“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。]

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。

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

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)】

（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

（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

（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

（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

（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

（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

【文中的图片资料来源于网络，版权归原作者所有】