寻找新疆阿勒泰神秘的“111 矿”

　　神秘的可可托海

　　而在阿勒泰的额尔齐斯河源头，有一个神秘，又美丽的地方——可可托海。“自建国以来就被列为国家高度机密的区域”“代号111”“两弹一星的来源”“中国的落基山国家公园”“拥有世界最完好的地震断裂带”“世界地质矿产博物馆”“宝石之乡”……都用来形容这个神奇的地方。

　　直到1980 年，可可托海矿区仍然在地图上找不到，描述它的是国家一级机密代号“111 矿”。从高空俯瞰，可可托海三号矿坑的坑口长约250 米、宽约240 米、深约200 米，如梯田般层层叠叠的结构深入地心。这是一个完美的同心环状地质奇观，在这里开采出大量稀有金属和宝石。

　　在这座矿脉中能找到地球一半的矿物种类，其中最有名的是“世界地质圣坑”可可托海三号矿。在矿坑中，发现了84 种矿物元素，占全部有色、稀有金属的80% 以上，富含锂、铍、钽、铌、铀等重要矿藏。

　　除此之外，这里还蕴藏着丰富的非金属矿物如各种宝石，且各种矿物呈十分规则的螺旋带状分布，分布界线非常分明，可以说，可可托海三号坑的规模之大、矿种之多、品位之高、成带性之分明均为国内独有、国外罕见，其独特的地质结构也为它赢得了“地质矿产博物馆”的称号，成为中外地质学者心目中的圣地。

　　可可托海三号矿的成因

　　整个阿尔泰地区（阿勒泰地区大部位于阿尔泰山系）的地质成因与板块构造运动有关，在奥陶纪至志留纪时期，地层深处的岩浆在此地涌出形成这里广泛的花岗岩地貌，同时也带来了地层深处的矿物，形成了铜、铅、锌等金属矿床。到了泥盆纪，板块运动让这里形成了盆地，铁矿和金矿在盆底聚集。到了二叠纪，这里再次迎来大规模岩浆活动，从地底带来大量稀有金属，形成了如白云母花岗岩一类的稀有金属矿床。

　　而可可托海三号矿则是阿尔泰地区地质活动过程中最奇特的节点。可可托海三号矿最外圈是花岗伟晶岩（伟大+ 晶体+ 岩石）矿脉，这种岩石中含有大量大颗粒的晶体，这些晶体的粒径通常超过50 毫米，晶体最大可以达到数米甚至十米以上。这种矿脉的形成漫长而又复杂，与地下岩浆和热液活动密切相关。

　　首先，想象一下地球深处的岩浆，这是一种高温、富含硅酸盐的熔融物质，与之伴生的还有水蒸气和其他挥发性物质组成的汽水热液。在数百万年前，阿尔泰地区的地壳因为地质运动而变薄，导致地下的岩浆顺着裂缝向上移动，接近地表。在可可托海地下，刚好有一个大型的地下溶洞空间，当岩浆注入这个溶洞后，开始慢慢冷却和凝固。冷却过程中，岩浆中的一些组分开始结晶，形成了各种各样的矿物，这个过程叫“岩浆结晶”。在可可托海，由于这里地下空间大、岩浆和热液充足，导致岩浆温度下降缓慢，其中的结晶可以充分发育形成大颗粒的结晶。岩浆结晶的初期阶段产生了一些非常有趣的矿物组合，包括各色宝石和大树一样绿柱石，它们形成了矿床的外圈区域。

　　随着温度的进一步下降，热液中的水分开始分离出来形成独立的流体，这个过程称为“液相分离”。这些流体溶解并富集了多种稀有元素，它们开始在岩浆结晶的矿物中移动和沉淀，它们在不同的阶段和不同的条件下结晶，形成了矿床内层区域的锂辉石、白云母和钠长石等矿物。这赋予了可可托海矿床内层区域多世代矿物复杂交织的结构特点。

　　最终，随着岩浆的完全固化和流体的停止活动，一个有着完美同心环状结构且富含多样矿物的集合体形成了，这就是我们今天所知的可可托海矿床。它的内部结构呈现出一种特殊的同心圆分带现象，从外到内，矿物的种类和结构呈现出规律性的变化。

　　简而言之，可可托海矿床的形成是一个由地球内部岩浆上升、冷却、结晶，以及随后的热液活动共同作用的结果。这个过程涉及了多种地质作用和地球化学过程，最终孕育出了这个独一无二的可可托海三号矿，这个由岩浆与热液在特殊环境下共同演化发育出来的地质宝藏。

　　“功勋矿”帮中国挺直腰杆

　　1930 年牧民就在额尔齐斯河附近发现了绿色的绿柱石和蓝色的海蓝宝石。到了1935 年，苏联地质学家在其境内的额尔齐斯河淤泥中发现了高浓度的稀有金属元素，他们组织地质调查团沿河东进，发现了藏在新疆阿尔泰山脉中的可可托海矿脉。随后，在1940 年至1949 年间，苏联在该地区进行了大规模的矿产资源开采，主要开采绿柱石、锂辉石和白云母等。高峰时，有3000 名工人在这里挖掘矿石，每人每天至少需要完成2 公斤任务。

　　1954 年新疆有色金属公司开始接管可可托海矿，并对可可托海矿区进行了大规模的详查工作。1957 年可可托海开始稀有金属矿种的开采。

　　中苏关系破裂后，中国需要用农副产品和矿石向苏联偿还债务。根据当年被分配到可可托海的大学生回忆，“还债的矿石基本来自可可托海”。从1959 年到1964 年，这里出口苏联的矿产价值达20 亿元，占对苏债务的40%。正值盛年的可可托海帮助中国人挺直了腰杆。

　　可可托海矿的矿产资源不仅用于偿还外债，还广泛应用于国家的基础设施建设、国防科技和工业生产中。特别是在国防科技领域，稀有金属是制造先进武器和高科技产品不可或缺的材料。1964 年中国第一颗原子弹爆炸成功所使用的铍、1967 年第一颗氢弹爆炸成功所使用的锂、1970 年第一颗人造卫星“东方红一号”所使用的铯、1971 年第一艘核潜艇联合试验所使用的钽铌……均来自可可托海。

　　地层深处还有传奇

　　可可托海三号矿共有7 个地质层，一二四层是铍、五六层是锂辉石、第七层是钽铌，其中五六层的锂辉石是最后开采完的。到了20 世纪90 年代，曾经出产了“大树一样绿柱石”的可可托海三号矿的开采已经接近尾声。1999 年11 月，三号矿正式关闭。很快，额尔齐斯河水就渗了过来，将它淹没为一片湖泊。2006 年在矿坑遗址上建立了国家级地质公园。但整个阿勒泰地层的深处还有巨大的矿藏储备，2006年，在多位院士的倡议下，国家在可可托海进行了进一步勘探，并启动了矿山的二期建设。

　　阿勒泰可可托海的传奇，远未结束。