1.1　非金属矿物的定义和特性

1.1.1　非金属矿物的定义和范畴

狭义矿物材料是指天然产出的具有一种或几种可利用的物理、化学性能的天然矿物岩石或以天然矿物岩石为主要原料加工、制备而成，而且组成、结构、性能和使用效能与天然矿物岩石原料存在直接继承关系的材料。广义矿物材料是指以矿物岩石为主要原料加工、制备的材料。

非金属矿物是指以非金属矿物和岩石为基本或主要原料，通过深加工或精加工制备的具有一定功能的现代新材料。如环保材料、电功能材料、保温隔热材料、摩擦材料、建筑装饰材料、吸附催化材料、功能填料和颜料等。非金属矿物材料是从事矿物学、岩石学与结晶学以及矿物加工人员于20世纪80年代提出的。非金属矿物材料源于非金属矿物和岩石，其来源广，功能性突出，是人类利用最早的材料。原始人使用的石斧、石刀等都是用无机非金属矿物或者岩石材料制备的。

非金属矿物是从非金属矿物和岩石（包括部分人造非金属矿物和岩石）的物理、化学性质及其效应出发，经过适当的加工处理，使之成为能被工农业生产和日常生活各个领域使用的一类材料和制品。因此严格限定非金属矿物一词的应用范畴是有一定困难的：首先它包括了大量用于工业矿物原料的金刚石、蓝晶石等宝石矿物；其次是某些金属矿石也可以作为某种利用其技术和物理特性而不是利用其来冶炼金属元素的工业原料，如用于耐火材料和吸附剂的铝土矿、用于染料的赤铁矿等也在此范围内。再者，有些文献还把一些人工产物也归入非金属矿物之中，如水泥、石灰、工业副产品磷石膏、人造金刚石、人造云母、矿棉等。

根据矿物材料的定义和加工改造特点，可将矿物材料分为三大范畴。

（1）天然矿物材料范畴　直接利用其物理、化学性质的矿物，主要是天然非金属矿物，也包括一些金属矿物或岩石，如用于功能材料的矿物晶体和用于建筑材料的花岗岩、大理石等。

（2）深加工矿物材料范畴　将矿物岩石进行超细、超纯改型、改性等优化加工改造后直接加以利用的矿物材料，如超细石英粉、云母粉，高纯超细的高能石墨乳，改性高塑膨润土等。

（3）复合及合成矿物材料范畴　指由一种或数种天然矿物或岩石为主要原料包括与其他有机或无机材料按所需配比进行烧结、胶凝、粘接等复合及合成加工改造获得的材料，如耐火材料和由多种矿物制成的保温材料等。

我们这里定义非金属矿物的含义限于除矿物燃料以外且具有工业价值和可供开采、利用并包括宝石在内的天然非金属矿物与岩石。其目的在于强调从工业经济的角度来论述有关的非金属矿产，从而与一般的矿床学专著有所区别。

1.1.2　非金属矿物的特点

相对于金属和燃料矿产等而言，非金属矿物也有它自己的如下特点。

（1）与金属矿石通过冶炼而利用其金属元素不同，非金属矿物极大部分是利用其固有的技术和物理特性（如石棉、滑石、云母等）或加工后形成的技术和物理特性（如珍珠岩、膨胀黏土等）。

（2）与金属及矿物燃料不同，每一种非金属矿物往往具有多种用途。不同的非金属矿物有时又可互相代用。而且随着科学技术的发展，同一种非金属矿物的用途也会越来越广。例如，高岭土最早只是一种陶瓷原料，以后又成为造纸、橡胶、搪瓷、医药填料，近代经过处理的高岭土还被广泛用于石油加工工业。又如，滑石与高岭土都可以作为造纸填料，而叶蜡石又可代替高岭土作为陶瓷原料。

（3）与金属矿床的有限种类不同，非金属矿物的种类不但很多，而且常有变化。随着科学技术的发展，非金属矿物的种类不断增多。20世纪初能利用的非金属矿物仅60种，现在已达200多种。随着科学技术的发展，非金属矿物的种类还在不断发生变化，有一些非金属矿物被废弃不用，有一些过去被认为无价值的矿物与岩石现在却具备工业价值。例如，压电石英在20世纪60年代以前是一种宝贵的资源，以后就被人造压电石英代替。又如，云母过去主要用于制作电容器与电子管和用于电机的绝缘材料、高压锅炉及仪器、仪表的零件、涂料填料等。70年代后期电机绝缘材料所需的大片云母已被碎云母制成的云母纸代替，高压锅炉零件已被人造云母代替，现在仅电容器和电子管尚需少量天然大片云母，因此在70年代末有些从事大片天然云母勘察的地质队已经撤离，有的矿山也已关闭。再如，玄武岩和辉绿岩在过去是一种没有工业价值的岩石，最多用于建房的石材而已。但现在用玄武岩制成的铸石已广泛用于冶金、化工、水电、建材等工业部门，节约了大量金属及橡胶材料。钢铁企业的无缝钢管矿浆运输管道一般仅能使用1年，改用铸石后寿命可延长2年，一个厂每年可节约几万元。所以，从事非金属矿物的资源勘察工作与金属及燃料矿床的资源勘察不同，除一般的地质技术外，必须经常注意科学技术对矿物、岩石材料的需求动向并研究矿物、岩石的新用途。

（4）非金属矿物的成矿地质条件较为复杂。这种复杂性体现在以下两个方面：一是体现在非金属矿物多是广泛分布的造岩矿物与一般岩石在特殊地质条件下的某个变种，而对这种特殊地质条件的判别往往是很困难的；二是体现在有的矿种的矿床成因远比金属和燃料矿床多样，而且其地质特征也各不相同。前者最典型的如云母，它作为造岩矿物几乎无所不在，但大片的工业云母产出的概率很小，产出的地质条件要求很严。后者如高岭土既有热液成因，又有风化成因和沉积成因。如果细分，仅我国国内分布的就有8种或9种成矿作用与成矿地质背景各异、地质特征出入很大的矿床类型。

（5）非金属矿物和市场的关系比金属与燃料矿床之间的关系更为密切。另外，它们之间的价格差别也很大，这与它们产地的地理位置有很大关系。例如，建筑用的砂和卵石，其产地必须尽可能靠近城市或建设地区，偏僻地区的砂和卵石就没有工业价值。有一些价格较低的非金属矿物如石灰岩、石膏，其产地必须靠近铁路或通航河流以降低矿山开采时运输道路的建设费用和开采过程中的运输费用。价格的差别不但在不同矿种中相差很大，如金刚石与建筑集料；而且在同一矿种的不同类型矿石间差别也很大，如纤维石膏的售价比泥质石膏高出几倍。在资源勘察中必须充分了解这方面的行情，否则就可能会对一些滞矿进行大量地质工作而浪费人力、物力。

由于非金属矿物具有上述特点，因此对从事这方面资源勘察的地质人员不但要求有全面、精湛的地质理论与技术，而且要求熟悉加工工艺和市场行情，熟悉科学技术发展对非金属材料的需求。