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大柴旦是是海西蒙古族藏族自治州的一个直辖县级行政区。位于青海省西北部，柴达木盆地北缘，东部自科克希里山脉的羊肠子沟山顶与德令哈相连;南部自达布逊湖北堤至西台吉乃尔湖与格尔木市接壤;东南部自埃姆尼克山西段至达布逊湖北堤与都兰县相接;西部自当金山口经赛什腾山中部，西台吉乃尔湖西岸与冷湖镇分界;北部自当金山口经党河南山西段与甘肃省阿克赛哈萨克族自治县和肃北蒙古族自治县毗邻。

大柴旦行政区地域广阔，行总面积为2.1万平方公里，东西最大直线距离 250公里 ，南北最大直线距离 210公里 。全区现辖两个镇（柴旦镇、锡铁山镇），总人口1.4万。青新(315国道)、柳格(215国道)公路和青藏铁路贯穿全境，其中315国道和215国道于柴旦镇交汇。大柴旦行政委员会驻地柴旦镇，东距海西州政府所在地德令哈市约200公里，距省会西宁市732公里，南距格尔木市约190公里，西北距甘肃省敦煌市320公里，是柴达木盆地的“北大门”。

新中国成立之初，大柴旦隶属青海省都兰县管辖。20世纪50年代，在国家开发柴达木盆地的号召下，全国各地的建设者纷至沓来。1956年，大柴旦为柴达木工作委员会、柴达木行政委员会驻地。1959年，设大柴旦市，成为当时柴达木盆地政治、经济、文化和交通中心。1964年，撤消大柴旦市，改设大柴旦镇，由海西自治州直辖。1992年6月14日，中共大柴旦工作委员会、大柴旦行政委员会成立，为中共海西蒙古族藏族自治州委、海西蒙古族藏族自治州人民政府的县级派出机构。

大柴旦，蒙古语称伊克柴达木，意为大盐湖。大柴旦行政区海拔在2829—5655米之间，平均海拔3400米以上。区内山高水净，风光独特。大柴旦地区特殊的地质构造形成了贫地特有的现代自然荒漠景观，其中南八仙雅丹地貌地最典型、最奇特的地貌之一，有“帝王坟”、“千军帐”等自然景观。大柴旦属典型的内陆高原荒漠气候，四季不明，紫外线强，温差较大，干旱少雨，多风寒冷，含氧量为73%，年平均气温为1.4℃，年均降水量为83.5毫米。

大柴旦行政区境内高山纵横，盐湖遍布，地质结构和土壤结构复杂，成矿条件好，因而区内矿产资源丰富，具有品种多、储量大、品位高等特点。截至2008年，已编入青海省矿产资源储量表的能源矿产3种，金属矿产13种，盐类矿产7种。有大型矿床5处，中型矿床9处，小型矿床14处。铅、锌、岩金、重晶石、伴生银、伴生铬等7种矿产位居青海省之首;湖盐、芒硝、溴、锂、铬等多种矿产也位居青海省前列。优势矿种为铅、锌、岩金、硼、锂、煤。潜在优势矿种为钾盐、镁盐、重晶石、芒硝、溴等。大柴旦温泉是天然的泉水，富含有益微量元素20多种。