天人合一的杰作:典型矿床及采矿遗迹
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发布时间：2022-05-02 04:38
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时间：2022-06-28 07:32
新疆土地辽阔，是一个资源大省区，尤其是矿产资源在全国占有重要地位。矿产资源开发利用，已经成为新疆经济发展的支柱产业。在矿山大规模开发的同时，遗留下可贵的采矿遗迹，记述着过去的历史与消失的宝藏。
（一）阿尔泰山巨大海蓝宝石坑——可可托海稀有矿遗迹
位于阿勒泰地区富蕴县城东北的可可托海镇，高程 1360 米，遗迹面积约 7 平方千米（图8-8-1）。典型矿床及采矿遗迹景观主类，稀有金属矿。
地质特征：可可托海矿床发现于 1935 年，经勘探确定为世界级的大型花岗伟晶岩脉稀有金属矿床，与世界上同类矿脉相比，铍资源量居第一位，钽、铌、锂、铯资源量位居第三位。矿区面积 7 平方千米，出露和揭露伟晶岩脉共 25 条，其中盲矿脉 14 条。大部分穿入角闪岩、斜长角闪岩，极少数穿入花岗岩和片岩。伟晶岩长10～2000米，一般350～740米，厚1～150米，一般 1 ～ 7 米，个别可达 40 ～ 60 米，垂直埋藏深度达 1000 米以上，一般 100 ～ 200 米。伟晶岩多具带状或环带状构造，可分 2 ～ 9 带（图 8-8-4）。可可托海矿床包括 1、1A、1b、2、2A、2 B、2δ、3、3a、3δ、3B 等矿脉，其中以 3 号矿脉为主体矿脉走向 310°，倾向南西，形态独特，呈草帽状，帽高、宽分别为 250 米，帽缘直径 2000 米，厚 20 ～ 40 米，同心环带状构造完美，钟状体部分由外向内依次为：
Ⅰ带 文象及变文象结构中粗粒伟晶岩带，为次要含铍矿带。
Ⅱ带 细粒钠长石带，为主要含铍矿带。
Ⅲ带 块体微斜长石带，为钾长石矿带。
Ⅳ带 石英－白云母带，含铍矿带。获地质年龄 2.2 亿年。
Ⅴ带 叶钠长石－锂辉石带，为含铍、钽、铌的锂矿带。
Ⅵ带 石英－锂辉石带，为含铍、钽铍的锂矿带。获地质年龄 2.1 亿年。
Ⅶ带 白云母－薄片钠长石带，为含锂、铍的钽铌矿带。
Ⅷ带 锂云母－薄片钠长石带，为含钽、铌的锂矿带。获地质年龄 1.2 亿年。
Ⅸ带 块体石英带（核），为硅矿带。
上述各带除Ⅷ带呈透镜体之外，其他各带都基本为连续环带状构造。
帽缘部分（缓倾斜体部分）由上到下依次为：
Ⅰ带 文象及变文象结构中粗粒伟晶岩带，矿石品位：手选绿柱石 0.2% ～ 0.4%，总氧化铍 0.4% ～ 0.6%。含铍矿带。
Ⅱ带 含钠长石细粒伟晶岩带，矿石品位：氧化铍 0.02% ～ 0.04%。
Ⅲ带 细粒钠长石带，矿石品位：氧化铍 0.06% ～ 0.1%。含铍矿带。
Ⅳ带 块体微斜长石带，为钾长石矿带。
Ⅵ带 叶钠长石－石英－锂辉石带，锂辉石 10%，为锂矿带。
Ⅶ带 锂云母－薄片钠长石带，为锂矿带。
可可托海矿床矿物结晶分异完全，稀有金属矿化顺序清楚，矿物种类齐全，包括变种 76种。主要矿物有：锂辉石、绿柱石、铌锰矿－钽锰矿族，少量矿物有：铯榴石和铪锆石。其生产勘探储量（B 级）：锂矿石 274.29 万吨、钽铌矿石 48.44 万吨、铍矿石 289.56 万吨。此外伟晶岩中还盛产海蓝、碧玺、石榴石、芙蓉石、水晶等多种宝玉石。
可可托海矿床是一个难得的天然矿物博物馆，被列入教科书，而享誉世界。其矿石储量：铍超大型、锂大型、钽中型、铌小型。矿床成因属与酸性岩有关的花岗伟晶岩型矿床。
1950 年，3 号脉被正式开采，最初 5 年为中苏合营，属井下开采。1955 年，中方独立经营后转为露天开采。半个世纪以来，这条矿脉从矿体露头海拔 1236 米采至海拔 1096 米的矿底深部，垂直深度140余米，低于额尔齐斯河102米，共采出有用矿石700多万吨。20世纪60年代，3 号脉提供的大量矿产品，为我国偿还了前苏联大量的债务，同时也为我国“两弹一星”的研制作出了重大贡献。
可可托海露天采矿坑长250米、宽240米，现已采到深约140米，形成13层旋环运矿车道，气势颇为壮观，犹如古罗马巨型“斗牛场”。但矿坑已充水深达 90 余米，形成一个美丽的人工湖。
成因分析：有关伟晶岩成因问题的争论已经持续了近100年，至今仍有很大的分歧。主要有两种观点：第一种观点是由哈克尔（1909年）、尼格里（1937年）和费尔斯曼（1940年）等提出的残余熔浆结晶成因说，认为伟晶岩是由花岗质岩浆经结晶分异而产生的富挥发分的残余岩浆－热液（伟晶岩浆）结晶而成；第二种观点是由沙莱尔（1925年）、海斯（1925年）和兰帝斯（1933年）等提出的交代成因说，认为含稀有矿化的伟晶岩，甚至包括文象伟晶岩在内，不是岩浆直接结晶的产物，而是外来热液交代的结果。作为交代说的一个变种，查瓦里斯基（1944年）提出再结晶说，认为伟晶岩是由细粒岩石受气液作用，发生再结晶而形成。在长期的争论中，残余熔浆结晶成因说占据了优势，但其中不少人亦不同程度地承认某些交代现象的存在和重要性。而交代论者亦大多认为，文象伟晶岩、块状微斜长石带和石英核等组成的一些所谓简单伟晶岩，是岩浆—热液直接结晶的结果，但由锂辉石、钠长石、白云母、石英等组成的共生结构单元是由外来热液交代而产生。大量的地质、地球化学事实和实验研究都证明了，伟晶岩的形成过程是十分复杂的，用任何一种简单的观点都难以解释伟晶岩成因的全过程。
朱金初（2000年）根据伟晶岩各共生结构带的时空关系、矿物的多世代性和矿物中的包裹体等特征，从岩浆—热液演化的角度，探讨了伟晶岩的成因问题。认为：Ⅰ、Ⅲ带和部分Ⅱ、Ⅳ带主要是富水但水不饱和的伟晶岩浆直接结晶的产物；Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ带是在晶体相、熔体相和流体相三相并存的条件下，即岩浆—热液过渡阶段结晶形成的；Ⅸ带是在热液早阶段从高温富硅酸盐溶质的超临界流体中结晶出来的；Ⅷ带和部分Ⅱ、Ⅳ带则是热液交代的产物。但交代流体不是从深部外来，而是从伟晶岩浆体系本身在分异演化过程中发生液相分离的结果。
（二）地下喷出的石油：克拉玛依黑油山
黑油山位于距克拉玛依市区东北2千米处，面积约0.2平方千米，相对高度只有13米。典型矿床及采矿遗迹景观主类，石油矿。
地质特征及成因：“克拉玛依”是维吾尔语的译音，“克拉”是黑色，“玛依”是油，所以克拉玛依为“黑油”之意，克拉玛依市即为“黑油市”，其名取自黑油山，如果把黑油山翻译成维吾尔语应为“克拉玛依塔格”。
黑油山分布于戈壁滩上，高不过15米，长宽不过40米，只能称之为小丘，但它是很重要的地质遗迹，在寻找石油时，起着指向作用。黑油山由干涸的黑色沥青和少量泥、砂、砾石组成，山顶还有一个黑色原油的喷口，黑黝黝的原油和沥青尚处于喷溢状态，大大小小的气泡大量外溢，气泡大者直径数厘米，小者仅几毫米，油气的味道间或可闻，实测这是一个原油喷溢的天然露头。
克拉玛依油田是中—新生代的陆相油田，生油层位是三叠系和侏罗系，距今大约有1.8亿～2亿年了，生油层之上覆盖有白垩纪、第三系的岩层和第四纪的沉积层，厚度达几百米到千余米。克拉玛依—乌尔禾逆冲断裂成为主要的控油构造，喜马拉雅后期的构造运动将断裂延至地表，深埋地下的原油沿断层向地表不断喷溢，含沥青很高的稠油喷发地表后，一方面油气挥发，留下沥青胶结由风吹来的泥砂和碎石，日复一日，年积一年，慢慢地便堆积成了黑油山。黑油山是地质演化的遗迹，是石油埋藏的标志，是找油初期的重要信息。
图8-2-1 独库公路地质剖面-1
图8-2-2 独库公路地质剖面-2
图8-2-3 库勒湖北上志留统信手剖面（据王宝瑜）
图8-2-4 祁家沟剖面-1
图8-2-5 祁家沟剖面-2
图8-2-6 安集海剖面
图8-2-7 仓房沟剖面-1
图8-2-8 仓房沟剖面-2
图8-2-9 芦苇沟蛇绿岩实测地质剖面（据王作勋，1990）
图8-2-10 哈希勒根达坂路线地质剖面图1. 板岩；2. 黑色凝灰岩；3. 灰色细粒石英闪长岩；4. 花岗岩；5. 黑色安山岩；6. 微晶二长云母石英片岩；7. 黑云母角岩；8，9. 黑色二辉橄榄岩；10. 花岗闪长岩；11. 粉砂岩 C1aj—安集海组；D2a—阿克塔斯组；Pt2—那拉提群
图8-2-11 中国西天山及邻区构造略图（据王宝瑜等，1997）
图8-2-12 昆仑山一喀喇昆仑山构造示意图
图8-2-13 喀什至红其拉甫地质剖面图（据潘裕生等，1992，修编）
图8-2-14 二乡桥中一上石炭统地质剖面图（据王宝瑜等，1994）
图8-2-15 拉尔敦达坂附近地质构造剖面图1. 第四系；2. 玄武岩；3. 闪长岩；4. 石英闪长岩；5. 花岗岩；6. 绿泥斜长片岩；7. 阳起石片岩；8. 石英片岩；9. 大理岩化灰岩；10. 花岗质片麻岩；11. 眼球状混合片麻岩；12. 斜长角闪岩；13. 条带状混合岩；14. 花岗混合岩；15. 糜棱岩；16. 断层
图8-2-16 拉尔敦达坂防雪走廊东出口附近发育的大型杆状“A”线理
图8-2-17 白杨沟火山岩剖面-1
图8-2-18 白杨沟火山岩剖面-2
图8-3-1 奇台硅化木园-1
图8-3-2 奇台硅化木园-2
图8-4-1 天山1号冰川-1
图8-4-2 天山1号冰川-2
图8-4-3 慕士塔格峰冰川-1
图8-4-4 慕士塔格峰冰川-2
图8-4-5 慕士塔格峰冰川地貌素描图
图8-4-6 慕士塔格峰冰川分布图
图8-4-7 慕士塔格峰冰川素描图
图8-4-8 奥依塔克冰川-1
图8-4-9 奥依塔克冰川-2
图8-4-10 天池-1
图8-4-11 天池-2
图8-4-12 天池地貌略图
图8-4-13 天池附近第四纪冰川遗迹素描图
图8-4-14 喀纳斯国家地质公园-1
图8-4-15 喀纳斯国家地质公园-2
图8-4-16 乌禾尔魔鬼城-1
图8-4-17 乌禾尔魔鬼城-2
图8-4-18 哈密魔鬼城-1
图8-4-19 哈密魔鬼城-2
图8-4-20 哈密南湖大峡谷-1
图8-4-21 哈密南湖大峡谷-2
图8-4-22 哈巴河鸣沙山-1
图8-4-23 哈巴河鸣沙山-2
图8-4-24 木垒鸣沙山-1
图8-4-25 木垒鸣沙山-2
图8-4-26 巴里坤鸣沙山-1
图8-4-27 巴里坤鸣沙山-2
图8-4-28 塔克拉玛干沙漠沙丘
图8-4-29 塔克拉玛干沙漠沙丘及沙漠公路
图8-4-30 库木库里沙漠——世界最高的沙漠及沙子泉素描图
图8-4-31 独山子泥火山口分布图
图8-4-32 独山子泥火山-1
图8-4-33 独山子泥火山-2
图8-4-34 独山子泥火山地区构造剖面示意图（王道、李茂玮、李锰等）
图8-4-35 乌苏泥火山分布简图
图8-4-36 乌苏泥火山-1
图8-4-37 乌苏泥火山-2
图8-4-38 B5煤层与泥火山关系示意图（据新疆乌苏市南地热资源勘查报告）
图8-4-39 博乐怪石沟-1
图8-4-40 博乐怪石沟-2
图8-4-41 库车天山神秘大峡谷-1
图8-4-42 库车天山神秘大峡谷-2
图8-4-43 库车县第三系直立岩层素描图
图8-4-44 库车盐水沟景区-1
图8-4-45 库车盐水沟景区-2
图8-4-46 库车红山石林景区-1
图8-4-47 库车红山石林景区-2
图8-4-48 温宿博孜墩盐山-1
图8-4-49 温宿博孜墩盐山-2
图8-5-1 乌什县九眼泉-1
图8-5-2 乌什县九眼泉-2
图8-5-3 博斯腾湖-1
图8-5-4 博斯腾湖-2
图8-5-5 罗布泊周围地区地质简图（据郭召杰、张志诚）
图8-5-6 开都河曲
图8-6-1 卡拉先格大断裂-1
图8-6-2 卡拉先格大断裂-2
图8-7-1 塔克拉玛干沙漠公路
图8-8-1 可可托海稀有金属矿床地形地质图
图8-8-2 可可托海采矿遗址-1
图8-8-3 可可托海采矿遗址-2
图8-8-4 可可托海综合稀有金属矿床3号脉地表平面地质图
图8-8-5 克拉玛依黑油山-1
图8-8-6 克拉玛依黑油山-2
