“锰矿石”详解（之一）
2017-09-17 10:06阅读：
“锰矿石”详解（之一）
——这是最全面的锰矿石资料
[按：这是一组系列文章，包含铜、镍、铁、锰、钨等，整理出矿石矿物与矿床类型，旨在实用、全面，为野外工作参考备用。]
一、概述
锰是元素周期表中第四周期的第七族元素。在自然界中锰有Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ及Ⅶ价态，其中以Ⅱ和Ⅳ价态最为常见。锰在空气中非常容易氧化。在加热条件下，粉状的锰与氯、溴、磷、硫、硅及碳元素都可以化合。锰在地球岩石圈中以及硅酸盐相的陨石中表现有强烈的亲石性质，但在岩石圈上部则有强烈的亲氧性质，锰与铁在岩石圈中以及陨石中虽有许多相似的化学性质，但锰并不亲铁。
在自然界中已知的含锰矿物约有150多种，分别属氧化物类、碳酸盐类、硅酸盐类、硫化物类、硼酸盐类、钨酸盐类、磷酸盐类等，但含锰量较高的矿物则不多，工业开采的锰矿主要有软锰矿、硬锰矿、水锰矿、黑锰矿、褐锰矿、菱锰矿和硫锰矿。
二、锰矿物总论
目前工业上利用的主要锰矿物为锰的氧化物、氢氧化物、硫化物、碳酸盐及锰的硅酸盐矿物，详见表。
表1
锰的工业矿物（红色为主要矿物，来源于地质勘查规范
类
|
矿物名称
|
曾用名
|
化学分子式
|
Mn及特征元素
含量（ωΒ）%
|
附
注
|
氧化
物—
氢氧
化物
类
|
硬锰矿
(Psilomelane)
|
|
BaMn2+Mn9
4+O20·3H2O
|
Mn
45～60
|
氧化锰矿石中的主要矿物
|
锰钾矿
(Cryptomelane)
|
隐钾锰矿
|
K2
Mn2+Mn74+O16
|
MnO2
79～90
MnO 0～6
K2O
2～4
|
氧化锰矿石中的主要矿物，属
α－MnO2
|
锰钡矿
（Hollandite）
|
钡硬锰矿、
碱硬锰矿
|
Ba2Mn2+Mn7
4+O16
|
MnO2
66～88
MnO 0～9
BaO
2～18
|
常见氧化锰矿物
|
钙锰石
（Rancieite）
|
兰西锰矿
钙硬锰矿
|
（Ca,Mn2+）Mn44+O9·3H2O
|
MnO2
65～75 MnO
0～14 CaO
3～12
|
见于锰碳酸盐和锰硅酸盐岩的风化带中
|
锰铅矿
（Coronadite）
|
铅硬锰矿、
铅锰氧石
|
PbMn2+Mn7
4+O16
|
MnO2
60±
MnO 8±
PbO
20～33
|
含铅次和锰矿中的常见铅锰矿物
|
软锰矿
（Pyrolusite）
|
|
β－MnO2
|
MnO2
90～98
|
原生、次生氧化锰矿石中主要锰矿物之一，具有较大且发育完好晶形者称黝锰矿，软锰矿石常作放电锰用
|
钙锰矿
（Todorokite）
|
钡镁锰矿、
托锰矿
|
（Mn, Ca
,Mg）Mn3
O7·H2 O
|
MnO2
50～79
MnO
3～13
BaO
0.2～3
CaO 3.0±
MgO 1±
|
是现代海洋锰结核中的主要矿物；锰矿床氧化带中常见
|
水钠锰矿
（Birnessite）
|
钠水锰矿
|
Na4 Mn14
O27 ·9 H2
O
|
MnO2
66～79 Na2O
0.16～12
|
现代海洋锰结核中的主要矿物，也见于锰矿床氧化带的下部
|
水锰矿
（Manganite）
|
|
γ－MnO（OH）
|
Mn
55～62
|
原生沉积氧化锰矿石中的主要矿物之一
|
褐锰矿
（Braunite）
|
|
3 (Mn,
Fe)2O3
（Mn, Mg,
Ca）SiO3
|
Mn
55～60
SiO2
8.5～11
|
变质锰矿和原生沉积氧化锰矿石中的主要矿的之一
|
黑锰矿
（Hausmannite）
|
|
Mn3O4
|
Mn
45～65
|
原生沉积氧化锰矿石中的主要矿物之一，变质或热液锰矿床中亦常见
|
锰铁矿
（Jacobsite）
|
黑镁铁锰矿
|
（Mn,Fe,Mg）·（Fe,Mn）2
O4
|
Mn 24±
Fe 42±
|
变质锰矿床或原生氧化锰矿石中常见矿物之一
|
方铁锰矿
（Bixbyite）
|
|
(Mn,Fe)2O3
|
Mn
52～62
|
变质锰矿床中或原生氧化锰矿石中出现
|
方锰矿
（Manganosite）
|
|
MnO
|
Mn 77.4
|
变质锰矿床中或原生氧化锰矿石中出现
|
水锌锰矿(Hudrohetaerolite)
|
|
Zn2,Mn4O8·H2O
|
Mn 38±
ZnO
14～21
|
含锌次生氧化锰矿床中常见锰矿物
|
黑锌锰矿(Chalcophanite)
|
|
（Zn，Fe2+、Mn2+）4+3MnO7·3H2O
![说明: image006]( "“锰矿石”详解（之一）")
|
MnO2
60～64
MnO
0.8～6
ZnO
14～21
|
含锌次生氧化锰矿床中常见锰矿物
|
碳
酸
盐
类
|
菱锰矿
（Rhodochrosite）
|
|
MnCO3
|
Mn
35～45
|
碳酸锰矿石中主要矿物
|
钙菱锰矿
(Calciorhodo-chrosite)
|
|
（Mn,Ca）CO3
|
Mn
25～35
|
碳酸锰矿石中主要矿物
|
锰方解石
(Manganocalcite)
|
|
（Ca,
Mn）CO3
|
Mn
15～27
|
碳酸锰矿石中主要矿物
|
锰白云石
（Kutnahorite）
|
|
Ca（Mn
,Mg）（CO3）2
|
Mn
15～18
|
碳酸锰矿石中主要矿物
|
铁菱锰矿
(ferrorhodo-chrosite)
|
|
（Mn,
Fe）CO3
|
Mn
32～38
Fe
5～15
|
铁锰碳酸盐矿中常见矿物
|
硫化
物类
|
硫锰矿
（Alabandite）
|
|
MnS
|
Mn 63.14
S 36.86
|
变质和内生锰床中可大量出现，沉积碳酸锰矿床中可少量出现
|
褐硫锰矿
（Hauerite）
|
|
MnS2
|
Mn 46.14
S 53.86
|
变质和内生锰矿床中出现
|
硼酸
物类
|
锰方硼石
（Chambersite）
|
|
Mn3B7O13CI
|
Mn 42.00
B2O3 49.29
CI 6.60
|
罕见，在个别沉积矿床可作为主要锰矿物
|
硅
酸
盐
类
|
蔷薇辉石
（Rhodonite）
|
|
（Mn,
Ca）SiO3
|
MnO 47.05
CaO 6.97
SiO2
45.98
|
变质及热液矿床中常见
|
锰铝榴石（Spessartite）
|
|
Mn3AI2（SiO4）3
|
MnO
21～38
AI2O3
18～20
SiO2
35～38
|
变质及热液矿床中常见
|
锰铁中蛇纹
（Mangano ferroran
tigorite）
|
|
（Mn, Fe,
Mg）4Si3O10·3H2O
|
MnO 31.74
FeO 14.41
MgO 6.31
SiO2
45.98
|
变质及热液矿床中常见
|
【本资料来源：《铁、锰、铬矿地质勘查规范》(DZ/T0200-2002)】
三、锰矿物各论
（一）软锰矿（MnO2）
1、成分
成分叫二氧化锰，是不成盐氧化物，含锰为63.19%，是重要的锰矿石，常与硬锰矿共生。软锰矿非常软，还不及人的指甲硬。如果用手去摸，它会像煤一样弄黑你的手。
2、物化性质
晶形：呈细柱状或针状，通常呈块状、粉末状集合体。有趣的是有些软锰矿还呈现出一种树枝状附于岩石面上，人称假化石。
硬度：随形态和结晶程度而异。结晶好者呈半金属光泽，硬度较高（5~6）；而隐晶质呈块体和粉末状者，光泽暗淡，硬度低（1~2），极易污手。
颜色：钢灰至黑色，表面常带浅蓝的金属锖色，条痕蓝黑至黑色
光泽
|
半金属光泽，不透明
|
晶系
|
斜方晶系
|
解理
|
解理完全
|
断口
|
不平坦
|
密度
|
4.7～5.0g/cm3
|
其它
|
性脆
|
3、化学性质
溶解性：不溶于水、硝酸、冷硫酸，溶于冷盐酸而产生氯；
危险性：强氧化剂，本身不燃烧，但助燃，不要和易燃物放置一起
毒性：急性毒性、慢性中毒、诱变性、致癌性、致畸性。
加过氧化氢剧烈起泡放出大量氧气；缓慢溶于盐酸放出氯气，并使溶液呈淡绿色，MnO2+4HCl=MnCl2+
Cl2+2H2O。
4、成因
软锰矿主要由沉积作用形成，为沉积锰矿的主要成分之一，是炼锰的重要矿物原料。软锰矿是其他锰矿石变成的，在沼泽、湖海等形成的沉积物中也可以形成软锰矿。高价锰的氧化物主要见于沿岸相的沉积锰矿床和风化矿床中。在矿床氧化带和岩石风化壳，可形成风化成因的锰帽，最主要矿物是硬锰矿、软锰矿及锰铁矿等。在锰矿床的氧化带部分，原生低价锰矿物也可氧化形成稳定的软锰矿。
5、图片
4
（二）硬锰矿
1、成分
硬锰矿是钡和锰的氧化物，它是提炼锰的重要矿石。理想化学式一般表示为BaMn(MnO16(OH)4，硬锰矿的成份变化很大；有时70%的BaO可被CaO+K2O+Na2O+SrO所置换；其中所含的水，类似于沸石水的性质；硬锰矿的化学式目前尚未能最后确定下来。
2、物化性质
晶体形态：晶体少见，通常呈葡萄状、肾状、皮壳状、钟乳状或土状，此外还有致密块状和树脂状；
晶体结构
|
单斜晶系
|
形态
|
表面光滑，葡萄或钟乳状块体
|
硬度
|
4-6
|
颜色
|
灰黑色至黑色
|
比重
|
4.71g/cm3
|
条痕
|
褐黑至黑色
|
解理
|
无解理
|
透明度
|
不透明
|
其他
|
性脆
|
光泽
|
半金属光泽至暗淡
|
3、成因产状
主要为外生成因，见于锰矿床的氧化带。与很多在地下形成的矿物不同，硬锰矿是在地表条件下形成的次生矿物，也就是说它原来是另外一种矿物，后来在某种条件下又变成了现在这种东西。硬锰矿是褐锰矿、黑锰矿以及含锰碳酸岩和硅酸盐风化的产物；此外也常见于沉积锰矿床中。
4、鉴定特征
以其胶体形态，黑色条痕、较高的硬度和葡萄状的晶态当中，来和其它的氧化锰区别；亦可以从条痕的颜色，来和褐铁矿区别
。
5、图片
2 （三）水锰矿
1、成分
水锰矿是碱性的锰的氢氧化物矿物，是次于软锰矿和硬锰矿的可以用来提炼锰的矿石。化学组成MnOOH，属MnO(OH)，其中MnO
40.4%、MnO2
49.4%、H2O
10.2%。常含SiO2、Fe2O3以及微量Al2O3、CaO等混入物。
2、晶体、形态
水锰矿晶体属单斜晶系的氢氧化物矿物。与斜方水锰矿、六方水锰矿成同质多象。晶体呈柱状，柱面有明显的纵纹。通常呈假正交（斜方）对称的柱状晶体，并常组成近于平行排列的束状集合体。在某些含锰热液矿脉的晶洞中，常呈晶簇产出；在沉积锰矿床中多呈隐晶块体，或呈鲕状、钟乳状集合体等。
3、物化性质
水锰矿是锰的主要矿石矿物之一。
颜色
|
暗钢灰至铁黑色
|
光泽
|
半金属光泽
|
条痕
|
暗棕色，有时接近黑色
|
发光性
|
无
|
比重
|
4.2-4.33g/cm3
|
硬度
|
3.5-4
|
解理
|
解理平行完全，平行和中等。
|
透明度
|
不透明
|
断口
|
参差状断口
|
其他
|
性脆
|
4、成因产状
水锰矿形成于氧化条件不够充分的环境。
在低温热液矿脉中，常呈晶簇与重晶石，方解石、菱铁矿共生，常具方解石的假象；外生成因的水锰矿经常与软锰矿、硬锰矿等共生，产于沉积锰矿中，为四价锰矿物（软锰矿）和二价锰矿物（菱锰矿）之间的过渡产物；在氧化带中水锰矿不稳定，易氧化为软锰矿，后者常可保留水锰矿的假象。
5、鉴定特征
以其晶形，柱面条纹和红棕色条痕为鉴定特征，予以鉴定它和软锰矿不同之处为硬度是4，条痕作红棕色。
6、图片
3
（四）黑锰矿（Hausmannite）
1、成分
黑锰矿是锰的氧化物矿物。化学组成：MnMn2O4，黑锰矿的化学组成中Mn2+和Mn3+呈有限类质同象代替；zn2+代替Mn2+达8.6%，称为锌黑锰矿；Fe3+代替Mn3+达4．3%，称为铁黑锰矿。
2、晶体、形态
晶体形态：主要单形有四方双锥；晶体结构：四方晶系。
3、物化性质
水锰矿是锰的主要矿石矿物之一。
颜色
|
棕黑色
|
光泽
|
半金属光泽
|
条痕
|
黑色
|
发光性
|
无
|
比重
|
4.8
|
硬度
|
6
|
解理
|
解理完全
|
透明度
|
不透明
|
断口
|
断口不平坦
|
其他
|
脆性；不具磁性
|
4、成因产状
黑锰矿为典型的高温热液和接触交代矿物，与磁铁矿相似，系在较为还原条件下形成的；同富含Mn2+的矿物，锰橄榄石、方锰矿、菱锰矿、锰质石榴子石等矿物共生，脉石矿物重晶石而不是石英；石英常与褐锰矿、蔷薇辉石和钙蔷薇辉石等共生；黑锰矿亦产于区域变质的沉积锰矿矿床，与褐锰矿、磁铁矿、黑镁铁锰矿以及其他铁，锰的无水氧化物共生；在低级区域变质条件下，锰的氢氧化物经失水作用，软锰矿和褐锰矿经还原作用皆可形成黑锰矿。
5、鉴定特征
溶于盐酸，析出氯。
6、图片
2 （五）
褐锰矿（Braunite）
1、成分
褐锰矿的化学式：3 (Mn,
Fe)2O3·(Mn, Mg,
Ca)SiO3，其中Mn：55～60，SiO2：8.5～11。锰矿的主要矿物组分之一。
2、晶体、形态
四方晶系，晶体呈双锥状，通常呈粒状、隐晶质块状集合体。
3、物化性质
颜色
|
黑、灰黑、棕黑至钢灰色
|
光泽
|
半金属光泽
|
比重
|
4.7～5.0g/cm3
|
硬度
|
6～6.5
|
4、成因产状
产于热液矿床、接触交代矿床和沉积变质锰矿床中，与黑锰矿等共生。
5、鉴定特征
溶于盐酸，并析出氯气。
6、图片
1
（六）菱锰矿（rhodochrosite）
1、成分
菱锰矿是锰的碳酸盐矿物，成分为Mn[CO3]，其中MnO
61.71%，CO2
38.29%。它常与FeCO3、CaCO3、ZnCO3可形成完全类质同像系列，含Fe（达26.18%）、Ca（达8%）、Zn（达14.88%）、Mg（达12.98%），形成铁菱锰矿、钙菱锰矿、菱锌锰矿等。有时含少量Cd、Co等。
2、晶体、形态
晶体属三方晶系，完整的菱面体晶形少见，通常呈粒状、块状、肾状等集合体。热液成因者多呈显晶质，粒状或柱状集合体。沉积成因者则多呈隐晶质，块状、鲕状、肾状、土状等集合体。
3、物化性质
菱锰矿晶体呈淡玫瑰色或淡紫红色，随含Ca量的增高，颜色变浅。致密块状体呈白、黄、灰白、褐黄色等，当有Fe代替Mn时，变为黄或褐色。氧化后表面变褐黑色。折射率随含Ca量的增高而降低，随含Fe量的增高而升高。
光泽
|
玻璃光泽至亚玻璃光泽
|
解理
|
三组菱面体解理
|
比重
|
3.6～3.7
|
硬度
|
3.5~4.5
|
光性
|
一轴晶，负光性
|
透明度
|
透明至半透明
|
光学效应
|
猫眼效应和星光效应
|
其它
|
性脆
|
4、成因产状
菱锰矿在热液沉积及变质条件下均能形成，但以外生沉积为主，形成菱锰矿沉积层。
菱锰矿也是一些硫化物矿脉，热液交代及接触变质矿床的常见伴生矿物，常与蔷薇辉石共生。
5、鉴定特征
菱锰矿主要鉴别特征为粉红色，内常有白色物质呈波纹状分布，块状体折射率在
1.60左右，晶体具较大双折射率，折射仪上仅表现一条可以移动的阴影边界，高值1.84
为不动值，则超出折射仪的测定范围而得不到读数。
菱锰矿与酸反应强烈，故不能放入电
镀槽、超声波清洗器或珠宝清洗剂中淸洗，加之硬度较低，表面易刮伤。
6、图片
2
（七）硫锰矿（Alabandite）
1、成分
硫锰矿MnS。矿物理论成分Mn63.14%，S36.86%。成分中常混入有Fe，Mg等类质同象杂质。湖南宁乡硫锰矿含Mn55.69%，S37.56%，Fe2.95%。
2、晶体、形态
矿物属等轴晶系，六八面体晶类。常见单形有立方体、八面体、菱形十二面体等，集合体为粒状或块状。
3、物化性质
硫锰矿大量出现在沉积变质锰矿床中，是炼锰的矿物原料之一。
颜色
|
颜色钢灰至铁黑色，风化后变为褐色
|
光泽
|
半金属光泽
|
条痕
|
呈暗绿色
|
硬度
|
3.5～4
|
比重
|
3.9～4.1
|
透明度
|
不透明
|
解理
|
{100}完全，断口不平坦
|
其他
|
性脆
|
4、成因产状
硫锰矿多产富锰热液矿床中，特别是在低温的锰沉淀物中被大量发现。常与闪锌矿，方铅矿，黄铁矿，菱锰矿，蔷薇辉石，方解石等共生。硫锰矿常与螺状硫银矿
(acanthite)、方解石、黄铜矿、方铅矿、黄铁矿、石英、菱锰矿
(rhodochrosite)、蔷薇辉石
(rhodonite)、闪锌矿和碲一起出现。
5、图片
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