ISSN
print 2570-7337
online 2570-7345
Oxide manganese minerals: definition, crystal structures, identification, and occurence in the territory of the Czech Republic
Keywords
Abstract
Oxide manganese minerals present the most important source of manganese from both inland and ocean floor deposits. They also play an important role in some biogenic and environmental activities. Our contribution tries to define this heterogenous mineral group as 1. minerals from the oxides and hydroxides class composed solely of Mn, O, and H, or 2. minerals from the oxides and hydroxides class composed of Mn, O, H, and other cations with manganese content greater than 20 wt. %. At present time, 11 minerals meets the first and ca 36 meets the second criteria. Brief overview of their crystal structures is given. Group of problematic minerals is also listed. We also focused on the advances in analytical methods, which mostly did not allowed to distinguish correctly between manganese oxide minerals before 1960 in the territory of the Czech Republic. Critical review of both published and unpublished sources shows that manganese oxide minerals are abundant at the Czech territory, but vast majority was described under obsolete group names like manganomelan, psilomelan, and wad. Numbers of reliably described occurences with published analytical data are following: asbolane – 2, birnessite – 2, cesàrolite – 1, hollandite – 11, cryptomelane – 13, lithiophorite – 5, manganite – 3, pyrophanite – 2, pyrolusite – 4, ramsdellite – 3, and todorokite – 7.
Files
References
Allègre CJ, Poirier JP, Humler E, Hofmann AW (1995) The chemical-composition of the Earth. Earth Planet Sc Lett 134: 515-526
Bernardová E, Slánský E (1960) Výskyt ramsdellitu (MnO2) v Československu. Věst Ústř Úst geol 35:153-154
Bernard JH (1981) Minerály rudnonosných hydrotermálních procesů: Český masiv. In: Bernard JH (ed.) Mineralogie Československa 186-343. Academia, Praha
Biagioni C, Capalbo C, Pasero M (2013) Nomenclature tunings in the hollandite supergroup. Eur J Mineral 25:85-90
Bufka A, Velebil D (2003) Manganová mineralizace žíly Marie Terezie u Horní Blatné v Krušných horách. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 11:100-113
Bulka V, Zeman J (1987) Sorpční vlastnosti alofánů, limonitu a wadu ze zlatohorských ložisek. Scripta Fac Sci Nat Univ Purk Brun 17:247-258
Burkart E (1953) Moravské nerosty a jejich literatura. 1-1008, Nakladatelství Československé akademie věd, Praha
Burns RG, Burns VM, Stockman HW (1983) A review of the todorokite-buserite problem: implications to the mineralogy of marine manganese nodules. Am Mineral 68:972-980
Cílek V (1993) Birnessitové krápníky, „jeskynní perly“ a další formy výskytu oxidických Mn-minerálů v jeskyních a starých dolech. In: Cílek V (ed.) Krasové sedimenty 91-93. Česká speleologická společnost & Geologický ústav AV ČR, Praha
Cílek V (1997) Birnessit, kaolinit a opál z Bozkovských dolomitových jeskyní. Příroda: sborník prací z ochrany přírody 9:86-87
Corathers LA (2016) Manganese. In: Mineral Commodity Summaries 2016, 106-107. U.S. Geological Survey, Reston, Virginia
Černý P (1961) Kryptomelan a pyrolusit od Předního Arnoštova. Acta Mus Moraviae, Sci nat 46:33-38
Dadák V (1975) Oxidické minerály manganu z lokalit Českého masivu. Kandidátská disertační práce, Ústav pro výzkum rud, Praha
Dadák V (1976) Nálezy lithioforitu v Barrandienu. Čas Mineral Geol 21:409-416
Daniel C, Besenhard JO (2011) Handbook of battery materials. 2nd edition. 1-1023, Wiley-VCH
Depowski E, Kotliński R, Rühle E, Szamałek K (1998) Surowce mineralne mórz i oceanów. 1-384, Scholar, Warszawa
Drits VA, Lanson B, Gaillot A-C (2007) Birnessite polytype systematics and identification by powder X-ray diffraction. Am Mineral 92:771-788
Drits VA, Lanson B, Gorshkov AI, Manceau A (1998) Substructure and superstructure of four-layer Ca-exchanged birnessite. Am Mineral 83:97-118
Dunn PJ, Ramik RA (1984) Magnussonite: new chemical data, and occurence at Sterling Hill, New Jersey, and new data on a related phase from the Brattfors mine, Sweden. Am Mineral 69:800-802
Exnar P, Doubek Z (1998) Hollandit a kryptomelan z oblasti Lažánek a Maršova u Tišnova. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 6:175-177
Feng XH, Zhu MQ, Ginder-Vogel M, Ni CY, Parikh SJ, Sparks DL (2010): Formation of nano-crystalline todorokite from biogenic Mn oxides. Geochim Cosmochim Ac 74:3232-3245
Feng X, Zhao H, Liu F, Cui H, Tan W, Li W (2015) Transformation from phyllomanganates to todorokite under various conditions: A review of implication for formation pathway of natural todorokite. In: Feng X, Li W, Zhu M, Sparks DL (eds.) Advances in the environmental biogeochemistry of manganese oxides 107-134. ACS Symposium Series 1197, American Chemical Society, Washington, D.C.
Ferraiolo JA (2017) Nickel-Strunz Classification. Přístup 7. ledna 2017 na adrese http://www.mindat.org/strunz.php
Filip J (2009) Hydratované oxidy železa a manganu z dolu Václav v Bližné. Minerál 17:311-315
Giovanoli R (1980) Vernadite is random-stacked birnessite – A discussion of the paper by Chukhrov, F.V. et al – Contributions to the mineralogy of authigenic manganese phases from marine manganese deposits. Miner Deposita 15:251-253
Giovanoli R (1985) A review of the todorokite–buserite problem: implications to the mineralogy of marine manganese nodules: discussion. Am Mineral 70:202-204
Gottesmann W, Gottesmann B, Seifert W, Unger H (2015) The jacobsite-magnetite series at the Tumurtijn-ovoo Fe-Mn-Zn skarn deposit, Mongolia. N Jb Miner Abh 192:289-306
Grangeon S, Fernandez‑Martinez A, Warmont F, Gloter A, Marty N, Poulain A, Lanson B. (2015) Cryptomelane formation from nanocrystalline vernadite precursor: a high energy X‑ray scattering and transmission electron microscopy perspective on reaction mechanisms. Geochem Trans 16:12
Hatert F, Burke EAJ (2008) The IMA-CNMNC dominant-constituent rule revised and extended. Can Mineral 46:717-728
Hey MH (1982) International Mineralogical Association: Commission on New Minerals and Mineral Names. Mineral Mag 46:513-514
Hloušek J (2016) Jáchymov = Joachimsthal: Jáchymov, horský urbanistický skvost, který o návštěvníky nestojí... Díl II. Kateřina Hloušková, Jáchymov
Hoffman V, Chrt J, Trdlička Z (1969) Psilomelan z Kovářské u Přísečnice. Čas Mineral Geol 14:267-272
Hoffman V, Trdlička Z (1975) Jakobsit z Kutné Hory – nový nerost pro ČSSR. Čas Mineral Geol 20:427
Chukhrov FV, Gorshkov AI (1980) Vernadite is random-stacked birnessite, Reply to R. Giovanoli's comment. Miner Deposita 15:255-257
Chukhrov FV, Gorshkov AI, Drits VA, Svitsov AV, Uspenskaya TY, Sakharov BA (1984) Structural models and method of study of buserite. Izv Akad Nauk SSSR, Ser geol 10:65-74
Jiang S, Kim D-G, Kim J, Ko S-O (2011) Characterization of the biogenic manganese oxides produced by Pseudomonas putida strain MnB1. Environ Eng Res 15:183-190
Jirásek J, Matýsek D, Škoda R, Skupien P (2016) Fosfáty a doprovodné minerály z živcového lomu Vysoký kámen u Krásna, Česká republika. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 24:80-94
Jirásek J, Matýsek D, Vaculíková L, Sivek M (2015) Hollandit a kryptomelan z Poniklé u Jilemnice, Česká republika. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 23:103-108
Kim SJ (1977) Janggunite, a new manganese hydroxide mineral from the Janggun mine, Bonghwa, Korea. Mineral Mag 41:519-523
Kim SJ (1991) New characterization of takanelite. Am Mineral 76:1426-1430
Konhauser K (2015) Základy geomikrobiológie. 1-319, Univerzita Komenského, Bratislava
Kratochvíl J, Tuček K, Švenek J, Láznička P, Pacovská E, Čech V (1966) Topografická mineralogie Čech VIII Rejstřík. 1-727, Academia, Praha
Kruťa T (1966) Moravské nerosty a jejich literatura 1940 – 1965. 1-379, Moravské museum v Brně, Brno
Kruťa T (1973) Slezské nerosty a jejich literatura. 1-414, Moravské muzeum v Brně, Brno
Kříbek B, Hladíková J, Žák K, Bendl J, Pudilová M, Uhlík Z (1996) Barite-hyalophane sulfidic ores at Rožná, Bohemian Massif, Czech Republic: Metamorphosed black shale-hosted submarine exhalative mineralization. Econ Geol 91:14-35
Kühn P (1985) Domnělý vernadit (= kryptomelan) z Javoříčka. Čas Morav Muz v Brně 70:25-29
Kvaček M, Pfeiferová A (1966) Identifikace Mn-oxidů z Javoříčka. Zpr Vlastivěd Úst v Olomouc, Odb přír Věd 129:1
Laznicka P (2010) Giant metallic deposits: Future sources of industrial metals. 2nd edition. 1-949, Springer, Berlin
Levinson AA (1961) Poorly crystallized, low baryum, psilomelane-type mineral. Am Mineral 46:355-363
Litochleb J, Sejkora J, Jindra J (2004) Manganit z vrančicko-radětického polymetalického revíru (střední Čechy). Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 12:102-107
Litochleb J, Sejkora J, Šrein V (2007) Hollandit a kryptomelan z Vlčevsi u Černovic. Minerál 15:47-50
Lopano C, Heaney PJ, Post JE, Hanson J, Komarneni S (2007) Time-resolved structural analysis of K- nad Ba-exchange reactions with synthetic Na-birnessite using synchrotron X-ray diffraction. Am Mineral 92:380-387
Major J (2015) Nová lokalita lithioforitu v České republice. Minerál 23:525-526
Manceau A, Gorshkov AI, Drits VA (1992a) Structural chemistry of Mn, Fe, Co, and Ni in manganese hydrous oxides: Part I. Information from XANES spectroscopy. Am Mineral 77:1133-1143
Manceau A, Gorshkov AI, Drits VA (1992b) Structural chemistry of Mn, Fe, Co, and Ni in manganese hydrous oxides: Part II. Information from EXAFS spectroscopy and electron and X-ray diffraction. Am Mineral 77:1144-1157
Mason B (1943) Alpha-vredenburgite. Geol Fören Förhand 65:263-270
Matýsek D, Jirásek J (2014) Železité konkrece z pískovny Závada u Hlučína (Slezsko, Česká republika). Acta Mus Moraviae, Sci geol 99:91-96
Matýsek D, Skupien P (2015) The origin of native selenium microparticles during oxidation of sideritic mudstones in the Veřovice Formation (Outer Western Carpathians). Geol Carpath 66:303-310
McDonough WF (1998) Earth's core. In Marshall CP, Fairbridge RW (eds.) Encyclopedia of geochemistry 151-156. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht
McKeown DA, Post JE (2001) Characterization of manganese oxide mineralogy in rock varnish and dendrites using X-ray absorption spectroscopy. Am Mineral 86:701-713
Minaříková A, Matýsek D, Jirásek J, Welser P, Zikeš J (2016) Kryptomelan z jihočeských křemenných žil. Minerál 24:269-271
Moravec B (2002) Mineralogie pyropových štěrků Českého středohoří. Minerál 10:243-250
Neuendorf KKE, Mehl Jr JP, Jackson JA (eds.) (2005) Glossary of geology. 5th edition. 1-800, American Geological Institute, Alexandria, Virginia
Neumann J (1961) Fe-Mn ložiska na křemenných žilách v okolí Horní Blatné. Diplomová práce, Přírodovědecká fakulta Karlovy university, Praha
Novák F, Malec J, Jansa J (1980) Mineralogie zlatonosných fosilních rozsypů v okolí Křivců u Bezdružic v západních Čechách. Informační zpravodaj – Nerostné suroviny 12:1-58
Novák F, Pauliš P (2000) Todorokit z grafitového ložiska Lazec, sz. od Českého Krumlova. Sbor Jihočes Muz v Čes. Budějovicích, Přír Vědy 40:15-19
Novák F, Vavřín I (1980) Mineralogie uran-zirkoniové mineralizace v severočeské křídě. Sbor geol Věd, Ř LG 21:47-82
Novák M, Škoda R (2006) Unikátní minerální asociace v metamanganolitech z Kojetic u Třebíče. Minerál 14:451-454
Novák M, Škoda R (2007) Mn3+-rich andalusite to kanonaite and their breakdown products from metamanganolite at Kojetice near Třebíč, the Moldanubian Zone, Czech Republic. J Czech Geol Soc. 52:161-167
Ondruš P, Veselovský F, Hloušek J, Skála R, Vavřín I, Frýda J, Čejka J, Gabašová A (1997) Secondary minerals of the Jáchymov (Joachimsthal) ore district. J Czech Geol Soc 42:3-69
Patočka M, Leichmann J (2013) Limonitizované kvarcity s Fe-Mn-Ba-Co zrudněním ve svratecké klenbě moravika jižně od Maršova u Tišnova. Acta Mus Moraviae, Sci geol 98:115-140
Pauliš P, Kopista J, Jebavá I (2012) Bariem bohatý kryptomelan z Vrchoslavi u Teplic. Minerál 20:206-208
Pauliš P, Ludvík J, Pour O, Malíková R (2014) Hollandit z Vysokého Kamene u Krásna. Minerál 22:530-532.
Pauliš P, Novák F, Ševců J, Škoda R, Němec Z, Adam M (2005) Nové sekumndární minerály z uranového ložiska Zálesí v Rychlebských horách. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 13:179-185
Pauliš P, Pour O, Laufek F, Koťátko L, Rus P (2015) Hollandit z pískovcového kamenolomu Vyhnánov u Kohoutova. Minerál 23:511-516
Post JE (1999) Manganese oxide minerals: Crystal structures and economic and environmental significance. Proc Natl Acad Sci USA 96:3447-3454
Post JE, Heaney PJ (2004) Neutron and synchrotron X-ray diffraction study of the structures and dehydration behaviors of ramsdellite and “groutellite”. Am Mineral 89:969-975
Post JE, Heney PJ, Cahill CL, Finger LW (2003) Woodruffite: A new Mn oxide structure with 3 × 4 tunnels. Am Mineral 88:1697-1702
Post JE, Veblen DR (1990) Crystal structure determinations of synthetic sodium, magnesium and potassium birnessite using TEM and the Rietveld method. Am Mineral 75:477-489
Potter RM, Rossman GR (1979) Mineralogy of manganese dendrites and coatings. Am Mineral 64:1219-1226
Radtke AS, Taylor CM, Hewett DF (1967) Aurorite, argentian todorokite, and hydrous silver-bearing lead manganese oxide. Econ Geol 62:186-206
Rakhmanov VP, Andrushchenko PF, Vyaľsov LN, Sokolova GV, Tsepin AI (1990) Lithium-free lithiophorite from the Upper Riphean sediments of Salair. Int Geol Rev 32:302-317
Rudnick RL, Gao S (2003) Composition of the continental crust. In Heinrich DH, Karl KT (eds.) Treatise on Geochemistry 1-64. Pergamon, Oxford
Santelli CM, Webb SM, Dohnalkova AC, Hansel CM (2011) Diversity of Mn oxides produced by Mn(II)-oxidizing fungi. Geochim Cosmochim Ac 75:2762-2776
Sejkora J, Škovíra J, Čejka J, Plášil J (2009) Cu-rich members of the beudantite-segnitite series from the Krupka ore district, the Krušné hory Mountains, Czech Republic. J Geosci 54:355-371
Scharm B (1995) Přehled minerálů nalezených v oblasti uranových koncentrací v severočeské křídě. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 3:169-172
Skupien P, Matýsek D, Boorová D, Pavluš J, Doupovcová P (2016) Pestré vrstvy svrchní křídy v bašském vývoji slezské jednotky. Geosci Res Rep A 49:203-208
Smith DGW, NIckel EH (2007) A system of codification for unnamed minerals: Report of the SubCommittee for Unnamed Minerals of the IMA Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification. Can Mineral 45:983-1055
Staněk S (1988) Nález todorokitu v lomu Milíře na Kružberské přehradě (moravskoslezský kulm). Sborník GPO 34:131-139
Stránský K, Křížek K, Křivánková B (2006) Manganová ruda z Krasonic u Želetavy. Minerál 14:125-129
Svoboda J (ed.) (1983a) Encyklopedický slovník geologických věd, 1. svazek A–M. 1-920, Academia, Praha
Svoboda J (ed.) (1983b) Encyklopedický slovník geologických věd, 2. svazek N–Ž. 1-852, Academia, Praha
Šrein V, Pažout R (2002) Příspěvek k mineralogii kutnohorského rudního revíru: Mn magnetit, Cr muskovit, chromit. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 10:290-293
Šrein V, Šťastný M, Šreinová B, Langrová A, Litochleb J, Houzar S (1999) Nové výsledky výzkumu skarnů Českého masivu. Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 7:221-225
Tebo BM, Bargar JR, Clement BG, Dick GJ, Murray KJ, Parker D, Verity R, Webb SM (2004) Biogenic manganese oxides: properties and mechanisms of formation. Annu Rev Earth Pl Sc 32:287-328
The New IMA List of Minerals (2017) Přístup 1. června 2017 na adrese http://ima-cnmnc.nrm.se/IMA_Master_List_%282017-03%29.pdf
Vavřín I (1986) Manganová mineralizace v podloží křídy z okolí Hamru u České Lípy. Sbor Severočes Muz, přír Vědy 15:165-179
Villalobos M, Bargar J, Sposito G (2005) Trace metal retention on biogenic manganese oxide nanoparticles. Elements 1:223-226
von Zepharovich VR (1873) Mineralogisches Lexicon für das Kaiserthum Österreich, II. Band 1858-1872. 1-436, Wilhelm Braumüller, Wien
Vodyanitskii Yu N (2009) Mineralogy and geochemistry of manganese: A review of publications. Eurasian Soil Sc 42:1170-1178
Vrtiška L, Loun J, Malíková R, Sejkora J (2016) Fluorwavellit a variscit z Počepic u Sedlčan (Česká republika). Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 24:285-297
Vrtiška L, Sejkora J, Nováková H, Vašinová Galiová M (2013) Metatorbernit a lithioforit z uranového ložiska Předbořice (Česká republika). Bull mineral-petrolog Odd Nár Muz (Praha) 21:240-248
Zeman A, Suchý V, Melka K (1997) Složení a původ černých kůr na stěnách krasových dutin ve Velkolomu Čertovy schody u Koněprus. Zpr geol Výzk v Roce 1996 30:138-140
Zimák J (1993) Hollandit z Písečné u Jeseníku. Čas Slez Muz Opava (A) 42:175-177
Žák L (1967) Find of pyrophanite and melanophlogite in Chvaletice (E. Bohemia). Čas Mineral Geol 12:451-452
Žák L (1978) Mineralogie chvaletického ložiska. Acta Univ Carol, Geol 22:457-471