علوم الجيولوجيا

المعدن هو مادة صلبة غير عضوية تحدث بشكل طبيعي ولها تركيبة كيميائية محددة وهيكل بلوري. المعادن هي اللبنات الأساسية للصخور ، والتي تتكون من معدن واحد أو أكثر. تتشكل عادةً من خلال عمليات جيولوجية مختلفة ، مثل التبلور من الذوبان (البركاني) ، أو الترسيب من محلول (رسوبي) ، أو التحول (المتحولة).

يمكن أن تحتوي المعادن على مجموعة واسعة من الخصائص الفيزيائية ، بما في ذلك اللون ، واللمعان ، والصلابة ، والانقسام ، والكسر ، والخط ، والجاذبية النوعية ، والعادات البلورية ، والذوبان ، من بين أمور أخرى. يمكن استخدام هذه الخصائص لتحديد المعادن وتوصيفها.

المعادن لها تركيبة كيميائية محددة ، تتكون من عناصر محددة بنسب ثابتة. يحدد التركيب الكيميائي للمعدن خصائصه المميزة وسلوكه. يمكن أن تتكون المعادن من عنصر واحد ، مثل النحاس الأصلي ، والذي يتكون فقط من ذرات النحاس ، أو يمكن أن تتكون من عناصر متعددة مرتبة في بنية شبكية بلورية محددة ، مثل الكوارتز ، الذي يتكون من ذرات السيليكون والأكسجين مرتبة بنمط متكرر.

المعادن مهمة للعديد من جوانب المجتمع البشري والبيئة. يتم استخدامها كمواد خام في مختلف الصناعات ، مثل التعدين والبناء والطاقة والإلكترونيات والزراعة والتصنيع. تستخدم المعادن أيضًا في إنتاج المعادن والسيراميك والزجاج والأسمدة والمواد الكيميائية وغيرها من المنتجات. بعض المعادن ، المعروفة باسم الأحجار الكريمة ، ذات قيمة عالية لجمالها وندرتها ، وتستخدم في المجوهرات والأشياء الزخرفية.

تلعب المعادن أيضًا دورًا مهمًا في جيولوجيا الأرض ، لأنها توفر أدلة حول تاريخ الكوكب ، والعمليات التي شكلت سطحه وداخله ، وتطور الحياة على الأرض. كما أنها مهمة لفهم الموارد الطبيعية ، والقضايا البيئية ، وإدارة الموارد المستدامة.

بشكل عام ، تعد المعادن مكونات أساسية لجيولوجيا الأرض ، والمجتمع البشري ، والبيئة الطبيعية ، مع تطبيقات متنوعة وأهمية في مختلف المجالات.

تعد تقنيات وأدوات تحديد المعادن ضرورية لتحديد وتوصيف المعادن بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية. فيما يلي بعض الطرق الشائعة الاستخدام لتحديد المعادن:

1. الملاحظة البصرية: غالبًا ما يمكن التعرف على المعادن بناءً على خصائصها البصرية مثل اللون واللمعان (الطريقة التي يعكس بها المعدن الضوء) والعادة البلورية (شكل البلورات المعدنية) وغيرها من الميزات المرئية بالعين المجردة.
2. اختبار الصلابة: الصلابة هي مقاومة المعدن للخدش ، ويمكن تحديدها باستخدام مقياس بسيط يسمى مقياس موس للصلابة المعدنية ، والذي يتراوح من 1 (أنعم ، التلك) إلى 10 (الأصعب ، الماس). يمكن أن تخدش المعادن بالمعادن ذات الصلابة العالية ويمكن أن تخدش المعادن بصلابة أقل ، مما يسمح بتقدير تقريبي لصلابة المعدن.
3. اختبار الخط: الخط هو لون شكل مسحوق معدني ، يتم الحصول عليه عن طريق فرك المعدن على طبق من الخزف غير المطلي. يمكن أن يختلف الخط أحيانًا عن لون المعدن ويمكن أن يوفر أدلة إضافية لتحديد الهوية.
4. الانقسام والكسر: يشير الانقسام إلى الطريقة التي يتكسر بها المعدن على طول مستويات الضعف ، مما ينتج عنه أسطح ناعمة ومستوية ، بينما يشير الكسر إلى الطريقة التي ينكسر بها المعدن بشكل غير منتظم أو مع أسطح غير مستوية. يمكن ملاحظة الانقسام والكسر عن طريق تكسير أو كسر معدن وفحص الأسطح الناتجة.
5. الثقل النوعي: الثقل النوعي هو نسبة وزن المعدن إلى وزن حجم متساوٍ من الماء. يمكن تحديده باستخدام زجاجة جاذبية معينة أو عن طريق قياس وزن معدن في الهواء والماء وحساب النسبة.
6. تفاعل حامضي: بعض المعادن تتفاعل مع الأحماض وتنتج غازات أو فوران. على سبيل المثال، الكالسيت (معدن شائع) يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك (HCl) لإنتاج غاز ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، والذي يمكن استخدامه كاختبار تشخيصي لـ الكالسيت.
7. الخصائص البصرية: قد تظهر المعادن خصائص بصرية مميزة تحت المجهر الاستقطابي ، مثل الانكسار المزدوج (الانكسار المزدوج) ، تعدد الألوان (ألوان مختلفة في اتجاهات بلورية مختلفة) ، وزوايا الانقراض (الزوايا التي يظهر فيها المعدن داكنًا أو منقرضًا تحت المستقطبات المتقاطعة). يمكن استخدام هذه الخصائص لتحديد المقاطع الرقيقة أو العينات المعدنية المصقولة.
8. حيود الأشعة السينية (XRD): XRD هي تقنية قوية تستخدم الأشعة السينية لتحديد التركيب البلوري للمعادن. يمكن أن يوفر معلومات مفصلة حول الترتيب الذري للمعدن ، وهو أمر فريد لكل نوع من المعادن ، مما يسمح بتحديد دقيق.
9. الاختبارات الكيميائية: يمكن استخدام الاختبارات الكيميائية ، مثل اختبارات الأحماض واختبارات اللهب والتفاعلات الكيميائية الأخرى ، لتحديد معادن معينة بناءً على تركيبها الكيميائي. غالبًا ما تتطلب هذه الاختبارات معرفة ومعدات متخصصة.
10. أدلة تحديد المعادن وقواعد البيانات: هناك العديد من الأدلة الميدانية ، والكتيبات ، وقواعد البيانات المتاحة على الإنترنت التي توفر معلومات شاملة عن تحديد المعادن ، بما في ذلك الخصائص المعدنية الرئيسية ، وجداول التعريف ، والصور ، والموارد الأخرى.

من المهم ملاحظة أن التعرف على المعادن غالبًا ما يتطلب مزيجًا من العديد من التقنيات والخبرة في علم المعادن. يتم تدريب علماء المعادن والجيولوجيين المحترفين على هذه الأساليب ويستخدمونها جنبًا إلى جنب مع معرفتهم بعلم المعادن والسياق الجيولوجي لتحديد المعادن بدقة.

يمكن تصنيف المعادن إلى ثلاثة أنواع رئيسية بناءً على عمليات تكوينها: المعادن النارية والرسوبية والمتحولة.

1. المعادن النارية: تتكون المعادن البركانية من تصلب مادة منصهرة تسمى الصهارة أو الحمم البركانية. عندما تبرد الصهارة وتتصلب داخل قشرة الأرض ، فإنها تشكل صخورًا نارية متطفلة ، وتسمى المعادن التي تتبلور منها المعادن النارية المتطفلة. تتضمن أمثلة المعادن النارية المتطفلة كوارتز, الفلسبار سليكات الألمونيوموالميكا و الزبرجد الزيتوني. عندما تندلع الحمم البركانية على سطح الأرض وتبرد بسرعة ، فإنها تشكل صخورًا نارية نفاذة ، وتسمى المعادن التي تتبلور منها المعادن النارية النفاذة. تشمل أمثلة المعادن البركانية النفاذة بازلت, السبج زجاج بركانيو خفاف.
2. المعادن الرسوبية: تتكون المعادن الرسوبية من تراكم الجسيمات المعدنية والعضوية وضغطها في المسطحات المائية أو على سطح الأرض. بمرور الوقت ، تصبح هذه الجسيمات صخرية في صخور رسوبية ، وتسمى المعادن التي تتكون منها الصخور بالمعادن الرسوبية. تشمل أمثلة المعادن الرسوبية الكالسيت, جبس, الهاليتو معادن الطين.
3. المعادن المتحولة: تتشكل المعادن المتحولة من إعادة بلورة المعادن الموجودة بسبب التغيرات في درجة الحرارة والضغط و / أو الظروف الكيميائية داخل قشرة الأرض. تتشكل المعادن المتحولة عادة في الصخور التي خضعت لعملية تحول ، وهي عملية التحول من نوع صخري إلى آخر من خلال الحرارة والضغط. تتضمن أمثلة المعادن المتحولة العقيقوالميكا وستورولايت و رخام (والتي تتكون من معاد بلورتها الكالسيت).

من المهم ملاحظة أن بعض المعادن يمكن أن تتكون من خلال عمليات متعددة. على سبيل المثال، كوارتز يمكن أن يتشكل كمعدن ناري عندما يتبلور من الصهارة ، كمعدن رسوبي عندما يتراكم في الصخور الرسوبية ، أو كمعدن متحول عندما يتبلور بسبب التحول. يعتبر تكوين المعادن عملية معقدة وديناميكية تعتمد على الظروف والعمليات الجيولوجية المختلفة.

الأحجار الكريمة هي معادن أو صخور ثمينة أو شبه ثمينة يتم تقديرها لجمالها وندرتها ومتانتها. يتم استخدامها في المجوهرات والعناصر الزخرفية وأحيانًا في التطبيقات الصناعية. عادة ما تكون الأحجار الكريمة عبارة عن معادن توجد في الطبيعة ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون بعض الأحجار الكريمة عبارة عن صخور مكونة من عدة معادن. بعض الأمثلة الشائعة للأحجار الكريمة تشمل الماس والزمرد والياقوت والياقوت الأزرق والجمشت والتوباز والعقيق ، من بين أشياء أخرى كثيرة.

تتشكل الأحجار الكريمة من خلال عمليات جيولوجية مختلفة ، مثل التبلور من الصهارة ، والتساقط من السوائل الحرارية المائية ، والتحول. يمنح المزيج الفريد من التركيب الكيميائي والبنية البلورية واللون أو الخصائص البصرية لكل حجر كريم مظهرها المميز وقيمتها. غالبًا ما يتم قص الأحجار الكريمة وصقلها لتعزيز جمالها وجعلها مناسبة للاستخدام في المجوهرات أو العناصر الزخرفية الأخرى.

تم تقدير الأحجار الكريمة من قبل البشر لآلاف السنين بسبب جاذبيتها الجمالية وأهميتها الثقافية وخصائصها الميتافيزيقية المتصورة. غالبًا ما تُستخدم كرموز للثروة والسلطة والمكانة ، وترتبط بالمناسبات الخاصة مثل الخطوبة وحفلات الزفاف واحتفالات الذكرى السنوية. تستخدم الأحجار الكريمة أيضًا في العديد من الممارسات العلاجية والميتافيزيقية ، التي يعتقد أن لها خصائص وطاقات مختلفة يمكن أن تؤثر على رفاهية الأفراد وروحانيتهم.

تتضمن دراسة الأحجار الكريمة ، المعروفة باسم علم الأحجار الكريمة ، تحديد الأحجار الكريمة وتصنيفها وتقييمها بناءً على خصائصها الفيزيائية والبصرية ، فضلاً عن ندرتها وقيمتها في السوق. يتم تداول الأحجار الكريمة على مستوى العالم في صناعة بمليارات الدولارات ، ويمكن أن تختلف قيمتها بشكل كبير اعتمادًا على عوامل مثل الندرة والحجم واللون والوضوح والقطع. يتطلب تحديد وتقييم الأحجار الكريمة بشكل صحيح معرفة وخبرة متخصصة في علم الأحجار الكريمة ، ويستخدم علماء الأحجار الكريمة المحترفون أدوات وتقنيات مختلفة لتحديد وتقييم الأحجار الكريمة بدقة.

الخصائص الفيزيائية للمعادن هي الخصائص التي يمكن ملاحظتها أو قياسها دون تغيير التركيب الكيميائي للمعادن. فيما يلي بعض الخصائص الفيزيائية الشائعة للمعادن:

1. عسر الماء: الصلابة مقياس لمقاومة المعدن للخدش. مقياس موس ، الذي يتراوح من 1 (الأكثر نعومة) إلى 10 (الأصعب) ، يستخدم بشكل شائع لوصف صلابة المعادن. على سبيل المثال ، التلك صلابة تبلغ 1 ، بينما الماس لديه صلابة 10.
2. الانقسام والكسر: الانقسام هو ميل المعدن للكسر على طول مستويات معينة من الضعف ، مما ينتج عنه أسطح مستوية وناعمة. من ناحية أخرى ، يشير الكسر إلى الطريقة التي ينكسر بها المعدن عندما لا يحتوي على طبقات انقسام محددة جيدًا. يمكن أن يختلف الانقسام والكسر في الاتجاه والجودة والنوع (على سبيل المثال ، محاري ، منشق ، ليفي ، إلخ) ، ويمكن أن يكون مفيدًا في تحديد المعادن.
3. بريق: يشير اللمعان إلى الطريقة التي يعكس بها المعدن الضوء. تشمل الأنواع الشائعة للبريق المعدني (على سبيل المثال ، المعدن اللامع) ، الزجاجي (على سبيل المثال ، الزجاجي) ، اللؤلؤي (على سبيل المثال ، قزحي الألوان مثل اللآلئ) ، الدهني (على سبيل المثال ، الزيتية) ، والباهت (على سبيل المثال ، نقص البريق).
4. لون: اللون هو الخاصية الأكثر وضوحًا للمعدن ، ولكن يمكن أن يكون أقل موثوقية في التعرف عليه لأن بعض المعادن يمكن أن يكون لها ألوان متغيرة بسبب الشوائب أو عوامل أخرى. ومع ذلك ، فإن بعض المعادن لها ألوان مميزة يمكن أن تكون مفيدة في تحديد الهوية ، مثل الملكيت (الأخضر) ، والهيماتيت (البني المحمر) ، أو الأزوريت (الأزرق).
5. خط: Streak هو لون الشكل المسحوق للمعدن عند فركه على لوح خط. يمكن أن يكون مختلفًا عن لون المعدن نفسه وهو خاصية مفيدة لتحديد المعادن. على سبيل المثال ، قد يكون للهيماتيت خط أحمر حتى لو ظهر المعدن نفسه باللون الأسود أو الرمادي.
6. الثقل النوعي: الثقل النوعي هو نسبة وزن المعدن إلى وزن حجم متساوٍ من الماء. يمكن أن يوفر معلومات حول كثافة المعادن وتكوينها ويمكن قياسها باستخدام ميزان جاذبية محدد أو حسابها بناءً على وزن المعدن وحجمه.
7. مغنطيسية: المغناطيسية هي خاصية لبعض المعادن لجذب أو طرد المواد المغناطيسية الأخرى. على سبيل المثال ، المغنتيت مغناطيسي قوي ويمكن استخدامه كخاصية تشخيصية لتحديد الهوية.
8. الشفافية والتعتيم: الشفافية تشير إلى قدرة المعدن على نقل الضوء ، بينما العتامة تشير إلى عدم قدرة المعدن على نقل الضوء. يمكن أن تتراوح المعادن من شفافة إلى شفافة إلى غير شفافة ، ويمكن أن تكون هذه الخاصية مفيدة في تحديد الهوية.
9. الكريستال العادة: تشير العادة البلورية إلى الشكل والشكل المميزين اللذين يظهرهما المعدن عندما ينمو دون أي تدخل. تشمل العادات البلورية الشائعة المنشورية (المستطيلة والعمودية) والجداول (المسطحة والشبيهة باللوحة) والأريكة (تشبه الإبرة) والشفرة (الرقيقة والمسطحة) والإيكوانت (الأبعاد المتساوية تقريبًا في جميع الاتجاهات). يمكن أن تكون العادة البلورية خاصية مفيدة لتحديد المعادن.
10. كثافة: الكثافة هي الكتلة لكل وحدة حجم من المعدن ويمكن أن توفر معلومات حول تكوين المعدن وبنيته. يمكن قياسه باستخدام تقنيات مختلفة ، مثل وزن معدن وحساب حجمه أو باستخدام أدوات متخصصة ، ويمكن استخدامه كخاصية تشخيصية لتحديد الهوية.
11. الذوبانية: القابلية للذوبان هي قدرة المعدن على الذوبان في مذيب معين أو التفاعل مع حمض معين. بعض المعادن قابلة للذوبان بدرجة عالية في الماء أو في مذيبات أخرى ، في حين أن البعض الآخر غير قابل للذوبان أو يظهر قابلية ذوبان جزئية فقط. يمكن أن تكون القابلية للذوبان خاصية مفيدة لتحديد بعض المعادن ، خاصة تلك التي توجد عادة كمرسبات أو منتجات متغيرة.
12. الخواص الكهربائية: تُظهر بعض المعادن خواصًا كهربائية ، مثل التوصيل والكهرباء الانضغاطية (توليد شحنة كهربائية عند تعرضها للضغط) والكهرباء الحرارية (توليد شحنة كهربائية عند تعرضها لتغيرات درجة الحرارة). يمكن استخدام هذه الخصائص كاختبارات تشخيصية لبعض المعادن.
13. مضان: الإسفار هو خاصية لبعض المعادن لإصدار ضوء مرئي عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV). يمكن استخدام هذه الخاصية كخاصية تشخيصية لتحديد الهوية ، حيث تظهر المعادن المختلفة ألوانًا فلورية أو شدة مختلفة.
14. رد فعل على الأحماض: تتفاعل بعض المعادن مع الأحماض وتنتج فورانًا أو فورانًا. على سبيل المثال ، يتفاعل الكالسيت مع حمض الهيدروكلوريك ، وينتج فقاعات من غاز ثاني أكسيد الكربون. يمكن استخدام هذه الخاصية كاختبار تشخيصي لتحديد المعادن التي هي معادن كربونية أو تحتوي على شوائب كربونية.

هذه بعض الخصائص الفيزيائية للمعادن التي يمكن استخدامها لتحديدها وتوصيفها. من المهم ملاحظة أنه لا توجد خاصية واحدة كافية لتحديد الهوية ، وغالبًا ما تكون هناك حاجة إلى مجموعة من الخصائص المتعددة لتحديد المعادن بدقة.

اقرأ المزيد عن

تشير الخصائص البصرية للمعادن إلى سلوكها في الاستجابة للضوء ، بما في ذلك كيفية نقل الضوء وامتصاصه وعكسه وانكساره. يمكن أن توفر هذه الخصائص معلومات قيمة لتحديد المعادن وتوصيفها. فيما يلي بعض الخصائص البصرية الأساسية للمعادن:

1. الشفافية: الشفافية تشير إلى قدرة المعدن على نقل الضوء. يمكن أن تكون المعادن شفافة (تسمح للضوء بالمرور مع القليل من التشتت أو لا تشتت) ، أو شفافة (تسمح للضوء بالمرور ولكن تشتيته) ، أو غير شفافة (لا تسمح بمرور أي ضوء). غالبًا ما يتم تقييم الشفافية عن طريق وضع عينة معدنية مقابل مصدر الضوء ومراقبة الدرجة التي يمر بها الضوء.
2. لون: اللون هو أحد الخصائص البصرية الأكثر وضوحًا للمعادن ويمكن أن يختلف اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على التركيب الكيميائي والشوائب الموجودة في المعدن. يمكن أن تعرض المعادن مجموعة واسعة من الألوان ، بما في ذلك الأبيض والرمادي والأسود والأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والبنفسجي. يمكن أن يكون سبب اللون هو وجود مكونات معدنية معينة أو عن طريق امتصاص الضوء أو انعكاسه أو نثره.
3. بريق: يشير اللمعان إلى الطريقة التي يعكس بها المعدن الضوء. يمكن أن تحتوي المعادن على بريق معدني (يشبه لمعان المعدن) أو بريق غير معدني (مثل الزجاجي أو اللؤلئي أو الحريري أو الدهني أو الراتنج) أو مزيج من الاثنين معًا. غالبًا ما يُلاحظ اللمعان من خلال النظر إلى سطح عينة معدنية تحت الضوء وملاحظة الطريقة التي تعكس بها الضوء.
4. معامل الانكسار: معامل الانكسار هو مقياس لمدى إبطاء معدن أو انحنائه للضوء أثناء مروره. يمكن أن تحتوي المعادن ذات التركيبات الكيميائية المختلفة على مؤشرات انكسار مختلفة ، والتي يمكن قياسها باستخدام مقياس الانكسار. يعتبر معامل الانكسار خاصية مهمة لتحديد المعادن وتمييزها ، حيث يمكن أن توفر معلومات حول تكوينها وهيكلها البلوري.
5. الانكسار: الانكسار المزدوج ، المعروف أيضًا باسم الانكسار المزدوج ، هو خاصية لبعض المعادن لتقسيم شعاع ضوء واحد إلى شعاعين بمؤشرات انكسار مختلفة. يمكن ملاحظة هذه الخاصية باستخدام مجهر استقطاب ويمكن أن توفر معلومات مهمة حول التركيب البلوري وتكوين المعدن.
6. تعدد التلاون: تعدد التلاون هو خاصية لبعض المعادن لإظهار ألوان مختلفة عند النظر إليها من زوايا مختلفة. يمكن ملاحظة هذه الخاصية باستخدام مجهر استقطاب ويمكن أن توفر معلومات حول اتجاه الكريستال وتكوين المعدن.
7. علم المعادن البصري: علم المعادن البصري هو دراسة المعادن باستخدام الفحص المجهري للضوء المستقطب. تتضمن هذه التقنية مراقبة سلوك الضوء أثناء مروره عبر جزء رفيع من معدن تحت الضوء المستقطب ، والذي يمكن أن يوفر معلومات حول الخصائص البصرية للمعدن ، وبنيته البلورية ، وتكوينه.
8. هالة متعددة الألوان: الهالة متعددة الألوان عبارة عن حلقة من معادن مختلفة الألوان تحيط بمعدن مشع في معدن مضيف. تحدث هذه الظاهرة بسبب الإشعاع المنبعث من المعدن المشع الذي يضر بالشبكة البلورية للمعادن المحيطة ، مما يؤدي إلى نمط مميز لتغير اللون. يمكن استخدام الهالات متعددة الألوان كمؤشر على وجود المعادن المشعة في عينة معدنية.
9. تشتت: يشير التشتت إلى قدرة المعدن على فصل الضوء إلى ألوانه المكونة ، على غرار كيفية فصل الضوء إلى قوس قزح بواسطة المنشور. يمكن ملاحظة التشتت على أنه اختلاف في درجة انحناء أو انكسار ألوان مختلفة من الضوء عند المرور عبر معدن. بعض المعادن ، مثل الماس ، لها تشتت قوي ، مما يؤدي إلى "حريق" أو تأثير التلاعب بالألوان.
10. مضان: الإسفار هو خاصية لبعض المعادن لإصدار ضوء مرئي عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV). يمكن ملاحظة هذه الخاصية باستخدام مصباح الأشعة فوق البنفسجية أو مصدر ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، ويمكن أن تظهر المعادن المختلفة ألوانًا مختلفة من التألق. يمكن استخدام الإسفار كخاصية تشخيصية لتحديد معادن معينة ، حيث لا تظهر جميع المعادن مضانًا.
11. الفوسفوري: يعتبر الفسفور ظاهرة مشابهة للفلورة ، ولكن مع تأخر انبعاث الضوء بعد إزالة مصدر ضوء الأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تظهر بعض المعادن الفسفور ، حيث تستمر في إصدار الضوء المرئي لفترة قصيرة من الوقت حتى بعد إيقاف تشغيل مصدر ضوء الأشعة فوق البنفسجية. يمكن أيضًا استخدام الفسفور كخاصية تشخيصية لتحديد معادن معينة.
12. بريق: البريق هو ظاهرة يظهر فيها أن المعدن يتغير لونه أو يعرض تلاعبًا بالألوان عند رؤيته من زوايا مختلفة أو تحت ظروف إضاءة مختلفة. يحدث البريق بسبب تداخل وتشتت الضوء داخل بنية المعدن ، ويمكن ملاحظته في المعادن مثل العقيق.

تفاصيل أكثر

يمكن تصنيف المعادن بطرق مختلفة بناءً على معايير مختلفة ، مثل التركيب الكيميائي والبنية البلورية والخصائص الفيزيائية وطريقة التكوين. فيما يلي بعض التصنيفات الشائعة للمعادن:

1. التركيب الكيميائي: يمكن تصنيف المعادن بناءً على تركيبتها الكيميائية ، والتي تشير إلى العناصر ونسبها الموجودة في المعدن. على سبيل المثال ، يمكن تصنيف المعادن على أنها سيليكات (تحتوي على السيليكون والأكسجين) ، وكربونات (تحتوي على الكربون والأكسجين) ، وكبريتيدات (تحتوي على الكبريت) ، وأكاسيد (تحتوي على أكسجين) ، وهاليدات (تحتوي على هالوجينات مثل الكلور أو الفلور) ، وغيرها الكثير. .
2. هيكل الكريستال: يمكن أيضًا تصنيف المعادن بناءً على تركيبتها البلورية ، والتي تشير إلى ترتيب الذرات أو الأيونات في التركيب الداخلي للمعادن. بعض الهياكل البلورية الشائعة تشمل المكعب ، رباعي الزوايا ، معيني الشكل ، سداسي ، وشكل الشكل ، من بين أمور أخرى. تلعب البنية البلورية دورًا مهمًا في تحديد الخصائص الفيزيائية للمعادن ، مثل صلابتها وانقسامها وخصائصها الضوئية.
3. الخصائص الفيزيائية: يمكن تصنيف المعادن بناءً على خصائصها الفيزيائية ، مثل الصلابة ، والانقسام ، واللون ، والخط ، واللمعان ، والجاذبية النوعية ، وغيرها. على سبيل المثال ، يمكن تصنيف المعادن على أنها معادن معدنية (تحتوي على عناصر معدنية) ، ومعادن غير فلزية (لا تحتوي على عناصر معدنية) ، وأحجار كريمة (معادن ثمينة أو شبه كريمة مستخدمة في المجوهرات).
4. طريقة التشكيل: يمكن أيضًا تصنيف المعادن بناءً على طريقة تكوينها ، والتي تشير إلى العمليات الجيولوجية التي أدت إلى تكوينها. بعض الأنواع الشائعة من المعادن التي تعتمد على طريقة تكوينها تشمل المعادن النارية (المتكونة من تصلب الصهارة المنصهرة أو الحمم البركانية) ، والمعادن الرسوبية (المتكونة من تراكم وتوحيد الرواسب) ، والمعادن المتحولة (المتكونة من تغيير الموجود مسبقًا المعادن من خلال الحرارة أو الضغط أو التفاعلات الكيميائية).
5. القيمة الاقتصادية: يمكن تصنيف المعادن على أساس قيمتها الاقتصادية ، خاصة عندما يتعلق الأمر بالمعادن التي يتم استخراجها لمحتواها المعدني واستخدامها في العمليات الصناعية المختلفة. على سبيل المثال ، يمكن تصنيف المعادن على أنها معادن خام (معادن تحتوي على عناصر قيّمة أو معادن يمكن استخلاصها اقتصاديًا) ، ومعادن شوائب (معادن ليس لها قيمة اقتصادية مرتبطة بالمعادن الخام) ، ومعادن ثانوية (معادن ثانوية تحدث بكميات صغيرة ولكن ليس لها أهمية اقتصادية).

هذه بعض الطرق الشائعة لتصنيف المعادن. من المهم ملاحظة أن المعادن يمكن أن تنتمي إلى تصنيفات متعددة ، حيث يمكن أن يكون لها تركيبات كيميائية مختلفة ، وهياكل بلورية ، وخصائص فيزيائية ، وأنماط تكوين. يعتبر تصنيف المعادن مجالًا معقدًا ومتعدد التخصصات يتضمن دراسة الجوانب المختلفة لعلم المعادن والجيولوجيا والكيمياء وعلوم المواد.

تتواجد المعادن بشكل طبيعي ، وهي مواد صلبة غير عضوية ذات تركيبة كيميائية محددة وبنية بلورية. يتم تصنيفها بناءً على تركيبتها الكيميائية ، والتي تشير إلى العناصر ونسبها الموجودة في المعدن. فيما يلي بعض التركيبات الكيميائية الشائعة للمعادن ومجموعات المعادن المقابلة لها:

1. السيليكات: السيليكات هي أكثر مجموعات المعادن وفرة وتشكل أكثر من 90٪ من القشرة الأرضية. وهي تتكون من السيليكون (Si) والأكسجين (O) كعناصرها الرئيسية ، إلى جانب عناصر أخرى مثل الألومنيوم (Al) والكالسيوم (Ca) والبوتاسيوم (K) والصوديوم (Na) وغيرها. تشمل أمثلة معادن السيليكات الكوارتز والفلسبار والميكا والأمفيبول.
2. الكربوناتالكربونات هي معادن تتكون من أيون الكربونات (CO3) ممزوجًا بأيونات المعادن ، مثل الكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg) والحديد (Fe). تتضمن أمثلة معادن الكربونات الكالسيت والدولوميت والسيدريت.
3. كبريتيد: الكبريتيدات عبارة عن معادن تتكون من الكبريت (S) ممزوجًا بأيونات المعادن ، مثل الحديد (Fe) والرصاص (Pb) والنحاس (Cu) والزنك (Zn). تشمل أمثلة معادن الكبريتيد البيريت والجالينا والكالكوبايرايت والسفاليريت.
4. أكاسيدالأكاسيد هي معادن تتكون من الأكسجين (O) مع أيونات المعادن ، مثل الحديد (Fe) والألومنيوم (Al) والتيتانيوم (Ti). تشمل أمثلة معادن الأكسيد الهيماتيت والمغنتيت والأكسيد.
5. هاليداتالهاليدات هي معادن تتكون من أيونات الهالوجين ، مثل الكلور (Cl) أو الفلور (F) ، مجتمعة مع أيونات المعادن ، مثل الصوديوم (Na) والكالسيوم (Ca) والبوتاسيوم (K). تشمل أمثلة معادن الهاليد الهاليت (ملح الصخور) والفلوريت والسيلفيت.
6. الكبريتات: الكبريتات هي معادن تتكون من أيون الكبريتات (SO4) مع أيونات المعادن ، مثل الكالسيوم (Ca) والباريوم (Ba) والسترونشيوم (Sr). تشمل أمثلة معادن الكبريتات الجبس والباريت والأنهيدريت.
7. الفوسفاتالفوسفات عبارة عن معادن تتكون من أيون الفوسفات (PO4) مع أيونات المعادن ، مثل الكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg) والحديد (Fe). تشمل أمثلة معادن الفوسفات الأباتيت والفيروز والوافليت.
8. العناصر الأصلية: العناصر الأصلية هي معادن تتكون من عنصر واحد في شكله الطبيعي ، مثل الذهب (Au) ، والفضة (Ag) ، والنحاس (Cu) ، والكبريت (S). تشمل أمثلة العناصر الأصلية المعادن شذرات الذهب والأسلاك الفضية والكريستال النحاسي.

هذه فقط بعض الأمثلة على التركيبات الكيميائية للمعادن والمجموعات المعدنية المقابلة لها. هناك العديد من المجموعات المعدنية الأخرى ذات التركيبات الكيميائية الفريدة ، ويمكن أن تحتوي المعادن أيضًا على تركيبات معقدة مع وجود عناصر متعددة. يلعب التركيب الكيميائي للمعدن دورًا مهمًا في تحديد خواصه الفيزيائية وبنيته البلورية وخصائصه العامة.