
蒂利·福斯特铁矿,美国——纽约州知名的磁铁矿-软橄矿组,共生体、异常大的软橄矿晶体,以及著名的伪形态矿物。
Key facts
蒂利·福斯特是美国矿物收藏中的一个伟大悖论:一座以实用磁铁矿开采的铁矿,但最让人印象深刻的却是那些铁匠们并不打算保留的橱柜矿物。这座矿位于纽约州普特南县东南镇,距布鲁斯特仅数英里,处于雷丁峰段的高品位变质岩带内。它的矿石并非单纯的黑色磁铁矿体。经典材料是一种罕见的铁镁组成,其中磁铁矿与软玉辉石、蛇纹石族矿物、克林诺克罗石、白云母、白云石、方解石、角闪石以及其他接触变质或围蚀性种互生。在最好的标本中,黑色金属磁铁矿和深红橙色的软玉辉石从苍白的蛇纹石或碳酸盐中显现,经常伴随有如云母般深色的克林诺克罗石板,仿佛镶嵌于基体之上形成像镜窗般的效应。
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该 locality 的矿物声誉主要建立在软玉辉石之上。蒂利·福斯特产的软玉辉石不仅仅作为从属的石砾配件存在,而是矿石的岩石组成部分,这一现象让19世纪的矿物学家拥有大量材料进行研究。达纳、布莱登堡、特雷纳、亚努齐、奈特加尔等人以及后来的作者们都重复回到相同的主题:这座矿产生大量的软玉辉石,晶体异常放大,颜色从黄色和肉桂色到深酒红色不等。最佳的小型标本和小脑柜标本显示出锐利或复杂的红棕色晶体,具有树脂光泽至玻璃光泽,常见于白到灰绿色的蛇纹石中,伴有黑色磁铁矿与绿色克林诺克罗石。

照片: Rob Lavinsky, iRocks.com / 维基共享资源
蒂利·福斯特也是伪型标本收藏的经典之地。蛇纹石,尤其是反蛇纹石和蜥蜴纹石,会替代或保留许多早期矿物的形态,文献中反复记载涉及角闪石、无水方石、黑云母、白云母、白云石、霞石、克林诺克罗石、白云石、方解石、斜长石、闪石、萤石、磁铁矿、白云母、透辉石、方解石及滑石等的伪型现象。这种置换史是该地视觉特征的一部分:优良标本很少以现代高山裂缝式的“干净”状态出现。它们往往复杂、经过改变、常有部分蚀刻或呈哑光状,在最佳状态下,它们记录了一系列的矿石成矿、含水、脉线形成与伪型置换的过程,集中在单一的手样标本中。

照片: Rob Lavinsky, iRocks.com / Wikimedia Commons
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蒂利·福斯特铁矿是一座被水淹没的磁铁矿矿井,位于纽约州普特南县东南镇,历史上与蒂利·福斯特村落相关,常在较早的标签中被描述为布鲁斯特,普特南县。记录的坐标显示它位于美国6号公路以南、布鲁斯特以西,位于十九世纪开采的东南纽约磁铁矿体带之内。矿脉长期被描述为一个陡峭的透镜状磁铁矿沉积体,被高品位片麻岩所包围,磁铁矿与岩墙接触带上还有蛇纹岩、白云岩及相关的镁富集岩。现代样品文献常将该成组描述为脉岩样或接触变成岩,但确切的岩源并不简单:该矿暴露出一个以磁铁矿和菱镁矿族矿物为主的高镁富集系统,且该地点现已被水淹,基本无法进入,限制了新的地质研究。
该矿的两个收藏术语“蓝色矿”和“黄色矿”有助于理解其标本。蓝色矿的磁铁矿含量较高,且以分离的菱方硅石呈现黄色晶粒、较不完整的大晶体,或晶质团块,通常伴随硬橄矿和晚期碳酸盐。相对地,黄色矿含有丰富的菱方硅石和蛇纹岩化的镁铝质材料,伴有磁铁矿、橄榊相、白云岩及蛇纹石族矿物。空腔、缝隙和窄脉中产生了最精美的展示标本:蛇纹岩中的红橙色菱方硅石晶体、圆润或条纹状的磁铁矿、深绿的云母绿绢辉石、方解石或白云石,以及某些标本中的晚期氟石或水镁石。
矿业始于1810年发现的磁铁矿岩体,早期工作沿着在福斯特农场突出露出的矿石展开。到十九世纪末,蒂利·福斯特已成为普特南县重要的铁矿运营之一,既有地下开采也有露天开采。资料描述该矿在1879年深度约为600英尺,露天和地下作业在不同阶段进行。上世纪80年代初,露天坑深约165英尺,而更深层的作业仍在进行;月产量报道在数千吨的范围内。矿石通过铁路运输,最终很大一部分服务于与纽约州和宾夕法尼亚州相连的工业铁钢网络。
工程史与矿山的终结密不可分。大量矿石被留下作为支撑,试图回收柱状矿石导致悬壁花岗岩被移除,露天矿坑扩大。1887年至1889年间,矿山被改造成一座巨大的露天切割矿区,采用蒸汽动力压缩机、气钻和吊索提升等在当时较为先进的方法。正是使蒂莉·福斯特闻名的规模,使它变得不稳定。1895年的一次灾难性坍塌造成十三名矿工遇难,矿山于1897年被废弃。随后记述中仍有大量矿石“在视线中”,但并未出现持久的复兴;坑洞后来被淹没,作为被水填充的疤痕存在,而非活跃的收藏地。
对于收藏者来说,矿渣堆与矿山本身同样重要。19世纪的矿物学家已经注意到,许多标本来自废料堆,爱德华·S·达纳指出,在采矿过程中大量含有脊状晶石的材料被丢弃。这些被丢弃的材料在矿山关闭后数十年仍支撑着收藏活动。约翰·N·特雷纳 Jr.在1930年代和1940年代密集地从矿渣堆收集,建立了一个重要的收藏系列,后来与纽约州立博物馆联系并与哈佛、耶鲁等机构共享。到了1950年代和1960年代,旧的矿渣堆已大幅耗尽;如今,原先的标本分布区域大多被淹没、迁移、建造、树林覆盖或处于私人土地上。蒂莉·福斯特应被视为一个已关闭的历史地点,而非随意的收藏点。
值得瞩目的发现并非像晶脉那样单一的“口袋”,而是重复出现的接缝、裂缝、空腔和来自矿渣的回收,保留了多代成矿过程中的标本。脊状晶石以块状矿石成分、Large altered crystal fragments、较小的尖晶脉状晶体以及宝石般的暗红色晶体出现。磁铁矿既以矿石形式出现,又以可收集的十二面体和条纹状八面体晶体形式出现。绿帘石形成拟六方、薄板状至延长的绿色晶体,有些在富磁铁矿的基质上边缘朝上。蛇纹石呈现出引人注目的拟同形晶、滑动面状的块体和纤维状角闪石。方解石、方镁石、重晶石、方解石、白云石、滑石、透闪石、达托石、辉石以及较稀的硫化物和次生物种使蒂莉·福斯特成为美国东北部最具多样性的历史铁矿系列之一。
Chondrodite 是蒂莉·福斯特(Tilly Foster)的一种标志性矿物,至今仍是严肃经典矿物收藏中该产地存在的原因。它以黄色晶粒 ت在富磁铁矿的蓝色矿石中出现,以黄色矿石中的块状至粗晶材质出现,在改良后的晶体碎片可达到大约 12–15 厘米;在蛇纹石填充的缝隙和窄脉中还有较小但更尖锐的深红色晶体。最好的样品显示鲜红、橙红或深酒红色晶体,具有可见的晶面,而不是暗淡的颗粒状团块;许多晶体部分转变为蛇纹石或苦辉石,这种转变在该产地是正常现象,而非缺陷。典型伴生矿物包括磁铁矿、滑石绿泥石、方解石、白云石、蛇纹石或蜥蜴石、水镁石、透辉石、硬橄石、黑云母和苦辉石。普通的蒂莉·福斯特针铁矿石铝铅矿呈块状、凹坑状、破碎或嵌入状;优质标本结合良好的颜色、可辨认的晶体形态、与浅蛇纹石或碳酸盐的对比,以及经典的黑磁铁矿-绿滑石泥石组合。
磁铁矿曾是推动矿山的矿石矿物,但蒂莉·福斯特也生产出可收藏的晶体,而不仅仅是大量的铁矿石。经典形态是黑色的菱方十二面体和有条纹的正八面体,单晶报道尺寸约至 3 cm;正八面体尤其在片麻岩的缝隙中相关,而十二面体则更具磁铁矿矿脉本身的特征。蛇纹石上的树枝状磁铁矿以及针铁矿和方解石的磁铁矿拟代形也是产地特色的一部分。优质标本具备清晰的金属晶群、对浅蛇纹石、方解石或菱镁石的强烈视觉对比,以及与针铁矿石铝铅矿的伴生关系;普通样品则仅为沉重、颗粒状的磁铁矿矿石,缺乏独立晶体形态或与基质的对比。
Tilly Foster 的 serpentine 同时是基质与改性的记录,收藏者应预期历史标签会使用广泛的名称来指代现今更为谨慎地归为蛇纹石、蜥蜴石、蛇纹石以及 serpentine 变种如 picrolite 或 marmolite。在这里它以灰色、淡绿色、苹果绿至灰绿色的块状材料、滑移面的碎块、纤维状蛇纹石、球状蜥蜴石,以及尤其是在更早矿物的假置体形式出现。最佳的 serpentine 标本并非无名的绿色岩石,而是可识别的假置体,或带有磁铁矿、透闪石或� chord-? 这里原文有一个断裂的单词,正确应为 chondrodite 附着的有光泽、曲线、层状或纤维状的形态。由于本矿井已记录出 chrysotile 与角闪石石棉矿物,纤维状碎块应谨慎处理:请放回盒中,避免磨损,且切割或清洁方式不得产生粉尘。
Tilly Foster 的克莱诺克洛尔在该地区是最受欢迎的非角闪石类物种之一,以淡至深绿、绿色偏黑、祖母绿或蓝绿色的拟六方板状晶体与延长棱柱体而著称。经典样品显示晶板在以磁铁矿为主的基质上边缘立着,常伴随 chondrodite、方解石、 serpentine、磁黄铁矿、白云石、水镁石、白云石辉石或黑云母。公开的样品描述记录晶体大约到 2.5 cm,极少数板片更大,优秀的样品对于一个绿泥石族矿物来说往往具有出人意料的雕塑感。Tilly Foster 的克莱诺克洛尔之所以好与普通的区别在于主导性与清晰度:最佳的碎片显示有光泽、孤立的、半透明到金属绿色的板片,轮廓干净,而较差的样品只是绿色的鳞状覆层或碎片状的云母状集合。
方解石并非蒂利福斯特矿区最引人注目的矿物,但在晶伴关系上很重要,在许多更好的标本中以白色至无色的碳酸盐形式出现,伴随有晶质闪晶云母、角闪石、磁铁矿、荧石、透长石和水镁石。该矿区记录有 rare scalenohedral 与菱面体晶体,有些蒂利福斯特的方解石会发荧光,使得带有方解石的旧标本在日光下看起来比初看时更有趣。方解石也参与赝变史的研究,与蛇纹石族矿物在方解石之后的赝变以及方解石在玉髓石之后的报道有关。较好的标本显示出离散晶体或清晰的碳酸盐对比度且未受酸侵蚀;普通标本则是大块白色碳酸盐,仅作为基质,收藏者应留意方解石被部分溶解以显露磁铁矿或角闪石的标本,有时会留下蚀刻或削弱的表面。
蒂利福斯特布鲁石是一种历史悠久的物种,早期由戴纳记载,普遍被描述为淡绿色至白色的叶状块状物、像云母般的物质、纤维状的ネマ石、以及透明的棱柱状晶体。它与蛇纹石、方解石、角闪石、晶钼石和磁铁矿共生,有些标本显示出像脉状块状的布鲁石,或在镁富变质组合物中的核心与替换物。优质标本罕见,若布鲁石晶体清晰、珍珠光泽、叶状或半透明,而不仅仅是在蛇纹石中的淡色软性成分,则更具价值。由于布鲁石软且在旧标签上可能与绿泥石、滑石或细蛇纹石混淆,蒂利福斯特布鲁石的最佳标本是那些有明确产地来源、晶体形态清晰、并且与已知矿坑残余矿物配套相关的。
钛铁矿,早期标注为“蛇纹石镁铁矿”在较早的标本中,是蒂利福斯特罕见但备受推崇的物种。它在矿区的经典组分中有记录,在十九世纪和二十世纪初的产地名单中,与角闪石、磁铁矿、布鲁石、蛇纹石、透闪石和长石共生被提及。收藏者的记述强调蒂利福斯特的钛铁矿稀少,1891年有重要发现,一些晶体被描述为宝石级别。最受欢迎的标本是可辨认的楔形或形态完整的晶体,具有久远的产地来源,尤其是仍留在与矿井特征的碳硅酸盐和矿物矿石共生的基质中;普通样品则是低品级、孤立、颜色较深或暴露度较差的晶体,对产地组别专家而言意义主要在于产地信息。
氟化物是蒂利·福斯特矿山最初在早期描述中提到的次要但独特的矿物,后被记录为粉色块状 material、紫水晶立方体、紫色、白色和黄色的小晶体、几乎球形的复杂团簇,以及在长石孔洞中与蛇纹石共生的淡绿色八面体微晶。它最常与镟绿钙长石、方解石、蛇纹石族矿物、镁水铝石、蜥蜴石、重晶石、角闪石与磁铁矿共生出现。优质标本是产地珍品:寻找可见晶体、颜色,以及可信的蒂利·福斯特共生关系,而非匿名的紫色碎片。由于在此处氟化物可能呈现滑动构造并以小型晚期晶体形式出现,放大观察往往比手标本的尺寸更重要。
在这些头条物种之外,蒂利·福斯特对纽约铁矿的记录套系异常广泛。安替吉石与蜥蜴石在拟置形矿物中尤为重要;辉绿石及晶晶石已被鉴定出,但若不经分析,视觉上很难与锥晶石区分;氟磷灰石、白云石、透辉石、辉钙石、滑石、绿帘石、释热辉石、角闪石、黑云母、钠长石、正长岩、角闪石、方解石、铬铁矿、矽线石、钛铁矿、金红石、尖晶石、黄铜铜矿、毒镧石、闪锌矿、萤石、铅铟矿、砷银矿、钼矿、闪锌矿、闪锌矿、黄铜矿、天然硫、蛇纹石与晚期次生铜矿物都是矿山记录的一部分。多晶酸盐是该矿区的 notable rarity,报告为毫米级晶体;而辉石族矿物因蒂利·福斯特材料在结构和高压研究中的使用,仍具有科学重要性。
蒂利·福斯特材料属于经典的局部性材料:来源地很重要。优质标本应带有旧标签、收藏历史,或与矿坑已知组合相符的物理特征:红褐色的软晶二氧石、黑磁铁矿、苍白的蛇纹石或碳酸盐、 emerald 到蓝绿色的绿脉石绿簇黝铝石、以及白云石或滑石样的变质,以及鲜明的铁镁矿变质纹理。误标比故意伪造更为常见。二氧石可能与云母石或云母矽石混淆;旧标签上的蛇纹石品种可能与现代命名不符;“绿泥石”常指绿簇黝矾石;“透石英”常指钛闪石;而淡色柔软材料可能是白云石、滑石、蛇纹石或绿泥石,未经分析则不易分辨。
尚未有成熟的小作坊式的蒂利·福斯特伪品产业被正式记载,但来自其他云母石产地的吸引人红褐色二氧石可能被错误标记为蒂利·福斯特,且劣质蒂利·福斯特矿石可能被过度描述为晶体标本。最安全的高端购买是具有旧东海岸、博物馆或经销商来源的标本,特别是标注为蒂利·福斯特、布鲁斯特、东南部、普特南县,或如贝门特、特雷纳、耶鲁、哈佛、纽约州博物馆相关材料,或长期建立的东北地区收藏家材料。
该地区的品相问题较为常见。二氧石通常部分变质、凹坑、断裂、呈哑光或蛇纹化;这是正常现象,但优质标本仍应具有颜色和晶体轮廓。磁铁矿通常坚固,但可能自然粗糙、具条纹或互生,而非镜面亮度。绿簇黝矾石板晶可能会分解、弯曲、剥离或脱落,独立的板晶应仅由母岩处理。白云石含量较高的标本不宜酸洗,除非目标是分析暴露而非标本保存;酸性处理可能移去文脉、侵蚀晶体并造成不自然的刻蚀腔。
纤维状材料值得尊重。来自蒂利·福斯特地区的苏必利石、角闪石石棉和绿簇闪石曾有报道。完整的盒装标本通常便于收藏者处理,但应避免锯切、研磨、刷洗、压缩空气、超声清洗或任何可能释放纤维的处理。将纤维性石棉或角闪石标本存放在封闭的展示盒中,处理后请洗手。
市场供应稳定但有限。来自旧藏的少量二氧石和二氧石-磁铁矿标本会不时出现,但真正尖锐、色彩鲜艳、适合展示的二氧石价格高昂且竞争激烈。优质的绿簇黝矾石远比大多数收藏者意识到的要稀缺。磁铁矿、蛇纹石和混合矿石标本更常见,尽管其中许多在矿物学上有趣,但并非都美观。钛闪石、萤石、透辉石、确认为白云石族的白云石以及良好的拟代晶体属于产地组合标本,若有令人信服的文献证明,应予购买收藏。
首先应当为收藏者了解的蒂莉·福斯特故事并非始于矿井,而是始于冶炼厂。耶鲁的学生在该作业中发现了不同寻常的矿石并带回纽黑文,达纳认出“废弃”的铁岩中含有值得研究的晶体。这一时刻将蒂莉·福斯特从一个工业级矿体转变为一个矿物学地质地点。几年之内,爱德华·S·布雷登堡和达纳家族开始发表关于该矿的软方铝铁铬铁石(胆矾)和蛇纹石假方晶的论文,使蒂莉·福斯特在美国矿物学的词汇中确立地位。矿工们倾倒在地堆上的材料,后来成为橱柜、论文和机构收藏的对象。
矿场的规模几乎与矿物本身一样引人注目地扩大。早期描述称在福斯特农场形成的一座矿脉,形成一座约长百码、宽十到四十英尺、高出邻地二十到三十英尺的丘陵。容易开采的矿石很快耗尽。到十九世纪末,矿井变得深入且危险,问题不再是寻找矿石,而是在不损坏矿顶的情况下回收矿石。矿石被留作柱体以支撑下垂的壁;当运营者试图采集该矿石时,必须移除大量片麻岩。结果形成了一个巨大的露天开采区,使用蒸汽压缩机、气钻和缆索系统将人和设备降入矿坑。
矿井的灾难史异常具体。1895年,一次塌陷导致十三名矿工遇难。之后的报道保留了这样一种尴尬:一些意大利受害者最初是以数字而非名字来识别,因为记录者难以处理他们的名字;后来公布了姓名,至少恢复了那一部分人性的尊重。事后报导描述救援本身就极其危险:清晨七点,十二名意大利人和工头林奇下井去收尸,然而岩石仍继续从悬垂的墙壁滑落。守望者在旁警告下方的人员,建立了一个巨石墙作为庇护,钻探和爆破持续进行,直到一块重达八吨的巨石松动并坠落在作业区附近。
对于收藏者来说,这个地方的浪漫在最后一列矿石列车驶离后仍在继续。在Brewster Allview Avenue 具有住处的 John N. Trainer Jr.,在 1930 年代和 1940 年代大量从旧堆中收集。他的发现帮助让 Tilly Foster 在 Rocks & Minerals 以及博物馆展柜中持续活跃,其材料的部分与纽约州立博物馆、哈佛、耶鲁以及 Brewster 的 Southeast Museum 相关联。很容易忘记,许多最精美的矿件并非在地下整齐的含矿 pocket 中发现,而是在采矿停止数十年后从破损的堆 rock 中救出。因此,一块来自 Tilly Foster 的伟大 clinochlore 板或一颗红色的晶质 蛋白石—也就是红柱石晶体—也是一个生存故事:从矿石中炸出,被丢弃,风化,寻回,辨识,标注并保存。
到了 1960 年代,收藏者们仍在清理残骸,但旧堆几乎已经被耗尽。如今露天矿坑被淹,历史堆地的大部分已消失或难以进入,而该地的存在仍体现在旧标签、博物馆抽屉、地图、一个池塘、一条路名,以及样品本身。这种损失构成了 Tilly Foster 的气场的一部分。这不是一个可以轻易用锤子重新访问的地方;这是一个逐件样品地道地被重构的地点。