Минералы, кристаллическое строение которых обнаруживается под микроскопом, называют скрытокристаллическими, их типичный представитель – халцедон. Кристаллические вещества обладают однородностью химического состава во всех частях кристалла или кристаллического индивидуума (например, зерна), а также способностью самоограняться, т. е. образовывать многогранники.
Каждый минерал обладает определенным химическим составом и имеет характерное для него внутреннее строение, от которого зависят его внешняя форма и свойства. Методы изучения и определения минералов весьма обширны: визуально или макроскопически минералы определяют в полевой обстановке по цвету, блеску, твердости, форме и т. п. Нередко в полевой обстановке используют и наиболее простые качественные реакции, частично с применением паяльной трубки.
При камеральной обработке собранных в поле образцов минералов и горных пород в лабораториях применяются точные методы: определяются оптические константы минералов, изучаются их кристаллографические свойства, радиоактивность, люминесценция, пьезоэлектрические и магнитные свойства, детально исследуется химический состав минералов при помощи химического и физического анализа, а также используются рентгеновский и различные термические методы.
Изоморфизм. Под изоморфизмом понимают способность элементов заменять друг друга в химических соединениях родственного состава. В этом случае кристаллическая решетка данного вещества допускает замену одних компонентов (например, Мg>2+) другими (например, Fе>2+). Два вещества могут заменять друг друга в том случае, если они обладают аналогичной химической формулой и соответственные ионы обоих веществ имеют одинаковые по знаку заряды, а размер ионов и степень поляризации их близки. Так, ионный радиус Мg>2+ – 0,75•10>-> 10 м, Fе>2+ – 0,79•10>– >10 м, Fе>3+ – 0,67•10>– >10 м, А1>3+ – 0,57•10 >-> 10 м.
Изоморфные смеси широко распространены в природе, например Мg>2SiO>4 – форстерит и Fе>2SiO>4 – фаялит. Их изоморфная смесь представляет собой минерал оливин, широко встречающийся в природе: т Мg>2SiO>4 n Fе>2SiO>4. Все три минерала (форстерит, фаялит и оливин) кристаллизуются в ромбической сингонии.
Изоморфные замещения играют большую роль в образовании минералов и важны для формирования почв, в частности их минерального состава и плодородия.