
收藏家指南,介绍美国西南矿的地质、开采历史及著名矿物,配以在 EarthWonders 记录的该矿区61件标本的图示。
Key facts
比斯比西南矿是美国收藏者出色的矿物产地之一,因为它将三件罕见共存的要素结合在一起:一个重要的铜矿体、一个非凡的氧化洞穴系统,以及在臂长尺度上仍然清晰辨识为比斯比的样品组。该矿位于亚利桑那州 Cochise 县 Warren 矿区的 Queen Hill 的 Hendricks Gulch,那里铜、铅和锌的硫化物置换沉积物被置入与 Sacramento Stock 复合体邻接的古生代石灰岩中,随后又被深部超生氧化过程重新塑造。 Southwest Mine 最佳的晶样就是这一再造的产物:由孔雀石或金草石染色的方解石洞穴晶灯和钟乳石、绒状与针状的二次铜碳酸盐、来自氧化去铁镜的蓝紫色孔雀石-蓝铜矿板,以及来自铜富矿石区的罕见氧化铜铈组合。
收藏者对 Southwest Mine 的材料青睐于一种非常独特的美学。经典的作品不仅仅是“比斯比铜矿物”;它们是洞穴样品。许多生长在开放的空腔或在已耗尽的硫化物置换体上方、内部形成的氧化洞穴中。方解石以尖锐的菱方晶、菱面体、簇状颗粒形、钟乳状形态、架状石、浮筏相关形态,以及记录矿洞内水位变化的奇异复合生长形式出现。铜矿物可以夹体、涂层或基质颜色出现:透明方解石中的淡海绿色孔雀石、蓝绿色的镁橄石尘覆铁氧化物与石灰石、或在无色玻璃状方解石下方的深红色紫铜矿。
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该地点的历史重要性与新 southwest 矿体的存在密不可分。它在二十世纪初 Queen Hill 下方开发中被发现,1919 年后被大量开采,成为比斯比大型氧化矿源之一,并在第4、5、6、7层暴露出一组显著的洞穴。这些洞穴并非被动的好奇之物:它们引导矿工找到氧化矿,产生如今散布于旧比斯比收藏与博物馆中的样品,并帮助形成该区关于氧化下沉、洞穴形成及超生矿物学的科学文献。

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Southwest Mine 位于 Bisbee 的 Hendricks Gulch,属于 Mule Mountains 的 Warren 采矿区,科奇斯县,亚利桑那州。其矿化属于 Bisbee 的经典石灰岩替代与斑状岩相关体系。相关的矿石为不规则的替代体,主要出现在志留系的马丁石灰岩,并在局部与斑状岩脉、层状岩、二氧化硅角砾岩以及向东北走向的主要断层结构,尤其是 Czар 断层区域相关。更广的 Bisbee 区域在围绕 Sacramento Stock 复合体的侏罗纪侵入活动相关的若干阶段中矿化:先是大量的黄铁矿与二氧化硅矿化,其次是铜含量的替代矿化,然后是铅锌矿化,最后是一个虽小但在矿物学上重要的多元素阶段,携带砷、钒、钨、锑、铋、碲以及贵金属等元素。
Southwest Mine 的可收藏矿物多来自矿石系统的氧化与富集部分。初级硫化物如黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、闪锌矿及相关矿物提供金属;近地表的氧化、循环水以及石灰岩缓冲的化学过程随后生成熟悉的碳酸盐、氧化物、硫酸盐、砷酸盐、卤化物和硅酸盐矿物。在 Southwest Mine,这一过程尤其显著,因为硫化物替代体的氧化会产生空隙、下陷裂缝和洞穴系统。洞穴内壁覆有方解石、文石、石膏、针铁矿、赤铁矿、孔雀石、金绿玉石、蓝铜矿以及其他次生矿物,而其下部及相关的破碎地带则包含氧化矿石。
从历史上看,成为 Southwest Mine 的地下区域源自 Queen Hill、Hendricks Gulch、Czar Mine 周边的矿区以及该地区较早的铅-银-铜活动。早期的 Hendricks Gulch 矿区于 1870 年代末期因富银的方解石、及相关铜矿而进行探采。在二十世纪初,来自 Czар Mine 的勘探从 Queen Hill 向上延伸;到了 1911 年,Czar 200 层的提升井已经发现矿石并开发成内部竖井。这些竖井、若干个巷道以及 Sunrise Shaft 最终形成了 Southwest Mine。在未实现地面通道前,人员和物资必须通过 Czар 体系下降,然后通过内部 Southwest 矿道进行转运。
1910 年代的发展变化极为迅速。西南隧道在大约 5,500 英尺高度处开挖, Queen 隧道被扩展以支持日益扩大 mine 的规模。1919 年,第 7 层向 Hendricks Gulch 的一个巷道入口延伸,Sunrise 竖井从第 3 层或 Queen 隧道层提升,以服务不断扩大的平巷。在 1919 年发现的新的西南矿体,在接下来的大约九年里产出超过一百万吨矿石。其中很大一部分是氧化矿,最具观赏性的标本材料很大程度来自于该矿石周围及上方的洞穴及塌陷洞蛛的残留物。
矿井最著名的地下特征之一是“ Ballpark ”,在新西南矿体上开发的巨大平巷群。回填极其有限且开放区域的巨大尺度导致地基不稳;在 1933 年初的深夜发生了一次灾难性坍塌,造成多处相连的平巷坍塌。坍塌时井内无人,但坍塌破坏或损坏了许多洞穴系统,形成一个巨大的空洞,里面堆满了房屋大小的巨石、深峡般的空间,以及含有塌陷的洞穴礁石的砌块。后来探险者在混乱的坍塌区发现了覆碳酸钙的巨石、破碎的洞穴构造、残留口袋,以及异常的洞穴矿化。
西南矿的标本口袋与发现,最好按层面与洞穴环境来理解,而非单一的“口袋”名称。第 5 层有镁长石、方解石、绿柱石在石灰岩坍塌角砾岩与氧化矿洞穴中;包括无色至白色方解石上覆着绿着色的早期长石。第 6 层产出异常的方解石与石膏洞穴材料,包括带有少量孔雀石与玫瑰石的石膏钟乳石、透明石膏生长、以及被方解石胶结的铁氧化物筏状材料。第 7 层以大型装饰性氧化洞穴闻名,方解石上的文石、带有陨石状涂层的方解石、白云岩覆盖层,以及栩栩如生的原位洞穴方解石。第 4 层产出由针铁矿承载的洞穴,具大菱状方解石晶体、托石、以及强烈铜色着色的钟乳石方解石。
如今的采集进入应被视为关闭状态。西南矿位于私有矿区,地下施工处于危险、封闭、设有门禁、塌陷或以其他方式无法进入的状态。 5 层西南入口据报道完好但已被封,另有一个 6 层入口设有蝙蝠门,而另一个已被埋没。严肃的收藏者应通过旧藏、博物馆撤下的藏品(在合适情况下)、信誉良好的经销商以及有遗产材料的记录来获取西南矿标本,而不是尝试进入实地采集。
方解石是西南矿的标志性品种,且在几乎所有其他Bisbee 子地点中可收集到的形式比其他地方更为丰富:无色至白色的晶粒,淡蜂蜜色至粉红色的簇状体,复杂的板状晶体、锥尖晶体、菱型晶体、钟乳石、喀斯特柱、流石、层板石、洞穴木筏、螺旋形晶体,以及晶体包覆的钟乳石。最理想的标本是能清晰显示洞穴起源的作品——在氧化物基质上呈现清脆、玻璃感的方解石,与黄铜铜绿的晶体夹入、淡绿至蓝绿铜离子着色的钟乳石或簇状方解石,以及将标本与西南矿具体层位联系起来的较旧标签。就地记录的实例包括:在5层的无色至白色板状晶在与铜绿着色的方解石上方可见,约30厘米视图;5层晶体达5厘米;6层分级层板石;7层方解石流石、螺旋晶、木筏以及大型洞穴型晶体。优质标本具有光泽、完整端部、表面未被消光、可见的铜色或相关性,以及具有雕塑感的钟乳石状习性;普通材料则更粉状、破碎、带铁锈污斑且缺乏形态,或仅为“Bisbee 方解石”,无西南 attribution。
西南矿的孔绿铜矿从在石膏或方解石中散布的小针状晶体到覆盖层、包含性花洒、簇状复杂壳体,以及在带绿色铜绿色调的基质上的叶状拟形。它在此处最常见的作用往往是作为着色剂及伴生矿,而非作为独立的绿色块状物:透明方解石中包裹的鲜亮针状晶体、光泽方解石上薄层覆盖、在富铜铁氧化物基质上带绿色喷射、以及保持早期蓝铜矿更锋利叶片状习性的拟形。来自旧藏的橱柜标本包括带孔绿铜矿夹杂的方解石簇群,以及西南矿孔绿铜并铜蓝矿板,直径约11厘米;野外描述亦提及5层石柱中的针状孔绿铜矿,以及6层石膏洞中的微量孔绿铜矿。最精美的标本应鲜亮、无刷尘、晶体清晰或拟形,且与白色方解石、深色赤铁矿或红色氧铜矿形成鲜明对比;没有晶形的巨大绿色地壳则不太具特色。
Auriхалцит是西南矿脉的经典风格之一,通常在氧化洞穴环境中以软蓝绿色至绿松石色的纤维状或针状涂层出现,特别是在石灰石、赤铁矿-rich 基质以及方解石周围。Bisbee 规模的洞穴研究强调,aurichalcite 最常见于氧化洞穴,沿着洞壁或巨石之间的空隙布置在洞底,而西南矿脉材料尤其与第五层石灰石塌陷角砾岩以及含方解石的洞口相关。已知样品描述包括小型柜陈列件,例如周围有 aurichalcite 的方解石约 5.8 cm,以及更大的一整块柜板,约 14 cm,具有 aurichalcite 与方解石。最佳例子显示干净、饱和的蓝绿色绒毛般光泽或喷洒状,与有光泽的白色方解石或深色基质形成鲜明对比;颜色较弱、带尘土感或模糊的纤维涂层在视觉上可能与 rosasite 或淡孔雀石混淆,需要良好的来源证明或分析信心。
来自西南矿脉的赤铜矿在市场上不如方解石或孔雀石常见,但很重要,因为该地区出产透明至半透明晶体和大块红色赤铜矿,与二级铜矿物强烈相关。记录的产出描述为修改的立方晶体,尺寸达 5 cm;收藏样品包括光滑无色的方解石尖晶石,一些为双端终止且夹杂或涂覆孔雀石,安放在坚实的酒红色大块赤铜矿上。赤铜矿还与孔雀石、阿塔卡迈石、褐铁矿、铜绿锈、对香石、对铜矿石、赤铁矿、方解石及其他二级卤化物和铜矿物在更广泛的西南套件中共现。最佳作品保留红色、晶体形态和鲜明对比——尤其是赤铜矿支撑明亮的方解石或绿色孔雀石——而较差材料则多为大块、黯淡、变成绿松石或孔雀石,或缺乏文献记录的“Bisbee 赤铜矿”产地模糊。
超越这四种收藏者必备品,西南矿区在一个异常丰富的次级矿物组合方面也具有重要意义。最重要的现代矿物学区别是 eddavidite,Cu12Pb2O15Br2,其类型产地为西南矿区;它是 murdochite 的溴化同族,是从第五层材料中描述的。其他记录在西南矿区或西南氧化洞中的矿物包括文石(方解石)阿拉贡石(角闪石)蓝铜矿、方解石、菱铜矿、铜矾、方铅礦、方铅矿、德斯克洛伊兹石、白云石、针铁矿、石膏、赤铁矿、咪米特、墨铒石、murdochite、普拉特纳石、石英、玫瑰铜绿、以及几种不常见的卤化物和氧化物种。对收藏者特别感兴趣的是七层的带有方水晶花纹的方解石与带铜色的文石、微小而明亮的黄色咪米特、在洞底空腔中出现的带绿松石色的德斯克洛伊兹石与普拉特纳石以及后期或晚期的石膏洞穴标本,伴随少量的孔雀石和玫瑙石。
西南矿区标本强调来源可追溯性。最有价值的标签应具体:如“西南矿区”、“汉德里克斯沟”、“比斯比”以及理想情况下的等级或特征,例如第5层、第6层、第7层、皇后山、新西南矿体,或 Ballpark。许多较早的样本仅标注为“比斯比”、“铜王后”,或偶尔是“Higgins洞穴”,特别是因为通过 Higgins 隧道可以进入第7层西南洞穴。收藏者不应自动拒绝这样的旧标签,但应认识到西南、沙皇、 Copper Queen、Higgins 和 Holbrook 的材料在地下可能彼此纠缠并在商业上简化。
最常见的状态问题是方解石受损。西南矿区的方解石形成于洞穴和塌陷区,因此断裂的钟乳端、接触挫伤、菱形边缘缺口、尘埃覆盖和铁氧化着色都是正常现象。锐利的第5层闪长石、在赤铜矿上的角手晶,以及带铜色光泽的钟乳状碎片在优秀状态下也会更少。球状状和钟乳状方解石可能自然变圆,但断底应与对展示面的损伤分开评估。来自坍塌材料的样本即使不完整,也可能具有极高的矿物学价值,但柜规级价值仍取决于光泽、终止质量和美观度。
孔雀石和 aurichalcite 需要小心处理。针状孔雀石容易脱落或擦伤;而 aurichalcite 特别柔软,粗心清洁会被压扁。避免对脆弱的纤维状材料进行激烈清洗。除尘应克制,只有在安全的情况下才使用手部吹风机或极软的刷子。Aurichalcite、 rosasite 和淡孔雀石在小的纤维涂层中可能外观相似,因此在没有分析证据、强有力的旧收藏线索,或明确相关性的支持下,应将标签视为假设。
荧光可以增添趣味,但不应过度宣传。比斯比方解石具有可变性:与氧化物矿脉相关的一些上成方解石反应较弱,而某些方解石世代在短波紫外线下会发出橙色、红橙色、绿ish 或近白色的荧光。西南矿区在第5层的方解石和第三层的经变质的马丁石灰岩上带有水热方解石的样本,记录了荧光的变化。强烈的荧光反应有助于区分不同方解石世代,但并非该产地真实性的全盘检验。
没有专门与西南矿(Southwest Mine)相关的重大公开伪造传统,就像一些经典产地遭遇的系统性组装或染色标本一样。真正需要关注的是错标和过度泛标签示。寻找连贯的矿物组合、古老收藏史、母岩一致性以及适当的洞穴风格晶簇。可疑的例子包括被标注为氟碳铜绿(aurichalcite)但缺乏支持情境的明亮纤维状绿色或蓝色材料、看起来像通用 Bisbee 倾倒材料的“西南矿”标本,以及没有老标签却被商业升级为更理想的子产地的方解石碎块。
市场供应方面,方解石及方解石-孔雀石组合的供货中等,良好氟碳铜绿的有限,细致铜乌铜矿(cuprite)组合稀缺,且有充分文献记载的稀有品如 eddavidite、murdochite、plattnerite、descloizite 或携带洞穴样品的 conichalcite 稀少。许多优质标本通过 Bisbee 矿工、本地收藏者、Graeme 圈子、Dave Stoudt 的材料、较早的亚利桑那收藏以及遗产分散进入收藏圈。最值得购买的机会仍然是带有旧标签且肉眼与西南矿洞穴矿物性相匹配的标本。
西南矿洞最具感染力的早期记载之一来自当新西南地层仍然新鲜且受保护的时期。美国自然历史博物馆的埃德蒙·奥蒂斯·霍威在1911年抵达 Bisbee,为铜皇矿的模型收集数据。几乎立刻就传来一个新发现洞穴的消息。进入口被控制,房间与矿脉仍然保持接近原始状态。穿上规范的矿工服后,霍威及其队伍下降克察尔井筒,向西南走到皇后山下,乘坐电动绞车升到400英尺的升高处,然后通过炙热、氧化的地下光线下降40英尺的垂直梯,走到木板门前。门外是一段爬行通道,进入一个低矮到无法站立的房间,在乙炔灯下发出绿色偏色的方解石光泽和浅清澈的水池。
洞穴向上延展,穿过被自身滴石覆盖的坠落石块,进入一个约30英尺高、40英尺宽的房间。霍威看到白色方解石、深色铁及锰的残留、呈三点状团块状的肉色、随旧裂缝延伸的钟乳石,以及在房间上端升起的一座巨大的绿白色钟乳石。它大约14英尺高,在底部横截面约为14到15英尺,离架子上方三英尺处逐渐变窄,横截面约为10英尺。队伍点燃镁带,房间瞬间变得灿亮。霍威认为这座巨大的钟乳石美得近乎“ vandalism 的行为有失公允”,尽管科学采集和矿业作业使得移除几乎不可避免。他估计在有利的洞穴条件下,这样的质量需要超过67,000年的时间才能形成,在干旱的亚利桑那州可能需要更长时间。
同一个洞穴还有更小的奇观,会让任何现代收藏家感到酸楚。在一个上层房间,细长的绿色针状方解石以画笔状的群集形式出现在肉质状的块体上。再到其他地方,方解石的肋状从坠落的石块中突起,晶簇在滴水石通道上排列,复合形态的钟乳石从矿工那里赢得了“象耳”的绰号。这些并非摆在经销商展台上的样品;它们是洞穴建筑,在黑暗中生长,位于正在被矿工开采的铜矿体之上。
第七层的西南洞穴,后来常被称为希金斯洞穴,因为通过希金斯矿井更容易进入,成为一段持久的比斯比传说。它位于西南矿区,海拔约5,780英尺,靠近希金斯地界线。1954年,卡尔·特里什卡告诉理查德·格雷姆三世如何通过希金斯隧道到达它。格雷姆随后开始多次访问,在接下来的半个世纪里返回了很多次。这座洞穴有一个罕见的优点:海拔在山上较高,因此不需要在上方开采矿石,这意味着它可能比大多数比斯比洞穴更能存活下来。相反,多年来,着迷的参观者移除了钟乳石和其他构造物,造成累积性损伤,这在旧照片中痛苦地清晰可见。
那座第七层洞穴仍然产生了显著的观察结果。一个房间包含了几英尺长的与方解石钟乳石相似的块状构造,由互生的十字形晶体组成,长度几英寸,有少量白色辉长岩覆生。部分样品显示出在球状方解石上的异常铜色光泽的方解石,而在墙壁附近的一带含有足够的同晶石铜铝石,使相关的方解石呈现淡绿色偏黄的色调。附近,微小而明亮的黄色 Mimetite 以及放射状的闪耀体 Plattnerite 出现,在一个化学性质远比普通石灰岩洞穴更为异域的环境中。
球场坍塌是比斯比历史上最伟大的地下事件之一。新的西南矿体被大量开采,剩余的开放区域巨大且回填不完整。1933年初,深夜时分,几处相连的爆破区灾难性坍塌。时机恰好救了许多人的性命:矿井里没有人。留下来的是一片黑色的巨大废墟,长着像小房子一样大的巨石之间还有沟壑般的通道。矿工们给它取名“ Ballpark”,这是一个看似欢快、却让人很难进入的地点的名字。
在1970年代初,格雷姆家族的其中一位作者在一次区域性改良取样项目中返回 Ballpark。他走向黑暗深处,但与他同行的地质学家和矿工拒绝继续前进。仅走了大约100英尺,明显就有迷路和失向的风险,因此探索被推迟。后来,格雷姆一家重新前往,一同花费数百小时探索坍塌的空洞。他们在巨石之间的空隙中爬行数百英尺,发现被大块落石完整包裹的内部小洞穴,记录了由拱顶裂缝、边缘下沉裂缝、下沉洞以及因坍塌而破裂的氧化洞等造成的洞穴遗迹。裂缝横向延展超过一千英尺,纵向延展数百英尺,直至 Hendricks Gulch 上方的地表。
从那处瓦砾中走出了一些像洞穴水文学野外指南的样本。部分方解石钟乳尖端已在原水位处长出水平的晶脊。其他晶体在形成后被淹没,再在与原始钟乳石表面正交的地方被菱方晶方解石过度生长。球状方解石被后来的晶体覆蓋;单晶钟乳石在菱方晶底座上生长;在水线上形成的方解石圆形簇群。取样过程可能物理上令人痛苦,因为相关的方解石晶体锋利,在拾取时就足以划伤手指。
第四层的洞窟中赤铁矿又提供了另一种景观。在最低部,天花板由巨大的菱方晶方解石晶体组成,许多超过一英尺长,某些晶面宽度超过18英寸。几个层级的架石记录着随时间变化的蓄水水平。后来,在露天条件下形成的白色流石和钟乳石,局部带有扭曲的铜色着色方解石晶脊。对着白色洞穴沉积物,偶有深绿色的铜色着色钟乳石悬挂,其对比十分醒目。看到它的作者称其不同于他们遇到的任何其他洞穴。
在第六层,一座由赤铁矿-铁氧化物构成的小型洞穴被探险交叉线分割,形成了矿井中最古怪的形态之一:螺旋状的角闪石生长。剩余的开放空间只有大约五英尺高,约10乘22英尺,矿工曾把其中一部分用作垃圾场,包括炸药及爆破帽。然而,天花板与墙壁上仍有角闪石螺旋,有些超过10英寸长,存在右手和左手扭曲。最锋利的类似于机械螺钉。一个回收的簇群长达18英寸,较小的单体生长上覆盖着棕色方解石过度生长和玫瑰石的微粒。
另一座第六层的洞穴更奇特,因为它被石膏主导而非碳酸盐溶洞沉积物。洞口长不超过40英尺,宽15英尺,高8英尺,位于靠近地表的位置,表近的铜锌矿体在锰丰富的马丁石灰岩中。几乎白色的石膏覆盖在深色的改性石灰岩上,形成高对比度的洞室。羊角状的石膏生长达到四英寸,孔隙状的交错石膏晶团超过18英寸,黑色的罗曼尼奇石着色在一些表面斑点分布,微小的针状孔纹状孔雀石在石膏上随机出现。在最底层,一块七英尺宽的竖向半英寸石膏晶体区域标示着洞内旧水潭的表面。