你家的花岗岩地砖是否具有放射性？怎样选择天然石材？

导语

五彩斑斓、抗压承重、耐热耐磨、维护成本低……众多的优势让花岗岩成为建筑和装饰的性价比之选，不仅出现在高楼与路边，也成为人们的餐桌和灶台。然而许多人都有这样的疑虑：作为天然石材，花岗岩石材是否具有危害人体健康的放射性呢？

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什么是放射性？

谈起放射性，人们首先想到的往往是原子弹、核电站、医院的放射科设施。然而实际上，具有放射性的物质实则就在人们身边。

核素是由一定数量的质子和中子组成的原子。我们将具有相同质子数的核素称为元素，而同位素是具有相同质子数和不同中子数的一组核素。根据原子核的稳定性，可以将自然界中的同位素分为稳定同位素和放射性同位素。其中，放射性同位素的原子核不稳定，它们会通过放射性核衰变过程不断自发地放射出质点和能量，转变为稳定的核素。已发现的天然同位素有341种，其中放射性同位素有67种，占比约五分之一。

早在1902年，英国物理学家卢瑟福就发现核衰变反应自发不断进行，具有恒定的衰变比例，不受温度、压力等物理化学推荐的影响。他凭借对放射性核衰变的研究，戏剧性地作为物理学家获得了1908年诺贝尔化学奖。

图：英国物理学家，诺贝尔化学奖获得者，欧内斯特·卢瑟福。（来源：www.wiki.com）

天然岩石中普遍存在放射性同位素。这是地质学家们获得岩石年龄、追踪岩浆来源、解释成矿作用和反映地球演化的重要基础，也是引发人们对石材是否具有放射性危害疑虑的原因。

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花岗岩石材是否具有放射性？

需要首先指出的是，人们常说的作为天然石材的“花岗岩”，与岩石学定义的“花岗岩”并非是同类。根据2024年发布的《天然石材统一编号》（GB/T 17670-2025）国家标准，天然石材按照岩石矿物成分、物理性能仅分为花岗石、大理石、石灰石、砂岩、板石和其他石材，其中花岗石包含超过三百种产自国内外、具有不同特性的石材。而在岩石学定义中，广义的花岗岩是指石英含量介于20-60%之间的酸性侵入岩，狭义的花岗岩更是要求碱性长石的含量大于或等于斜长石，同时石英含量占矿物总量约三分之一。

因此，许多常被视作“花岗岩”的石材其实是其他类型的岩石，例如具有金色斑点的黑色石材“黑金沙”实际上是辉长岩，是一种石英含量很低的基性岩；“印度蓝”等石材常具有暗色板片状矿物断续分布的片麻状构造，这是变质岩中片麻岩的特征。因此应当考虑石材的岩石类型来讨论它们的放射性危害。

图：黑金沙（上）与印度蓝（下）石材。（来源：http://www.stone315.com）

在岩浆结晶的过程中，一些元素倾向于先留在岩浆中，被称为不相容元素。而U、Th等具有放射性同位素的元素是典型的不相容元素，因此越晚结晶形成的岩浆岩具有越高的U、Th等元素含量，也就具有较高的放射性核衰变强度。花岗岩等酸性岩从岩浆中结晶的次序要晚于中性岩、基性岩和超基性岩。地球物理学家发现大陆地壳的平均热生产估计值低于1 μW/m3，而花岗岩的热生产率平均为3.54 μW/m3，远高于大陆地壳的平均热量，说明其含有高于大陆地壳平均值的放射性同位素含量。岩石学家对安徽省、山东省的岩浆岩进行统计学调查也发现，中酸性岩浆岩的U、Th元素含量显著高于基性岩。

图：山东地区岩浆岩中Th、U元素的丰度。（来源：https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-5005.2024.01.003）

除了结晶顺序，其他因素也可能会增加岩石的放射性同位素含量。例如钾长石中的主要元素K具有放射性同位素40K，因此富含钾长石的一些红色石材可能会具有较高的放射性强度；复杂的变质作用可能会导致具有放射性同位素的核素的富集或亏损，因此变质岩具有或高或低的放射性强度，例如我国大陆深钻结果表明片麻岩具有高于其他种类变质岩的U、Th、K元素含量；不同地区、不同时代经历的地质作用不同，也可能会导致岩石的放射性强度或高或低。

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如何选择合适的石材？

如上所述，一些岩石确实具有较高的放射性，但它们的放射性是否已经达到了会危害人体健康的程度呢？

有放射性不代表就具有放射性危害，因为我们需要得知其放射性强度是否高到能够影响人体健康。地质学家通过仪器测定，可以知道一些地区岩石的放射性强度，从而给出一些石材可以或不能用于建筑材料的结论：如印度一些石材具有高于世界平均水平的放射性同位素含量，但是仍然在安全范围内；埃及一个花岗岩地体的石材则具有很高的放射性同位素含量，让其不能作为建筑材料。但对于难以得到检测仪器的人们来说，参考国家给出的建议是更加便捷经济的选择。

图：印度西南海岸岩石中226Ra、232Th和40K的频率分布曲线。（来源：https://doi.org/10.1007/s10967-021-08114-y）

2010年发布的国家标准《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010）考虑物质中的某种核素放射性活度与该物质的质量之比值“放射性比活度”，将装饰装修材料分为三类：A类装饰装修材料具有低的放射性比活度，产销与使用范围不受限制；B类装饰装修材料具有中等放射性比活度，可用于部分民用建筑物、工业建筑内饰面及其他一切建筑的外饰面；C类装饰装修材料具有较高的放射性比活度，只可用于建筑物的外饰面及室外其他用途。因此在购买室内建材时，选择A类装饰装修材料即可避免放射性危害。

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结语

人们对于天然石材放射性危害的顾虑并非杞人忧天，但也不能抛弃科学思维对天然石材一味恐慌。在了解什么是放射性、岩石具有不同放射性强度的原因之后，大家可以参考国家标准结合自己的岩石学知识选择更适合自己需求的健康天然石材装饰自己温馨的家！

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来源：石头科普工作室

编辑：Decoherence

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