汞(gong)(gong)是(shi)在常溫下唯一呈(cheng)液(ye)態的金(jin)屬,又(you)名(ming)稱水銀,銀白色(se),比(bi)重13.546,熔點-38.87℃沸點357℃。汞(gong)(gong)能與(yu)許多金(jin)屬形成合金(jin),稱為(wei)汞(gong)(gong)齊(qi)。
汞(gong)由于(yu)(yu)有特(te)異的(de)(de)物理(li)化學性能(neng),因(yin)此廣(guang)泛用(yong)于(yu)(yu)化學、電(dian)氣、儀(yi)表及軍事工業等。此外,還用(yong)作原(yuan)子(zi)核反應堆的(de)(de)冷卻劑和(he)防原(yuan)子(zi)輻射材料,也用(yong)于(yu)(yu)提(ti)(ti)取有色金屬,用(yong)混汞(gong)法提(ti)(ti)取金和(he)從(cong)煉鉛的(de)(de)煙塵(chen)中提(ti)(ti)取鉈以及用(yong)于(yu)(yu)提(ti)(ti)取鋁,在醫藥方面也有一定的(de)(de)用(yong)途。
汞(gong)的(de)產品(pin)主要是汞(gong)和辰砂。我國汞(gong)礦(kuang)以產汞(gong)為主。辰砂用于化工、醫藥等方面(mian)。由于辰砂色澤艷紅(hong)、美麗(li),粒(li)度(du)大(da)者稱(cheng)珠寶砂,因此含辰砂的(de)葉蠟(la)石俗稱(cheng)“雞(ji)血石”,均系(xi)珍品(pin)。
汞在(zai)(zai)(zai)自然界分(fen)布廣泛(fan),不僅在(zai)(zai)(zai)地殼的(de)(de)各(ge)類巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)有著廣泛(fan)的(de)(de)分(fen)布,而(er)且在(zai)(zai)(zai)地殼外部的(de)(de)水圈中(zhong)(zhong)(zhong)、大氣圈中(zhong)(zhong)(zhong)、生物圈中(zhong)(zhong)(zhong)也普遍存在(zai)(zai)(zai),但與其他部分(fen)元(yuan)素相(xiang)比,其含(han)量卻是(shi)少(shao)量和微量的(de)(de)。汞在(zai)(zai)(zai)地殼中(zhong)(zhong)(zhong)平均含(han)量(即(ji)元(yuan)素豐度)為(wei)8.3×10-6%,在(zai)(zai)(zai)各(ge)類巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)分(fen)布不均勻(yun),沉積巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)相(xiang)對較高,為(wei)4×10-5%,中(zhong)(zhong)(zhong)酸性巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)漿巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)中(zhong)(zhong)(zhong)為(wei)8×10-6%,超基(ji)性巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)中(zhong)(zhong)(zhong)為(wei)1×10-6%(維諾格拉多夫,1962)。地殼中(zhong)(zhong)(zhong)99.8%的(de)(de)汞均呈分(fen)散狀態賦存于各(ge)類巖(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)石(shi)之中(zhong)(zhong)(zhong),而(er)僅有0.02%的(de)(de)汞才集中(zhong)(zhong)(zhong)富集成為(wei)礦(kuang)床。
汞(gong)在自(zi)(zi)然(ran)界呈自(zi)(zi)然(ran)元素或Hg2+的(de)離(li)子(zi)化(hua)(hua)(hua)合物(wu)存在,具有強烈的(de)親硫(liu)性(xing)和(he)親銅性(xing)。已發現的(de)汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)和(he)含(han)(han)(han)(han)汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)約有20多(duo)種。其(qi)中(zhong),大部(bu)分是(shi)(shi)汞(gong)的(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)物(wu),其(qi)次(ci)是(shi)(shi)少(shao)量(liang)的(de)自(zi)(zi)然(ran)汞(gong)、硒化(hua)(hua)(hua)物(wu)、碲化(hua)(hua)(hua)物(wu)、硫(liu)鹽、鹵化(hua)(hua)(hua)物(wu)及氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)等。常見的(de)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)主要有:自(zi)(zi)然(ran)汞(gong)(Hg,含(han)(han)(han)(han)Hg100%)、辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)(HgS,含(han)(han)(han)(han)Hg86.2%)、黑辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)(HgS為辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)的(de)同(tong)質多(duo)象變體,含(han)(han)(han)(han)Hg86.2%)、灰(hui)硒汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(HgSe,含(han)(han)(han)(han)Hg71.7%)、輝汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Hg(S,Se),含(han)(han)(han)(han)Hg83.8%)、碲汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(HgTe,含(han)(han)(han)(han)Hg61.5%)、甘汞(gong)(Hg2Cl2,含(han)(han)(han)(han)Hg84.9%)氯汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Hg4Cl2O,含(han)(han)(han)(han)Hg90.2%)、黃氯汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Hg2ClO,含(han)(han)(han)(han)Hg88.65%)、橙紅石HgO,含(han)(han)(han)(han)Hg92.87%)、硫(liu)汞(gong)銻礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(HgSb4S7,含(han)(han)(han)(han)Hg22%)、汞(gong)黝(you)銅礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(Cu10(Hg,Fe,Zn)2Sb4S13,含(han)(han)(han)(han)Hg6%~17%)、汞(gong)銀(yin)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)(AgHg為自(zi)(zi)然(ran)銀(yin)富(fu)汞(gong)的(de)變種)。其(qi)中(zhong),作為工業礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)物(wu)原料具有開采價值的(de)主要是(shi)(shi)辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)、黑辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)。辰(chen)(chen)(chen)砂(sha)(sha)(sha)富(fu)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石可直(zhi)接入爐冶(ye)煉(lian),但大多(duo)數汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)床含(han)(han)(han)(han)汞(gong)量(liang)較低,礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)石要用選礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)方法富(fu)集成精礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)才能冶(ye)煉(lian)。
根據礦石的(de)工業技術要求,汞(gong)(gong)礦按有用(yong)礦物組分劃分的(de)礦石工業類(lei)型,主要單汞(gong)(gong)、汞(gong)(gong)鈾、汞(gong)(gong)銻、汞(gong)(gong)硒、汞(gong)(gong)金及汞(gong)(gong)多金屬(shu)等(deng)類(lei)型。供工業利用(yong)者,主要是單汞(gong)(gong)型礦石。
汞礦石一般(ban)工業(ye)要(yao)求:邊界品位0.04%,工業(ye)品位0.08%~0.10%,可采厚度≥0.8~1.2m,夾石剔除(chu)厚度≥2~4m。
以上指標,用(yong)于(yu)圈(quan)(quan)定礦體(ti)(ti)。由于(yu)汞礦勘探一般只能圈(quan)(quan)定含礦體(ti)(ti),上列(lie)指標則用(yong)于(yu)勘探工程中圈(quan)(quan)定見礦厚度,并據以計算含礦系(xi)數(shu)(shu)及礦體(ti)(ti)平均(jun)品位。評價含礦體(ti)(ti)時按含礦系(xi)數(shu)(shu)與品位乘(cheng)積提出要求,即含礦系(xi)數(shu)(shu)×礦體(ti)(ti)平均(jun)品位≥0.04%。若礦體(ti)(ti)平均(jun)品位低于(yu)最低工業要求,則列(lie)為表外儲(chu)量(liang)。
此指(zhi)標(biao)只供(gong)汞礦(kuang)床普查評價(jia)時參考的工業指(zhi)標(biao)。凡是屬于提供(gong)礦(kuang)山建設(she)(she)設(she)(she)計使用的地質勘(kan)探報告采用的工業指(zhi)標(biao),應根(gen)據勘(kan)探的礦(kuang)床具體情況和采選(xuan)冶(ye)技術條件(jian)進行經濟核算和比較(jiao)研究,制定勘(kan)探的礦(kuang)床工業指(zhi)標(biao),并(bing)由主管工業部門審(shen)批確(que)定。
汞的主要(yao)(yao)礦物辰(chen)砂,在中國古代稱丹砂、朱砂或(huo)石朱砂。宋代以后,因(yin)主要(yao)(yao)產銷市場在湖南辰(chen)州(現名(ming)為(wei)沅陵),故得名(ming)為(wei)辰(chen)砂。
中國是世界上發(fa)現(xian)和(he)利(li)用(yong)(yong)汞(gong)(gong)(gong)礦最早(zao)的(de)國家(jia),據考(kao)古資(zi)料,在仰(yang)韶文(wen)化(hua)層和(he)龍山文(wen)化(hua)層里,均(jun)(jun)發(fa)現(xian)“涂朱”(砂)遺(yi)物,因此中國利(li)用(yong)(yong)汞(gong)(gong)(gong)的(de)歷史,可(ke)(ke)以(yi)追溯至5000年(nian)前。從殷開(kai)始(shi),丹(dan)砂被用(yong)(yong)作(zuo)顏料;春秋戰國以(yi)后,又在煉(lian)丹(dan)術和(he)醫藥方面(mian)得到了(le)(le)應用(yong)(yong),并開(kai)始(shi)用(yong)(yong)以(yi)提煉(lian)汞(gong)(gong)(gong);有關汞(gong)(gong)(gong)同(tong)硫(liu)合成丹(dan)砂、汞(gong)(gong)(gong)同(tong)鉛形成鉛汞(gong)(gong)(gong)齊等記載(zai),見于漢代(dai)(dai)魏伯陽《參同(tong)契》、晉代(dai)(dai)葛洪《抱樸子(zi)》等著作(zuo);宋(song)代(dai)(dai)的(de)《金華(hua)沖碧丹(dan)經秘旨(zhi)》和(he)明代(dai)(dai)的(de)《天工開(kai)物》,均(jun)(jun)有記述了(le)(le)煉(lian)汞(gong)(gong)(gong)技(ji)術及其(qi)設備。由此可(ke)(ke)見,中國對汞(gong)(gong)(gong)的(de)開(kai)采利(li)用(yong)(yong),比國外利(li)用(yong)(yong)汞(gong)(gong)(gong)礦最早(zao)的(de)希臘人和(he)羅(luo)馬人還要早(zao)1000多(duo)年(nian)。
近代中國汞礦的地(di)質調查、勘探、開(kai)(kai)發利(li)用,1919~1949年(nian)先后有翁文灝、樂森(sen)王(wang)尋、王(wang)曰倫、熊永先、吳希曾、田奇王(wang)雋(jun)、劉國昌、周德忠等20多位地(di)質學(xue)家對貴州、湖南、云南、廣西、四川(chuan)、湖北(bei)、甘肅等地(di)的汞礦進(jin)行了(le)開(kai)(kai)創性的地(di)質調查和(he)研究,著有簡報或論文。40年(nian)代,資源委員會對一些汞礦產地(di)進(jin)行探采工作。新中國成立(li)后,為適應國民經濟建(jian)設(she)的需要,于50年(nian)代開(kai)(kai)始了(le)大規模的地(di)質勘探和(he)開(kai)(kai)發工作,如今中國已成為世(shi)界上的主要汞礦生產國之一。
汞(gong)在(zai)自然界(jie)(jie)中(zhong)分布極(ji)少,被認為是稀有金屬,極(ji)少以純(chun)金屬狀態存在(zai),多(duo)以化合物形式(shi)存在(zai),主要常見含汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)物有朱砂(sha)(sha)(HgS)、氯硫汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)、硫銻汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)及其他一(yi)些與朱砂(sha)(sha)相連的礦(kuang)(kuang)(kuang)物。國(guo)(guo)內(nei)資料顯示,世(shi)(shi)界(jie)(jie)汞(gong)礦(kuang)(kuang)(kuang)資源(yuan)量(liang)約70萬(wan)噸(dun),基(ji)礎儲(chu)量(liang)30萬(wan)噸(dun),汞(gong)儲(chu)量(liang)的較多(duo)的國(guo)(guo)家(jia):西(xi)班牙(ya)9萬(wan)噸(dun),中(zhong)國(guo)(guo)8.14萬(wan)噸(dun),意大利6.9萬(wan)噸(dun),吉(ji)爾(er)吉(ji)斯斯坦4.5萬(wan)噸(dun)。美國(guo)(guo)地質調查局(USGS)2015年發布的數據(ju)顯示,中(zhong)國(guo)(guo)、吉(ji)爾(er)吉(ji)斯斯坦、墨西(xi)哥、秘魯、俄羅斯、斯洛(luo)文尼(ni)亞、西(xi)班牙(ya)和(he)烏克蘭(lan)占有世(shi)(shi)界(jie)(jie)上大部分的汞(gong)資源(yuan),約為60萬(wan)噸(dun)。近年來全球對汞(gong)的需求(qiu)逐年下滑,意味(wei)著(zhu)目前的汞(gong)資源(yuan)將能滿足至少未來一(yi)個世(shi)(shi)紀的需求(qiu)。
汞(gong)資源主要分布在西班牙、意大利(li)、中(zhong)國、吉(ji)爾吉(ji)斯斯坦、墨西哥(ge)、秘魯、俄羅斯、斯洛(luo)文尼亞和烏克(ke)蘭。
世界汞礦床主(zhu)要(yao)分布(bu)在(zai)特提斯-喜馬拉雅構造帶上。礦床主(zhu)要(yao)類(lei)型為碳(tan)酸鹽型,其(qi)次是碎屑巖型和巖漿巖型。其(qi)中碳(tan)酸鹽型為最主(zhu)要(yao),占汞礦床儲量的(de)90%。
世界汞礦(kuang)床中超大型汞礦(kuang)床主要有:西班牙阿爾(er)馬登汞礦(kuang)床,意大利伊(yi)德里亞(ya)汞礦(kuang)床,吉(ji)爾(er)吉(ji)斯(si)斯(si)坦璟可伊(yi)汞礦(kuang)床,哈(ha)伊(yi)達爾(er)干(海(hai)達爾(er)坎(kan))。
我國(guo)汞(gong)礦目前(qian)保有儲量在(zai)8.14萬噸(dun)以(yi)(yi)上,居世界第三(san)。我國(guo)汞(gong)礦資源(yuan)較為豐富,現(xian)已探(tan)(tan)明(ming)有儲量的礦區103處,主要分(fen)布(bu)在(zai)12個省區。汞(gong)資源(yuan)主要分(fen)布(bu)在(zai)西南(nan)和西北地(di)區,其中貴州最多,累積探(tan)(tan)明(ming)儲量達9萬噸(dun)以(yi)(yi)上,占全國(guo)探(tan)(tan)明(ming)儲量的80%以(yi)(yi)上。
汞資源儲(chu)量就地(di)區來看,西(xi)(xi)南區占(zhan)全(quan)國(guo)汞儲(chu)量的56.9%;其次是西(xi)(xi)北區占(zhan)28.4%、中南區占(zhan)14.4%。其他地(di)區則(ze)很少,僅占(zhan)0.3%。
就各(ge)省區來看,貴州(zhou)儲量(liang)最多,占(zhan)(zhan)全(quan)(quan)國(guo)汞儲量(liang)的(de)38%,其次為陜(shan)西占(zhan)(zhan)20%、四川占(zhan)(zhan)16%、廣東(dong)占(zhan)(zhan)6%、湖(hu)南(nan)占(zhan)(zhan)6%、青海占(zhan)(zhan)4%、甘(gan)肅占(zhan)(zhan)4%、云南(nan)占(zhan)(zhan)3%。以上8個省區合計儲量(liang)占(zhan)(zhan)全(quan)(quan)國(guo)汞儲量(liang)的(de)97%,其中(zhong)前(qian)3位的(de)貴州(zhou)、陜(shan)西、四川,三省合計占(zhan)(zhan)74%。