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2016-3-31

神奇的矿山之加州宝石矿篇

归档于: 地球科学 @ 6:59 pm

美国加州是个盛产宝石的地方。Pala一带的铯绿柱石和缤纷的锂电气石,San Diego郡的锂辉石,还有San Bernadino郡的绿松石等,都各具特色。但在这些林林总总的矿区中,能够冠以State Gem Mine之名的,只有San Benito郡的宝石矿一家。这座原名Dallas宝石矿或San Benito宝石矿的旧矿山出产超过30种矿物,其中不乏在其他产地常见的磷灰石、方解石、温石棉等,还有较为稀少的硅钛钡石、久辉铜矿和自然银之类,更有硅钛钡钾石这样独有且罕见的品种。可是真正让此地成名的,还要数被正式列入法律条文的加州官方州石——蓝锥矿。直到今天,加州宝石矿除了身为蓝锥矿的模式产地之外,仍旧是大型蓝锥晶体的唯一已知产地。

这座地质条件独特的矿山位于加州中部,大致坐落在洛杉矶和旧金山之间,属于New Idria采矿区内的San Benito河水源区。矿山所处地带至今仍旧荒僻,除私有道路之外就只有土路与外界相连。出产蓝锥矿的区域拥有数道钠沸石矿脉,它们从嵌于蛇纹岩之中的蓝闪石片岩里切过,蓝汪汪的晶体就埋藏在雪白的钠沸石围岩中,千百年来不为人知。1907年冬,出于在经济低迷期寻求新利润增长点的目的,矿区30千米开外Coalinga附近的农场主James Marshall Couch越过周边浓密的植被,抱着探寻汞矿的想法而来到了这里。

加州宝石矿的地理位置。(图片提供:J. Veevaert, Trinity Minerals, USA)

Couch并没有找到他所希望的汞矿,却在那年2月下旬的某日绊倒在了散布蓝色小晶体的山坡上。Couch意识到这些晶体可能是宝石,于是立即返回Coalinga,公布了这一发现。稍后不久,在Couch的赞助人Roderick Dallas进一步的资金支持下,对这种晶体的商业开采活动开始了,矿山也因出资人得名,Couch却没有因此落得太多好处。只是当时从矿主Dallas到雇工,没有一个人知道矿上开采出的东西到底是什么。它们被当作蓝宝石、尖晶石、火山玻璃,甚至是蓝色钻石加工销售。

直到1907年夏季,加州大学伯克利分校的矿物学教授George Louderback才确定,这种新发现的蓝色晶体实为全新的矿物,这就是后来名扬世界的蓝锥矿,其英文名称benitoite即得名自发现地。同年年底,Louderback又断定,与蓝锥矿伴生的黑色柱状晶体属于柱星叶石的一种,而非一开始以为的新矿物。蓝锥矿的发现与相关化学组分分析在1909年正式公开,据说在当年这项工作也为矿物学研究的标准树立了新的标竿。

左:加州宝石矿的发现者James Marshall Couch(右)与矿山初代矿主Roderick Dallas(左)于1907年在矿山合影(图片提供:Collector’s Edge);右:蓝锥矿的证认者George Louderback教授。

就在发现后短短的一个世纪里,加州宝石矿经历了多次易手,屡屡被关闭又再度开山,但如今已经基本停产。自1967年起承租该地至2000年的Elvis Gray与Bill Forrest通过合理规划,开采出了大批高质量样品,从而为本已在玩家小圈子里开始流行的蓝锥矿进一步打响了公众知名度,让它成为每个收藏者的梦寐以求之物;而在新千年伊始买下矿山的Collector’s Edge矿物收藏公司系统勘探并彻底采空了该区域的所有矿脉。2008年之后,Collector’s Edge的蓝锥库存大体已被加州矿商John Veevaert与Steve Perry购入,由此这种东西也算得上是绝版+垄断货了,体大色艳者非高价不能求得。

Collector’s Edge公司经营下的加州宝石矿选矿设施。(图片提供:Collector’s Edge)

关于产自加州宝石矿山的蓝锥矿标本,自己也是眼馋了好一阵子。正戳心头大好的深蓝色调外加规整的金字塔状外形,再加上雪白的围岩和黝黑的共生柱星叶石,还有产地唯一的卖点,实在诱人。曾经跟某个宝石爱好者提及此事,对方很不屑地称蓝锥只不过是被人为捧出来的玩意,远不如蓝宝石值得入手。但问题就在于,能被捧红也是需要资本的。虽说蓝宝石长期以来位居X大名贵宝石之列(这个X,从四到七本人都有所耳闻,为避免口水仗,索性避开不提,反正总会把蓝宝石涵盖在内就是了),但是有影响力的产地并不算太少,大颗的宝石级晶体或刻面成品也还是能列数一些的,否则焉能广为人知。像蓝锥矿这种产量谈不上多大,来源地单一,大晶体难得一见,颜色对比鲜明,典型共生又不乏看点的东西,毋须炒作就开出高价也纯属正常。

先贴一张上等晶簇的照片过一过眼瘾。这坨名叫“花环”的妖孽现藏于洛杉矶郡自然历史博物馆,算是最出名的蓝锥标本之一,全宽6厘米,一个个宝蓝色的小三角连接成圈:

标本提供:Natural History Museum of Los Angeles County;摄影:H. and E. Van Pelt

从加州宝石矿山开采出的优质标本大抵都包裹在构成矿脉的钠沸石中,想得到上图这样的神物还需要进一步的人工加工。早期的处理以获得宝石原料为首要目的,硬是把围岩生生剥离掉,不知有多少原本完好的晶体就毁在了这道工序里。随后人们发现,钠沸石溶于某些酸性试剂,因此现在原石大抵是以酸蚀法清理。John Veevaert与Steve Perry还在出售一些未经清理的样本可供买家DIY,但鉴于期间会用到危险性极高的氟化氢铵,整个过程耗时颇久,其不可逆性又在考验操作者的经验和审美意识,个中的运气成分更是跟翡翠赌石有得一拼,真心不建议非专业人士尝试。

加州宝石矿山所产矿物的清理方法示意,大致是先用清水尽量洗去据说顽固度堪称世界之最的黏土和泥巴,再用稀盐酸蚀去钠沸石围岩(同时不要忘记及时用流水冲掉生成的欧泊样凝胶,并且还要出于美观的考量多次涂蜡,以抑制某些区域围岩的溶解速度),最后由氟化氢铵洗净晶体表面的白色残余物。对于一块较大的标本来说,全过程花上一周乃至几周的时间是家常便饭。所以优质蓝锥矿价格高昂,本身的稀有度固矣,清理所花费的人工也是又一个重要因素。数以周计的细致活,工钱焉能不记到买家账上?(标本提供:Bob Schrieber;摄影:John Veevaert)

蓝锥矿是一种含有钡和钛元素的环状硅酸盐,所以也有硅酸钡钛矿这样一个别名。在加州宝石矿山,它的形成时间应该晚于包裹着矿脉的蓝闪石。根据地质学勘察,这里的蓝闪石是在1到1.6亿年前由蛇纹岩在板块碰撞导致的低温高压条件下变质形成的,而含有钙元素的硅酸盐热液矿脉诞生于1.2亿年前。到了1000多万年前,含有钡和钛这一罕见元素组合的物质从基岩中经由矿脉热液渗出并结晶,形成了以蓝锥为首的一系列矿物。现今所见的钠沸石最晚才出现,并将矿藏四向包裹起来。有多种理论试图解释这一成矿过程的细节,总之都要借助特殊的地质条件才能让通常于热液中不大活跃的钛参与其中,而San Benito郡,偌大地球上只有一个San Benito郡才恰好能大面积满足所有的苛刻要求。

鉴于说得过去的蓝锥矿标本都不便宜,一时下不了狠手,本人起初只是购入了产自加州宝石矿山的一颗柱星叶石,聊胜于无。这种色泽黑亮的柱状晶体毕竟是矿脉中数量仅次于钠沸石的矿种,数量几乎10倍于蓝锥,售价总归有限。虽然格陵兰、巴基斯坦等地也有同类矿物出产,但还是来自San Benito郡的样品在光泽、晶形以及同白色围岩对比带来的视觉效果方面都要更胜一筹,在市场上的露面几率貌似也更大些。只是Jersey表示为它拍照很无力,俗话说白加黑减,这种有黑有白的东西要如何补偿曝光才是?(其实柱星叶石严格说来应该是深紫红色的,在下图晶体的破缺处将将可见。)当然了,那些外观渣成灰,完全不透明,形态又明显破损的蓝锥倒不贵,百八十块人民币即可解决,可是收这种东西有意义吗,有意义吗,真的有意义吗?摆在眼前除了糟心还是糟心啊!(说来这种渣物的来路跟透明晶体也有所区别,前者多半是埋藏在闪石中的浮生矿,后者基本附着于沸石矿脉。所以模样渣归渣,它们的参考性还是有的,但对如此卖相简直忍受不能啊!)

然后在2013年秋季的上海矿展期间错过了这样一颗性价比还不错,但蓝锥晶体背面明显有残缺的标本,姑且偷Safaa大人的图来一用。那次自己倒没有亲临现场,是拜托朋友帮忙留意的,在得知此物后略略纠结片刻,它就被别人纳入囊中了,这下子也只能用主晶太小太不完整的酸葡萄心理来找平衡了。不过话说回来,以它几百块钱的标价,又能指望上面的蓝锥质量高到哪里去呢,能有这个样子就已然很可以了。

后来,本人又盯上了下面这盒标本,继续偷图。两颗表面全光滑(单纯这一点就已经很出挑了)的宝石级晶体,虽然没有柱星叶石共生,但上面终究长满了更加稀罕的硅钠钡钛石-铈,好歹也是已知化学组分最复杂的矿物啊,对,就是围岩上橙黄色的斑斑点点!一心想着能在去年春季的上海展会期间把它收下,为此还攒了好几个月的零钱。结果自己晚去一天,这东西被南京的一位朋友先下手为强了,真是让人郁闷不已。好想把它劈成两半,然后将较大的那颗据为己有啊,要说钠沸石硬度也应该不会很大吧……

此后不久,索性咬牙收下了如下重器一枚。从此在市面上看到的其他标本通通入不得眼,倒是省去了日后升级的心思和开销。也罢,对于蓝锥矿这种声名在外又心心念念已久的矿物品种而言,一步到位在某种意义上也不失为省事又省钱的好方法,嗯嗯。

这块典型的共生矿原本是美国收藏家兼矿标底座供应商Bill Stone的旧藏,因为老爷子年事已高才被转出的。其购入价格堪称本人现有的标本之最(啊,说起来好肉痛……),估计这个记录在未来很长一段时间内也不会被打破了。细细看来,4颗较为清晰的蓝锥矿晶体镶嵌在白色钠沸石背景上,最大最完整的一颗宽度超过1厘米。它们的外表有着蓝锥的典型产状,都是磨砂面为主,夹以光滑的μ (0-110)窄面;另外还有一根长长的柱星叶石晶体(实为平行连晶)斜置于蓝锥上方,造型感十足,又很好地突出了San Benito郡的产地特色,作为小盒子矿称得上精品。虽说毛面蓝锥乍看没有上面那两颗光面三角锥通透,可前者的晶面发育要比后者更加完全,而且颜色透明度之类也都不差,表面呈磨砂状反倒更有味道,就不提后者的整体造型忒不中看了。没错,这照样是吃不到葡萄就说葡萄酸!

顺便贴出蓝锥矿的理想晶形作为参考,本人这块应该对应左图情形,跟硅钠钡钛石共生的那两颗则更接近于右图。无论如何也想不通的是,此等轮廓呈三角锥状的晶体怎么会是六方晶系的一员?六次对称轴它又在哪里?据说蓝锥矿的发现还填补了一个结晶学理论的空白,因为具有该结构的六方三角形早已被预言,而蓝锥正是第一种实例。理解不能了……

由这样的晶型衍生出的双晶更有意思。两晶体依c (0001)轴以180度角相交,构成正六角星状,故而俗称“大卫之星”。在实际发现的标本中,凡蓝锥双晶必含青铝闪石,原因不详,至少本人没能查到。可是品相完好的大卫之星并不多,青铝闪石包裹体的出现更导致其中通体透明者几乎不存在。下面这些双晶都是Elvis Gray的藏品,虽然质地差了些,但看在外形的份上,类似的东西也还是很想来上一颗的,看今后的运气吧。

标本提供:Elvis Gray;摄影:Jeff Scovil

说到共生,加州宝石矿山还出产过下面这样一组著名的标志性范本,Collector’s Edge的所有人Bryan Lees称其为“寿司盘”,现在它属于John Veevaert的私藏。其上蓝锥矿+柱星叶石+硅钠钡钛石三者俱全,更要命的是通常宽度不及1毫米的硅钠钡钛石这次居然长成了较大的双晶(不过也不要把它的尺寸想象得太夸张,整块围岩的宽度也只有4厘米,其他部分请自行比对)。虽说自己曾经在某广西矿商手中看到过同样三种矿物的共生标本,但是那上面的硅钠钡钛石不仔细辨认根本看不出,何况蓝锥也缺损到了一定境界,跟下图完全不能比好吗!

图片来源:mindat.org

至于该矿区及邻近区域的其他矿产,很多要么是极其稀有的显微矿,要么相对产地来说并不典型(比如自然银据说只在一块标本上发现过),所以影响力要小得多,一般也不太为人关注。但在地质学意义上,一些化学成分与蓝锥相近而产状截然不同的罕见矿物(如硅钛钡石)倒为该区域的成矿史提供了重要线索。自己下一步的目标就是争取搞一颗产自加州宝石矿的硅钠钡钛石标本,传闻寻找几毫米大的晶体还是有希望的;此外柱星叶石的双晶也不错。那几种显微矿就暂且放到一边好了,一来不易寻得,二来不借助额外设备也难以观赏。

加州宝石矿山以及附近地区的非典型矿产,上排左起:硅钛钡钾石(标本提供与摄影:C. Rewitzer)、硅钛钡石(标本提供:V. Rhoads;摄影:John Veevaert)、硅钠钡钛石(标本提供与摄影:C. Rewitzer);下排左起:久辉铜矿(标本提供与摄影:C. Rewitzer)、生长在久辉铜矿晶体之上的自然银(标本提供:John Veevaert)、磷灰石(标本提供:John Veevaert)。图中只有长1.4厘米的硅钛钡石来自Junnila矿,其他皆产自宝石矿本身,且这里展示的都是显微照片,晶体大小只有毫米级。

由蓝锥矿切割而成的宝石也是蛮出彩的。这种矿物的色散率高于钻石,还兼具较强的荧光效应,因此成品只要净度说得过去,看上去那叫一个火光四射。只是大颗粒者不多见,已有的最大刻面蓝锥矿重量只有15.42克拉,在大型宝石中还远远排不上号;就算尺寸够格,颜色往往也不够均匀浓烈。再说,以蓝锥6到6.5的硬度、较强的脆性以及突出的二向色性,日常佩戴的话多少也有些麻烦。自己收了一颗不到0.3克拉的卵形刻面,除了重量偏小以外,其他指标基本到位,有首饰工人见了却因其火彩误以为这是蓝色钻石,惊讶了许久。要论珍稀度,蓝锥倒确实比钻石或红蓝宝石祖母绿都少得多,只是不知跟同样色调的蓝钻相比谁的储量更丰富些。

换个角度,可见二向色性很明显,颜色变浅了不少,色调也有变化:

再得瑟一下用它加工出的成品。好吧,其实镶嵌在这枚尾戒上的宝石已经不是同一颗了,因为在出厂后的寄送期间,上图中的宝石,它因为受到挤压而崩……茬……了……据说这是店家开业6年以来唯一一次遭遇的稀有事故,再配上稀有石种,这是怎样的一种运气……还好出事后快递公司还算爽快地答应赔偿实物,加工厂又帮忙找到了一块略重几分且切工更胜一筹的新刻面,结局不坏。那个谁谁谁,这可都是你订的北斗别针惹的祸!

值得一提的是,蓝锥矿的颜色成因至今仍有争议。由于已发现的实物从无色到深蓝紫色皆有,而晶体中往往含有痕量铁元素,不少人认为二价铁与三价铁或四价钛之间的电荷转移可能就是着色机理;也有说法称钛离子的磁性决定了晶体的色彩,顺磁呈蓝色,反之则呈无色。与红蓝宝石、坦桑黝帘石或黄玉等常见宝石不同的是,蓝锥矿的蓝色调不受温度和辐照影响,挑选时大可不必在意人工处理与否(这一点不适用于无色蓝锥,它们在加热后往往会变为橙红色)。

在加州宝石矿山之外,蓝锥矿的产地还有附近区域的Junnila矿、Victor Claim,以及出产粉红色晶体的Numero Uno矿。其他次要产区包括美国阿肯色州的Magnet Cove与日本本州岛新潟县糸鱼川市桥立的金山谷。产自金山谷的淡蓝色晶体最大能达到2、3毫米,好歹还能肉眼可见;Magnet Cove的就彻底悲剧了,在围岩上找蓝锥纯粹是在挑战观察力。更加悲剧的是比利时Esneux、巴基斯坦某地等传说中的少数区域,这几处传言有蓝锥矿出产,但相关样本连图片都没有看到过……

日本新潟县金山谷出产的蓝锥矿,图中的晶体宽3毫米左右。上图是mindat.org在2012年2月20日的每日一图照片。要说类似的东西也还是蛮值得收藏的,不过日本产的矿标购买难度本来就比较大,非主流品种更是要靠撞大运啊!(图片版权:Y. Okazaki)

据传由美国阿肯色州Magnet Cove出产的蓝锥矿,也是John Veevaert的藏品。谁能告诉我这上面的蓝锥躲在哪?!

2005年,来自Coalinga的Dave Schreiner包下了整个加州宝石矿。次年矿区正式停止商业开采,Schreiner开始将剩余矿渣运往Coalinga附近的Los Gatos社区公园,游客可以在其中进行付费采集,但发现加州州石的噱头大于实际的可能性。现在矿山上只留下了埋在泥中的少量晶体,商业价值有限,也不能指望未来再出产太多新的高质量标本了。

现今Dave Schreiner经营的蓝锥矿采集区。

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