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(chǎn)出的具有一種或幾種可利用的物理、化學(xué)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(jié)構(gòu)、性能和使用效能與天然礦物巖石原料存在直接繼承關(guān)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(xiàn)代新材料。如環(huán)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(xué)、巖石學(xué)與結(jié)晶學(xué)以及礦物加工人員于20世紀(jì)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(jī)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(xué)性質(zhì)及其效應(yīng)出發(fā)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚恚怪蔀槟鼙还まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活各個領(lǐng)域使用的一類材料和制品。因此嚴(yán)格限定非金屬礦物一詞的應(yīng)用范疇是有一定困難的：首先它包括了大量用于工業(yè)礦物原料的金剛石、藍(lán)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(shù)和物理特性而不是利用其來冶煉金屬元素的工業(yè)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(nèi)。再者，有些文獻(xiàn)還把一些人工產(chǎn)物也歸入非金屬礦物之中，如水泥、石灰、工業(yè)副產(chǎn)品磷石膏、人造金剛石、人造云母、礦棉等。

根據(jù)礦物材料的定義和加工改造特點(diǎn)，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(xué)性質(zhì)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(jìn)行超細(xì)、超純改型、改性等優(yōu)化加工改造后直接加以利用的礦物材料，如超細(xì)石英粉、云母粉，高純超細(xì)的高能石墨乳，改性高塑膨潤土等。

（3）復(fù)合及合成礦物材料范疇　指由一種或數(shù)種天然礦物或巖石為主要原料包括與其他有機(jī)或無機(jī)材料按所需配比進(jìn)行燒結(jié)、膠凝、粘接等復(fù)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(yè)價值和可供開采、利用并包括寶石在內(nèi)的天然非金屬礦物與巖石。其目的在于強(qiáng)調(diào)從工業(yè)經(jīng)濟(jì)的角度來論述有關(guān)的非金屬礦產(chǎn)，從而與一般的礦床學(xué)專著有所區(qū)別。

1.1.2　非金屬礦物的特點(diǎn)

相對于金屬和燃料礦產(chǎn)等而言，非金屬礦物也有它自己的如下特點(diǎn)。

（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(shù)和物理特性（如石棉、滑石、云母等）或加工后形成的技術(shù)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(xué)技術(shù)的發(fā)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(yī)藥填料，近代經(jīng)過處理的高嶺土還被廣泛用于石油加工工業(yè)。又如，滑石與高嶺土都可以作為造紙?zhí)盍希~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(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬礦物的種類不斷增多。20世紀(jì)初能利用的非金屬礦物僅60種，現(xiàn)在已達(dá)200多種。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬礦物的種類還在不斷發(fā)生變化，有一些非金屬礦物被廢棄不用，有一些過去被認(rèn)為無價值的礦物與巖石現(xiàn)在卻具備工業(yè)價值。例如，壓電石英在20世紀(jì)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(jī)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(jī)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(xiàn)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(zhì)隊(duì)已經(jīng)撤離，有的礦山也已關(guān)閉。再如，玄武巖和輝綠巖在過去是一種沒有工業(yè)價值的巖石，最多用于建房的石材而已。但現(xiàn)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(yè)部門，節(jié)約了大量金屬及橡膠材料。鋼鐵企業(yè)的無縫鋼管礦漿運(yùn)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(jié)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(zhì)技術(shù)外，必須經(jīng)常注意科學(xué)技術(shù)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(zhì)條件較為復(fù)雜。這種復(fù)雜性體現(xiàn)在以下兩個方面：一是體現(xiàn)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(zhì)條件下的某個變種，而對這種特殊地質(zhì)條件的判別往往是很困難的；二是體現(xiàn)在有的礦種的礦床成因遠(yuǎn)比金屬和燃料礦床多樣，而且其地質(zhì)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(yè)云母產(chǎn)出的概率很小，產(chǎn)出的地質(zhì)條件要求很嚴(yán)。后者如高嶺土既有熱液成因，又有風(fēng)化成因和沉積成因。如果細(xì)分，僅我國國內(nèi)分布的就有8種或9種成礦作用與成礦地質(zhì)背景各異、地質(zhì)特征出入很大的礦床類型。

（5）非金屬礦物和市場的關(guān)系比金屬與燃料礦床之間的關(guān)系更為密切。另外，它們之間的價格差別也很大，這與它們產(chǎn)地的地理位置有很大關(guān)系。例如，建筑用的砂和卵石，其產(chǎn)地必須盡可能靠近城市或建設(shè)地區(qū)，偏僻地區(qū)的砂和卵石就沒有工業(yè)價值。有一些價格較低的非金屬礦物如石灰?guī)r、石膏，其產(chǎn)地必須靠近鐵路或通航河流以降低礦山開采時運(yùn)輸?shù)缆返慕ㄔO(shè)費(fèi)用和開采過程中的運(yùn)輸費(fèi)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(zhì)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(jìn)行大量地質(zhì)工作而浪費(fèi)人力、物力。

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