汞是在常温下唯一呈液态的金属，又名称水银，银白色，比重13.546，熔点-38.87℃，沸
点357℃。汞能与许多金属形成合金，称为汞齐。
汞由于有特异的物理化学性能，因此广泛用于化学、电气、仪表及军事工业等。此外，还用作原子核反应堆的冷却剂和防原子辐射材料，也用于提取有色金属，用混汞法提取金和从炼铅的烟尘中提取铊以及用于提取铝，在医药方面也有一定的用途。
汞的产品主要是汞和辰砂。我国汞矿以产汞为主。辰砂用于化工、医药等方面。由于辰砂色泽艳红、美丽，粒度大者称珠宝砂，因此含辰砂的叶蜡石俗称“鸡血石”，均系珍品。
一、汞矿原料特点
汞在自然界分布广泛，不仅在地壳的各类岩石中有着广泛的分布，而且在地壳外部的水圈中、大气圈中、生物圈中也普遍存在，但与其他部分元素相比，其含量却是少量和微量的。汞在地壳中平均含量(即克拉克值)为8.3×10-6%，在各类岩石中分布不均匀，沉积岩中相对较高，为4×10-5%，中酸性岩浆岩中为8×10-6%，超基性岩石中为1×10-6%(维诺格拉多夫，1962)。地壳中99.8%的汞均呈分散状态赋存于各类岩石之中，而仅有0.02%的汞才集中富集成为矿床。
汞在自然界呈自然元素或Hg2+的离子化合物存在，具有强烈的亲硫性和亲铜性。目前，已发现的汞矿物和含汞矿物约有20多种。其中，大部分是汞的硫化物，其次是少量的自然汞、硒化物、碲化物、硫盐、卤化物及氧化物等。常见的矿物主要有：自然汞(Hg，含Hg100%)、辰砂(HgS，含Hg86.2%)、黑辰砂(HgS为辰砂的同质多象变体，含Hg86.2%)、灰硒汞矿(HgSe，含Hg71.7%)、辉汞矿(Hg(S，Se)，含Hg83.8%)、碲汞矿(HgTe，含Hg61.5%)、甘汞(Hg2Cl2，含Hg84.9%)氯汞矿(Hg4Cl2O，含Hg90.2%)、黄氯汞矿(Hg2ClO，含Hg88.65%)、橙红石HgO，含Hg92.87%)、硫汞锑矿(HgSb4S7，含Hg22%)、汞黝铜矿(Cu10(Hg,Fe,Zn)2Sb4S13，含Hg6%～17%)、汞银矿(AgHg为自然银富汞的变种)。其中，作为工业矿物原料具有开采价值的主要是辰砂、黑辰砂。辰砂富矿石可直接入炉冶炼，但大多数汞矿床含汞量较低，矿石要用选矿方法富集成精矿才能冶炼。
二、矿石工业要求
根据矿石的工业技术要求，汞矿按有用矿物组分划分的矿石工业类型，主要单汞、汞铀、汞锑、汞硒、汞金及汞多金属等类型。供工业利用者，目前主要是单汞型矿石。
汞矿石一般工业要求：边界品位0.04%，工业品位0.08%～0.10%，可采厚度≥0.8～1.2m，夹石剔除厚度≥2～4m。
以上指标，用于圈定矿体。由于汞矿勘探一般只能圈定含矿体，上列指标则用于勘探工程中圈定见矿厚度，并据以计算含矿系数及矿体平均品位。评价含矿体时按含矿系数与品位乘积提出要求，即含矿系数×矿体平均品位≥0.04%。若矿体平均品位低于最低工业要求，则列为表外储量。
此指标只供汞矿床普查评价时参考的工业指标。凡是属于提供矿山建设设计使用的地质勘探报告采用的
工业指标，应根据勘探的矿床具体情况和采选冶技术条件进行经济核算和比较研究，制定勘探的矿床工业指标，并由主管工业部门审批确定。
三、矿业简史
汞的主要矿物辰砂，在中国古代称丹砂、朱砂或石朱砂。宋代以后，因主要产销市场在湖南辰州(现名为沅陵)，故得名为辰砂。
中国是世界上发现和利用汞矿最早的国家，据考古资料，在仰韶文化层和龙山文化层里，均发现“涂朱”(砂)遗物，因此中国利用汞的历史，可以追溯至5000年前。从殷开始，丹砂被用作颜料；春秋战国以后，又在炼丹术和医药方面得到了应用，并开始用以提炼汞；有关汞同硫合成丹砂、汞同铅形成铅汞齐等记载，见于汉代魏伯阳《参同契》、晋代葛洪《抱朴子》等著作；宋代的《金华冲碧丹经秘旨》和明代的《天工开物》，均有记述了炼汞技术及其设备。由此可见，中国对汞的开采利用，比国外利用汞矿最早的希腊人和罗马人还要早1000多年。
近代中国汞矿的地质调查、勘探、开发利用，1919～1949年先后有翁文灏、乐森王寻、王曰伦、熊永先、吴希曾、田奇王隽、刘国昌、周德忠等20多位地质学家对贵州、湖南、云南、广西、四川、湖北、甘肃等地的汞矿进行了开创性的地质调查和研究，著有简报或论文。40年代，资源委员会对一些汞矿产地进行探采工作。新中国成立后，为适应国民经济建设的需要，于50年代开始了大规模的地质勘探和开发工作，如今中国已成为世界上的主要汞矿生产国之一。
一、资源状况
我国汞矿资源较丰富，现已探明有储量的矿区103处，分布于12个省区。累计探明汞储量(金属，下同)14.38万t，其中A+B+C级2.1万t(1995年)，截至1996年底保有储量8.14万t，其中A+B+C级2.03万t。如以我国A+B+C储量与世界汞储量基础相比，仅低于西班牙(9万t，储量基础)和意大利(6.9万t，储量基础)，而高于吉尔吉斯斯坦(1.3万t，储量基础)排居世界第3位。
二、储量分布
我国汞矿分布从大区来看，汞储量依次：西南区占全国汞储量的56.9%，居首位。其次是西北区占28.4%、中南区占14.4%，其他大区则很少，仅占0.3%。就各省区来看，贵州储量最多，占全国汞储量的38.3%，其次为陕西占19.8%、四川占15.9%、广东占6%、湖南占5.8%、青海占4.4%、甘肃占3.7%、云南占2.7%。以上8个省区合计储量占全国汞储量的96.6%，其中前3位的贵州、陕西、四川3省合计占74%。表3.15.1和图3.15.1示出了我国汞矿的主要矿床储量及其开发利用情况和主要矿产地的分布。
表3.15.1中国汞矿主要产地一览表
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三、资源特点
中国汞矿资源有以下主要特点：
一是矿产地和储量分布高度集中。从全国已探明有储量的103个矿区来看，主要集中分布在贵州、陕西、四川。这3个省探明有储量的矿区合计55处，占全国汞矿区总数的53.4%；3省现保有汞储量合计6.02万t，占全国汞总储量的74%。其次为广东、湖南、青海3省，探明有储量的矿区合计占21.4%，储量占16.3%。
二是储量组成，以单汞矿床的储量为主，与其他矿床共伴生的储量也有一定的比例。据统计共伴生汞储量约占全国保有汞储量的20%左右，主要共伴生在铅锌矿床、锑汞矿床中，有的汞储量已达到大型矿床规模，如广东凡口铅锌矿床的伴生汞矿有3000t，陕西凤县铅硐山铅锌矿床伴生汞1069t、旬阳青铜沟汞锑矿床，共生汞7257t、旬阳公馆汞锑矿床(南矿段)共生汞5895t。虽然共伴生汞矿储量可观，但由于选冶分离技术尚未解决，因此一些矿床对这部分汞矿资源也未能充分利用或综合回收。
三是贫矿多，富矿少。我国大中型汞矿床的汞品位0.1%～0.3%居多，部分介于0.3%～0.5%，大于0.5%～1%的品位较少，大于1%的品位仅是极个别的矿床。因此，我国汞矿工业指标，最低工业品位定为0.08%～0.1%。几个主要汞矿山开采品位一般为0.15%，最高的也只有0.5%～1%，明显地低于国外汞矿床。国外一般都开富汞矿床，如世界著名的超大型汞矿床：西班牙的阿尔马登汞矿床的汞品位为0.6%～20%，平均3%，富矿石为8%～10%；斯洛文尼亚的伊德里亚汞矿床的汞品位贫矿为0.2%～2%，富矿石为6%～7%。
四是矿石工业类虽多，但以单汞型为主。我国汞矿石工业类型有单汞、汞锑、汞金、汞硒、汞铀以及汞多金属等类型，其中以单汞型矿石为主，而且矿石易采易选易炼，工艺流程简单，因此作为主要开采对象，宜在坑口附近建设采-选或采-选-冶联合企业。
图3.15.1 中国汞矿分布图 m3-15-1.jpg
一、矿床时空分布及成矿规律
中国汞矿时空分布，从已知汞矿床(点)分布来看，多数矿床成矿时代主要是中生代晚期。据《中国内生金属成矿图说明书》(1987)统计的汞矿成矿期燕山期占91%，滇西、西藏、台湾等地也有喜马拉雅期的矿化存在。空间分布，主要有4个成矿区带：
上扬子成矿区是中国汞矿最重要的成矿区，已知汞矿床主要分布在扬子准地台中西部，即黔东北、川东南、湘西和黔中、黔西南地区，是探明汞储量最多的成矿区，占全国汞储量的75%以上。
昆仑-秦岭成矿带也是汞矿最重要的成矿区带之一。已知矿床(点)分布在昆仑-秦岭地槽褶皱区中段南缘，主要在陕、甘、青三省南部。在陕南和青南已探明有特大型和大型汞矿床，是一个很有远景的成矿带。 三江成矿带也是汞矿较有远景的成矿区带之一。已知矿床分布在滇藏地槽褶皱区东南段，主要在川西和滇西。现已探明了几个大中型矿床。
华南成矿区是一个以汞、锑、金矿为主的多种金属成矿区，主要分布在华南褶皱系中西部，即广西、广东、湘东地区。目前已发现并勘查的多为中、小型矿床和矿点。
中国汞矿从所处于大地构造环境和控矿构造、容矿岩石类型来看，有以下基本成矿规律和特点： 1)中国汞矿分布，是处于全球性的两大汞矿成矿带(环太平洋成矿带和地中海成矿带)交接的有利部位，在地台区和地槽区虽均有产出，但主要分布于地台区。全国已知的特大型和许多大型汞矿床主要分布在扬子准地台上，并集中于黔、湘、川接壤地区。除个别矿床外，大多数矿床产于中、下寒武统地层中，具有区域层控特点，矿床规模巨大，多呈层带状或层状产出，探明储量占全国汞储量的80%以上，而且矿床分布密集，成群成带出现。
2)构造控矿作用，是汞矿富集和分布的重要因素。中国汞矿分布主要分布在中生代构造带内，与中生代构造有关，而国外汞矿主要分布在第三纪褶皱带内，与新生代构造有关。构造控矿作用，中国汞矿受背斜(复背斜)控矿具有普遍性。在上述的4个成矿区带中，上扬子成矿区中的汞矿带，基本都受背斜(复背斜)构造控制，汞矿床沿背斜轴或其两翼分布。其他3个成矿区(带)中的汞矿带也多数受被同向断裂破坏了的背斜(复背斜)褶皱带控制。
3)我国汞矿化地层虽然在前震旦系至三叠系均有产出，但主要产于古生代地层中，其中以寒武纪地层中赋存的汞矿床最多，次为泥盆纪地层，中生代的三叠系也赋存一些汞矿床。
4)我国汞矿容矿岩石主要是沉积岩，而岩浆岩和变质岩则很少。据何立贤等(1989)统计，产在沉积岩中的汞矿床(点)占97%，其中已探明的储量有91%产于碳酸盐岩中，只有3%的汞矿产在各类岩浆岩和变质岩中。大多数矿床(点)都远离岩浆岩体，与岩浆活动未见明显的成矿关系。
二、矿床类型
目前，我国对汞矿床类型划分 有3种分类方案：
一是，按含矿地层、控矿构造和含矿体的产状，划分为层控型汞矿床、断裂型汞矿床、复合型(综合型)汞矿床。这3种类型汞矿已探明的汞储量分别占65%、13%、22%。
二是，根据矿床物质成分的差别，划分7种工业类型，即单汞矿床、汞铀矿床、汞砷矿床、汞锑矿床、汞铜矿床、汞锑铜矿床、砂汞矿床。
三是，按含矿岩系(含矿建造)划分为碳酸盐岩型汞矿床、碎屑岩型汞矿床、岩浆岩型汞矿床3个类型(何立贤等，1989)。含矿岩系是无可置疑的地质体，标志明确，并能够反映出地质背景、成矿环境和形成方式，也便于找矿。这3种类型矿床的基本地质特征：
碳酸盐岩型汞矿床是中国最重要的汞矿床类型，已探明的汞储量占各类矿床总和的90%以上，所有特大型汞矿均属于此类型，如贵州的万山、丹寨水银厂，四川的羊石坑，陕西公馆等。这类矿床主要分布在扬子地台上，矿床层控明显，背斜构造是主要控矿构造，矿体(含矿体)多沿层呈层状产出，少数呈脉状及其他形态产出。
碎屑岩型汞矿床主要分布在昆仑-秦岭地槽褶皱带中段和滇藏地槽褶皱南段。其基本特征：矿床(点)均属多金属成矿区(带)的一个组成部分，常伴生其他金属，形成以汞为主的汞钨(如青海穆黑汞矿床)、汞铜(如云南温水河汞矿床)；矿床附近有强烈的岩浆活动，常见各类小侵入体；含矿岩系中常夹有火山沉积物，含
汞量较高，极可能是成矿物质直接来源。
岩浆岩型汞矿床很少，而且规模也不大。一种产于花岗岩类中的汞矿床(点)，主要分布在东北地区，如吉林敦化迎风沟汞矿床。另一类产于基性侵入岩脉及相邻围岩中的汞矿床。如滇西保山-施甸汞矿带见有此汞矿床。
三、典型矿区
(一) 贵州万山汞矿
万山汞矿位于贵州省东部的铜仁地区万山特区，在铜仁市南，直距25km处，为超大型汞矿田，其范围北起锦江，南至氵无水。南北长35km，东西宽15km，面积约为525km2，累计探明汞金属储量3.7万多t。新中国成立后，在这里兴建了贵州汞矿(厂)采选冶联合企业，成为国内规模最大的汞生产基地，生产能力占全国一半以上，也是世界上大型汞矿山之一，驰名中外，称为“汞都”。
万山汞矿早在古代就有开采，明、清及民国时期成为贵州汞矿主要产区。新中国成立后，对万山地区的汞矿开展了大规模的地质勘探工作。1956年由贵州省冶金局第一勘探队(现为贵州有色地质勘查局一总队)在西南地质局五○五队于1954～1955年普查勘探工作基础上开展了全面地质勘探工作。经30多年来探明了超大型汞矿床1个，大型汞矿床5个，中小型汞矿16个。
万山汞矿位于湘黔汞矿带南段，呈北北东向展布，由岩屋坪、万山及龙田冲等3个主要矿田组成(图3.15.2)，已查明22个汞矿床。区内地层主要为寒武系，未见岩浆岩出露。含矿地层，主要是中寒武统第三、五、七分层及下寒武统第三分层内，其中以中寒武统第三、第五分层产出的汞矿床最多、规模最大，具有层控性、多层性。矿体沿层位呈整合、似整合型产出，形态多为层状、似层状、透镜状、扁豆状、囊状等。含矿围岩主要有细粒条带状白云岩和石灰岩。围岩蚀变强烈，与矿化最密切的为硅化、白云石化。矿区构造，万山半背斜、龙田冲半向斜、岩屋坪半背斜控制矿田的分布和范围。矿石成分单一(少数矿床共生硒)，主要矿石矿物有辰砂、次为黑辰砂、自然汞、辉硒汞矿，伴生矿物有辉锑矿、闪锌矿、黄铁矿等。矿床平均汞品位一般都高于0.25%，最高的块段可达2%～5%，最高品位可达30%左右。矿床类型，以含矿岩系划分属碳酸盐岩型的层控整合类型汞矿床。
图3.15.2万山汞矿地质图①
1.白垩系；2.上寒武统；3.中寒武统；4.下寒武统；5.震旦系；6.地层界线；7.正断层； 8.逆断层；9.向斜；10.半背斜；11.半向斜；12.矿体；13.背斜；① 据花永丰等，1995 m3-15-2.jpg
在万山地区已探明的22个矿床中，以杉木董、张家湾、岩屋坪、客寨等4个矿床规模最大，并具有代