تكون بلورات المعادن الأرضية في الطبيعة:
إن طرق نشأة وتكوين المعادن والبلورات المعدنية في الطبيعة تعود إلى أربعة أصول، وأول الأصول هو تجمد الصهير (الماجما) أو اللافا، يعرف الماجما على أنه سائل صخري ذو درجة حرارة مرتفعة ويوجد أسفل القشرة الأرضية على أعماق مختلفة، أما اللافا فهي عبارة عن سائل صخري يكون ظاهر على سطح الأرض.
والسائل الصخري عبارة عن محلول معقد ثقيل، حيث أن العناصر المختلفة تتمكن من الحركة خلاله بحرية وتتشكل المعادن بسبب اتحاد العناصر مع بعضها البعض تحت ظروف خاصة، وفي حال انخفضت درجة حرارة الصهير فإن بلورات المعادن يحدث لها انفصال على مراحل متعددة، اعتماداً على درجة حرارة الصهير ومن المعروف أن التبريد البطيء يتسبب في تكوين بلورات ذات حجم كبير.
أما التبريد السريع يتسبب في تكوين بلورات ذات أحجام صغيرة، وإذا حدث تجمد للافا على سطح الأرض فإن البلورات لا تتشكل بسبب التبريد المفاجئ، كما أن السيليكات تتبلور أولاً من الماجما لتمنح المعادن السيليكاتية المهمة والتي تشكل الصخور الأرضية مثل الفلسبارات والبلاجيوكليز والأليفين أو الأمفيبول والمايكا بالإضافة إلى الفلسبارات البوتاسية والكوارتز.
كما يتم تبلور أكاسيد وكبريتيدات الفلزات التي تنتج من الماجما، حيث تشكل رواسب الخامات، بالإضافة إلى نمو بلورات ذات أحجام كبيرة لمعادن ذات قيمة اقتصادية مثل: الأحجار الكريمة أو التوباز والزمرد والترومالين، هناك الكثير من المعادن في لطبيعة تتشكل بسبب تبلورها من المحاليل (تبخر السائل المذيب، فقد الغاز الذي يعمل كمذيب من المياه الجوفية).
حيث أنه ونتيجة لعملية التبخر التي تتعرض لها مياه البحار والمحيطات والبحيرات المالحة، نجد أن كمية الأملاح المذابة فيها تصبح أكثر تركيزاً مما يتسبب في تبلور هذه الأملاح وترسبها من المحلول اعتماداً على درجة ذوبانها، أي أن المعادن التي تكون أقل ذوباناً مثل كربونات الكالسيوم تتبلور أولاً ثم تليها كربونات المغنيسيوم، إلى أن تنتهي عملية التبلور بالأملاح التي تكون ذات ذوباناً كبير مثل كلوريد الصوديوم (الهاليت).
كما أن المياه الجوفية التي تمتلك نسبة من غاز ثاني أكسيد الكربون تتحول إلى حمض ضعيف يسمى حمض الكربونيك، الذي يعمل على إذابة الصخور الجيرية (كرونات الكالسيوم) ثم يحولها إلى بيكربونات الكالسيوم التي تكون قابلة للذوبان في الماء، ويعد مركب غير مستقر، حيث يفقد ثاني أكسيد الكربون المذاب في الماء ثم يتحول إلى كربونات الكالسيوم التي لا تذوب في الماء، على سبيل المثال معد الكالسيت الذي يتشكل على شكل استلاكيتيت (هوابط) واستجمالاجميت (صواعد) في الكهوف.
خلال المرحلة الأخيرة لتجمد الصهير فإن الجزء المتبقي من هذا الصهير يكون على شكل محلول مائي حار جداً ويكون ذو نشاط كيميائي كبير، إن هذا المحلول يعرف باسم المحاليل المائية الحارة أو المحاليل المجماتية، وعندما تبرد هذه المحاليل وتصبح ذات ضغط قليل تبدأ عملية ترسيب المعادن المذابة، فالمعادن التي تترسب أولاً هي المعادن التي تكون ذات ذوبان قليل ومن ثم يليها المعادن الأكثر قابلية للذوبان، ومن الأمثلة عليها معدن الجالينا ومعدن كالكوبيرايت ومعدن الكالسيت والفلورايت بالإضافة إلى معدن الأوبال وغيرها من المعادن.
يحدث في الطبيعة تفاعل بين المحاليل وبين المواد الصلبة من خلال عملية الإحلال، وهي عبارة عن عملية يتغير فيها المعدن إلى معدن آخر جديد بسبب المحاليل، ويحدث ذلك من خلال إذابة المحلول للمعدن الذي يصادفه ويقوم بترسيب معدن آخر جديد مكانه يكون مختلف في تركيبه الكيميائي، ومن الأمثلة على ذلك معدن سميثونيت (كربونات الزنك) والذي يتشكل بسبب تفاعل محلول مائي، يمتلك كبريتات الزنك مع الحجر الجيري بعملية الإحلال.
من المعروف أن الماجما تمتلك غازات ومواد طيارة مذابة فيها تحت ضغط كبير ودرجة حرارة مرتفعة، وهذه المواد والغازات الطيارة تتضمن بخار الماء (الأكثر وجود) والكلور والفلور والبورون والكبريت أيضاً، وهذه الغازات والأبخرة إما أن تتفاعل مع بعضها البعض أو تتفاعل مع الصخور المحيطة بها، وإما أن تتحول بشكل مباشر من الحالة الغازية إلى الحالة الصلبة بسبب التبريد والتجمد السريع (عملية التسامي)، ومن الأمثلة التي تتشكل من خلال هذه الطريقة بلورات الكبريت الصفراء اللامعة النقية حول فوهات البراكين النشطة.
إن صفات وبناء المعادن تتغير بشكل كامل بسبب تأثير عوامل خاصة عليها مثل: الحرارة والضغط وبخار الماء والتفاعلات الكيميائية ويصدر عن ذلك معادن جديدة، وتعرف هذه التغيرات باسم التحول، ومن الأمثلة على ذلك تشكل معدن الجرافيت من خلال تحول الكربون الموجود في الصخور؛ بسبب الحرارة العالية وتشكل معدن الجرانيت بسبب اتحاد أكاسيد وسيليكات الحديد والألمنيوم بفعل الحرارة العالية.
