张蕴钰在敦煌组织了一支20多人的精干队伍，带了8辆车，携带了可用10天的各类物资和一部电台，带着一张沙俄测绘出的新疆地形图，于1958年12月24日晨，顶着漫天风沙，经玉门关向西而去，一头扎进了罗布泊。
这是一片千古死寂的茫茫荒原，没有人烟，没有生命，只有海浪般连绵起伏的沙丘，寸草不生的砾漠，千姿百态的雅丹地貌，清冷沉寂的古老废墟……在这片荒漠的中心地带，便是消失了两千多年的楼兰王国的遗迹。近代西方探险家来过这里后，发出了这样的悲叹：“可怕！这里不是生物所能插足的地方，而是死亡的大海，可怕的死亡之海！”
小分队摸索着前进，在死亡之海的边缘穿过，到达孔雀河边。这一天，他们逆河而上，又向西行进了一百多公里，通过目测，可以看出这一片戈壁地域开阔，比较平坦，他们选了一个点做中心，然后以此分东南、东北、西北、西南方向踏勘地形地貌和水源土质。往远处看，北部的天山博格达峰和南部的阿尔金山都很高大，海拔在5000米以上，像两道巨大的自然屏风，东部为土山和丘陵，再向南是一往无际的沙漠。这个区域内有流水不断的孔雀河，水资源比较丰富，并且方圆三百公里内没有人烟。把这里作为核试验场，算得上是天造地设。
1958年12月28日，勘察小分队在罗布泊西北一百多公里的地方，打下了第一根木桩。后来，这附近就做了第一颗原子弹的爆心。
小分队几经周折到达鄯善，张蕴钰马不停蹄回北京汇报。1959年1月下旬，张蕴钰陪同万毅和工程兵设计院院长唐凯，乘飞机到达新选场区进行空中视察。从飞机上往下看，孔雀河至北山60余公里，东西长约100公里，地势平坦，海拔1000米，地质条件较好，这里长年风向是西风，下风方向，东至敦煌420公里之间无居民，无耕地，无牧场，还未发现有价值的矿藏。在西南方向，有一个叫铁干里克的村庄，但也在120公里之外。万毅中将忍不住说：“真是个好场子。”
春节过后，苏联专家加入进来，进一步进行勘察，做施工前的准备工作。有一个叫库巴的苏军大尉，因为在戈壁滩上住帐篷睡地铺，嫌生活困难，整天拉着脸，不高兴。我们的人给他找来一张钢丝床，他还是不满意，说你们陈司令（陈士榘）来了，你们能让他住大帐篷吗？
有一天深夜，别人都睡了，来了四五个将军，有上将、中将、少将，他们也都睡地铺，把稻草往地上一铺，躺下就睡了。天不亮就又走了。库巴大尉起床后，问翻译，夜里来了什么人？翻译告诉他，陈司令来了，万毅部长、常勇政委、张蕴钰司令等人，也都睡地上。到了第二天夜里，将军们又来大帐篷里过夜，库巴大尉一夜没睡好，不敢起来小便，早上憋坏了。问他为什么？他说，哎呀我出脚要从上将的头上跨过去，我哪敢啊。到这时，他才知道，让他睡钢丝床，确实已经是特殊照顾了，从那以后，他不再抱怨。
1959年春暖花开的季节，张蕴钰带领创业者们从罗布泊地区来到博斯腾湖，大片清澈的湖水令疲惫不堪的人们精神百增，他们扑到湖边，尽兴地喝，又把自己洗了个干干净净。张志善往北京起草了一份电报，电文中有这样几句话：“这里土地肥沃，能种菜、种粮，这里水源充足，水是甜的，还带有点香味。”
刚担任新成立的国防科委副主任的万毅，看到电报哈哈大笑：“水还带香味！他们都成了诗人了！”
离湖区不远的一片平坦的土地上，有一丛丛美丽的小花朵迎风摇摆，当地人说，这种花儿叫马兰花。张蕴钰随即兴之所至，把核试验基地的生活区，命名为“马兰”。
从那以后，马兰就成为核试验基地的一个代称。人们一说马兰，就是指核试验基地。
1959年6月13日，总参谋部正式下文，批准原子靶场改称核试验基地。这一天后来成为基地成立的纪念日。
基地第一次党委会是在马兰的一个地窖中召开的。开会那天，地窖门口的屋檐下，有一窝小燕子正在破壳。一大早，张蕴钰就叮嘱来开会的人：“脚步轻点，嗓门小点，别惊扰了燕子。”
许多年后，张蕴钰仍然记得那窝小燕子破壳而出的情形，他喃喃地说：“戈壁滩上，这些小生命，多不容易呀……”