1.1　非金屬礦物的定義和特性

1.1.1　非金屬礦物的定義和范疇

狹義礦物材料是指天然產出的具有一種或幾種可利用的物理、化學性能的天然礦物巖石或以天然礦物巖石為主要原料加工、制備而成，而且組成、結構、性能和使用效能與天然礦物巖石原料存在直接繼承關系的材料。廣義礦物材料是指以礦物巖石為主要原料加工、制備的材料。

非金屬礦物是指以非金屬礦物和巖石為基本或主要原料，通過深加工或精加工制備的具有一定功能的現代新材料。如環保材料、電功能材料、保溫隔熱材料、摩擦材料、建筑裝飾材料、吸附催化材料、功能填料和顏料等。非金屬礦物材料是從事礦物學、巖石學與結晶學以及礦物加工人員于20世紀80年代提出的。非金屬礦物材料源于非金屬礦物和巖石，其來源廣，功能性突出，是人類利用最早的材料。原始人使用的石斧、石刀等都是用無機非金屬礦物或者巖石材料制備的。

非金屬礦物是從非金屬礦物和巖石（包括部分人造非金屬礦物和巖石）的物理、化學性質及其效應出發，經過適當的加工處理，使之成為能被工農業生產和日常生活各個領域使用的一類材料和制品。因此嚴格限定非金屬礦物一詞的應用范疇是有一定困難的：首先它包括了大量用于工業礦物原料的金剛石、藍晶石等寶石礦物；其次是某些金屬礦石也可以作為某種利用其技術和物理特性而不是利用其來冶煉金屬元素的工業原料，如用于耐火材料和吸附劑的鋁土礦、用于染料的赤鐵礦等也在此范圍內。再者，有些文獻還把一些人工產物也歸入非金屬礦物之中，如水泥、石灰、工業副產品磷石膏、人造金剛石、人造云母、礦棉等。

根據礦物材料的定義和加工改造特點，可將礦物材料分為三大范疇。

（1）天然礦物材料范疇　直接利用其物理、化學性質的礦物，主要是天然非金屬礦物，也包括一些金屬礦物或巖石，如用于功能材料的礦物晶體和用于建筑材料的花崗巖、大理石等。

（2）深加工礦物材料范疇　將礦物巖石進行超細、超純改型、改性等優化加工改造后直接加以利用的礦物材料，如超細石英粉、云母粉，高純超細的高能石墨乳，改性高塑膨潤土等。

（3）復合及合成礦物材料范疇　指由一種或數種天然礦物或巖石為主要原料包括與其他有機或無機材料按所需配比進行燒結、膠凝、粘接等復合及合成加工改造獲得的材料，如耐火材料和由多種礦物制成的保溫材料等。

我們這里定義非金屬礦物的含義限于除礦物燃料以外且具有工業價值和可供開采、利用并包括寶石在內的天然非金屬礦物與巖石。其目的在于強調從工業經濟的角度來論述有關的非金屬礦產，從而與一般的礦床學專著有所區別。

1.1.2　非金屬礦物的特點

相對于金屬和燃料礦產等而言，非金屬礦物也有它自己的如下特點。

（1）與金屬礦石通過冶煉而利用其金屬元素不同，非金屬礦物極大部分是利用其固有的技術和物理特性（如石棉、滑石、云母等）或加工后形成的技術和物理特性（如珍珠巖、膨脹黏土等）。

（2）與金屬及礦物燃料不同，每一種非金屬礦物往往具有多種用途。不同的非金屬礦物有時又可互相代用。而且隨著科學技術的發展，同一種非金屬礦物的用途也會越來越廣。例如，高嶺土最早只是一種陶瓷原料，以后又成為造紙、橡膠、搪瓷、醫藥填料，近代經過處理的高嶺土還被廣泛用于石油加工工業。又如，滑石與高嶺土都可以作為造紙填料，而葉蠟石又可代替高嶺土作為陶瓷原料。

（3）與金屬礦床的有限種類不同，非金屬礦物的種類不但很多，而且常有變化。隨著科學技術的發展，非金屬礦物的種類不斷增多。20世紀初能利用的非金屬礦物僅60種，現在已達200多種。隨著科學技術的發展，非金屬礦物的種類還在不斷發生變化，有一些非金屬礦物被廢棄不用，有一些過去被認為無價值的礦物與巖石現在卻具備工業價值。例如，壓電石英在20世紀60年代以前是一種寶貴的資源，以后就被人造壓電石英代替。又如，云母過去主要用于制作電容器與電子管和用于電機的絕緣材料、高壓鍋爐及儀器、儀表的零件、涂料填料等。70年代后期電機絕緣材料所需的大片云母已被碎云母制成的云母紙代替，高壓鍋爐零件已被人造云母代替，現在僅電容器和電子管尚需少量天然大片云母，因此在70年代末有些從事大片天然云母勘察的地質隊已經撤離，有的礦山也已關閉。再如，玄武巖和輝綠巖在過去是一種沒有工業價值的巖石，最多用于建房的石材而已。但現在用玄武巖制成的鑄石已廣泛用于冶金、化工、水電、建材等工業部門，節約了大量金屬及橡膠材料。鋼鐵企業的無縫鋼管礦漿運輸管道一般僅能使用1年，改用鑄石后壽命可延長2年，一個廠每年可節約幾萬元。所以，從事非金屬礦物的資源勘察工作與金屬及燃料礦床的資源勘察不同，除一般的地質技術外，必須經常注意科學技術對礦物、巖石材料的需求動向并研究礦物、巖石的新用途。

（4）非金屬礦物的成礦地質條件較為復雜。這種復雜性體現在以下兩個方面：一是體現在非金屬礦物多是廣泛分布的造巖礦物與一般巖石在特殊地質條件下的某個變種，而對這種特殊地質條件的判別往往是很困難的；二是體現在有的礦種的礦床成因遠比金屬和燃料礦床多樣，而且其地質特征也各不相同。前者最典型的如云母，它作為造巖礦物幾乎無所不在，但大片的工業云母產出的概率很小，產出的地質條件要求很嚴。后者如高嶺土既有熱液成因，又有風化成因和沉積成因。如果細分，僅我國國內分布的就有8種或9種成礦作用與成礦地質背景各異、地質特征出入很大的礦床類型。

（5）非金屬礦物和市場的關系比金屬與燃料礦床之間的關系更為密切。另外，它們之間的價格差別也很大，這與它們產地的地理位置有很大關系。例如，建筑用的砂和卵石，其產地必須盡可能靠近城市或建設地區，偏僻地區的砂和卵石就沒有工業價值。有一些價格較低的非金屬礦物如石灰巖、石膏，其產地必須靠近鐵路或通航河流以降低礦山開采時運輸道路的建設費用和開采過程中的運輸費用。價格的差別不但在不同礦種中相差很大，如金剛石與建筑集料；而且在同一礦種的不同類型礦石間差別也很大，如纖維石膏的售價比泥質石膏高出幾倍。在資源勘察中必須充分了解這方面的行情，否則就可能會對一些滯礦進行大量地質工作而浪費人力、物力。

由于非金屬礦物具有上述特點，因此對從事這方面資源勘察的地質人員不但要求有全面、精湛的地質理論與技術，而且要求熟悉加工工藝和市場行情，熟悉科學技術發展對非金屬材料的需求。