英-云母带、石英核心、置换单元以及破裂充填物。最丰富的标本通常并非高山意义上的开放宝石袋；许多是位于改性磷酸盐块内部的晶洞空腔，尤其是在三磷镭光石-锂磷石及相关原生磷酸盐被腐蚀、氧化、水合并部分置换的区域。
在卡斯特地区，Fourmile 附近的 Tip Top 矿是经典的磷酸盐产地。它曾是一个铍矿床，位于含磷酸盐的原生与次生花岗岩脉状岩体内，位于卡斯特以西南方。历史上它曾因更早对其他脉状矿物的兴趣而用于云母、绿柱石等矿物的开采，如今则以次生磷酸盐闻名。重要的样品材料来自氧化磷酸盐块中的空洞和破裂处，在那里存在含溴磷铝铬石组、罗伯茨石、柯林斯石、米特里达石、伯曼石、坦莓石、迈塔斯韦策赖特等物种，并以紧密、色彩丰富的配对出现。许多精美的 Tip Top 作品是橱柜级的磷酸盐块，能看到多种物种，但最佳的科学与美学标本通常是需要放大观察的小板或微型标本。
Bull Moose 亦在卡斯特附近，是另一个经典的磷酸盐地点，出产 hureaulite、tavorite、vivianite、strengite、磷铁矿、磷铁矾、鲁克福斯石、卢德拉迈特、克里扎霍夫斯基石、费尔菲尔德石、巴尔博塞石及相关改性三磷镭石材料。与 Tip Top 相比，Bull Moose 的 hureaulite 常在深色磷酸盐基质上显著站立的粉色到鲑粉色晶体受到高度评价，而不仅仅是涂覆空腔。来自旧藏的标签可能写着 Bull Moose Mine、Bull Moose Quarry 或 Custer，而这种差异重要，因为 Custer County 内距彼此不远的地方就有好几处含磷酸盐的脉状岩。
白象矿位于西塞罗峰与普林格附近，是一个重要的伴生矿区，尤其以磷酸盐组合物和类型矿物沃兰塔石（walentaite）著称。它还出产菱锂辉石、电气石、石英、长石质地、铬锂辉石并伴有黄铁矿酸盐，以及一系列次级磷酸盐，其伴生关系与Tip Top 在成矿学精神上相当。邻近的卡斯特山脉矿脉、埃尔克霍恩、热射线矿、林伍德、洛克岭、罗斯、高攀、三叶草等矿场各自添加了自己的特色矿物与标签问题，共同构成了南达科他州的故事。
Keystone 区域具有不同的视觉特征。埃塔矿以巨大菱锂辉石晶体以及锆铪铌矿、锡石、云母、长石、绿柱石和锂的生产而著名。Peerless、Hugo、Tin Mountain、Ingersoll 以及其他 Keystone-Hill City 的铁脉岩脉展现了黑山脉的经典组合：云母、长石、绿柱石、菱锂辉石、电气石、锂云母、磷酸盐、铀矿物和氧化物矿物。埃塔历史上的菱锂辉石“木材状晶体”不仅体积宏大，且是矿山史上记录最壮观的巨晶矿床之一。
南达科他州的矿业历史对大多数读者而言，往往始于黑山脉的金矿，但铁脉岩脉遵循着自己的经济节律。早期云母就非常重要，尤其是在可以切出大型片块用于电气和工业用途的地方。长石成为陶瓷与玻璃原料。绿柱石在铍时代变得具有战略意义。菱锂辉石与安布利贡石提供锂。铍钽矿、锡石及相关氧化物在较小但具有历史意义的数量上提供钽、铌和锡。在二战时期，美国地质调查局和矿务局对铁脉岩脉进行勘探与评估，以寻求战略矿物，留下了对地点研究至今仍具基础性的文献记录。
如今的采集进入非常不稳定的状态。一些旧探矿点与垃圾堆位于公共土地上，若地点未被圈占、关闭、张贴、列为历史或考古遗址，或不在国家公园、纪念碑、州立公园、私人地块或正在运营的区域内，个人小规模采集可能被允许。其他著名矿场则是私有、被圈占、水淹、危险或对随意采集关闭。特别是 Tip Top 应被视为受控、被圈占的地点，而非随意前往的目的地。对收藏者来说，最安全的实际做法是通过本地俱乐部、地主、圈占权人、信誉良好的商人和博物馆来开展活动，并将每个古老井筒、露天开采口和垃圾堆视为法律与现实的风险，直到另有确认。
照片：美國地質調查局，透過維基共享資源（Wikimedia Commons）
南达科他州的 Hureaulite 是黑山脉磷酸盐的经典，最著名于 Tip Top 和 Bull Moose 矿处，此外在 White Elephant、Custer Mountain、Elkhorn、Hot Shot、Rock Ridge、Ross、Soda Spar 及相关的尖晶石脉中也有记录。它以氧化的 triphylite-lithiophilite 物质中的二次锰磷酸盐形式出现，通常呈淡黄、淡粉、玫瑰色、鲑色或红棕色的棱柱状晶体、晶群，以及腔洞中的紧密镀层。Tip Top 的样品通常以尖锐度、颜色及共生物来评价：粉色 Hureaulite 出现于黑绿色 rockbridgeite 的周围，与 leucophosphite、jahnsite 族矿物、robertsite、mitridatite、metaswitzerite、bermanite、collinsite、todorokite 或 tavorite 共存时，比大块、受挫或呈泥状的材料更具吸引力。Bull Moose 的珍品在于单个晶体完整且从对比度强的母质中清晰竖立出来；这些是美国最具魅力的 Hureaulite 之一。
对系统收藏者而言，南达科他州的其他矿物也同样重要，包含一组 unusually rich 的型本地性矿物和稀有磷酸盐种。仅 Tip Top 矿就被记录为 ehrleite、fransoletite、jahnsite-(CaMnMg)、jahnsite-(NaFeMg)、pahasapaite、parafransoletite、pararobertsite、robertsite、segelerite、tinsleyite、tiptopite，以及 whiteite-(CaMnMg) 的型本地性矿物来源地。Black Hills 的尖晶石脉除了 Tip Top 外，还出现了 walentaite（White Elephant）、sinkankasite（Barker-Ferguson）、johnwalkite（Champion）、olmsteadite（Hesnard 地区）、perloffite、rosemaryite（Rock Ridge），以及重要的出现地点包括 scorzalite、tavorite、leucophosphite、phosphoferrite、phosphosiderite、kryzhanovskite、fairfieldite、ludlamite、vivianite、wodginite、columbite-tantalite、cassiterite、beryl、spodumene、lepidolite、schorl、elbaite、rose quartz、uraninite、autunite 与 torbernite。
南达科他材料的主要真实性问题不是广泛的人工制造，而是产地精确性和物种鉴定。许多旧标签仅写“卡斯特” “黑山” “卡斯特县”或“南达科他州的磷酸盐脉石”，这对于装饰用的石英、长石或黑电气石可能是足够的，但对磷酸盐稀有矿物的原产地证据而言则不足。一个简单标注为“卡斯特”的霍洛恩石（hureaulite）也可能来自Bull Moose、Tip Top、Custer Mountain、Elkhorn、Hot Shot、Rock Ridge或其他附近的脉石矿，若能给出确切矿山归属，样本的价值会有显著变化。
磷酸盐矿物也容易仅凭外观被误认。霍洛恩石（hureaulite）、亚恩石（jahnsite）、劳艾石（laueite）、白磷光磷酸盐（leucophosphite）、磷铁蓝矿（phosphosiderite）、儿童石-正磷石组矿物、米特里达石（mitridatite）以及改性磷酸盐混合物在毫米尺度上可以共存。颜色有帮助但并非决定性。严肃的南达科他磷酸盐标本，尤其是作为稀有种或原产地材料提供的，应有支持性产地证明，对于高价值件，还需通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜-能谱等或同等方法进行分析确认。
条件至关重要。霍洛恩石可在坚硬、深色磷酸盐基质上形成暴露的晶体，最精美的样本常有一个易损的展示晶体或一小束晶体从破碎的岩桥石（rockbridgeite）或三磷矾石（triphylite）之上伸出。Tip Top和Bull Moose样品常见晶体尖端受损、口袋粘土、铁-锰染色、易碎改性磷酸盐、或基质软化导致的边缘不稳定等情况。避免激进清洗：许多相关种是水合磷酸盐，有些易碎，酸洗可能损坏或破坏脆弱的关联。放大下的机械修整通常比化学处理更安全。
放射性是对部分黑山脉脉石矿物需额外处理的考虑。铀铌矿（uraninite）、托贝尔石（torbernite）、自浮石（autunite）、微晶磷酸盐（microlite）、铌铪铌矿（columbite-tantalite）及相关含U或含Th材料在该区部分地区存在。这些标本应标注放射性信息，远离长期居住区域暴露，并按常规防尘吸入与摄入的防护措施处理。大多数霍洛恩石标本本身并非放射性关注对象，但来自卡斯特（Custer）或基石镇（Keystone）的混合脉石组可能包含放射性物种。
市场可得性参差不齐。普通的南达科他州石英、长石、云母、黑云母、玫瑰石英和坩模岩相对丰富。较罕见的黄石磷酸盐（hureaulite）要少得多，而Bull Moose 或 Tip Top等钻脉标本通常是旧藏品或来自过去发现的经销商材料，而非新鲜开放采集。最理想的例子是具备确切矿山出处、强烈颜色、可见的晶体形态、对比鲜明的基质，以及命名的关联。微晶镶嵌标本和罕见 Tip Top 磷酸盐的缩略样本仍然可以获得，但具备明晰、良好展示的 hureaulite 或多种罕见物种的柜上藏品其实非常有限。
在凯斯通附近的埃塔矿，黑山脉夸张晶体尺寸的习性成为现实。1904年，矿工暴露出铷矿石晶体后，已经成为独特的片麻岩矿区；晶体大小之大以至于照片记录显示一个男子站在空的晶体模具旁以作尺度。一块记录在案的晶体约长42英尺，断面尺寸在3乘6英尺左右；另一来源关于巨晶的说法则引用了一块来自埃塔的铷矿晶体，长达47英尺。这些并非等待被棉花包裹的博物馆微型品，而是嵌在片麻岩中的工业“原木”级别的锂矿 ore，作为一座最初源自云母与锡时代的推测性矿山的一部分被开采，随后才成为锂生产者。早期新英格兰铷矿晶体以英尺计量时曾被视为惊人；在埃塔之后，“巨大”的一词必须重新校准。
霍姆斯泰克故事属于矿石而非片麻岩的范畴，但没有它，南达科他州的矿物指南就不完整。最初的霍姆斯泰克矿权于1876年在黑山金热潮中被发现。在随后的125年里，位于利德的矿成为了美西半球坚持不懈的象征：深井、里程碑式的矿道、以铁层的矿石为主、以及一个名为Lead、读作“Leed”的公司城镇，保留了矿工对矿脉的称呼。最终的一吨矿石是在2001年12月14日开采的，几乎正位于原始矿脉暴露区下方的开采场附近。磨矿厂在2002年2月13日关闭，整个矿山在其历史中处理了1.6763亿吨矿石，生产了3962万盎司的金和900万盎司的银。
霍姆斯泰克的第二次生命则更为奇特，在某种程度上也更为优雅。早在现代实验室改造之前，物理学家雷蒙德·戴维斯在1960年代将一个太阳中微子探测器安置在4850英尺的高度。那个曾经为了寻找黄金而被钻探的矿山，变成了抵御宇宙射线的屏障，其黑暗有助于揭示一个太阳物理学问题：戴维斯看到的中微子仅约为理论预期的三分之一。数十年后，这个“太阳中微子问题”通过粒子物理学得以解决，戴维斯于2002年共同获得诺贝尔物理学奖。同一座以矿石生产而闻名的矿山，在关闭后成为桑福德地下研究设施，科学事业接管了曾被矿工、吊车、泵和矿车占据的深处。
Tip Top 的故事对矿物收藏者来说更安静也更亲密。它的重大贡献并非一个巨晶，而是一系列在改性磷酸盐块体中形成的小型空腔。在那些袋中，初生的三水铈磷铌石（triphylite-lithiophilite）通过氧化、水合与后期流体的作用，被转化为一个微型矿物实验室。收藏家在黑色磷酸盐基质中敲开时，可能暴露出粉红色的辉钙石、绿灰色至紫色的铀铈磷酸盐、榛褐色的拿恩石、黑色至红褐色的罗伯茨石、橙色的铑石、绿灰色的甲安石、深红棕色的伯曼石，或无色的柯林石。许多晶体只有不到一毫米到几毫米的量级，但该产地催生了十几种本地型矿物。Tip Top 的天才在于它比起凿击更奖赏放大镜的观察。
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