探秘“功勛礦”

蘇德辰

可可托海三號礦坑位于新疆維吾爾自治區富蘊縣。中國最初制造的原子彈、氫彈和人造衛星等所用的稀有金屬主要來自這里，所以它被譽為“英雄礦”“功勛礦”。如今，可可托海三號礦坑已成為可可托海世界地質公園的一部分，受到有效的保護。讓我們跟隨作者的腳步，到可可托海三號礦坑看看吧！

綠柱石的變種之一：祖母綠，標本來自云南

綠柱石中竟藏著戰略資源

你聽說過海藍寶石、祖母綠或者綠寶石嗎？它們都源于礦物學中的綠柱石，是含有鈹元素、外形呈六方柱狀的鋁硅酸鹽礦物的統稱。綠柱石在生長過程中如果混入二價鐵元素則呈淡藍色，稱為海藍寶石；如果混入鉻元素則呈深綠色，稱為祖母綠；還可以混入其他元素，呈現更多的顏色。人們將綠柱石的這些變種統稱為綠寶石。

說起綠柱石，必然要說到新疆的可可托海三號礦坑（以下簡稱“三號礦坑”），因為它是中國出產綠柱石最早也最多的原生礦。

在可可托海發現的鉭-鈮礦石

在可可托海發現的鋰輝石

可可托海位于額爾齊斯河的源頭附近，是一個水草豐美的牧場。上世紀30年代，牧民在可可托海附近發現了許多綠柱石，磨制后當作漂亮的飾品。牧民們沒想到的是，漂亮的綠柱石中含有地球上極為稀少的金屬元素鈹，是重要的戰略資源。

三號礦坑的發現史

發源于阿爾泰山的額爾齊斯河是中國唯一一條流向北冰洋的河。它從富蘊縣城開始，一路向西，流入哈薩克斯坦的齋桑湖，再向北進入俄羅斯，最終注入北冰洋。

上世紀30年代，蘇聯地質學家在額爾齊斯河的河流沖積物中發現了極為少量的鈹和鋰等元素，于是向上游方向追蹤，終于在1935年，在千里之外的可可托海找到了他們夢寐以求的綠柱石、鋰輝石和鉭-鈮礦石的原生礦脈，并將其一一編號，第三個被編號的礦脈稱為三號礦脈。當時它賦存在一座幾百米的小山中，隨著采礦的進行，山頭變成了礦坑，原本高高的三號礦脈變成了140多米深的三號礦坑。

1947年，蘇聯開始對可可托海三號礦脈進行開采，當年就采出37噸綠柱石。那時開采綠柱石可不是為了加工成寶石，而是為了提取其中的鈹元素，用于航空航天工業和制作武器。

三號礦坑中的寶藏

1955年，中國全面接管了可可托海地區所有的勘探和采礦活動。又經多年勘探，科研人員在可可托海三號礦坑中發現了20多種稀有金屬礦物。其中，最重要的礦石礦物是綠柱石、鋰輝石、鈮錳礦-鉭錳礦等，用以提取其中的鈹、鋰、鈮和鉭等稀有金屬。

鋰輝石中的鋰元素和綠柱石中的鈹元素是自然界最輕的兩種金屬元素，它們與鈮（ní）、鉭（tǎn）、銣（rú）、銫（sè）等金屬元素在地殼中十分稀少且難以提煉，因此被稱為稀有金屬。

綠柱石中的鈹可以用于制作航空發動機的關鍵部件和精密儀器，用鈹合金制造的飛機部件比普通材料輕了許多，但卻比鋼還要堅固！

鋰最初主要用于制造飛機發動機和生產原子彈、氫彈。現在，鋰最廣泛的用途是生產電動車和手機等所用的鋰電池。

鈮和鉭像一對好兄弟，在自然界總是同時出現，因此常被共同用于生產熔點高、延展性好、強度大的合金。普通鋼鐵中添加極少量的鈮，不僅可以提高強度，還可以提高韌性和抗氧化能力；鉭的合金可以抵抗3800攝氏度的高溫，因此，鉭和鈮被廣泛應用于生產火箭、人造衛星等航空航天設備。

20世紀五六十年代，工人們在極度困難的條件下，在三號礦坑開采出大量稀有金屬礦物，為國家創造出豐富的物質財富，同時也形成了“吃苦耐勞、艱苦奮斗、無私奉獻、為國爭光”的可可托海精神。如今，這里“變身”為景區，獨特的地理環境吸引了眾多游客，也讓更多人可以了解并銘記它的不朽功勛！