지구를 구성하는 기본 단위는 암석이고, 암석을 구성하는 기본 단위는 미네랄입니다. 지구는 주로 다양한 미네랄로 구성되어 있으며, 현재 4,700종 이상의 미네랄이 알려져 있습니다. 암석에 흔히 발견되는 미네랄에는 석영, 각화, 방해석, 비트민, 각화, 辉石, 올리바인트 등이 있습니다. 일상생활에서 우리가 접하는 금, 은, 구리, 철 등의 금속과 그래파이트, 반지의 반짝이는 보석 등 비금속은 모두 미네랄 원료로 제작됩니다.
미네랄은 지질학적 작용으로 형성된 결정형 고체물질이며, 기본 단위는 원소입니다. 각 미네랄은 특정한 화학 성분을 가지고 있습니다. 예를 들면 방해석의 화학 성분은 카르보네이트(CaCO3), 석영의 화학 성분은 실리카(SiO2)입니다. 미네랄을 구성하는 원자나 이온들은 특정한 패턴에 따라 3차원 공간에서 정기적으로 배열되어 미네랄의 결정 구조를 형성합니다. 서로 다른 원자나 이온의 반지름이나 화학 특성에 따라 원자나 이온의 배열 패턴이 다르므로 서로 다른 구조의 미네랄이 형성됩니다. 또한 지질학적 조건인 온도, 압력도 원자나 이온의 배열 패턴에 영향을 미칩니다. 각 미네랄은 특정한 구조 형태를 가지고 있습니다. 만약 원자 배열 패턴이 같지만 원자 배열 방식이 다르면, 미네랄은 서로 다른 결정 구조와 형태를 보여 줍니다. 예를 들면 그래파이트와 다이아몬드는 모두 탄소 원자로 구성되어 있지만, 원자 배열 패턴이 다르기 때문에 그래파이트와 다이아몬드는 모양과 물리학적, 화학적 특성에서 큰 차이를 보입니다.
일반적으로 경험이 있는 사람들은 미네랄의 모양, 색상, 광택, 강도, 밀도와 같은 특성을 통해 미네랄의 종류를 구별할 수 있습니다. 예를 들면 피리트, 청동석, 자석, 다이아몬드 등입니다. 지구에는 수천 종의 미네랄이 있지만, 기본 크리스탈 형태는 불과 47개의 기하학적 유형, 예를 들면 정육면체, 오كت로도등으로 제한되어 있습니다. 왜 미네랄은 규칙적인 모양을 가지고 있을까요? 이는 미네랄의 성장 과정에서 원자, 이온들이 자발적으로 쌓여 형성되기 때문입니다. 미네랄 결정의 각 면의 성장은 결정 구조에 의해 제어되며, 완전히 자유로운 성장 공간에서, 미네랄은 자신의 결정 구조의 대칭성에 따라 규칙적인 다면체를 형성할 것입니다. 이때 결정의 외부 형태 대칭성은 결정 구조의 대칭성과 완전히 일치할 것입니다. 미네랄 결정이 자유로운 성장 공간이 없을 때, 각 면의 성장은 공간에 의해 제한되어 불규칙한 모양을 나타낼 것입니다. 대부분의 경우, 지질학적 작용으로 형성된 미네랄 형태는 이상적인 모양에서 벗어나며, 불규칙한 모양을 보여 주기도 합니다. 따라서 우리가 미네랄을 관찰할 때, 미네랄 입자의 크기, 모양뿐만 아니라 미네랄 결정이 구성하는 집합체의 모양도 관찰해야 합니다.