أبعاد خفية في معدن

في الجيولوجيا وعلم المعادن، يعرف المعدن أو النوع المعدني، عمومًا، بأنه مادة صلبة ذات تركيب كيميائي محدد وبنية بلورية محددة، توجد طبيعيًا في شكلها النقي.

يستبعد التعريف الجيولوجي للمعدن عادةً المركبات التي توجد فقط في الكائنات الحية. ومع ذلك، غالبًا ما تكون بعض المعادن حيوية المنشأ -مثل الكالسيت- أو مركبات عضوية بالمعنى الكيميائي -مثل المليت. غالبًا ما تركب الكائنات الحية معادن غير عضوية -مثل هيدروكسيل أباتيت- توجد أيضًا في الصخور.

يختلف مفهوم المعدن عن الصخر، الذي هو أي مادة جيولوجية صلبة كبيرة متجانسة نسبيًا على نطاق واسع. قد يتكون الصخر من نوع واحد من المعدن، أو قد يكون تجمعًا لنوعين أو أكثر من المعادن، مفصولين مكانيًا إلى أطوار مميزة.

بعض المواد الصلبة الطبيعية التي لا تمتلك بنية بلورية محددة، مثل الأوبال أو الأوبسيديان، تسمى بشكل أدق أشباه المعادن. إذا كان المركب الكيميائي موجودًا بشكل طبيعي بتركيبات بلورية مختلفة، فإن كل تركيب يُعد نوعًا معدنيًا مختلفًا. مثلًا، الكوارتز والستيشوفيت معدنان مختلفان يتكونان من نفس المركب، وهو ثاني أكسيد السيليكون.

الجمعية الدولية لعلم المعادن (IMA) هي الهيئة المعيارية المعترف بها عمومًا لتعريف وتسمية أنواع المعادن. اعتبارًا من مايو 2025، تعترف IMA بـ 6145 نوعًا معدنيًا رسميًا.

قد يختلف التركيب الكيميائي لنوع معدني معين إلى حد ما بسبب تضمين كميات صغيرة من الشوائب. أحيانًا يكون للأنواع المحددة من النوع أسماء تقليدية أو رسمية خاصة بها. مثلًا، الجمشت هو نوع أرجواني من نوع معدن الكوارتز. قد تحتوي بعض أنواع المعادن على نسب متفاوتة من عنصرين كيميائيين أو أكثر يشغلون مواقع متكافئة في بنية المعدن، مثلًا، تعطى صيغة الماكيناويت على النحو التالي Fe,Ni 9S8، أي FexNi 9-xS8، حيث x هو رقم متغير بين 0 و9. في بعض الأحيان، يقسم معدن ذو تركيب متغير إلى أنواع منفصلة، عشوائيًا إلى حد ما، لتشكيل مجموعة معدنية؛ وهذا هو حال السيليكات CaxMg yFe 2-x-ySiO4، وهي مجموعة الزبرجد الزيتوني.

إلى جانب التركيب الكيميائي الأساسي والبنية البلورية، عادةً ما يتضمن وصف نوع المعدن خصائصه الفيزيائية الشائعة مثل القوام، والصلابة، واللمعان، والشفافية، واللون، والخطوط، والمتانة، والانقسام، والكسر، والنظام، والتقسيم، والانقسام، والثقل النوعي، والمغناطيسية، والفلورسنت، والنشاط الإشعاعي، إضافةً إلى طعمه أو رائحته وتفاعله مع الأحماض.

تصنف المعادن حسب مكوناتها الكيميائية الرئيسية؛ والنظامان السائدان هما تصنيف دانا وتصنيف سترونز. تشكل معادن السيليكات ما يقرب من 90% من قشرة الأرض. تشمل المجموعات المعدنية المهمة الأخرى العناصر الأصلية -المكونة من عنصر نقي واحد- والمركبات -مجموعات من عناصر متعددة- وهي الكبريتيدات -مثلGalena PbS))- والأكاسيد -مثل الكوارتزSiO2))- والهاليدات -مثل ملح الصخورNaCl))- والكربونات -مثل الكالسيتCaCO3))- والكبريتات -مثل الجبس CaSO4·2H2O))- والسيليكات- مثل الأورثوكليزKAlSi3O8))- والموليبدات -مثل الوولفينيت PbMoO4))- والفوسفات -مثل البايرومورفيت (Pb5(PO4)3Cl).