Пиролюзит

Происхождение названия

Минерал назван от греческого "пир"— огонь и "лойсис"—мытье, т. к. с древних времен применяется для уничтожения бурого и зеленого оттенков стекла (Хайдингер, 1827).

Ранее проводилось различие между полианитом и пиролюзитом: к полианиту относились выделения в виде кристаллов тетрагонального облика, к пиролюзиту — сажистые скрытокристаллические и мелкокристаллические агрегаты, кристаллы ромбического развития. Последние, однако, оказались псевдоморфозами пиролюзита по манганиту.

Английское название минерала Пиролюзит - Pyrolusite

Синонимы: Бурый камень — Braunstein (Валериус, 1747), серый марганец — gray manganese (Форстер, 1772), серый бурый камень— Graubraunstein (Вернер, 1789)— частично, мягкая марганцовая руда — Weichmanganerz (Брайтхаупт, 1823), серая марганцовая руда — Graumanganerz (Брайтхаупт, 1823) — частично, варвицит — varvicite (Филипс, 1829), полианит — polianite (Брайтхаупт, 1844), мягкий бурый камень — Weichbraunstein (Хаусман, 1847), кальвонигрит — calvonigrite — частью (Ласпейрес, 1876), псевдоманганит — pseudomanganite (Фермор, 1909); частично манганомелан — Manganomelan (Клокман, 1922). Гидропиролюзит — излишнее название, т. к. содержание небольших количеств воды характерно для пиролюзитов.

Содержание

• Химический состав
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
• Купить

 

Формула

MnO₂

Химический состав

Химический теоретический состав: MnO₂ — 100 (Mn — 63,19). Иногда содержание адсорбционной и капиллярной воды достигает нескольких процентов. В виде примесей содержатся Ва, щелочные металлы и др. Порошковатый и плотный пиролюзит нередко образует смеси с другими минералами.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Тетрагональная.

Класс симметрии. Дитетрагонально-бипирамидальный — 4/mmm (L₄4L₂5PC).

 

Кристаллическая структура

Решетка типа решетки рутила.

 

Главные формы: Кристаллы от длинно- до короткопризматических по оси с, также изометрические. Иногда встречаются игольчатые кристаллы, вытянутые вдоль оси с.

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Под электронным микроскопом форма частиц скрытокристаллического и землистого пиролюзита разнообразна: таблитчатая, шарообразная, эллипсоидальная, неправильная.

Двойники с двойниковой плоскостью (301) и (302) встречаются редко. В шлифах наблюдается полисинтетическое двойникование. По рентгенограммам в образцах из Нижней Калифорнии (Мексика) установлено параллельное срастание с рамсделлитом: а,  (= а) и с пиролюзита параллельны соответственно а, b и с рамсделлита [6]. В псевдоморфозах пиролюзита по манганиту (100)'[001] пиролюзита || (100) [001] манганита [7], При замещении пиролюзита браунитом оба минерала имеют одинаковую оптическую ориентировку [8].

Агрегаты

Сплошные кристаллические и скрытокристаллические массы, плотные, рыхлые, землистые или сажистые. Характерны дендриты, корки, оолиты, конкреционные, почковидные и гроздевидные выделения (колломорфные и металколлоидные). Среди компактных слабораскристаллизованных масс нередко наблюдаются волокнистые, тонкошестоватые, лучистые и зернистые агрегаты.

Физические свойства

Оптические

• Цвет в агрегатах от темно-стально-черного до железно- и синевато-черного, в кристаллах — стально-серый, железно-серый. Иногда синеватая побежалость.
• Черта черная или синевато-черная.
• Блеск металлический, у землистых агрегатов матовый, у волокнистых шелковистый.

 

Механические

• Твердость 6—6,5 у кристаллов; у землистых агрегатов снижается до 1—2. Землистый, пачкает пальцы.
• Плотность 5,04—5,08.
• Спайность совершенная по (110).
• Излом неровный.
• Хрупок.

Химические свойства

В концентрированной НСl растворяется с выделением Cl. При сплавлении с содой дает массу зеленого цвета. В полированных шлифах очень медленно тускнеет от действия HCl, HNO₃, HgCl₂ и КОН, быстро темнеет от конц. H₃SO₄, KCN и 20-процентной FeCl₃. Сильно травится насыщенным раствором SnCl₂. Вскипает от Н₂O₂, быстро вскипает и чернеет от H₂SO₄ + Н₂O₂.

Прочие свойства

Флотируется олеиновой кислотой и ее мылами в умягченной воде. Щавелевая кислота активирует флотацию.

Поведение при нагревании. При нагревании на воздухе пиролюзит из Ильфельда диссоциирует, при 600—700° переходит в β-Mn₂O₃ (β-курнакит), при 969—1056°образуется β-Mn₃O₄ (β-гаусманнит); последний при 1182—1225° претерпевает обратимое полиморфное превращение в кубическую модификацию γ -Mn₃O₄. Отмечена обратная зависимость между температурой эндотермического эффекта 620—680° и значением d₁₁₀. В интервале 500—775° пиролюзит теряет 9,5% веса, между 775—1000° еще 3%.

Искусственное получение минерала

Получается при термическом разложении на воздухе некоторых солей марганца, окислением манганита кислородом воздуха и многими другими способами. Образуется из манганита при его нагревании до 130° на воздухе, из рамсделлита при нагревании до 310° в течение 5 дней. 

Диагностические признаки

Сходные минералы. Магнетит. Пиролюзит часто обра­зует псевдоморфозы по псиломелану, гаусманиту, ман­ганиту.

От манганита, браунита и гаусманнита отличается по цвету черты; в отличие от псиломеланов — вадов не дает реакции Фаддеева (не сообщает розовой окраски смеси равных количеств воды и серной кислоты при нагревании). Отражательная способность пиролюзита значительно выше, чем у манганита, поэтому в полированных шлифах он кажется более светлым; характерен желтоватый или слабо-коричневатый оттенок по сравнению с сероватым оттенком манганита.
 

Сопутствующие минералы. Гематит, сидерит, псиломелан, манганит, лимонит, барит.

Происхождение и нахождение

Пиролюзит — минерал преимущественно осадочного происхождения. Его скопления приурочены к районам развития мелко­водных отложений. Он образуется также в зонах окисления марганецсодержащих сидеритовых месторожде­ний, развиваясь по родониту и другим марганцовым ми­нералам.

Довольно широко распространен. Является одним из наиболее часто встречающихся марганцовых минералов. Образуется преимущественно при процессах гипергенеза. В больших массах отлагался в различные геологические эпохи (особенно в третичное время) в прибрежных частях морских и озерных бассейнов в условиях доступа кислорода. В смеси с псиломеланом и отчасти с манганитом слагает крупнейшие промышленные месторождения марганцовых руд.

Минерал устойчив к изменениям.

Месторождения

В зоне гипергенеза в обстановке относительного обезвоживания является одним из самых устойчивых марганцовых минералов. При выветривании марганецсодержащих руд образуются скопления пиролюзита в смеси с псиломеланом и вадом, нередко достигающие промышленных концентраций (месторождения Индии, Ганы).
Менее значительные скопления известны как инфильтрационные образования в известняках, доломитах, песчаниках и сланцах.
Сравнительно редко пиролюзит образуется в гидротермальных месторождениях в условиях явно окислительной среды. В таких месторождениях пиролюзит иногда встречается в виде яснокристаллических выделений (полианит). Сюда относятся кварцевые жилы в гранитах близ Горной Платны (Платтен) в Чехии, кальцитовые жилы в Восточной пустыне Египта, золотоносные кварцевые жилы Западной Австралии; известны также марганцоворудные жилы в окрестностях Ильменау, Эльгерсбаха и Оренштока в Тюрингии (Германия), в Ильфельде на Гарце (Германия) и во многих других местах. Пиролюзит в них находится в ассоциации с манганитом, браунитом, гаусманнитом среди кварцево-баритокальцитовой жильной массы.

В осадочных марганцовых месторождениях — Чиатурском (Грузия), Никопольском и Ингулецком (Украина), Полуночном (Свердловская область), а также в Моанде (Габон), формировавшихся в прибрежных зонах мелководных морских бассейнов, пиролюзит приурочен к так называемой окисной фации марганценосных осадков. Он находится в смеси с псиломеланом, манганитом, опалом, халцедоном и минералами глин в виде оолитовых, желваковых и конкреционных образований. Широкое распространение колломорфных текстур свидетельствует о том, что руды, вероятно, прошли стадию коллоидного состояния.
В зоне выветривания пиролюзит нередко образуется за счет браунита, гаусманнита, франклинита, манганита, карбонатов и силикатов марганца. Наблюдается в ассоциации с гидрогётитом, опалом, глинистыми и другими минералами. Обычны псевдоморфозы пиролюзита по манганиту и, по-видимому, по другим минералам. Является типичным минералом зоны охристых руд свинцово-цинковых месторождений Рудного Алтая, где ассоциируется с гидрогётитом, ярозитом, азуритом, церусситом и др.
В марганцовых месторождениях, относящихся к древней коре выветривания Южного Урала и приуроченных к выходам яшм и туффитов, пиролюзит нередко ассоциируется с псиломеланом и бустамитом. В Кизенге (Катанга, Конго) образование пиролюзита связано с латеритным выветриванием. Подобные процессы проявились в породах дарварской серии Индии, где пиролюзит ассоциируется с лимонитом, иногда гематитом.
Скопления пиролюзита, связанные с процессами древнего и современного выветривания, широко распространены также в зонах окисления богатых силикатами марганца вмещающих докембрийских пород (метаморфизованных осадочных месторождений) Дальнего Востока России, Индии, Южно-Африканской Республики, Бразилии и др.  В Индии (шт. Мадхья-Прадеш, Бихара, Бомбей и Центральная провинция) пиролюзит ассоциируется с псиломеланом, браунитом, гаусманнитом, а также с реликтами спессартина, родонита, пьемонтита, кварца и других минералов, характерных для гондитовой серии пород. В слабометаморфизованных марганцовых рудах Тироди (Балагхат, Индия) пиролюзит ассоциируется с манганитом и браунитом, известен также в ряде других месторождений Индии. Пиролюзит встречается во многих местах Ганы в зоне окисления протерозойских филлитов и кристаллических сланцев, обогащенных силикатами марганца; в крупном месторождении Нсута, относящемуся к типу марганцовых шляп, он встречается вместе с криптомеланом, нсутитом и литиофоритом. Характерен для железо-марганцовых руд Грикваленд-Вест близ Постмасбурга (Южно- Африцанская Республика). В зоне окисления осадочного месторождения Планша (шт. Аризона, США) пиролюзит образовался по рамсделлиту и, в свою очередь, замещался литиофоритом.

Практическое применение

Пиролюзит и псиломелан явля­ются важными рудами марганца. Находят также при­менение для изготовления сухих электрических батарей (так называемый бурый камень — смесь окислов марган­ца с преобладанием пиролюзита), в качестве адсорбци­онного средства, в стеклоделии, для приготовления хи­мических соединений, в медицине в качестве катализаторов, и других отраслях на­родного хозяйства. Большая часть неочищенных мар­ганцовых руд находит применение в черной металлургии для изготовления марганцовых сталей, железо-марган­цового легирования, получения зеркального и белого чу­гуна, также при производстве олифы, масел, воска, при выделке хромовой кожи и т. д.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой минерал не плавится.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Одноосный (+). В полированных шлифах белый или серовато-белый с буроватым или кремовым оттенком. Отражательная способность. очень высокая для кристаллического пиролюзита, по Орселю и Павловичу, Re — 39,7%, Ro = 29,5%; по мнению Рамдора (1955), должна быть порядка 50—55% в идеальных шлифах. Отражательная способность скрытокристаллического пиролюзита значительно ниже, чем яснокристаллического. Двуотражение сильное: от светло-серовато-белого (Ro) до более светлого с желтоватым оттенком (Re). Сильно анизотропен (кремово-желтый до фиолетово-серого), особенно сильно в иммерсии.