地球を構成する基本単位は岩石であり、岩石を構成する基本単位は鉱物です。地球は主にさまざまな鉱物で構成されており、現在では4,700種以上が知られています。岩石に多く見られる鉱物には、石英、長石、方解石、黒云母、白云母、角闪石、輝石、橄榄石などがあります。日常生活の中で、金、銀、銅、鉄などの金属や、鉛筆の芯の主成分であるグラファイト、指輪に使われているきらびやかに光る宝石などは、すべて鉱物原料から加工されています。
鉱物は地質学的事象によって形成された結晶固体物質であり、その基本単位は元素です。各種の鉱物には特定の化学成分があります。例えば、方解石の化学成分は炭酸カルシウム(CaCO3)、石英の化学成分は二酸化ケイ素(SiO2)です。原子やイオンが三次元空間で規則的に配列することによって鉱物の結晶構造が形成されます。異なる元素のイオン半径や化学性質が異なれば、原子やイオンの配列も異なり、異なる構造の鉱物が形成されます。また、地質学的な条件(温度、圧力など)も原子やイオンの配列に影響を与えます。
通常、経験豊富な人は鉱物の形状、色、光沢、硬度、密度などによって鉱物の種類を識別できます。例えば、黄铁矿、黄铜矿、电气石、金刚石など。地球上には何千種もの矿物がありますが、基本的な晶型はわずか47種の幾何学的な形態(立方体、八面体など)です。
なぜ矿物は規則的な形状を持つのでしょうか?これは、矿物の成長過程が原子、イオンの自発的な堆積過程であるためです。矿物晶体の各結晶面の成長は晶体構造によって制御されます。完全に自由な成長空間では、矿物はその晶体構造の対称性に従って規則的な幾何学的多面体を形成します。この場合、晶体の外部形状の対称性は完全に晶体構造の対称性と一致しています。
矿物晶体が自由に成長する空間がない場合、各結晶面的成長は空間に制限され、不規則な形状になります。ほとんどの場合、地質学的事象によって形成された矿物の形態は理想的な形状から外れており、不規則な形状になっています。したがって、矿物の形態を観察する際には、単一の矿物颗粒の大きさや形状だけでなく、矿物晶体が構成する集合体の形態も考慮する必要があります。

