来源：刘先生的地质新浪博客

作者：刘先生的地质

整理不易，特此感谢！

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）

三、锰矿物各论

（一）软锰矿（Pyrolusite）

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

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。

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（二）硬锰矿（Psilomelane）

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；

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 。

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（三）水锰矿（Manganite）

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。

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。

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（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。

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。

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（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

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。

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（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。

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。

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（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。

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。

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四、锰矿石类型

1、自然类型

根据矿石中主要锰矿物划分：氧化锰矿石；硅酸锰矿石；硼酸锰矿石；铁锰多金属矿石；及由述两种或两种以上类型的矿物构成的复合矿石。

根据矿石结构构造划分：块状矿石、条带状矿石、多孔状矿石、肾状矿石、豆状矿石、粉状矿石、钟乳状矿石等。

2、工业类型

（1）冶金用锰矿石：

a） 根据ω（P）／ω（Mn）比值分为：

b） 根据ω（CaO+MgO）／ω（SiO2+AI2O3）比值分为：

c） 根据ω（Mn）／ω（Fe）比值划分为：

（2）电池用锰矿石可根据其中MnO2内部晶结构划分为a、β、r、δ、ρ型等放电锰矿石。

（3）化工作锰矿石按用途可分为电解金属锰用、电解二氧化锰用及制锰盐用矿石。

五、锰矿床主要类型

锰矿床主要类型有4类（表2）。其中海相沉积锰矿床是锰矿床中最重要的类型。产出层位有：中元古界长城系高于庄组和蓟县系铁岭组，新元古界震旦系下统南沱组（大塘坡组、湘锰组）、上统陡山沱组，奥陶系中统磨刀溪组、上统五峰组，泥盆系上统榴江组、五指山组，石炭系下统大塘阶阿克沙克组、中统黄龙群，二叠系下统孤峰组、上统龙潭组，三叠系下统菠茨沟组和北泗组、中统大茅组及上统松桂组等。按含矿岩系和锰矿层特征，分为五个亚类。

表2 锰矿床主要类型

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