نهشته های منگنز رسوبی و هم ارزهای دگرگون شده آنها ، بیشترین منگنز مورد مصرف جهان را تولید می کنند. نهشته های بازماندی از دیگر منابع اصلی به شمار می روند. اتحاد جماهیر شوروی سابق ، بزرگترین تولید کننده کانسنگ منگنز در جهان است. و در سال 1989 ، میزان 1/9 میلیون تن سنگ معدن یعنی در حدود 41 درصد از تولید جهان را به خود اختصاص داده است. تقریباَ 75 درصد این تولید از حوضه های نیکوپل در اوکراین و بیشتر باقیمانده آن از حوضه چیاتورا در گرجستان بدست آمده است. تولید کننده های مهم دیگر عبارتند از : جمهوری آفریقای جنوبی ، استرالیا ، برزیل و هندوستان هستند. کل تولید منگنز در جهان حدود 1/22 میلیون تن است که در حدود 95 درصد آن در صنایع فولاد مصرف می شود.

 

کلیاتی درباره منگنز :

منگنز در طبیعت به حالت آزاد یافت نمی شود. ولی در کوره الکتریکی و نیز مرحله گرمایی تولید می گردد. فلزی به رنگ خاکستری صورتی، با نقطه ذوب 1260 درجه سانتیگراد و وزن مخصوص حدوداَ 4/7 است. منابع اصلی منگنز نمک ها و اکسید های آن هستند. شکل های مختلف منگنز وجود دارد از جمله : به شکل اکسید، کربنات، سیلیکات و سولفور دیده می شود. تولید سالیانه منگنز بالغ بر 17 میلیون تن می باشد.

 

مهمترین ترکیبات منگنز :

اکسیدها :

 (هاوسمانیت، برونیت، منگانیت، پیرولوزیت، پولیانیت، اسبولان و فرانکیلینیت)

کربنات : دیالوژیت

سیلیکات : رودونیت

سولفور : الاباندیت

در نهشته های رسوبی، منگنز به صورت لایه ای یا لایه ای نودول دار با ترکیبات آهن رخ می دهد.

مهمترین ترکیبات منگنز :

اکسیدها :

 (هاوسمانیت، برونیت، منگانیت، پیرولوزیت، پولیانیت، اسبولان و فرانکیلینیت)

کربنات : دیالوژیت

سیلیکات : رودونیت

سولفور : الاباندیت

در نهشته های رسوبی، منگنز به صورت لایه ای یا لایه ای نودول دار با ترکیبات آهن رخ می دهد.

شرایط پایداری کانی های منگنز از لحاظ PH و EH :

در شرایط اکساید کننده، انتظار می رود که بیشتر پیرولوزیت یا شکل دیگری از اکسید منگنز تشکیل شود. در شرایط متوسط EH و  PH ، هاوسمانیت یا کربناتها و سیلیکات های منگنز باید بوجود آیند و در محیط های بشدت کاهنده، آلاباندیت یا منگانوزیت باید تشکیل شوند. شرایطEH و PH بسیار پایین که برای آلاباندیت و منگانوزیت ضروری است، معمولاَ در محیط های رسوبی پدید نمی آید.

 

شباهت ژئوشیمیایی آهن و منگنز :

آهن و منگنز از نظر ژئوشیمیایی بسیار همانند بوده و انتظار می رود که هر دو عنصر همراه با هم حمل و نهشته شوند. برای نمونه در ناحیه معدنی کویونا، منگنز در برخی سازند های آهن به فراوانی یافت می شود و مقدار آن در برخی کانسنگ ها به بیش از 20 درصد نیز می رسد. در دیگر نقاط به نظر می رسد در حین کارکرد هوازدگی ، جابجایی و رسوبگذاری ، آهن و منگنز به طور کامل از یکدیگر تفکیک می شوند.

به همین دلیل در بسیاری کانسنگ های آهن، منگنز دیده نمی شود و بالعکس . و دلیل این امر می تواند ناشی از پتانسیل یونی نسبتاَ اندک منگنز باشد که آسانتر از آهن از سنگ منشاء آبشویی می شود. احتمال دوم بر این مشاهده استوار است که بسیاری از چشمه های آبگرم منگنز بیشتری نسبت به آهن تولید می کنند. احتمال سوم ، جدایش آهن از منگنز در نتیجه ته نشینی تفریقی است. در هر حال ، از آنجا که آهن همیشه دیرتر احیا و متحرک شده و زودتر اکسید و در نتیجه نامتحرک می شود و منگنز به تدریج از آهن جدا خواهد شد.

فراوانی منگنز :

منگنز از نظر فراوانی دوازدهمین عنصر پوسته زمین است.میزان منگنز سنگ های آذرین مافیکی بیشتر از اسیدی و حدواسط است.میزان منگنز در شیل ها ،کربنات هاو سنگ های گریواکی بالاودرماسه سنگ وشیل های غنی از مواد آلی پایین است وحداکثر منگنز را در رسوبات دریایی گزارش کرده اند .

پایداری منگنز:

محدوده پایداری منگنز در ابهای سطحی و دریاها به نسبت زیاد است.در شرایط فوق العاده اکسیدان از پایداری آن کاسته می شود .منگنز در محیط های احیایی به صورت اکسید وکربنات یافت می شود .ضمن فعالیت اتشفشانی زیر دریایی منگنز به دلیل حلالیت زیاد با فاصله زیاد رسوب می نماید .در کانسارهای ماسیو سولفید منگنز در حاشیه رسوب می کند.

انواع کانسارهای منگنز:

●کانسارهای منگنز گرمابی

●کانسارهای منگنز سوپرژن

●کانسارهای منگنزرسوبی

●کانسارهای منگنز دگرگونی

کانسارهاي مهم منگنز به طور عمده در محدوده زماني اي تشکيل شده اند که ميزان اکسيژن آزاد کاهش داشته است. کانسارهاي کشف شده اکثراً متعلق به اوايل پالئوزوئيک، ژوراسيک و اواسط کرتاسه هستند. همراه کانسارهاي آهن رسوبي لايه اي، مقداري منگنز نيز يافت مي شود.


کانسار منگنز نيکوپول واقع در شوروي سابق بزرگترين ذخيره منگنز دنيا محسوب مي گردد. اين کانسار در اليگوسن تشکيل گرديده است. اين کانسار که از نوع کانساررسوبي منگنز است، در سنگ ميزبان کربناته قرار دارد.

نحوه تشکیل منگنز:

از نقطه نظر نحوه تشکیل، ذخائر و انواع کانی‌های منگنز دار بسیار متنوع می‌باشند. منگنز از نظر ژئوشیمیایی یک عنصر لیتوفیل قوی است و خواصی مشابه آهن دارد. هیدروژن تا اندازه ای در فلز منگنز حل می‌شود ولی با آن واکنش نمی دهد. با قرار گرفتن منگنز در معرض اکسیژن ،بخصوص در حرارت بالا‌شرایط تشکیل اکسیدهای منگنز فراهم می‌شود. در بین فلزات واسطه، عنصری است که بیشترین خاصیت اکسید کنندگی را دارد. با وجود پایین بودن میزان منگنز درسنگهای موجود در خشکی، چشمه‌های آب گرم اساساً غنی از منگنز هستند.

در سنگهای پوسته زمین، دراکثر آزمایش های مربوط نسبت منگنز به آهن کم ولی درچشمه‌های آب گرم، وجود درصد بیشتر منگنز به آهن را نشان می دهند. در اکثر شرایط، منگنز در آبهای زیرزمینی، رودخانه، دریاچه‌ها و دریاها در حالت تحت اشباع است و در مواردی به صورت اکسید ته نشین می‌شود.

کانسارهاي منگنز رسوبی به 3 زير گروه تقسيم مي شوند:
الف – کانسارهاي رسوبي – آتشفشاني:
در اين نوع کانسارها منشأ منگنز دروني و عمدتاً آتش فشانهاي زير دريايي مي باشند. اين نوع کانسارها در مناطقي به وجود آمده اند که فعاليت هاي شديد آتشفشاني زيردريايي وجود داشته باشد.
اين کانسارها يا همراه با سنگهاي تراکي ريوليت و يا همراه با گرينستون و مقاديري از سنگ ها و کانه هاي رسوبي می باشند.

کانسارهاي آهن ـ منگنز  در نزديکي مراکز فعاليت آتشفشاني و يا در فاصله اي از آن در بين لايه هايي از مواد آذر آواري قرار دارند. اين کانسارها از تغييرات کانسارهاي رسوبي با منشأ گرمابي در توده هاي نفوذي کم عمق تشکيل شده اند.
کانسارهاي اين گروه به وسيله ترکيب براونيت، هوسمانيت و رودوکروسيت از کانه هاي اوليه منگنز و با حضور کاني هاي پسيلوملان ـ ونارديت در پوسته هاي هوازده، قابل تشخيص هستند و شکل کانسار به صورت لايه اي است. اين کانسارها  لايه هايي با ضخامت 10-1 متر و 55 ـ 40% منگنز، کمتر از 10% سيليس و 06/0-03/0 % فسفر تشکيل مي شوند.
ب- کانسارهاي رسوبي – غير آتشفشاني:
در اين کانسارها منشأ منگنز فرآيندهاي بيروني مانند هوازدگي سنگهاي سطحي تأثير دارد. اين کانسارها مجموعه ذخاير منگنز و ديگر عناصري را که عمدتاً به وسيله آبهاي سطحي و زير زميني از مناطق هوازده خشکي به حوضه هاي آبي حمل مي شوند را شامل مي شود. اين کانسارها يا همراه با رس و ماسه سنگ گلوکونيتي و يا همراه با کربنات ها مي باشد.

ج)کانسارهای دو رگه

الف)گرهک های منگنز

ب)رسوبات کف دریا که به دور از چشمه های آب داغ زیر دریایی ته نشین شده اند.

در کف اقیانوس ها و دریاچه های امروزی کانسارهای آهن و منگنز بصورت گرهک وکنکرسیون های نامنظم یافت می شوند.قطر گرهک هابین 1میلی متر تا 25سانتی متر متغیر است گرهک ها حاوی 20تا 30درصد اکسیدهای منگنز و مقداری آهن می باشند و جمع مقادیر کبالت ، نیکل و مس در انها 2تا3درصد می باشد.سرعت رشد گرهک ها یک میلی متر در  هر یک میلیون سال است.

گرهک ها از نظر منشا به 4نوع تقسیم می شوند:

1-آنهایکه از آب دریا ته نشین می شوند.

2-آنهایکه از محلول های گرمابی ته نشین می شوند.

3-آنهایکه از دگرسانی بازالت های کف اقیانوس در حرارت پایین حاصل می شوند.

4-آنهایکه از دیاژنز رسوبات کف اقیانوس حاصل می شوند.

پیدایش کانسارهای منگنز پروتروزوییک پسین-پلیوسن در ایران قابل پیگیری است ولی بیشتر ذخایر در زمان ترشیاری تشکیل شده است. فازهای کانی سازی منگنز از قدیم به جدید عبارتند از:

1)کانی سازی منگنز در پرکامبرین پسین-کامبرین پیشین

در این برهه زمانی، کانسارهای منگنز از نوع آتشفشانی-رسوبی و آتشفشانی در ایران مرکزی و آذربایجان تشکیل شده است، مانند کانسارهای ناریگان در ناحیه بافق و ناحیه معدنی امیرآباد در باختر کانسار انگوران. افق منگنز دار در این زمان، با افق سرب و روی کوشک و انگوران و آهن های رسوبی محور سلطانیه-مهاباد و دولومیت های سلطانیه همخوانی دارد. ذخایر منگنز در این افق، تا حدی شناخته شده هستند، ولی امید یافتن ذخایر منگنز دار بیشتر یا آهن منگنز دار در این افق زیاد است.  

2)کانی سازی منگنز در پالئوزوییک پسیین

تعدادی کانسار از نوع رسوبی و یا رسوبی آتشفشانی در سنگ های پالئوزوییک پسین در خاور ایران، ایران مرکزی و سنندج-سیرجان شناخته شده است. این کانسارهای اغلب از نوع آهن منگنزدار هستند و می توان نمونه وار، کانسار آهن منگنزدار هنشک در ناحیه ده بید و کانسار آهن منگنزدار کلات ناصر آهنگران قاین را نام برد.

3)کانی سازی منگنز در کرتاسه

در کرتاسه پیشین در زون سنندج-سیرجان، تعدادی کانسار منگنز و آهن-منگنز دار تشکیل شده است که خاستگها آتشفشانی-رسوبی دارند. مانند کانسار آهن منگنز دار شمس آباد اراک، کانسار منگنز مورچه خورت، کانسار احمد روغنی ملایر و رباط و به طور کلی کانسارهای آهن منگنزدار جای گرفته در سنگ های کرتاسه در محور ملایر-اصفهان.

 

4)کانی سازی منگنز کرتاسه پسین-پالئوسن

کانسارهای منگنز این زمان با سنگ های ستبر اقیانوسی وابسته به مجموعه افیولیتی در پیوند هستند، مانند کانسارهای آب بند ناحیه استهبان، کانسار آهن منگنز دار گونیچ ناحیه خاش، کانسار چاه باشه، بنویه، گل کنگو و کوه دم در ناحیه انارک، کانسارهای سنبورت و اسد در ناحیه سبزوار، کانسار منگنز بافت کرمان، کانسار منگنز باقره در ناحیه تربت

5)فاز کانی سازی منگنز در ائوسن-الیگوسن

بیشتر ذخایر شناخته شده منگنز ایران، در این زمان تشکیل شده اند. کانسارهای منگنز این برهه زمانی، دارای خاستگاه آتشفشانی و آتشفشانی-رسوبی و گرمایی بوده در مجموعه آذرآواری و آتشفشانی پالئوسن یافت می شود، مانند کانسارهای ونارچ قم، رباط کریم، بزنی و نشانه های منگنز در محور قم-نایین. شواهد زمین شناسی زیادی نشان می دهد که اگر در این نواحی اکتشافات بیشتر و دقیق تری برای منگنز صورت گیرد، می توان به ذخایر امیدبخشی رسید.

6)فاز کانی سازی منگنز در میوسن پسین-پلیوسن

کانسارهایی از منگنز با خاستگاه گرمابی و ابسته به سنگ های آتشفشانی آندزیتی و آندزیتی-بازالتی شناخته شده است. این کانسارها بیشتر در آذربایجان وجود دارند. کانسارهای این زمان، دارای ذخایر کوچک ولی عیار بالا می باشند. نمونه وار می توان از کانسارهای دبلکو، منامین، بستان آبادنام برد.

 

زون سنندج ـ سيرجان با ويژگيهاي خاص زمين شناسي كه داراست، مي‌تواند خاستگاهي براي كاني سازي منگنز از نوع آتشفشاني ـ رسوبي باشد كه به واسطه دگرگوني هاي مؤثر بر آن براي كانسارهاي دگرگوني مناسب قلمداد شود. شايد همين شرايط مناسب و پرمايگي ژئوشيميايي منگنز در اين زون سبب گرديده تا در ادوار رسوبگذاري بعدي به عنوان تغذيه منگنز براي كانسارهاي آهن ـ منگنز در .ميزبان هاي كربناتي نقش مؤثر ايفا بنمايد

كمربند آتشفشاني كامل ايران مركزي (حوضه سبزوار ـ نايين ـ تاكستان) از نظر پس سنگ و فرآيندهاي ماگمايي، مناسب انباشت منگنز در اين بخش از كشور است و مي‌توان به عنوان يك حوضه معدني شناسايي شود. در اين حوضه كانسارهاي تيپ ونارچ و تيپ رباط كريم  قابل پي جويي و اكتشاف است.

 

از نظر منشاء، كانسارهاي منگنز در ايران را مي‌توان به سه گروه تقسيم كرد :
•منشاء گرمابي
•منشاء رسوبي آتشفشاني
•منشاء دگرساني گرمابي

كانسارهاي منگنز با منشاء رسوبي آتشفشاني درایران)

این کانسارها در مجاورت تشكيلات آميزه رنگين قرار دارند. سن آنها در قسمت هاي مختلف ايران كرتاسه بالايي و پالئوژن بوده و شامل تشكيلات متناوب اولترابازيك‌هاي سرپانتيني شده با سنگ بستر كربناتي سيليسي است، اين ذخاير خارج از مناطق آميزه رنگين در ايران نيز شناخته شده اند كه منشاء رسوبي آتشفشاني داشته و مربوط به دوره اليگو ـ ميوسن است كه به عنوان مثال مي‌توان كانسار ونارچ را نام برد.

گسترش جالب كانسارهاي با اين منشاء و ذخيره قابل توجه آنها سبب افزايش اهميت اين نوع كانسارها مي‌گردد، كه در ايران در دوره زماني كرتاسه پالئوسن و اليگوسن ـ ميوسن ديده مي‌شوند

ضمناً ذخايري از منگنز با منشاء رسوبي غير آتشفشانی در مناطقي از ايران ديده شده كه از ذخيره بالايي برخوردار

نيست مانند كانسارهاي ديبكلو و چوگندي ـ ايده لو درآذربايجان شرقي.

:غنی سازی در کانسارهای منگنز

هوازدگی عمیق منجر به تشکیل کانسارهای منگنز عیار بالا می شود.با توجه به اینکه حلالیت منگنز از آهن بیشتر است ،این مساله که چرا منگنز در منطقه هوازدگی باقی می ماند را مطرح می سازد.احتمالاًدلیل ان این است که اکثراً کانسارهای بر جای مانده منگنز،بر روی آهکها و یا دلومیت های حاوی منگنز که عیارشان نیز پایین است،حادث می شوند.کربنات ها به اسانی حل می شوند وPHبالایی که احتمالاً ضمن تشکیل این کانسارها حکمفرما می باشد،باعث غیر قابل انتقال شدن منگنز می شود.

:بزرگترین معدن منگنزخاورمیانه

معدن ونارچ :
اين معدن در 35 کيلومتري جنوب خاوري قم واقع شده است و با جاده فرعي به درازاي 15 کيلومتر به جاده قم - اصفهان مي پيوندد که تا قم 20 کيلومتر فاصله دارد. اين کانسار در زون ساختاري اروميه - دختر جاي دارد که کمربندي ولکانو- پلوتوني از چرخه زمين ساخت آلپي مي باشد.
در بررسي هاي انجام شده ژنز اين کانسار از نوع رسوبي - آتشفشاني دانسته و ترکيب اين منطقه را مجموعه اي از نهشته هاي آتشفشاني - رسوبي و رسوبي پالئوژن و نئوژن ( توف هاي ماسه اي تيره رنگ، توف هاي سبز با ميان لايه هاي توف هاي آهکي، مارني و ماسه سنگي ) به سن لوتسين بالايي است.

اهمیت اقتصادی منگنز و مصارف عمده آن :

حدود 95 درصد آن در صنایع فولاد مصرف می شود و حدود 5 درصذ باقیمانده به مصارف زیادی می رسد. منگنز در صنایع غذایی ، کودهای شیمیایی ، قارچ کش ها، حشره کش ها ، عطرها و طمع ها، ریخته گری ، رنگ کننده ، کاتالیزور ، خشک کننده و حذف کننده عناصر است و بسیاری خواص دیگر نیز دارد.