纳米矿物是指某种矿物的晶体大小在一维、或者二维、或者三维尺度上总是小于100nm，与之维度对应的是棒状（纤维状）纳米矿物、片状纳米矿物、粒状纳米矿物。
1、“天生”的纳米矿物
（1）一维纳米矿物
一维纳米矿物呈现棒状、针状、纤维状，主要包括粘土矿物和氢氧化物，根据结构和晶体化学特性可划分为以下4类：
第1类是具有链层状结构富镁的硅酸盐矿物，其晶体结构中为了满足硅氧四面体片与镁氧八面体片尺度匹配，结构中硅氧四面体自由氧的朝向周期性反转，2个典型的矿物是坡缕石、海泡石，晶体形态总是呈现为直径20-60nm的棒状，而且这2种矿物都具有直径几个埃、蜂窝状排布的一维微孔孔道。
第2类是若干种层状结构的硅酸盐矿物，同样为了满足硅氧四面体片与镁、铝氧八面体片尺度的匹配片层发生卷曲，如伊毛缟石、埃洛石、纤蛇纹石总是呈现不同直径的中空管形态。
第3类是若干种锰氧化物矿物，如锰钾矿、锰钡矿、钙锰矿，锰氧八面体公棱连接成为截面具有1×1、1×2、2×2、2×3、3×3的一维孔道，总是呈现纳米直径的棒状晶体形态。由于其中存在二价、三价锰替代四价锰，带有结构负电荷，各种阳离子存在于晶体表面或者孔道内，不仅导致孔道结构的锰氧化物具有很复杂的成分，而且表现出很强的阳离子交换特性和孔径制约的分子筛分作用。为了与硅氧四面体骨架的硅酸盐矿物、沸石矿物分子筛相区别，特别地称之为八面体分子筛矿物。
第4类是铁的氢氧化物，针铁矿主要呈现针状、棒状形态，晶体直径为10-100nm，长径比受到其形成时微环境影响。
（2）片状纳米矿物
片状纳米矿物中最典型的是层状结构粘土矿物、氢氧化物、层状双氢氧化物，如蒙脱石、水钠锰矿等都呈现纳米厚度片状形态，而且由于结构中类质同象替代（蒙脱石中主要铝替代硅，水钠锰矿中主要是二价、三价锰替代四价锰）产生结构负电荷，表现出阳离子交换特性。
层状双氢氧化物具有类似水镁石的结构，铝离子替代其中的镁离子而在层间出现平衡结构电荷的阴离子，因而又称阴离子粘土，在自然界很少聚集成矿，通常呈现纳米厚度的片状颗粒作为次要矿物存在于风化壳和土壤中，由于识别和发现困难较少受到关注，但层状双氢氧化物是在实验室条件下非常容易合成的纳米矿物。
（3）粒状纳米矿物
粒状纳米矿物中比较常见的是水铝英石、施氏矿和水铁矿。
水铝英石是硅酸盐矿物，火山灰地表风化早期的产物，也是土壤中最常见的粘土矿物之一。
施氏矿是一种发现于矿山废石中的矿物，通常出现在矿山酸性排水环境中，在pH＝3-4酸性富硫酸盐环境中稳定。
水铁矿是地表氧化环境中普遍存在的高活性铁氢氧化物矿物。
粒状纳米矿物在高分辨扫描电镜下常常表现为几个纳米不规则粒状，在扫描电镜下常常呈现球型集合体形态。
2、纳米矿物资源及其开发利用现状
纳米矿物很多情况下都表现出纳米颗粒、纳米材料特性，在声、光、电、磁、热性能方面表现出与宏观矿物不同的特性。例如，纳米矿物具有巨大的比表面积、高吸附和离子交换容量、高化学反应活性、高热分解活性等。这就决定着纳米矿物的加工利用与传统资源的利用有所不同，更多着眼于发挥和利用纳米矿物的纳米特性加工功能性材料。
这类主要由某种纳米矿物构成的矿产资源就称为纳米矿物资源。并不是所有的纳米矿物都是资源，纳米矿物资源应该具备以下几个属性：
（1）主要由纳米矿物构成，某种功能性矿物含量达到工业利用所要求的品位；
（2）大量聚集达到一定的规模或者可长期开发利用的储量；
（3）具有纳米效应和特性，具有纳米矿物材料开发应用价值。
纳米矿物资源开发利用是基于矿物的纳米属性，而不是利用矿物的成分，属于非传统的矿产资源。从这角度来说，必须从矿物材料角度重新认识一些传统资源。
（1）凹凸棒石粘土
凹凸棒石粘土、海泡石粘土就属于非常典型的纳米矿物资源，也是我国的特色非金属矿产资源。苏皖地区凹凸棒石纳米矿物资源的属性在近10余年来得到高度重视和认识，凹凸棒石特有的吸附性能、胶体性能、载体性能、补强性能、高反应活性等纳米属性，在凹凸棒石晶束解聚加工、新型功能材料开发和利用方面都得到很好的体现。
江苏盱眙依托凹凸棒石粘土纳米矿产资源已经开发了系列纳米功能材料产品，诞生了一批高新技术企业，整个凹凸棒石粘土加工和利用产业链已经形成百亿年产值，并成为重要的支柱产业。
（2）褐铁矿
褐铁矿是纳米矿物针铁矿为主要矿物成分的纳米矿物资源，在长江中下游地区分布十分广泛。最新调查研究表明，仅铜陵地区的褐铁矿成因就有3种类型，分别为硫铁矿矿体风化、菱铁矿透镜体风化、黑柱石矽卡岩风化形成，它们各自具有不同的元素和矿物组成特征。
褐铁矿在传统矿产资源类型中一直被当作铁矿石类型之一，含金时当作金矿石利用，但在浸出法提取其中微量金后，矿石的主要组成基本没有变。褐铁矿用于炼铁品位太低，很多情况下作为水泥的铁质配料进行利用，显然没有很好地体现褐铁矿纳米矿物资源的价值。
近年来，陈天虎课题组深化了对针铁矿表面物理化学性质、晶体化学与晶体形貌、热化学反应活性、热处理气氛与结构演化的认识，围绕铜陵地区褐铁矿纳米矿物资源特性、矿物环境材料加工与应用开展一系列探索性研究工作。
（3）鲕状赤铁矿
鲕状赤铁矿是以纳米赤铁矿为主要矿物的纳米矿物资源，在我国鄂西、湖南、贵州等地分布广泛，储量超百亿吨，在传统的矿产资源类型中一直作为铁矿石进行勘探、评价、加工实验。由于成因和沉积环境制约，鲕状赤铁矿矿石普遍高磷、高硅、铁品位低，不同种类的纳米矿物颗粒交互嵌生，导致难选、难利用。
尽管近十年来在我国铁矿石资源严重短缺的压力驱动下，鲕状赤铁矿矿石选冶加工开展了大量研究，主要探索还原焙烧、磁选工艺，但是到目前为止仍然没有取得实质性的开发利用技术突破。
（4）硬锰矿、软锰矿
硬锰矿、软锰矿常常由多种纳米锰氧化物、氢氧化物矿物构成，多由富锰碳酸盐风化氧化形成，也属于纳米矿物资源。但在传统工业领域仅作为冶金和生产锰化合物的化工原料。虽然锰砂作为地下水除锰、铁的滤料已经广泛应用很多年，对锰砂除锰、铁作用的机理和影响因素也有所探讨和认识，但是对其纳米矿物材料的属性仍然缺少了解和认识。
3、环保材料——纳米矿物资源的重要应用方向
纳米矿物资源的重要特点是：主要由一种或多种纳米矿物或者矿物纳米颗粒组成，一般都含有非纳米矿物颗粒。矿物组成复杂、化学组成变化大，选矿提纯比较困难。
因此，纳米矿物资源的开发利用有其独特的方面，必须扬长避短。充分利用纳米矿物和矿物纳米颗粒比表面积大、化学活性高以及其他功能特异性，制备功能性纳米矿物环保材料是一个非常有前景的研究方向和应用领域，并已经取得了一些进展，市场前景广阔。
基于纳米矿物资源的环保材料具有如下特点：
资源丰富，原料廉价，生态环保；
具有天然的多孔结构，容易实现纳米结构化，加工工艺简单；
含有变价元素，可以转化为多种价态和结构状态的功能材料，去除污染物的机理多种多样，具有吸附、沉淀、催化、化学氧化、化学还原、微生物电子供体或电子受体；
应用广泛，可用作包括水处理、大气污染控制、生态修复各种领域的功能性材料。
来源：陈天虎,谢巧勤,刘海波,等.纳米矿物与纳米矿物资源[J].地球科学,2018,43(5):1439-1449.
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