人与自然和谐的杰作:典型矿床和采矿遗迹

新疆是一个资源大省,特别是矿产资源在全国占有重要地位。矿产资源开发利用已成为新疆经济发展的支柱产业。在大规模开发矿山的同时,留下了宝贵的采矿遗迹,记载着过去的历史和消失的宝藏。

(1)阿尔泰山巨大的海蓝宝石矿坑——可可托海稀有矿坑遗迹。

可可托海镇,位于阿勒泰地区富蕴县东北部,海拔1,360米,面积约7平方公里(图8-8-1)。典型矿床和主要采矿类型遗迹景观、稀有金属矿山。

地质特征:可可托海矿床发现于1935,经勘探确认为世界级大型花岗岩伟晶岩脉稀有金属矿床。与世界同类矿脉相比,铍资源居第一,钽、铌、锂、铯资源居第三。矿区面积7平方公里,出露伟晶岩脉25条,其中盲脉14条。大部分穿透斜长角闪岩和斜长角闪岩,少数穿透花岗岩和片岩。伟晶岩长10 ~ 2000米,一般350 ~ 740米,厚1 ~ 150米,一般1 ~ 7米,部分可达40 ~ 60米,垂直埋深在1000米以上,一般65438。伟晶岩多为条带状或条带状构造,可分为2 ~ 9个带(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3号矿脉为主矿脉,走向310,倾向西南,形态独特,呈帽状。

ⅰ带文祥和文祥构造中的粗粒伟晶岩带是次生含铍矿带。

ⅱ带细钠长石带是主要的含铍矿带。

ⅲ区的块状微斜长石带是钾长石矿带。

ⅳ带应时-白云母带,含铍矿带。地质年龄为2.2亿年。

V带钠长石-锂辉石带是一条含铍、钽、铌的锂矿带。

ⅵ带中的应时-锂辉石带是一条含铍、钽的锂矿带。地质年龄为21亿年。

ⅶ带为云母钠长石带,是一条含锂铍的钽铌矿带。

ⅷ带锂云母-片状钠长石带是一条含钽、铌的锂矿带。地质年龄为1.2亿年。

ⅶ区的块状应时带(核)是一个硅矿带。

上述各带除第八带为透镜外,基本都是连续的环状结构。

帽檐部分(略微倾斜的身体部分)是:

在ⅰ区结构和变质构造中的粗粒伟晶岩带中,矿石品位为手选绿柱石的0.2% ~ 0.4%,氧化铍总量的0.4% ~ 0.6%。含铍矿带。

第二带含钠长石细粒伟晶岩带,矿石品位为氧化铍0.02% ~ 0.04%。

细粒钠长石带,氧化铍品位为0.06% ~ 0.1%。含铍矿带。

ⅳ块状微斜长石带是钾长石矿带。

ⅵ带钠长石-应时-锂辉石带,锂辉石10%,是一条锂矿带。

ⅶ带锂云母-片状钠长石带是一条锂矿带。

可可托海矿床矿物结晶分异完整,稀有金属成矿序列清晰,矿物种类齐全,有76个品种。主要矿物为锂辉石、绿柱石、铌锰矿-钽锰矿群,少数矿物为铯石榴石和铪锆石。其生产和勘探储量(B级):锂矿274.29万吨,钽铌矿48.44万吨,铍矿289.56万吨。此外,伟晶岩中还富含海蓝、碧玺、石榴石、芙蓉石、水晶等宝石。

可可托海矿床(Cocotohai deposit)是一座罕见的天然矿物博物馆,已被收入教科书,享誉世界。其矿石储量:铍超大,锂大,钽中等,铌小。矿床成因属于与酸性岩石有关的花岗伟晶岩矿床。

1950,3号矿脉正式开采。前五年是中苏合资,属于地下开采。1955,独立运营后,中国转向露天开采。半个世纪以来,这条矿脉从矿体露头一直开采到矿底深部,海拔1.096米,垂深超过1.40米,低于额尔齐斯河1.02米,已开采有用矿石700多万吨。上世纪60年代,三号脉冲提供了大量矿产品,为我国偿还了前苏联的大量债务,也为我国“两弹一星”的发展做出了巨大贡献。

可可托海的露天采矿坑长250米,宽240米。现在已经开采到140米左右的深度,形成了13层的旋转矿巷,相当壮观,就像古罗马的巨型“斗牛场”一样。然而,该矿已被填至90多米深,形成了一个美丽的人工湖。

成因分析:伟晶岩成因的争论已经持续了近100年,至今仍有很大分歧。主要有两种观点:第一种观点是Gakkel (1909)、nigri (1937)、Felsmann (1940)提出的残余岩浆结晶成因理论,认为伟晶岩是由花岗质岩浆结晶分异产生的富含挥发分的残余岩浆-热液(伟晶岩浆)结晶而成。第二种观点是Saller (1925)、Hayes (1925)、Landis (1933)提出的交代理论,认为含稀有矿化的伟晶岩,甚至文祥伟晶岩,都不是岩浆直接结晶的产物,而是外来热液交代的结果。作为交代理论的变体,Chavarri (1944)提出了重结晶理论,认为伟晶岩是细粒岩石在气体和液体作用下重结晶形成的。在长期的争论中,残余熔融浆结晶的成因理论占了主导地位,但其中许多理论也不同程度地承认了某些交代现象的存在和重要性。大多数交代理论家认为,一些由文祥伟晶岩、块状微斜长石带和应时核组成的所谓简单伟晶岩是岩浆-热液直接结晶的结果,而由锂辉石、钠长石、白云母和应时组成的共生构造单元是由外部热液交代产生的。大量的地质地球化学事实和实验研究证明,伟晶岩的形成过程非常复杂,很难用任何简单的观点来解释伟晶岩形成的全过程。

朱(2000)根据伟晶岩共生构造带的时空关系、矿物的多世代性和矿物中的包裹体,从岩浆-热液演化的角度探讨了伟晶岩的成因。认为ⅰ、ⅲ带和部分ⅱ、ⅳ带主要是富水但非水饱和伟晶岩浆直接结晶的产物;ⅴ、ⅵ、ⅶ带是在结晶相、熔融相、流体相共存的条件下,在岩浆-热液过渡阶段结晶形成的;ⅸ带是热液早期富含硅酸盐溶质的高温超临界流体结晶而成。ⅷ带和部分ⅱ、ⅳ带是热液交代作用的产物。然而,交代流体并非来自深部,而是来自伟晶岩浆体系统本身在分异演化过程中的液相分离。

(2)地下涌出的油:克拉玛依的黑油山。

黑油山位于克拉玛依市东北2公里处,面积约0.2平方公里,相对高度仅为13米。典型矿床和主要类型的采矿遗迹景观、油矿。

地质特征及成因:“克拉玛依”是维吾尔语的音译,“克拉”是黑色,“玛依”是石油,所以克拉玛依是“黑油”的意思,克拉玛依是“黑油城”,名字取自黑油山。如果把黑油山翻译成维吾尔语,应该是“克拉玛依塔格”。

黑油山分布在戈壁滩上,海拔只有15m,长短40m。只能称之为小山,但却是非常重要的地质遗迹,对寻找石油有指导作用。黑油山由干燥的黑色沥青和少量的泥、砂、砾石组成。山顶还有一个黑色原油的喷嘴。黑色的原油和沥青仍然处于溢出状态,大量大大小小的泡沫在溢出。气泡的直径有几厘米,小的只有几毫米。偶尔能听到石油和天然气的味道。它实际上是原油溢出的自然露头。

克拉玛依油田是一个中新生代陆相油田。烃源岩为三叠纪和侏罗纪,距今约1.8亿~ 2亿年。烃源岩上覆白垩系和第三系地层及第四纪沉积物,厚度数百米至千余米。克拉玛依-乌尔禾逆冲断层成为主要控油构造。喜马拉雅晚期的构造运动将断层延伸至地表,深埋地下的原油沿着断层不断涌出地表。沥青高的重质油喷发到地表后,一方面油气挥发,留下沥青胶结的泥浆和被风吹起的碎石,日复一日,堆积一年,逐渐成为黑色的油山。黑游山是地质演化的遗迹,是石油埋藏的标志,是石油勘探早期的重要信息。

图8-2-1独库公路-1地质剖面图

图8-2-2独库二号公路地质剖面图

图8-2-3库勒湖上志留统信阳剖面(根据王宝玉)

图8-2-4祁家沟剖面图-1

图8-2-5祁家沟剖面图-2

图8-2-6安吉海域剖面图

图8-2-7仓房沟段-1

图8-2-8仓房沟剖面图-2

图8-2-9苇沟蛇绿岩实测地质剖面图(根据王作勋,1990)

图8-2-10哈什尔1根达班路线地质剖面图。石板;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.微晶二长花岗岩石英片岩;7.黑云母角闪石;8, 9.黑色二辉橄榄岩;10.花岗闪长岩;11.粉砂岩c 1aj—-安吉海组;d2a——阿克塔什组;pt2—-那拉提集团

图8-2-11中国西天山及其邻区构造示意图(根据王宝玉等,1997)

图8-2-12昆仑山-喀喇昆仑山构造图

图8-2-13喀什至红其拉甫地质剖面图(根据潘玉生等1992修改)

图8-2-14二巷桥中上石炭统地质剖面图(根据王宝玉等,1994)

图8-2-15拉敦达坂1附近地质构造剖面图。第四纪;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.大理石石灰石;10.花岗质片麻岩;11.眼球混合片麻岩;12.斜斜长角闪岩;13.带状混合岩;14.花岗岩混合岩;15.糜棱岩;16.故障

图8-2-16拉敦达坂防雪走廊东口附近发育大型条带状“A”型线理。

图8-2-17白杨沟火山岩剖面图-1

图8-2-18白杨沟火山岩剖面图-2

图8-3-1奇台硅化木花园-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慕士塔格阿塔冰川-1

图8-4-4慕士塔格阿塔冰川-2

图8-4-5慕士塔格阿塔冰川地貌示意图

图8-4-6慕士塔格阿塔冰川分布图

图8-4-7慕士塔格阿塔冰川示意图

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

图8-4-11天池-2

图8-4-12天池地貌示意图

图8-4-13天池附近第四纪冰川遗迹示意图

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乌赫尔鬼城-1

图8-4-17乌合尔鬼城-2

图8-4-18哈密鬼城-1

图8-4-19哈密鬼城-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-2鸣沙山

图8-4-24雷姆鸣沙山-1

图8-4-25雷姆鸣沙山-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和沙漠公路

图8-4-30库木库里沙漠示意图——世界上最高的沙漠和沙泉。

图8-4-31独山子泥坑分布图

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独山子泥火山区构造剖面图(王导、李、等。)

图8-4-35乌苏里火山分布图

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(根据新疆乌苏南部地热资源勘探报告)

图8-4-39博乐岩沟-1

图8-4-40伯乐岩沟-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库车县第三系垂直地层示意图

图8-4-44库车烟水沟景区-1

图8-4-45库车烟水沟景区-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温宿伯子墩燕山-1

图8-4-49温宿伯子墩燕山-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罗布泊周边地区地质示意图(根据郭、)

图8-5-6开都河曲

图8-6-1卡拉申格断层-1

图8-6-2卡拉申格断层-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可可托海矿区-1

图8-8-3可可托海矿区-2

图8-8-4可可托海综合稀有金属矿床3号矿脉地表平面地质图

图8-8-5克拉玛依黑油山-1

图8-8-6克拉玛依黑油山-2