我國非金屬礦產分類探討

陳正國，于海軍，李朝燦，陳軍元，熊 軍

（中國建筑材料工業地質勘查中心，北京 100035）

我國礦產分為能源礦產、金屬礦產、非金屬礦產、水氣礦產[1]。其中非金屬礦產礦種數量眾多，同一礦種具有多種用途，不同礦種的用途又可相互替代。隨著科學技術進步，不斷有新的非金屬礦種(亞礦種)出現，不斷有新的用途被開發出來。非金屬礦產的分類方案眾多，差別較大。本文在前人非金屬礦產分類的基礎上，結合實際應用情況，提出了新的非金屬礦產分類方案。

1 國內非金屬礦產分類歷史沿革

1972年，原國家計劃委員會地質局匯編了《礦產工業要求參考手冊》，1982年，地質礦產部決定重新修訂《礦產工業要求參考手冊》[2]并于1986年修訂完成。按照冶金、化工和建材行業將非金屬礦產劃分為冶金輔助原料礦產、化工原料非金屬礦產、建筑材料及其他非金屬礦產三大類。分出大量原料類和用途類礦種，如水泥原料(石灰巖、粘土等)、玻璃原料(石英砂巖、石英砂等)、陶瓷原料(高嶺土、長石、石英等)、陶粒原料、鑄石原料(輝綠巖、玄武巖等)、鑄型用粘土、砂等礦種。有些礦產名稱不科學，如耐酸石材、耐堿石材等，但這些特殊時期的礦種已不適合現在的礦種分類命名。

1994年3月，國務院公布實施《中華人民共和國礦產資源法實施細則》[1](簡稱《實施細則》)，將我國礦產分為能源礦產、金屬礦產、非金屬礦產和水氣礦產四大類。非金屬礦產原則上按礦物和巖石大致劃分2類，再按用途對礦種進一步細分亞礦種，如石灰巖按用途進一步分為9個亞礦種(電石用灰巖、制堿用灰巖、化肥用灰巖、熔劑用灰巖、玻璃用灰巖、水泥用灰巖、建筑用灰巖、制灰用灰巖、飾面用灰巖)，又如天然石英砂按用途進一步分為6個亞礦種(玻璃用砂、鑄型用砂、建筑用砂、水泥配料用砂、水泥標準砂、磚瓦用砂)。

2005～2016年，《全國礦產資源儲量通報》[3](簡稱《儲量通報》)，沿用《實施細則》的分類，非金屬礦產按礦物和巖石分為2類，再按用途對主礦種進一步細致劃分亞礦種；但在《全國礦產資源儲量匯總表索引》中又將非金屬礦產分為冶金輔助原料非金屬礦產、化工原料非金屬礦產、建材及其他非金屬礦產3類。

2010年，《礦產資源工業要求手冊》及修訂版[4]將我國礦產分為能源礦產、金屬礦產、非金屬礦產、寶玉石礦產和水氣礦產五大類。非金屬礦產分為工業礦物和工業巖石2類，專門設立寶玉石礦產，寶玉石不再隸屬于非金屬礦產。

2 國內外有關非金屬礦產分類情況

2.1 關于非金屬礦產的定義

西方國家普遍采用“工業礦物和巖石”概念，“工業礦物和巖石”一詞來自于英文“Industrial minerals and rocks”，是指除了金屬礦產與燃料礦產以外的其化學組成或技術物理性能可為工業利用而具有經濟價值的所有非金屬礦物和巖石[5-6]。

國內非金屬礦產定義主要有兩種提法。陶維屏[7]、章少華等[8]提出非金屬礦產是指自然界除金屬礦產、燃料礦產和水資源之外的一種礦產資源，在當前技術經濟條件下可供人類社會需求而提取非金屬化學元素、化合物或可直接利用的天然礦物和巖石。邵厥年等[4]提出非金屬礦產資源是指可以作為非金屬原料或利用其特有的物理性質、化學性質和工藝特性來為人類的經濟活動服務的礦產資源。

2.2 關于非金屬礦產的分類

由于非金屬礦產種類繁多，應用范圍廣泛，一種礦產常有幾種成因和多種用途，不同礦種又可相互代用，這就使非金屬礦產的分類比較困難。其分類方法多，分類方案差別大，各個學者提出的分類都會有一定的差異，至今仍無統一的分類方案。但歸納起來有以下幾種：一是按用途分類；二是按成因分類；三是按照礦物和巖石分類；四是按工業礦物和巖石分類；五是其他分類。

(1) 用途分類。

世界各國多按工業用途分類，但分類的詳細程度則有所不同。美國按照用途分為14類：磨料、陶瓷原料、化工原料、建筑材料、電子及光學原料、肥料礦產、各種填料、過濾物質及礦物吸附劑、助熔劑、鑄型原料、玻璃原料、礦物顏料、耐火原料、鉆井泥漿原料。前蘇聯分類也與美國相仿，但一般按工業要求分為化工原料、粘結原料、耐火—陶瓷原料和玻璃原料、集合原料、晶體原料5類[5，9]。前蘇聯斯米爾諾夫弗伊[10]將非金屬礦床分為5類：礦物、晶體礦床、非晶質礦床、隱晶質礦床、巖石礦床；按用途分為9類：冶金和絕緣材料、化工原料、農業原料、技術原料、寶石壓電光學原料、細工石料與彩石、建筑材料、玻璃陶瓷原料、固體燃料化學原料。

我國在1950年至21世紀初的50年內，由于非金屬礦產由中央各部委分管，從而形成了先按管理部門分類：分為由冶金部管的冶金原料非金屬礦產、化工部管的化工非金屬礦產、建材部管的建筑材料及其它非金屬礦產等；繼之再按用途細分：如熔劑灰巖、化工灰巖、水泥灰巖等，這也是我國獨有的分類方案。

我國按用途有多種分類方案，分類詳細程度也有所不同，袁見齊等[11]按用途分為7類：冶金輔助原料、化學工業(包括化肥)原料、工業制造業原料、陶瓷及玻璃工業原料、建筑及水泥原料、寶石及工藝美術材料、壓電及光學原料。翟裕生[12]在此基礎上，分為8類：冶金輔助原料、化工原料、工業制造業原料、陶瓷及玻璃工業原料、建筑及水泥原料、寶玉石、鑄石材料、研磨材料以及新技術需要的礦物原料。陶維屏[6]按主要工業用途與被利用的地質物體是礦物還是巖石進行分類，分為18類：化工原料、光學工業原料、電器和電子工業原料、農藥農肥原料、研磨和寶石原料、工業填料、過濾劑、吸附劑和載體材料、染料、絕熱隔音絕緣和輕質材料、鑄石材料、建筑石材集材輕骨料磚瓦材料、水泥和粘合材料、玻璃原料、陶瓷原料、耐火材料和鑄造材料、熔劑和冶金原料、鉆探工業材料。黃宗理等[13]從實用的、經濟的角度出發，把同一種用途的不同礦種歸到一起的技術經濟分類，共分出37類用途：建筑材料用、水泥原料、飾面石材和石料用、磚瓦原料用、集料和輕骨料原料用、建筑制品材料用、陶瓷原料用、玻璃原料用、絕緣材料用、隔音保溫材料用、耐火材料用、助熔劑原料用、填料用、阻燃材料用、潤滑材料用、鑄造材料用、助濾劑、澄清劑用、懸浮劑用、穩定劑用非金屬礦、吸附劑用、催化劑用、磨削拋光材料用、摩擦材料用、化學工業用、能源工業輔助原料、光學工業用、電氣電子工業用、鉆探用、宇航工業用、環境保護用、農牧業用、醫藥工業用、寶石原料用、玉石原料用、彩石原料用、硯石原料用。在中華人民共和國國家標準GB/T 958-2015《區域地質圖圖例》[14]中，將非金屬礦產分為13類：光學原料、化工原料、鹽類礦產、礦物肥料、陶瓷主要原料、硅酸鹽類礦產、研磨材料、輝綠巖及鑄石原料、膨脹珍珠巖原料、美術工藝原料、建筑石料及原料、冶金輔助原料和其他用途原料。

(2) 成因分類。

非金屬礦成因分類，主要依據非金屬礦產(礦床)地質成因及動力學成礦因素進行劃分。A.G.霍敏多夫斯基[15]根據成因原則，采用如下的礦產成因分類：①外生礦床：分為風化礦產、溶解礦產、沉積礦產、有機物深處變化的礦產；②巖漿成礦產：分為巖漿礦產、火成碎屑礦產、射氣礦產、偉晶巖礦產；③變質礦產：分為區域變質礦產、接觸變質礦產、動力變質礦產。Haiben等[16]按地質成因分類，分為火成巖礦產、偉晶巖和熱液作用礦產、噴出巖礦產、沉積巖礦產、地表蝕變礦產和變質作用礦產。馮本智等[17]以動力學成礦因素劃分：內生成礦作用、外生成礦作用和變質成礦作用，并進一步按照在一定的地質環境下主要成礦作用劃分次一級成因類型。內生礦床：分為巖漿礦床、偉晶巖礦床、碳酸巖礦床、氣水熱液礦床；外生礦床：分為風化礦床、沉積礦床、變質礦床。

(3) 礦物和巖石分類。

《實施細則》和《儲量通報》按照礦物和巖石進行分類，再按照用途進一步細分亞礦種。除此之外，陶維屏[18]和徐志剛等[19]也提出了類似的分類方案。

(4) 工業礦物和巖石分類。

“工業礦物和巖石”被視為非金屬礦的代名詞，在國外的刊物文獻中，它的涵義較廣，除了天然非金屬礦產外，還包括一些非冶煉金屬元素用的金屬礦石，甚至包括一些人工產物，如水泥、石灰、人造金剛石、人工晶體、礦棉等。因此“工業礦物和巖石”概念是從工業經濟的角度，根據用途來劃分命名的，而不是一個地質學名詞。

周俊[20]根據前人的部分資料綜合，主要依據礦物特性與工業意義(用途、價值)，試作如下分類：①工業原料大類：冶金輔助原料類、化學工業原料類、建筑材料原料類；②工業礦物大類：一般非金屬礦物類、研磨材料類、特種工業礦物類、工藝礦物類；③工業巖石大類：軟質巖類、硬質巖類、輕質巖類。工業原料大類利用的主要是成分，工業礦物和工業巖石大類利用的主要是其物性。馬鴻文[21]將工業礦物和巖石分為三大類，即工業礦物原料、工業巖石原料、工業巖石制品。①工業礦物包括工業礦物原料和工業礦物材料，工業礦物分為硅酸鹽礦物、單質與鹵化物礦物、硫化物礦物、氧化物與氫氧化物、其他含氧鹽礦物；②工業巖石原料由于其種類繁多，用途多樣，且每一種屬又不可能只有一種成因，采用以成分為主要依據同時參考其他地質成因的分類方法；③工業巖石制品分為五大類，陶瓷制品、玻璃制品、耐火材料、水泥和混凝土、工業固體廢物。《礦產資源工業要求手冊》中將非金屬礦產也按照工業礦物和工業巖石進行分類，但其中工業礦物和工業巖石涵蓋較窄，主要為天然非金屬礦產。

(5) 其他分類。

《礦業快報》中《新的非金屬礦產資源分類》[22]將非金屬礦產分為元素類非金屬礦產、礦物類非金屬礦產、寶玉石類非金屬礦產、巖石類非金屬礦產、粘土類非金屬礦產。章少華等[8]和《中國礦產地質志》項目辦在2014年“全國省(自治區、直轄市)礦床地質與與區域成礦規律綜合研究(礦產地質志)技術要求”中，將非金屬礦產分為元素類非金屬礦產、礦物類非金屬礦產、巖石類非金屬礦產和寶玉石類非金屬礦產[19，23]。2.3 各分類的優缺點

(1) 用途分類。

按非金屬礦的用途進行分類，這是一種從實用、經濟的角度出發的技術經濟分類，把同一用途的不同礦種歸到一起。其優點是有利于相關的產業界人士了解各種非金屬礦原料的用途，了解可以用于同一用途的各種非金屬礦代用原料，便于投資決策和改進生產工藝。這種分類的缺點是一種非金屬礦常有多種用途，因而常被肢解成幾類，例如石灰巖被分為水泥灰巖、化工灰巖、熔劑灰巖；相同用途的不同種的非金屬礦常被歸成一類，例如高嶺土、滑石、葉蠟石、硅灰石、透閃石、透輝石都可以用作陶瓷原料，因而這種分類使同一種非金屬礦種在分類表中多次出現。

(2) 成因分類。

按非金屬礦的成因來進行分類，實際上是礦床成因分類。非金屬礦的成因分類有助于了解它們在地殼中形成、賦存規律和產出特征，從而指導找礦和勘查。同時不同成因的同一種非金屬礦，其特性、質量、采礦、選礦和礦石加工條件有時也有差異，在利用和開發時應加以注意。

(3) 礦物和巖石分類。

按礦物和巖石進行礦種分類，這種分類方式的優點是礦種一目了然，大多非金屬礦的專著就是按這種分類方式來編寫的，這樣根據目錄和索引易于查找有關資料。也有按非金屬礦的英文名字母順序來排列礦種的；還有按先晶體再礦物，然后巖石的順序來排列的。這種分類方式的缺點是既難以體現它們形成、賦存和特性方面的內在聯系，也難以表達它們的實際用途。

3 本次分類方案建議

3.1 非金屬礦產特點

非金屬礦產是指可以作為非金屬原料或利用其特有的物理、化學和工藝特性來為人類經濟活動服務的礦產資源。我們認為非金屬礦產的定義要符合非金屬礦產的自然屬性和應用屬性，既要反映非金屬礦產客觀存在的規律，又要充分考慮非金屬礦產自身的特點，便于非金屬礦產管理。本文將非金屬礦產分為礦物非金屬礦產和巖石非金屬礦產兩大類。非金屬礦產有幾個顯著的特點。

(1) 與金屬礦產通過冶煉而利用其金屬元素不同，非金屬礦產主要作為非金屬原料或利用其特有的物理、化學和工藝特性，如石灰巖主要作為水泥原料；飾面石材用的大理石、花崗石、板石等主要利用其特有的物理性質。

(2) 與金屬礦產不同，每一種非金屬礦往往具有多種用途，如石灰巖分為九個亞礦種。不同種的非金屬礦有時又可相互代用，而且隨著科學技術進步，同一種非金屬礦的用途也越來越廣，如高嶺土最早作為陶瓷的主要原料，之后又成為重要的造紙、橡膠等的填料，現在又廣泛應用于石油加工工業。

(3) 與金屬礦產有限的種類不同，非金屬礦的種類不但很多，而且常有變化。隨著科學技術進步，非金屬礦的種類不斷增加，從20世紀50年代的60多種增加到100多種，如增加了硅灰石、透輝石、透閃石、方解石、凹凸棒石、海泡石、水鎂石、纖維狀水鎂石、碎云母等，而耐酸石材、耐堿石材等已被替代，碎云母替代大片云母等。

(4) 非金屬礦工業價值差異很大，有的用量大，價值不高，如石灰巖，運輸條件受到限制；應用在高新技術領域的非金屬礦價值很高，如高純石英達十多萬元一噸。

(5) 非金屬礦的評價指標多，評價模式比金屬礦產更復雜。非金屬礦工業指標雖然只包括質量指標和開采技術條件兩個方面，但其質量指標種類多達10種以上，歸納起來分為四類：第一類是品位(如含礦率、礦物含量)；第二類是化學組分；第三類是物理性能；第四類是化學組分+物理性能。根據這四類質量指標與開采技術條件的組合來圈定礦體，形成了不同的評價模式，包括：①品位+開采技術條件，這種模式主要用來評價所謂的非金屬礦物類礦床，主要通過選礦提純或富集某種非金屬礦物，如石墨、金剛石等；②化學組分+開采技術條件，這種模式主要用來評價所謂的非金屬巖石類礦床，這種非金屬礦經破碎后就能成為工業原料的非金屬礦，如水泥用灰巖等；③物理性能+開采技術條件，這種模式主要用來評價主要利用其物理性能的非金屬礦，如飾面石材；④化學組分+物理性能+開采技術條件，這種模式主要用來評價既利用其化學組分又利用其物理性能或工藝特性的非金屬礦，如磚瓦用粘土和珍珠巖等。

3.2 本次分類方案

筆者曾對我國非金屬礦種歷史沿革進行了深入研究，并提出了非金屬礦種的修訂建議[24]。本次分類在前期研究的基礎上，以《實施細則》中非金屬礦產分類為基礎，按照礦物和巖石分類并保留部分用途類礦產大類名稱的原則，對劃分不明確的礦種進行了重新劃分，對未涵蓋的礦種及亞礦種進行了補充，對已不再勘查利用的礦種進行了刪減，最終劃分非金屬礦種92種，亞礦種162種，其中礦物非金屬礦產45種，亞礦種51種，巖石非金屬礦產47種，亞礦種111種(表1)。

本次分類對比《實施細則》的“礦產資源分類細目”中的非金屬礦產種類，有如下變化。

(1) 礦物非金屬礦產45種，亞礦種51種，主礦種新增水鎂石和纖維狀水鎂石礦種，減少了藍石棉、顏料礦物2個礦種；新增了碎云母亞礦種，減少了赭石和顏料黃土2個亞礦種；將金紅石、鋯石、鋰輝石、鋰云母、天青石(含菱鍶礦)等5種與菱鎂礦類似的具有金屬用途和非金屬用途屬性的礦種在礦物類非金屬礦產中單獨列出，不占礦種數。

(2) 巖石非金屬礦產47種，亞礦種111種，2000年國土資源部發布的第8號公告，已將輝長巖、輝石巖、正長巖列為新發現礦種，新增輝石巖、輝長巖和正長巖3個礦種，減少黑曜巖、泥炭(歸為能源礦產)2個礦種；新增耐火用橄欖巖、飾面用玄武巖、建筑用玄武巖、水泥混合材用玄武巖、飾面用閃長巖、建筑用砂巖、建筑用頁巖、水泥配料用脈石英、飾面用角閃巖、建筑用角閃巖、飾面用輝石巖、建筑用輝石巖、飾面用輝長巖、建筑用輝長巖、飾面用正長巖、建筑用正長巖等16個亞礦種。保留了飾面石材和建筑用石料等礦產大類名稱，不占礦種數。

(3) 將本次分類的礦物非金屬礦產和巖石非金屬礦產礦種重新排列，礦物非金屬礦產按自然元素、硫化物、氧化物、氫氧化物、鹵化物、硅酸鹽(島狀、鏈狀、環狀、層狀)、碳酸鹽、硫酸鹽等順序排列。巖石非金屬礦產按巖漿巖(基性至酸性)、沉積巖、變質巖、粘土和其他粘土順序排列。

非金屬礦產主要分類方案有用途分類、成因分類、礦物和巖石分類三種，前人均做了分類嘗試，但都存在不足。本文在礦物和巖石分類的基礎上，保留了部分用途類礦產大類名稱，將非金屬礦產分為礦物非金屬礦產和巖石非金屬礦產兩大類，并劃分了非金屬礦種和亞礦種。本文提出的礦物非金屬礦產和巖石非金屬礦產的分類方案只是初次嘗試，還不夠成熟，某些具體礦種的劃分還有待于進一步討論。

表1 非金屬礦產分類方案

注：①礦物非金屬礦產菱鎂礦、金紅石、鋯石、鋰輝石、鋰云母、天青石等礦種單獨列出，不占礦種數；②巖石非金屬礦產保留飾面石材、建筑用石料礦產大類名稱，不占礦種數。