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锰矿科普 | 你了解锰矿分类有哪些?

    编者按:锰矿,是一种非常重要的战略矿产资源,在钢铁、化工、新能源材料等多个领域广泛应用。湖南省锰矿资源储量位列全国第四位,湖南锰矿的成因类型大致可分为碳酸锰矿、氧化锰矿、热液改造型锰矿。
自2008年以来,省物化所在祁零盆地开展整装勘查工作,探获碳酸锰矿石资源量6400万吨,为保障国家能源资源安全作出了重要贡献。“湖南物化”公众号特别推出锰矿科普知识专栏,让我们一起来认识“锰矿”资源。


锰矿的分类

    在广袤的地球大地上,蕴藏着丰富多样的矿产资源,每一种矿物都有着自己的故事,每一条痕迹都是对其经历的记录,锰矿便是其中独具特色的一种。锰矿以其不同的形态和特征,为人类的工业发展和科技进步贡献着力量。那么,锰矿究竟有哪些分类呢?让我们一同走进锰矿的奇妙世界学习读懂锰矿的语言,探索它的故事和记忆吧。


    按成因可分为:

    沉积型锰矿:这就好比是大自然这位神奇的画家,经过漫长的时间,把锰一点一点地沉积在合适的地方。一般具有层状、似层状的产出特征。矿石矿物成分相对较简单,常以碳酸锰矿物为主,如菱锰矿、锰方解石等。通常是由古海洋中的含锰物质经过长期的沉积、压实和固结作用而形成。在沉积过程中,锰元素随着水流搬运,在适宜的环境下沉淀富集。在世界十大锰矿床中,属沉积型矿床的有5个,如苏联的大托马克、尼科波尔、恰图拉锰矿,澳大利亚的格鲁特锰矿床及保加利亚的瓦尔纳锰矿床。世界主要产锰国家的168个锰矿床中,沉积型占锰矿床总数的44.62%,是主要的锰矿类型之一。

    火山沉积型锰矿:一听这个名字就知道和火山有点关系。没错,这种锰矿是在火山活动的影响下,和沉积物一起形成的,具有独特的矿物组合和结构构造。可以想象一下,火山喷发的时候,会释放出大量的含锰物质,这些物质随着火山灰、热液等进入水体,在沉积环境中沉淀富集,就形成了这种独特的锰矿。矿石中可能含有火山成因的矿物,如火山灰、凝灰岩等与锰矿物伴生。例如加蓬的莫安达锰矿矿床就属于火山沉积型。
    沉积变质型锰矿:这类锰矿就像是大自然精心雕琢的艺术品。在很久很久以前,在特定的环境下,锰元素随着水流等因素沉积下来,形成了含有锰的沉积物。后来,随着地质运动的发生,这些沉积物被深埋地下,在高温、高压等特殊条件下,发生了变质作用。这些原本普通的沉积物在变质过程中,逐渐转变为具有独特性质的沉积变质型锰矿。在世界十大锰矿床中,属于受变质矿床的有4个,分别为南非的卡拉哈里波斯特马斯堡、巴西的乌鲁库姆及印度的中央邦马哈拉施特拉邦锰矿床。这类锰矿在全球锰矿中也占有一定比例。

    热液型锰矿:热液就像是地下的神秘河流,带着各种矿物质在地下流动。热液通常来源于地壳深部,可能是岩浆活动、变质作用等过程中产生的。这些热液携带了大量的锰元素以及其他成矿元素,沿着岩石的裂隙、孔隙等通道上升到地壳浅部。当热液中的锰遇到合适的条件时,就会沉淀下来形成锰矿。这种锰矿的形成过程比较复杂,通常会在一些特殊的地质环境中出现。这类锰矿约占世界主要产锰国家锰矿床总数的18.25%。

    风化壳型锰矿:还有一种特别的锰矿叫作风化壳型锰矿。风化壳型锰矿是原生锰矿在地表或近地表环境中经过风化作用形成。当含锰的岩石暴露在地表后,经过长期的风化作用,受到物理、化学和生物作用的影响,锰矿物发生氧化、水解等反应,岩石中的锰逐渐被释放出来。大自然就像一位神奇的魔法师,通过风吹、雨淋、日晒等方式,让岩石慢慢分解。矿石通常具有疏松多孔的结构,矿物成分相对较复杂,可能含有多种氧化锰矿物。这类锰矿约占世界主要产锰国家锰矿床总数的10.22%。

    海底结核/结壳型锰矿:在深深的海底世界,存在着一种特别的宝藏——海底结核型锰矿。想象一下,在那一片黑暗而神秘的海底,分布着许多像黑褐色小球一样的东西,这就是海底结核型锰矿。海洋底部深大断裂冒出的富含锰元素的热液,经冷凝和生物作用后,在海底形成的结核或结壳。世界海洋锰结核资源极为丰富,据估计海底锰结核总储量为3000-3500亿吨,太平洋、印度洋和大西洋都有分布,最有开发前景的地区是太平洋夏威夷群岛的东南部海域。


    按工业用途可分为:

    冶金用锰矿:锰在冶金领域可是个大功臣呢!世界上90%以上的锰矿用于冶金工业,绝大部分被冶炼成锰合金应用于钢铁生产。锰能与钢中的氧结合,形成稳定的氧化物,从而降低钢中的氧含量,提高钢的质量。可以与硫结合,减少钢中的硫含量,防止硫引起的热脆性。锰可以提高钢的强度、硬度和耐磨性等机械性能。它的存在让我们能够拥有更优质的钢铁和其他金属制品,为我们的生活和工业发展提供了坚实的保障。

    化工用锰矿:化工领域,锰矿可是有着独特的地位。一方面,锰可以作为催化剂。化学工业上主要用锰矿石制取二氧化锰、硫酸锰、高锰酸钾,其次用于制取碳酸锰、硝酸锰和氯化锰等。就像化学反应中的小助手一样,它能够加速某些特定的化学反应,提高生产效率。另一方面,天然二氧化锰是制造干电池的原料,要求MnO2含量越高越好,对镍、铜、钴、铅等有害元素也有严格的含量标准。锰在电池中能够提供良好的电化学性能,使电池具有更高的容量和更长的使用寿命。总之,化工用锰矿在化工领域发挥着重要的作用,为我们的生活带来了诸多便利。

    总之,锰矿的不同分类各具特点,无论哪种类型,都在地球的资源宝库中占据着重要地位。它们不仅为冶金、化工等重要产业提供着关键的原材料,也让我们对地球的地质演化过程有了更深入的认识。在开发和利用这些宝贵资源的同时,我们也要时刻牢记保护自然环境,确保锰矿资源能够可持续地为人类的发展服务,让我们共同努力,在探索锰矿奥秘的道路上不断前行。(文/金真)

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