趙 剛，翟德高

（中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗，北京 100083）

汞是自然界中常溫常壓下唯一以多形態(tài)（氣、液、固）和多價態(tài)（0、+1、+2）存在的金屬元素，汞也是自然界唯一同時存在顯著同位素質(zhì)量分餾和非質(zhì)量分餾的金屬元素。汞具有許多獨特的、有用的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、冶金、電器儀器、軍事以及其他精密高科技領(lǐng)域。然而汞也伴隨著黑暗與危險，它是毒性最強(qiáng)的重金屬污染物之一，經(jīng)生物累積可對人體健康和環(huán)境造成顯著不利影響。汞在各類地質(zhì)儲庫中的分布并不均勻，低需求、高污染以及獨特的地球化學(xué)性質(zhì)制約了有關(guān)汞礦床的研究。2017 年《關(guān)于汞的水俁公約》正式生效，這一國際公約針對汞提出全面管控要求，作為汞的生產(chǎn)、使用和排放大國，中國已出臺一系列控制汞排放和減少汞污染的積極舉措，充分展現(xiàn)了大國擔(dān)當(dāng)。

1 汞的發(fā)現(xiàn)及性質(zhì)

1.1 汞的發(fā)現(xiàn)簡史

汞俗稱水銀，英文單詞與水星（Mercury）相同，它們都源于羅馬神話以速度和流動性著名的信使神——墨丘利（Mercury）。現(xiàn)代化學(xué)中，汞的符號是Hg，它來自人造拉丁詞hydrargyrum，其詞根來自希臘語，這個詞的2 個詞根分別表示“水”（hydro）和“銀”（argyros）。古代的西班牙人將汞稱為“快銀”（quicksilver），也就是活動之銀。

汞及其主要礦物辰砂（也稱朱砂、丹砂）很早就被人類認(rèn)識并加以利用，在古文明的遺址中經(jīng)?？梢园l(fā)現(xiàn)汞的痕跡。

中國是最早使用汞及其化合物的國家之一。由于辰砂具有的鮮紅色澤，很早便被人們用作紅色顏料（圖1）。新石器時期的彩陶、仰韶文化層（距今約5000～7000 年）的遺物中均有“涂朱”的記錄；殷墟出土的“涂朱”甲骨，即將辰砂磨成紅色粉末涂嵌在甲骨文的刻痕中，讓文字更醒目的同時還包含著古人對紅色的崇拜；自春秋戰(zhàn)國時期開始，辰砂被廣泛應(yīng)用于煉丹、煉汞、中醫(yī)、貴族喪葬等。

圖1 朱砂在中國古代的使用情況（圖片整理自網(wǎng)絡(luò)）

古埃及和古希臘也是較早利用汞的2 個國家。古埃及的墓中發(fā)現(xiàn)水銀的存在；而在希臘古代科學(xué)家的拉丁文著作中，非常詳細(xì)地記載了有關(guān)汞及其化合物的研究。中世紀(jì)，汞在世界范圍內(nèi)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、銀汞鏡、提煉貴金屬等方面，西方的煉金術(shù)士們也對水銀產(chǎn)生了很大興趣，他們認(rèn)為汞是所有金屬的基本成分，“點石成金”的幻想極大程度促進(jìn)了煉汞業(yè)的發(fā)展。

隨著現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展，汞的神秘面紗被逐漸揭開。20 世紀(jì)，全球范圍內(nèi)發(fā)生的一系列嚴(yán)重汞污染事件加深了人類對于汞毒性的理解，汞作為一個全球性的污染物得到世人的重視。

1.2 汞的性質(zhì)及汞礦物

汞是一種金屬元素，單質(zhì)在常溫、常壓下以液態(tài)形式存在，呈銀白色光澤。汞的原子序數(shù)是80，位于化學(xué)元素周期表中第6周期、第ⅡB 族。汞的熔點（-38.87℃）和沸點（356.58℃）比一般金屬低，其具有恒定的體積膨脹系數(shù)，對溫度變化的響應(yīng)十分敏感。汞具有溶解許多金屬的特性，能與之形成合金，統(tǒng)稱為汞齊。在常溫條件下，汞具有其他金屬元素所不具備的顯著蒸氣壓，可以揮發(fā)出汞蒸氣。汞蒸氣具有很強(qiáng)的穿透能力，可在地質(zhì)體周圍形成地球化學(xué)暈。此外，汞蒸氣在電弧的作用下具有發(fā)光的特性。

汞在自然界中有196Hg、198Hg、199Hg、200Hg、201Hg、202Hg、204Hg七種穩(wěn)定同位素。其中，202Hg 的平均豐度最高（約29.8%），天然汞是這些同位素的混合物。汞是自然界唯一存在顯著同位素質(zhì)量分餾（MDF，通常用δ202Hg 表示）和非質(zhì)量分餾（MIF，通常用Δ199Hg 表示）的金屬元素（Blum et al.,2014）。汞同位素MDF-MIF 的二維示蹤體系，在地球科學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

汞的外層電子構(gòu)型為5d106s2，根據(jù)氧化還原條件的不同，呈現(xiàn)Hg0、Hg+、Hg2+等價態(tài)。在親銅元素中，汞具有很高的電離能，這決定了金屬汞在化學(xué)上的穩(wěn)定性以及各種汞化合物容易被還原成金屬汞的趨勢。汞可以與各種強(qiáng)酸作用生成相應(yīng)的汞鹽，汞與硫、氯也具有較強(qiáng)的親和作用，常溫下能生成HgS 及HgCl2。汞還能與甲基團(tuán)等結(jié)合，形成有機(jī)汞化合物，有機(jī)汞的毒性遠(yuǎn)高于無機(jī)汞。

在成礦熱液體系中，中高溫條件下，汞以液相或氣相Hg0的方式遷移，在低溫高鹽度和氧化條件下以汞氯配合物形式遷移，在還原性熱液中以汞硫配合物形式遷移（Varekampet al., 1984）。辰砂的溶解度實驗和熱力學(xué)計算表明，在150℃的中偏酸性條件下，汞在氣相中的遷移富集能力要高于液相數(shù)倍，此外，極高濃度的汞也可以溶解在有機(jī)相中（圖2;Fein et al.,1997）。

圖2 150℃下辰砂溶解度實驗及熱力學(xué)計算（據(jù)Fein et al.,1997修改;實線和虛線分別表示2種不同的氧逸度）

目前已知的汞礦物大約有80余種，包括自然汞、合金、硫化物、硒化物、碲化物、硫鹽、碳酸鹽、鹵化物和氧化物等（圖3; Hazen et al.,2012），其中，汞的硫化物主要為辰砂（α-HgS）和少量的黑辰砂（β-HgS）；還有一些汞礦物，如灰硒汞礦（HgSe）、輝汞礦（Hg-SSe）、碲汞礦（HgTe）、硫汞銻礦（HgSb4S7）、汞銀礦（AgHg、Ag2Hg3）、鈀汞礦（PdHg）、甘汞（Hg2Cl2）、橙紅石（HgO）等。汞礦床中，一般可產(chǎn)出少量的自然汞，這是由于汞礦物的不穩(wěn)定所致。

圖3 汞的主要礦物及產(chǎn)地（整理自mindat.org）

2 汞的“雙面性”

2.1 汞的危害

汞是毒性最強(qiáng)的重金屬污染物之一，汞污染的嚴(yán)重性和復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常規(guī)污染物。無機(jī)汞（單質(zhì)汞、汞鹽）的毒性相對較弱，而有機(jī)汞的毒性要強(qiáng)得多。自然環(huán)境中，汞存在活躍的形態(tài)和價態(tài)轉(zhuǎn)化，這導(dǎo)致汞危害通常具有隱蔽性和突發(fā)性(馮新斌等，2020)。

慢性汞中毒通常由汞的長期低劑量暴露引起。無機(jī)汞的毒性主要表現(xiàn)為神經(jīng)毒性和腎臟毒性，歷史上出現(xiàn)過一些有名的無機(jī)汞中毒事件，如“含汞出牙粉”導(dǎo)致嬰兒“粉紅病”，歐洲制帽業(yè)的“瘋帽人”（以前的制帽工藝中會用到汞鹽）等。

人類使用汞及汞的化合物有著漫長的歷史，關(guān)于汞的毒性，大部分無機(jī)汞中毒事件并沒有引起人們足夠的重視，直到有機(jī)汞露出了它的“獠牙”。有機(jī)汞大部分屬于劇毒，且更容易被生物體吸收，如甲基汞被認(rèn)為是毒性最強(qiáng)的汞化合物之一，其具有很強(qiáng)的生物累積性和食物鏈放大效應(yīng)。20世紀(jì)發(fā)生了數(shù)起震驚世界的有機(jī)汞中毒事件，如日本水俁病事件、伊拉克毒種子事件、美國化學(xué)家Karen Wetterhahn 中毒事件，極大程度改變了人類對汞污染的認(rèn)知。

據(jù)統(tǒng)計在過去的100 年中，約20 萬t 的汞被釋放到大氣中。汞釋放到環(huán)境后將長期存在，能夠通過大氣長距離傳輸，造成全球性、持久性的汞污染。汞在適宜的條件下能夠發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化，經(jīng)生物累積可對人體健康和環(huán)境造成顯著不利影響（馮新斌等，2013）。鑒于全球汞污染的嚴(yán)峻形勢，2017 年聯(lián)合國通過了由中國等128 個國家簽署的具有全球約束力的國際汞公約——《關(guān)于汞的水俁公約》，旨在控制全球人為汞排放和含汞產(chǎn)品的使用。作為首批汞公約簽約國，中國已出臺了一系列致力于控制汞排放和減少汞污染的積極舉措。

2.2 汞金屬及其化合物的用途

盡管汞具有一定的污染性，但汞及其化合物在生活、工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)領(lǐng)域中也有著多種用途。

作為主要汞礦物，朱砂在人類文明發(fā)展進(jìn)程中留下了濃墨重彩的一筆（圖4）。天然的朱砂顏色絢麗，朱砂紅是一種高明度的紅橙色，又稱中國紅，因此朱砂常被用于制作印泥和彩繪。傳統(tǒng)中醫(yī)理論認(rèn)為，朱砂作為中藥具有鎮(zhèn)靜安神、清熱解毒、明目的功效。在道家文化中，朱砂被認(rèn)為是“天地純陽之氣所結(jié)，乃至陽之物”，自古以來就是道家煉丹、開光點睛，辟邪畫符必用物品。時至今日，朱砂飾品仍然備受人們推崇。

圖4 朱砂的部分用途（整理自網(wǎng)絡(luò)）

金屬汞及其化合物廣泛被應(yīng)用于化學(xué)、醫(yī)藥、冶金、電器儀器、軍事以及其他精密高科技領(lǐng)域（圖5）。在汞的總用量中，金屬汞約占30%，汞化合物約占70%。汞作為重要的原材料，被廣泛用于制造氣壓計、溫度計等科學(xué)測量儀器；在電子電器產(chǎn)品領(lǐng)域，某些電極、反應(yīng)器、電池、開關(guān)等生產(chǎn)行業(yè)也有汞的使用；在冶金行業(yè)，由于汞具有溶解許多金屬的特性，“汞齊法”長期被用來提煉金、銀等貴金屬；在醫(yī)藥領(lǐng)域，汞曾被用作殺菌劑和消毒劑，汞化合物曾被廣泛應(yīng)用于某些藥物的合成過程，“汞齊法”形成的合金至今仍是口腔醫(yī)學(xué)中重要的補(bǔ)牙材料；在軍工領(lǐng)域，汞可被用于制造起爆劑、紅外探測器、原子核反應(yīng)堆的冷卻劑和防原子輻射材料等。此外，汞在汞蒸氣燈、催化劑制造等領(lǐng)域也具備重要地位，聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)所需要的汞觸媒催化劑是最大的用汞行業(yè)（馮新斌等，2020）。

圖5 汞及其化合物的部分用途（整理自網(wǎng)絡(luò)）

值得一提的是，隨著《關(guān)于汞的水俁公約》生效，汞在工業(yè)上的應(yīng)用正逐漸被其他材料所替代，全面淘汰汞的生產(chǎn)工藝已成大勢所趨。

2.3 汞量測量及汞同位素的用途

汞屬于親銅元素，具有揮發(fā)性和穿透性，常在內(nèi)生金屬礦床和礦體周圍形成清晰的地球化學(xué)暈，因此，汞量測量在金屬礦床找礦勘查中具有重要應(yīng)用。汞也是尋找隱伏巖體、地?zé)?、石油和天然氣的重要指示?biāo)志，因此，汞常被視作“遠(yuǎn)程指示元素”或“探路者元素”（Zhu et al.,1986）。汞量測量在地震預(yù)報、水文地質(zhì)和工程地質(zhì)、環(huán)境監(jiān)測、考古、追索隱伏斷裂構(gòu)造等方面也有重要的應(yīng)用（伍宗華等，1994）。

得益于汞同位素分析測試技術(shù)、分餾機(jī)制及自然儲庫組成的不斷完善，汞及其同位素，為地球科學(xué)領(lǐng)域一些傳統(tǒng)經(jīng)典又懸而未決的科學(xué)問題提供了新的研究思路。例如，汞及其同位素組成是研究地幔—地殼—大氣演化的標(biāo)志，可以用于闡明原始地球物質(zhì)的分異作用、地球脫氣過程、地球圈層的形成規(guī)律（Deng et al.,2021;Yin et al., 2022）。此外，汞及其同位素組成是記錄成巖、成礦等地質(zhì)過程及地球化學(xué)環(huán)境的重要標(biāo)志，它能夠記錄古代火山活動、海洋氧化還原狀態(tài)、大陸風(fēng)化、大氣化學(xué)演化等環(huán)境過程，為研究環(huán)境與生命的協(xié)同演化提供新的證據(jù)（Shen et al., 2022; 鄭旺等，2023）。

汞及其同位素組成還能揭示礦床成礦物質(zhì)來源，反演成礦過程，進(jìn)行礦床成因研究及判別分類，指導(dǎo)找礦勘探（徐春霞等，2021）。此外，還能夠用于汞污染源示蹤、汞生物地球化學(xué)過程判別等領(lǐng)域，來指導(dǎo)污染區(qū)的生態(tài)修復(fù)、農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整（Feng et al.,2008）。

3 汞的分布及供需格局

3.1 汞的分布

汞是中等不相容元素和揮發(fā)性元素，在各類介質(zhì)儲庫中的分布并不均勻（伍宗華等，1994）。原始地幔中汞的含量極低，約為0.5×10-9，汞在地殼中的豐度相對較高，但也僅約10×10-9。由于汞的熱敏感性及其在高溫條件下的強(qiáng)揮發(fā)性，其在巖漿巖和變質(zhì)巖中的平均含量較低，通常在10×10-9以下；而沉積巖中的汞平均含量相對較高，約為23×10-9，其中，黑色頁巖中的汞含量可高達(dá)（90～600）×10-9，主要以硫化物形式賦存或吸附在黏土礦物和有機(jī)質(zhì)中。

汞以不同的形態(tài)存在于地球不同的介質(zhì)中，并在環(huán)境中發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和遷移轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致地球自然樣品中的汞含量變化很大。土壤中的汞，主要來源于成土母巖和大氣沉降，此外，還受土壤中膠體成分、有機(jī)質(zhì)和硫化物含量、土壤形成過程的物理化學(xué)條件控制；水系沉積物中汞含量與其集水盆地內(nèi)巖石、土壤、水體和周圍大氣中的汞含量有關(guān)；多數(shù)植物的汞含量在（10～100）×10-9，植物對汞的吸收主要通過植物根系和葉片2 條途徑，不同形式的汞被植物吸收累積的難易程度不同；汞能以多種多樣的方式進(jìn)入大氣圈，如自然汞的蒸發(fā)、礦石和土壤中汞的升華、火山噴發(fā)、礦物燃料的燃燒和冶煉等（圖6;Sonke et al., 2023）。大氣中汞的背景含量為0.5～1.0 ng/m3，工業(yè)革命以來，人為活動使得自然界汞釋放通量增加了3～5 倍，發(fā)達(dá)國家大氣中的汞含量明顯偏高。

圖6 地球表生圈層汞的生物地球化學(xué)循環(huán)收支（據(jù)Sonke et al.,2023修改;紅色箭頭表示汞的排放，黑色箭頭表示汞的沉降）

3.2 汞資源概述

地殼中汞的總儲量約有1600億t，其中，99.98%的汞呈分散狀態(tài)散布于各類巖石之中，而僅有0.02%富集成汞礦床（伍宗華等，1994）。汞在地殼中的低含量和高分散特征，決定了它必須經(jīng)歷復(fù)雜的地質(zhì)地球化學(xué)過程，才能超常規(guī)富集形成具有經(jīng)濟(jì)價值的礦床。

全球的汞礦床主要分布于環(huán)太平洋成礦帶、特提斯-喜馬拉雅成礦帶和地中海—中亞成礦帶3大成礦帶（何立賢等，1996）。部分世界知名的汞礦，如全球最大的汞礦——西班牙Almadén 汞礦、全球第二大汞礦——斯洛文尼亞Idrija 汞礦、美國New Al‐madén 汞礦、菲律賓Palawan 汞礦及中國貴州萬山汞礦等，均分布在上述3個汞成礦帶中。

中國汞資源儲量豐富，現(xiàn)已探明有儲量的礦區(qū)100 余處，保有儲量8 萬t 以上，居世界第三位，典型礦床包括萬山特大型汞礦、公館-青銅溝特大型汞（銻）礦（圖7）。中國汞礦在地槽褶皺區(qū)和地臺區(qū)均有分布，揚(yáng)子準(zhǔn)地臺區(qū)集中分布有中國最多、最大的汞礦床（何立賢等，1996）。從省份來看，貴州儲量最多，占全國汞儲量的38%。其次為陜西，占20%（圖8）。

圖7 陜西公館汞銻礦床典型礦石手標(biāo)本（a～c）及鏡下特征（d～f）（據(jù)Zhao et al.,2023修改）

圖8 中國汞儲量省份分布占比（數(shù)據(jù)來源：金屬百科）

與全球其他地區(qū)的汞礦相比，中國汞礦特色鮮明（圖9; 何立賢等,1996）。國外主要汞礦多產(chǎn)于中-新生界，賦礦圍巖以火成巖為主；而中國汞礦主要產(chǎn)于古生界，賦礦圍巖多為沉積巖，表現(xiàn)出明顯的層控特征，碳酸鹽巖容礦的汞礦貢獻(xiàn)了中國約95%以上的汞資源量。

圖9 中國及國外汞礦床的儲量與圍巖時代（a）和類型分布（b）對比（數(shù)據(jù)來源：何立賢等，1996）

3.3 汞礦床的分類

20 世紀(jì)初期至今，礦床學(xué)家們從不同的原則和側(cè)重點對汞礦類型進(jìn)行劃分（表1），有關(guān)汞礦的分類方案頗多、各有所長，但又各具局限性。

表1 汞礦床分類

然而，關(guān)于汞礦的成因類型劃分遠(yuǎn)不如其他大宗金屬礦產(chǎn)成熟。自20世紀(jì)80年代開始，世界范圍內(nèi)的大型汞礦山逐步關(guān)停，加之汞元素的特殊性及其成礦的復(fù)雜性，這都限制了礦床學(xué)家們對汞礦的研究。因此，對汞礦的成因類型劃分方案很多，分歧較大，歸納起來主要是成礦物質(zhì)來源和成礦作用及其過程2 個方面的問題，前者主要是“巖漿源”同“非巖漿源”之爭，后者則主要是“同生”和“后生”之爭。

20 世紀(jì)初期，礦床學(xué)家普遍認(rèn)為幾乎所有的原生汞礦均屬于與隱伏巖體有成因聯(lián)系的“巖漿期后低溫?zé)嵋旱V床”。50 年代以后，隨著找礦勘探和成礦理論的發(fā)展，前蘇聯(lián)礦床學(xué)家將汞礦概括為2 種成因類型：①與火山作用無關(guān)的淺成或遠(yuǎn)成熱液汞礦；②火山熱液成因汞礦，包括溫泉和火山射氣作用形成的汞礦（何立賢等，1996）。中國大多數(shù)汞礦與巖漿活動沒有明顯直接的聯(lián)系，隨著“層控礦床”概念的發(fā)展，許多礦床學(xué)家將中國多數(shù)汞礦統(tǒng)歸為“層控型礦床”（涂光熾，1984;曾若蘭等，1988;何立賢等，1996）。

3.4 汞的供需格局

國際商業(yè)中有關(guān)汞的交易一般以一個“燒瓶”的容量為單位，每燒瓶汞約重34.5 kg。受環(huán)保政策和供需關(guān)系影響，近年來，國際汞價格整體呈現(xiàn)下跌趨勢，2018年每燒瓶汞的價格約為1100 美元（圖10）。

圖10 2012～2018年國際汞價格變化（數(shù)據(jù)來源：statista.com）

與其他傳統(tǒng)有色金屬相比，汞金屬的產(chǎn)量雖少，但卻被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)是最大的用汞行業(yè)，占全球汞總需求量的60%以上，此外，小規(guī)模土法煉金、氯堿行業(yè)等也有一定的汞需求（菅小東等，2009;馮新斌等，2020）。

由于低需求和高污染，全球正在運(yùn)營的汞礦山數(shù)量并不穩(wěn)定，但多數(shù)位于中國、吉爾吉斯斯坦及墨西哥。秘魯Huancavelica汞礦于20世紀(jì)90年代停產(chǎn)，但秘魯仍是副產(chǎn)品汞的重要來源國；西班牙Almadén 汞礦曾是世界最大的水銀生產(chǎn)基地，該礦山也于2003 年停產(chǎn)；中國是全球汞的生產(chǎn)和使用大國（圖11），萬山汞礦曾是中國最大的汞生產(chǎn)基地，但在2002 年也被關(guān)停。旬陽汞銻礦區(qū)，目前是中國唯一在產(chǎn)的特大型汞礦區(qū)。

圖11 2011～2021年全球及中國汞產(chǎn)量（數(shù)據(jù)來源：USGS.gov）

2017年《關(guān)于汞的水俁公約》正式生效，旨在保護(hù)人類健康與環(huán)境免受汞及其化合物人為排放和釋放的危害。這一國際公約針對汞的整個生命周期進(jìn)行了限制，對汞的供應(yīng)、貿(mào)易、使用、排放及釋放等提出全面管控要求，這無疑加速了全球汞產(chǎn)業(yè)的洗牌，在一系列政策要求和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，預(yù)計未來全球汞產(chǎn)量將大幅削減。

4 結(jié)語與展望

4.1 加強(qiáng)汞循環(huán)及汞同位素的研究

汞污染防治已經(jīng)成為國內(nèi)外的熱點、焦點和難點。汞公約是環(huán)境國際公約大家族中的新成員，體現(xiàn)了國際社會應(yīng)對新的全球環(huán)境問題的決心和意志。因此，從時間和空間角度，針對汞的全生命周期，加強(qiáng)汞循環(huán)及汞同位素研究十分必要。

（1）加強(qiáng)歷史時期汞循環(huán)的研究。汞排放在未來很有可能演變成為繼碳排放交易后，國際舞臺上的新型政治博弈。歐美發(fā)達(dá)國家自工業(yè)革命以來，人為活動累積排放了大量的汞，這可能是導(dǎo)致當(dāng)前全球汞污染嚴(yán)峻形勢的主要因素。為此，加強(qiáng)歷史時期汞循環(huán)研究，特別是工業(yè)革命以來人為活動排放汞的生物地球化學(xué)循環(huán)過程十分必要，能有力提高中國在汞履約減排責(zé)任劃分及未來減排成效評估中的地位和話語權(quán)。

（2）加強(qiáng)固體地球內(nèi)部汞循環(huán)的研究。經(jīng)過多年的研究積累，人們對地球表生圈層汞的生物地球化學(xué)循環(huán)過程有了一定的了解。然而，汞礦床作為固體地球的重要汞匯，人們對其形成機(jī)制研究甚少。汞的特殊地球化學(xué)行為及其在地殼中的低含量和高分散特征，決定了其成礦作用與重大地質(zhì)事件和層圈循環(huán)過程密切相關(guān)。因此，加強(qiáng)固體地球內(nèi)部汞的遷移、富集、成礦機(jī)制研究，不但能顯著提升對全球汞循環(huán)的認(rèn)識，還能夠為未來汞的地質(zhì)固定與封存、汞污染治理提供新思路。

（3）加強(qiáng)汞同位素分餾機(jī)制及儲庫組成的研究。作為新興的穩(wěn)定同位素，汞同位素“MDFMIF”二維體系已成為示蹤表生系統(tǒng)汞來源及其生物地球化學(xué)過程的重要手段。近年來，汞同位素在古環(huán)境學(xué)、礦床學(xué)研究等方面也展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢。然而，汞同位素地球化學(xué)理論體系和應(yīng)用方法還有待充實和完善之處，如復(fù)雜地質(zhì)過程中的汞同位素分餾機(jī)制、低汞地質(zhì)樣品測試技術(shù)開發(fā)、不同地質(zhì)儲庫汞同位素組成等。

4.2 汞及其相關(guān)金屬綜合利用

關(guān)鍵金屬是重要的戰(zhàn)略資源，在新興產(chǎn)業(yè)具有不可替代的重大用途。作為低溫分散元素，汞常與其他低溫元素如銻、金、鉈、砷、硒等緊密伴生，甚至形成具有經(jīng)濟(jì)意義的礦體，如公館-青銅溝汞銻礦、濫木廠汞鉈礦等。前人研究表明，萬山汞礦中除了汞礦化外，還發(fā)育著一定的硒資源（Wang et al., 2023）。此外，公館-青銅溝汞銻礦中也發(fā)現(xiàn)了一定量的硒富集。

汞作為親銅元素，在各種熱液礦床中通常具有不同程度的富集。例如，SEDEX 型鉛鋅礦床中的汞含量可以高達(dá)1200×10-6（Rytuba,2003）。包括金、銅、鉛、鋅等在內(nèi)的有色金屬生產(chǎn)是全球汞排放的重要來源之一，因此，針對有色金屬采選冶過程，加強(qiáng)汞去除與回收技術(shù)研究很有必要。

目前，中國在采的汞礦主要集中在貴州和陜西2 個省份，2032年中國將全面禁止原生汞礦開采活動。原生汞礦的關(guān)停，除了讓地方社會面臨經(jīng)濟(jì)社會轉(zhuǎn)型的難題，也勢必給汞及其相關(guān)金屬的綜合利用帶來困難?？梢灶A(yù)見，含汞二次資源將成為未來汞供應(yīng)的主要來源，來保障某些難以替代的汞需求。為此，從環(huán)境保護(hù)、汞及關(guān)鍵金屬回收利用的角度來看，有必要加強(qiáng)汞礦中的關(guān)鍵金屬研究，加強(qiáng)有色金屬生產(chǎn)中的汞分離技術(shù)攻關(guān)。

致 謝感謝中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所趙太平研究員、云南大學(xué)周家喜教授、中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所尹潤生研究員和孟郁苗副研究員及匿名審稿人對本文提出的寶貴意見和建議。