Minerały są to określone pierwiastki lub związki chemiczne (także tzw. stałe roztwory) powstałe w sposób naturalny w procesach geologicznych i wchodzące w skład skał i skorupy ziemskiej. Szczególnymi właściwościami minerałów na podstawie których się je rozpoznaje są:
- ciężar
- twardość
- postać krystaliczną
- połysk
- przełam
- barwę
Ze względu na genezę rozróżnia się minerały pierwotne i wtórne. Minerały pierwotne wydzielają się bezpośrednio z danego środowiska. Mogą krystalizować z magmy (minerały magmowe), z przegrzanych par i gorących roztworów wydzielających się z magmy (minerały pneumatolityczne i hydrotermalne), z par i gazów wulkanicznych (minerały wulkaniczno-ekshalacyjne), z wód źródlanych, jeziornych lub morskich (minerały osadowe); minerały wtórne powstają z minerałów pierwotnych (i zajmują ich miejsce) wskutek ich fizycznych i chemicznych przeobrażeń.
Minerały odegrały dużą rolę w rozwoju ludzkości i przyczyniły się do rozkwitu cywilizacji np. w Epoce Kamiennej ludzie używali prostych narzędzi z kamienia, z kolei w epoce żelaza skorupa ziemska stała się dla człowieka prawdziwą kopalnią materiałów potrzebnych do życia (minerałów). Skorupa ziemska jest w przeważającej części zbudowana z minerałów, wśród których występują zarówno cenne kruszce np. diamenty jak i złoża pospolitych metali wykorzystywanych w codziennym życiu.
Osiem pierwiastków tworzy 99% skorupy naszej planety. Łącząc się w związki dają początek licznym minerałom. W najpospolitszych skałach, z wyjątkiem wapieni, dominują minerały krzemianowe i krzemionka. Skały magmowe są charakterystyczne dla pewnych grup tych skał.
Twardość
Twardość jest to opór, jaki stawia minerał rysującemu go ostrzu. Twardość zależy od łupliwości: jest najmniejsza w kierunku równoległym do płaszczyzny łupliwości, a największa w kierunku prostopadłym. Do określania twardości minerałów stosujemy 10-stopniową skalę twardości Fryderyka Mohsa. Ta skala obejmuje 10 minerałów wzorcowych o białej rysie, ułożonych według wzrastającej twardości. Różnice twardości między sąsiednimi minerałami są małe na początku skali i duże przy jej końcu.
Barwa
Barwa jest charakterystyczną, lecz nie zawsze wiarygodną cechą diagnostyczną minerałów, bo te same minerały mogą występować w wielu różnych barwach. Większa część minerałów posiada jednak stałą, charakterystyczną barwę, dlatego pomaga ona rozpoznawać minerały. Biorąc pod uwagę przyczyny, które decydują o barwach, podzielono minerały na następujące cztery grupy:
Minerały achromatyczne - to minerały bezbarwne, doskonale przepuszczające światło, nie absorbujące w widzialnej części jego widma
Minerały idiochromatyczne - są to minerały o stałej i charakterystycznej dla nich barwie, związanej z obecnością w ich składzie określonych pierwiastków
Minerały allochromatyczne - to minerały zabarwione, zawdzięczające swe kolory obecności domieszek innych, barwiących substancji, którymi mogą być domieszki innych pierwiastków lub wzrosty innych minerałów
Minerały pseudochromatyczne - minerały zabarwione pozornie, swe barwy zawdzięcza własnościom fizycznym, powodującym rożne efekty optyczne jak: załamanie, odbicie, dyfrakcja, dyspresja, interferencja światła
Rysa
Aby określić prawdziwą barwę minerału badamy kolor jego rysy, czyli koloru proszku minerału, jaki powstaje po zarysowaniu jego powierzchni.
Przezroczystość
Przezroczystość jest zdolnością minerałów do przepuszczania światła. Jest to cecha bardzo ważna, szczególnie dla kamieni szlachetnych.
Rozróżniamy następujące stopnie przezroczystości:
- Minerały przezroczyste - to takie, przez które nawet przy ich dużej grubości można czytać litery (np. kalcyt, kryształ górski, topaz, diament)
Minerały półprzezroczyste - tekst czytany przez nie jest niewyraźny (np. kwarc różowy, szmaragdy)
- Minerały przeświecające - światło przechodzi nawet przez grubsze ich warstwy, ale nic przez nie nie widać (np. siarka, aurypigment, kwarc mleczny)
- Minerały przeświecające na krawędziach - przepuszczają światło tylko wtedy, gdy są sproszkowane lub występują w postaci cienkich płytek (np. amfibole, augit)
- Minerały nieprzezroczyste - nie przepuszczają światła nawet w postaci proszku o cienkich płytek (np. magnetyt, piryt)
Połysk
Połysk jest zdolnością minerału do odbijania światła od jego powierzchni. Zależy od wielu czynników np. od załamania światła, absorpcji światła, rodzaju powierzchni, nie zależy od barwy minerału. Wyróżniono następujące rodzaje połysku:
- Metaliczny - charakterystyczny dla większości minerałów nieprzezroczystych. Widać go najlepiej na świeżych, zgodnych z płaszczyznami łupliwości przełamach rodzimych metali ciężkich lub ich rud (np. galena, chalkopiryt, magnetyt)
- Półmetaliczny - nieco słabszy od metalicznego, mają go minerały przezroczyste lub półprzezroczyste o dużym współczynniku załamania światła
- Diamentowy - bardzo silny, występuje tylko u minerałów przezroczystych i przeświecających, jest wynikiem całkowitego odbicia światła (np. cyrkon, diament)
- Szklisty - przypomina połysk szkła, występuje u minerałów przezroczystych (np. fluoryt, kwarc, korund)
- Tłusty - przypomina połysk natłuszczonego papieru, charakterystyczny dla minerałów posiadających wrostki (np. opal, kordieryt)
- Perłowy - typowy dla minerałów przezroczystych i półprzezroczystych, o doskonałej łupliwości (np. gips, muskowit)
- Jedwabisty - charakterystyczny dla minerałów o budowie włóknistej (np. azbest, krokidolit)
- Matowy - typowy dla minerałów występujących w skupieniach ziemistych (np. kaolinit, piroluzyt)
Łupliwość
Łupliwość jest zdolnością minerałów do łatwego pękania wzdłuż pewnych kierunków pod wpływem nacisku lub uderzenia. Łupliwość zależy od wewnętrznej budowy kryształów i jest stała dla danego minerału. Kryształy pękają zawsze wzdłuż najsłabiej związanych ze sobą płaszczyzn, czyli takich, wzdłuż których siły wiążące cząsteczki są najsłabsze. Łupliwość najłatwiej zaobserwować uderzając minerał młotkiem. Niektóre minerały rozłupują się dobrze wzdłuż wszystkich płaszczyzn, tworząc określone bryły, inne łupią się źle, wzdłuż pewnych płaszczyzn.
Wyróżnia się następujące rodzaje łupliwości:
- Doskonałą - gdy minerał łatwo rozłupać na cienkie, zwykle równoległe blaszki (np.grafit, gips, muskowit)
- Bardzo dobrą (wyraźną) - gdy bryłki po rozłupaniu, mające nawet bardzo małe rozmiary, zachowują swój kształt (np. galena, halit, kalcyt)
- Dobrą - gdy płaszczyzny łupliwości są mniej wyraźne i nie zawsze całkiem gładkie (np. skalenie)
- Niewyraźną - gdy powierzchnie płaszczyzn łupliwości nie są gładkie (np. siarka, apatyt)
- Złą - gdy minerałowi całkowicie brak łupliwości
Minerały pozbawione łupliwości pękają wzdłuż nierównych powierzchni, zwanych przełamem.
Przełam
Przełam to nierówne powierzchnie, wzdłuż których pękają minerały, pozbawione łupliwości. W zależności od rodzaju powierzchni wyróżniamy następujące rodzaje przełamu:
- Muszlowy (np. kwarc, opal)
- Nierówny (np. piryt)
- Haczykowaty (np. srebro, złoto)
- Zadziorowaty (np. nefryt, granat)
- Ziemisty (np. kaolinit)
Magnetyzm
Silne własności magnetyczne ma tylko magnetyt, słabe pirotyn, hematyt, wolframit.
Radioaktywność
Minerały radioaktywne emitują promieniowanie alfa, beta i gamma, wytwarzając liczne izotopy. Tych minerałów nie należy kolekcjonować bez odpowiedniego zabezpieczenia.