天然朱砂是怎么形成的？

辰砂（朱砂）是经过火山的作用，加上自然的风化而形成的。朱砂的成因上与近代火山作用有关，是典型的低温热液矿物。

辰砂又被称作为“朱砂”，它是一种棕红色，色彩鲜艳的彩石。新石器时代的先民就曾经应用辰砂做颜料。辰砂的主要化学成分是硫化汞，在我国的湖南、贵州、四川等地都有出产。

辰砂的晶体呈板状或菱面体状，它的集合体呈粒状或块状。纯净的辰砂具有金属光泽。有时表面会因覆盖氧化薄膜而呈铅灰色。

扩展资料：

真伪鉴别

天然朱砂为粒状或块状集合体，呈大小不一的块或细小颖粒。块较大者表面暗红色，细小的片状或粒状者表面鲜红色，不规则薄片色红鲜艳，光亮如镜，触之不染手，具金刚光泽，半透明。

合成朱砂呈紫红色不规则块状或朱红色粒状及粉末不溶于强酸，能溶于硫化钠和王水。

正品朱砂的理化鉴别：

1、于闭口试管中加热，变为黑色硫化泵;加碳酸钠共热，则变为金属汞球。

2、在开口管中烧之产生二氧化硫气体及金属汞球。

3、细末用盐酸浸湿后，里光洁的铜片上擦之，铜片表面显银白色。 

我国的朱砂储量情况

我国汞矿资源丰富，累计探明储量居世界第3位。古时辰砂因地名还叫过巴砂、宜砂、阶砂等，宋代后，主要产销市场在湖南辰州，又因颜色而叫朱砂、丹砂、真朱、赤丹、丹粟等。

我国产出的辰砂晶体形体完整，色泽鲜艳，在国际市场上，5毫米至10毫米的完整晶体售价达200美元，而让世界矿物爱好者、收藏家动心的是我国贵州产的大于1英寸的辰砂王族成员。

上世纪90年代美国卡希尔矿出产过1颗长1英寸的辰砂晶体，估计重30克左右，售价为1500美元,是西方世界之冠，此售价为辰砂晶体在国际市场的价格奠定了基础。

-辰砂

-朱砂石

1、自然元素。

2、硫化物和硫盐。

3、氧化物和氢氧化物。

4、卤化物。

5、碳酸盐、硝酸盐和硼酸盐。

6、硫酸盐、铬酸盐和硒酸盐。

7、磷酸盐、砷酸盐和钒酸盐。

8、硅酸盐。

9、有机化合物。

硅酸盐类根据其阴离子团特征，可分为孤岛状、双岛状、环状、链状（单链和双链）、层状和架状六个亚类。硅氧四面体是硅酸盐晶体结构中的基本构造单元，它由位于中心的一个硅原子与围绕它的四个氧原子构成。

矿物族分类

其中矿物族是最常见的类别。矿物族是由两个或两个以上的矿物种组成，具有相同或基本相同的结构，并由相似的化学元素构成。

矿物种是矿物分类中的最小单元。矿物种的确定主要依据其晶体结构和化学成分。新矿物种的确定和命名必须向国际矿物学协会新矿物、矿物命名与分类委员会提出申请，获得批准，才能生效。

矿物的成分变种是指晶体结构相同、但化学成分有较小变化的矿物。

金属是具有光泽、有良好的导电性、导热性与机械性能，并具有正的温度电阻系数的物质。金属，是个大家庭，现在世界上有86种金属。通常人们把金属分成两大类，黑色金属和有色金属。

　　黑色金属和有色金属这名字，常常使人误会，以为黑色金属一定是黑的，其实不然。黑色金属只有三种：铁、锰与铬。而它们三个都不是黑色的！纯铁是银白色的；锰是银白色的；铬是灰白色的。因为铁的表面常常生锈，盖着一层黑色的四氧化三铁与棕褐色的三氧化二铁的混合物，看去就是黑色的。怪不得人们称之为“黑色金属”。常说的“黑色冶金工业”，主要是指钢铁工业。因为最常见的合金钢是锰钢与铬钢，这样，人们把锰与铬也算成是“黑色金属”了。

　　除了铁、锰、铬以外，其他的金属，都算是有色金属。

　　在有色金属中，还有各种各样的分类方法。比如，按照比重来分，铝、镁、锂、钠、钾等的比重小于5，叫做“轻金属”，而铜、锌、镍、汞、锡、铅等的比重大于5，叫做“重金属”。象金、银、铂、锇、铱等比较贵，叫做“贵金属”，镭、铀、钍、钋等具有放射性，叫做“放射性金属”，还有像铌、钽、锆、镥、金、镭、铪、铀等因为地壳中含量较少，或者比较分散，人们又称之为“稀有金属”。

黑色金属矿产包括：铁矿、锰矿、铬矿、钒矿、钛矿；

我国钛钒储藏量居世界第一, 占全世界70％左右 中国钛矿分布于10多个省区。钛矿主要为钒钛磁铁矿中的钛矿、金红石矿和钛铁矿砂矿等。中国钛钒矿资源主要分布在四川、云南、广西等西部地区，以攀枝花为主要储藏地攀枝花的二氧化钛保有储量898亿吨，其中表内储量5978亿吨，约占全国储量的93%，世界储量的59% 钒矿总保有储量V2O5 2596万吨，占全国储量的58%，世界的347%最近,在我国泌阳----南阳桐柏之间又发现了世界最大的金红石矿,有巨大的开采价值使我国钛钒矿资源又有了新的增长

我国锰矿资源较大，目前已探明的锰矿区有213处，保有储量达56亿吨。占世界第二位 全国已探明的锰矿区主要有：辽宁瓦房子锰矿；福建连城锰矿；湖南湘潭、民乐、玛瑙山、响涛园等锰矿；广东有小带、新椿等锰矿；广西八一、下雷、荔浦等锰矿；四川高燕和轿顶山锰矿；贵州遵义锰矿。广西是全国锰矿最多的地方，大新县下雷锰矿是全国最大的锰矿床 。重庆秀山位于渝、湘、黔“中国锰业金三角”的最佳位置，是目前世界最大的锰矿石和电解锰生产基地，人称“世界第一锰都”。其境内已探明的锰矿储量高达5000万吨，预测远景资源总量达2017735万吨。占全国总储量的1/4。

黑色金属中,我国只有铁矿和铬矿相对短缺

铁矿全国已探明的铁矿区有1834处。总保有储量矿石463亿吨，居世界第5位。大型和超大型铁矿区主要有：辽宁鞍山一本溪铁矿区、冀东一北京铁矿区、河北邯郸一邢台铁矿区、山西灵丘平型关铁矿、山西五台一岚县铁矿区、内蒙古包头一白云鄂博铁稀土矿、山东鲁中铁矿区、宁芜一庐纵铁矿区、安徽霍丘铁矿、湖北鄂东铁矿区、江西新余一吉安铁矿区、福建闽南铁矿区、海南石碌铁矿、四川攀枝花一西昌钒钛磁铁矿、云南滇中铁矿区、云南大勐龙铁矿、陕西略阳鱼洞子铁矿、甘肃红山铁矿、甘肃镜铁山铁矿、新疆哈密天湖铁矿，等等。

我国铬矿资源紧缺，探明储量13095万吨，保有储量10951万吨，主要分布于西藏、新疆等地。铬铁矿有56处产地，主要是新疆萨尔托海、西藏罗布莎、内蒙古贺根山、甘肃大道尔吉等铬矿。但富矿少,远不能满足需要

2、有色金属矿产包括：铜矿、铅矿、锌矿、铝土矿、镍矿、钨矿、镁矿、钴矿、锡矿、铋矿、钼矿、汞矿和锑矿；其中：

我国钨矿、镁矿锡矿、铋矿 锑矿储量均居世界第一。

中国是世界上锑矿资源最为丰富的国家。总保有储量锑278万吨，居世界第1位。锑矿的储量占世界的40%。有锑产地111处。分布于全国18个省(区)，主要有湖南省锡矿山、板溪；广西壮族自治区大厂；甘肃省崖湾等锑矿和陕西省旬阳汞锑矿湖南锡矿山为超大型锑矿床 广西锑储量为最多，约占全国的413%

中国是世界上钨矿资源最丰富的国家。已探明矿产地有252处，分布于23个省(区)。总保有储量WO2,529万吨，居世界第1位。产量也居世界首位中国钨矿的储量是世界其他国家储量总和的4倍。除原有湖南柿竹园等地的钨多金属超大型矿床外,张掖又初步探明有特大型的钨矿,预计开采能力可达到100万吨。钨矿探明产地主要是江西省西华山、漂塘、大吉山、盘古山、画眉坳、浒坑、下桐岭、岿美山；福建省行洛坑；湖南省柿竹园、新田岭、瑶岗仙；广东省锯板坑、莲花山；广西壮族自治区大明山、珊瑚；甘肃省塔儿沟等钨矿

中国的锡产量占了全世界的30%以上, 截至1996年底，我国锡矿累计探明储量达到56037万吨，保有储量为40741万吨，锡矿基础储量占世界锡基础储量(770万吨)的24%锡矿已探明产地293处，主要是广西壮族自治区大厂、珊瑚、水岩坝；云南省东川；湖南省香花岭、红旗岭、野鸡尾等锡矿。云南个旧锡超大型矿床，是世界著名的锡都；广西是铟锡矿资源最丰富的地区之一，保有储量居全国第一，南丹大厂矿区保有金属储量70余万吨，是广西最大的锡矿床。

镁,我国储量第一, 菱镁矿为提炼金属镁的主要原料, 世界菱镁矿储量的2/3集中在中国，产量的1/2由我国提供，在世界菱镁矿市场上，中国具有举足轻重的地位。截至1996年,全国共探明菱镁矿矿区27个,保有菱镁矿储量3001亿吨, 分布于9个省(区)，以辽宁菱镁矿储量最为丰富，占全国的856%；山东、西藏、新疆、甘肃次之。在20多处矿床中，10个大矿区拥有94%的储量。 世界轻烧镁的生产能力约为200万吨，中国的产量约占世界总产量的50%。

铋:有资料说,中国铋储量至少占世界总储量的182%以上, 也居世界第1位其中，湖南省郴州市金般塘矿区勘探储量累计估算锡铋资源量82万吨（包括铋10万吨）、潜在经济价值70亿人民币。使我国成为世界铋的绝对优势国家。勘查成果使金船塘矿一跃成为世界最大铋矿床(世界铋储量不到8万吨,资源量28万吨,该矿批准表内铋储量就有95910吨),

中国钼矿资源丰富，截止1999年底中国钼金属总储量为8336万吨，居世界第2位。我国年产近3万吨金属钼，也居世界第2。钼矿有产地222处，分布于28个省(区、市)。主要是吉林大黑山；辽宁省杨家杖子、兰家沟；陕西省金堆城；河南省栾川等钼矿。以河南省钼矿资源为最丰富，钼储量占全国总储量的301%

中国铅锌矿储量居世界第二, 也具有优势。铅锌矿有产地700多处，主要为：黑龙江省的西林；辽宁省的红透山、青城子；河北省的蔡家营子；内蒙古自治区的白音诺、东升庙、甲生盘、炭窑口；甘肃省的西成(厂坝)；陕西省铅硐山；青海省的锡铁山；湖南省的水口山、黄沙坪；广东省的凡口；浙江省的五部；江西省的冷水坑；江苏省的栖霞山；广西壮族自治区的大厂；云南省的兰坪、会泽、都龙；四川省的大梁子、呷村等铅锌矿。近年发现的云南金顶等为超大型铅锌矿床、

中国是世界上汞矿资源比较丰富的国家之一。总保有储量汞814万吨，居世界第3位。已探明汞产地103处、分布于13个省(区)，主要是贵州万山、务川、丹寨、铜仁；湖南省新晃等汞矿，以贵州省为最多，其储量为全国汞储量的40%

我国铜矿和铝土矿储量也很大, 目前已探明铜矿产地913处,累计探明铜储量737252万吨(1997), 主要为：黑龙江省多宝山；内蒙古自治区乌奴格吐山、霍各气；辽宁省红透山；安徽省铜陵铜矿集中区；江西省德兴、城门山、武山、水平；湖北省大冶一阳新铜矿集中区；广东省石菉；山西省中条山地区；云南省东川、易门、大红山；西藏自治区玉龙、马拉松多、多霞松多；新疆维吾尔自治区阿舍勒等铜矿。江西德兴铜矿和西藏玉龙铜矿都是超大型矿床近年来又发现了新疆东天山、云南中甸、西藏雅鲁藏布江沿岸等地一批大型、超大型铜矿床，新探明铜资源量一千二百多万吨。截至目前，西藏境内发现了铜矿产地180多处，其中30余处达到大中型矿床的远景规模。西藏的铜矿资源潜力有望达到全国三分之一以上，目前我国的铜储量已占同年世界储量基础的121%,居智利和美国之后,列世界第3位。

铝土矿有310处产地，主要为：山西省的克俄、石公、相王、西河底、太湖石、郭偏梁一雷家苏、宽草坪；河南省的曹窑、马行沟、贾沟、石寺、竹林沟、夹沟、支建；山东省的淄博；广西壮族自治区的平果那豆；贵州省的遵义(团溪)、林歹、小山坝等铝土矿区。总保有铝土矿储量矿石227亿吨，居世界第7位。但不能满足需求,仍需大量进口

我国镍储量在金川、新疆等地发现大型镍矿后，储量有大幅度上升，镍矿有产地近百处。主要是吉林省的红旗岭、赤柏松；甘肃省的金川；新疆维吾尔自治区的喀拉通克、黄山；四川省的冷水菁、杨坪；云南省的白马寨、墨江等镍矿。其中甘肃省金川镍矿是世界第二大镍矿但全国总储量也只有784万吨,居世界第九, 2004年我国年产镍6万吨,消耗145万吨。也需要大量进口

截至1996年底，全国共有钴矿区150个，分布于24个省(区)，以甘肃省储量最多，约占全国总储量的30%钴金属保有储量为4716万吨，钴金属资源量约为140万吨，绝大多数为伴生资源，单独的钴矿床极少。近几年我国钴的年消费量稳定在1200吨左右，国内钴产量包括氧化钴折算为钴每年总计约600～700吨，国内钴产量尚不能满足国内需求，每年约有半数需进口。

一、成矿流体的温度

笔者在法国产的Chaixmeca冷热两用台上对Au、Sb、Hg矿床进行了系统的包裹体均一温度测定，结果见表16。

测量结果表明，沃溪Au-Sb-W矿床的形成温度为99～264℃，其中成矿早期石英-白钨矿阶段温度为260℃左右，石英-硫化物-自然金阶段的温度为210～170℃，并集中在200℃，石英-碳酸盐阶段温度为128～99℃，集中在115℃。

渣滓溪Sb矿床的形成温度为90～220℃，其中成矿主阶段石英-硫化物期的温度为156～220℃，并仍集中在200℃，晚期碳酸盐阶段的温度为90～120℃，主要集中在110℃。坑道不同标高同期同种脉石矿物流体包裹体的均匀化温度无显著差别。

铜仁-凤凰汞矿带Hg矿床均一化温度的测量结果表明，该带矿床以低温成矿为鲜明特征。成矿主阶段早期白云石中的流体包裹体的均一化温度为140～230℃，平均183℃；成矿主阶段晚期石英中流体包裹体均一温度为120～160℃。空间上，同一成矿阶段之脉石矿物包裹体的均一温度随深度的增加而升高（图32），这反映成矿流体是由深部向浅部循环和汇流的。

对比各成矿带矿床形成的温度可知，随矿化层位的升高，成矿温度逐渐降低（图33），低温成矿的特征愈加明显。

二、成矿流体的盐度

图32　茶田汞矿成矿主阶段早期白云石的均一温度随深度的变化（括号内为样品数）

图33　湘西典型Au、Sb、Hg矿床成矿温度变化趋势

A—茶田汞矿；B—渣滓溪Sb矿；C—沃溪矿床

在法国产的Chaixmeca冷热两用台上进行了Au、Sb、Hg矿床成矿流体包裹体的盐度测定，结果见表16。

沃溪成矿带成矿流体的盐度为57%～75%，渣滓溪Sb矿带成矿流体的盐度为48%～77%。两成矿带成矿流体的盐度较典型变质流体的盐度为高而与地下水的盐度特征相似，反映了成矿流体的较复杂来源。

铜仁-凤凰汞矿带成矿流体的盐度为1780%～699%。成矿主阶段早期的盐度较晚期为高，同一阶段的盐度有浅部最低、中部较高、下部居中的变化规律（图34），揭示浅部热液可能经受了大气降水的稀释作用。铜仁-凤凰汞矿带成矿流体具有明显的地下热卤水特征。

通过对比可知，由元古宇板溪群的Au、Sb矿化至古生界寒武系的Hg矿化，成矿流体的盐度明显升高（图35），表明成矿流体有向热卤水方向演化之趋势。

图34　茶田汞矿主阶段早期白云石中流体包裹体盐度随深度的变化图（括号内为样品数）

图35　湘西典型矿床成矿流体的盐度演化

A一茶田汞矿；B—渣滓溪Sb矿；C—沃溪矿床

表16　湘西Au、Sb、Hg矿床成矿溶液的物理化学参数

①盐度即相当于NaCl的盐类物质的质量分数，以w（NaCl eq）表示，下同。

三、成矿流体pH值的估算

迄今为止，人们尚未找到一种直接测定成矿流体pH值的有效方法，多借助计算法估算成矿流体的pH值。由于大多数成矿流体包裹体都含有一定数量的CO2气体，属CO2-NaCl-H2O体系，故溶液的pH值主要受控于pCO2和NaCl的浓度。Crerar（1978）假定H2O-CO2-NaCl体系中存在H2O、H＋、OH-、Na＋、Cl-、NaCl、HCl、NaOH、 、H2CO3、 和NaHCO3，并达到总的质量平衡，并推导出下面的计算公式：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

式中KH2CO3、KHCl、KNaC1、 、KNAHCO3分别为下述反应a、b、c、d、e的平衡常数：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

∑Na一般等于NaCl摩尔浓度加Na＋摩尔浓度，可采用下式计算：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

当已知流体包裹体的温度、pCO2和Na＋时，就可按上式算出成矿流体的pH值。

借助中科院贵阳地化所包裹体室的计算机程序，笔者分别计算了Au、Sb、Hg矿床成矿流体的pH值，结果见表16。

沃溪成矿带成矿流体的pH值为601～811，从早期到晚期，成矿流体的pH值有降低之势，但总体处于近中性的pH值范围。

渣滓溪成矿带成矿流体的pH值在673～929的范围内变化。从成矿早期的石英到晚期的方解石，流体包裹体的pH值呈增高之势，坑道不同标高同种脉石矿物的流体包裹体pH又有随深度的增加而减小的趋势，这与成矿流体随深度的增加，酸性组分如C02、H2S等含量渐增及Na＋离子浓度渐低的结果相一致，并揭示成矿流体由早到晚有从近中性→偏酸性的演化趋势。但与沃溪成矿带相比，本成矿带具有明显偏高的pH值。这可能反映了两成矿带成矿流体中酸性组分含量水平的差异。

铜仁-凤凰汞矿带成矿流体的pH值在673～937之间变化，反映了明显的偏碱性成矿环境。成矿主阶段从早期至晚期，pH呈升高的趋势；由深部到浅部，成矿流体的pH值亦逐渐增大，反映成矿流体由近中性到偏碱性的演化路径并可能与上部Na＋离子的浓度增高以及水溶CO2从成矿流体中大量析离有关。

由上述可知，湘西两类含矿建造内的成矿流体，随矿化层位的增高，具有由弱酸性→中性→碱性的演化规律。尽管成矿流体演化过程中影响pH值的因素是复杂的，但就从总体演化规律可推知，含矿建造中成矿元素可能是在酸性—弱酸性的成矿流体作用下活化和转移的。

四、流体包裹体的气相成分及相关参数的估算

1流体包裹体的气相成分特征

沃溪成矿带成矿流体的气相成分以CO2和CH4为主，但CH4的浓度较低，其含量接近CH4的检出限0001×10-6（表17）。

渣滓溪成矿带成矿流体的气相成分以CO2、CH4和H2为主，CO2和CH4的含量水平均较沃溪成矿带为高。由成矿早期至晚期，CO2和CH4等的含量均呈明显增高的趋势。尽管CH4气体的存在能够标示成矿流体的还原程度，但因本成矿带成矿流体中的CH4和CO2具有同步增长的趋势，故无法借此比较沃溪成矿带和渣滓溪成矿带成矿流体的还原性强弱。

表17　湘西Au、Sb、Hg矿床成矿流体的气相成分

铜仁-凤凰汞矿带成矿流体的气相成分以H2、N2、CH4、CO2为主。N2、CH4的高含量则显示成矿流体的还原性较强。N2、CH4的高含量可能与寒武系含矿建造具有较高的有机碳含量且有机质的热演化程度很高有关。坑道不同标高气相成分总含量随深度的增加而增加以及从成矿早阶段至晚阶段气体总含量的不断减少则揭示成矿流体在演化历程中曾经历了气、液两相的分异过程。

2成矿流体的fo2估算

由包裹体的成分特征知，成矿流体中同时含有CO2和CH4，故体系中可建立如下平衡反应：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

则：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

故有：

取fCO2≈pCO2,fCH4≈pCH4。在理想状态下，气体的压力比等于摩尔比，故有 取fH2O≈1，则上式简化为：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

当已知pCO2和pCH4时，就可估算出成矿流体的fo2。计算结果见表16。

由计算结果知，沃溪成矿带成矿流体的fo2在10-3610-48之内，渣滓溪成矿带成矿流体的fo2主要集中在10-51左右，铜仁-凤凰汞矿带成矿流体的fo2集中在10-52附近，反映两类建造矿化流体的还原性随矿化流体的演化及矿化层位的增高而逐渐增大。这从一个侧面揭示大气降水主要是通过下渗到地下深处被加热成地下热水后回返环流而参与成矿作用的。

3成矿流体的Eh值估算

成矿流体中存在如下平衡反应：

CH4+2H2O=CO2+8H＋

据上式可推得：

湘西低温汞、锑、金矿床成矿作用地球化学研究

式中γCO2、γCH4、γH2O为不同温压条件下相应组分的逸度系数，p为成矿压力，T为成矿温度，x为各组分的摩尔分数， 为温度T时的 值。据上述反应方程可估算成矿流体的Eh值，结果见表16。

Eh值的估算结果表明，沃溪成矿带、渣滓溪成矿带及铜仁-凤凰汞矿带的成矿流体均为弱还原—还原性的。从变化趋势看，以沃溪成矿带具有最大的还原性，而渣滓溪及铜仁-凤凰汞矿带具有较小的还原性，即随矿化层位的升高，成矿流体的还原性逐渐降低。这似与前文讨论的fo2变化趋势相反。但需指出，在不同温度下 有明显差异，同时pH值对体系Eh值的影响亦较大，故不能简单地利用Eh对比不同T、p及pH条件的热液体系的氧化-还原性。