المعدن، مادّة صلبة متجانسة تنشأ طبيعيا، تتميز بتركيب ذرّي عالي الترتيب، وتكوين كيميائي ممّيز. تقدم الرابطة الدولية للمعادن التعريف التالي: «المعدن هو عنصر كيميائي أو مركب عادة ما يكون متبلورا، والذي يتكوّن نتيجة للعمليات الحِتاكية». يستثني هذا التعريف المعادن المُخلّقة. بعبارة أخرى، المعدن، نوع كيميائي طبيعي غير عضوي، متجانس التكوين والصفات الريزيائية، يكون في الكثير الغالب على هيئة بلورية وقد يكون متغلورا، يُشكّل الوحدة الأساسية في تكوين صخور القشرة الأرضية. يتناول تعريف المعدن عدّة شروط، فهو نتاج عمل الطبيعة، وليس مركّبا كيميائيا تمّ تحضيره في المخبر، له تكوين كيميائي ثابت أو متغيّر إلى مدى محدود. يستثني بعضهم من التعريف الغِلّورات، والأسوال، والأمهجة، على الرغم من أنّها تكوّنت طبيعيا، وتُستثنى أيضا المركّبات العضوية في حين أنّ بعض الحِتاكيين يعتبرون الفُحام والنفط من المواد المعدنية. كما أنّ للمعدن خصائص ريزيائية وكيميائية ثابتة، تُساعد في تشخيصه والتعرّف عليه، أهمّها:

التكوين الكيميائي : تشتمل المعادن على تكوين كيميائي محدّد، يُعبّر عنه بصيغة كيميائية مثالية إلى حدّ ما، لأنّها لا تشتمل إلاّ على المكوّنات الأساسية، فالدُّرَج inclusions الصغيرة عادة لا تذكر في الصيغة الكيميائية، ولا تُذكر الأولاث الطبيعية أيضا التي عادة ما يكتسب منها المعدن ألوانه المختلفة. كما قد يكون لبعض المعادن التكوين الكيميائي نفسه لمعادن أخرى، إلاّ أنّها ليست الشيء نفسه، ويعود ذلك لاختلاف بعضهما عن بعض في الأرشية البلّورية réseaux cristallins، فالمادة الكيميائية نفسها قد تأخذ وقت التبلور أشكالا مختلفة تنتج عنها معادن مختلفة أيضا، فالسُّخام يتواجد في الطبيعة على شكلين مختلفين هما السُّجال والماس، مثله الخُراز، والكُثاف، والكَثْرب، و..، كلّها تغيّرات لما يُسمّى بالكَنْثب.

الهيكل البلوري المنظّم: المعادن مواد بلورية، مما يعني أن ذراتها مرتبة بطريقة منظمة ومتكررة. ينعكس هذا الحشو المنظم للذرات في الأجسام المنتظمة التي تسمى بلورات. تفتقر بعض المواد الصلبة التي تتكون بشكل طبيعي إلى بنية ذرية متكررة، مثل الزجاج البركاني (الأَسَر)، لذلك لا تعتبر هذه المواد عند العِدانيين على أنّها معادن.

بلّورة العَسْجر المعروف بملح الطعام

اللون : على الرغم من أنّ اللون هو أكثر الصفات وضوحا في المعدن، إلاّ أنّه أقلّها أهمّية من حيث الاعتماد عليه في تشخيص المعدن، لأنّ القليل من الوَلَث في معدن كالخُراز على سبيل المثال يمكن أن يمنحه ألوانا كثيرة، كالأبيض، والأدْخَن، والأسود، والأخْزَم.

البريق : قدرة سطح المعدن على عكس الضوء، ويُقسّم البريق إلى فلزّي، وآخر غير فلزّي، فمن بين المعادن التي لها بريق فلزّي العناصر الصِّرْفة، كالذهب، والفضّة، والنحاس، وبعض المعادن، كالشَّبَهان واللصاف، أمّا المعادن التي ليس لها بريق فلزّي فيوصف بريقها بعدّة صفات، منها زجاجي، لؤلؤي، حريري، ترابي، صمغي، شمعي، شحمي، الخ.

الصلابة : خصيصة من الخصائص التي تستعمل في تشخيص المعادن، وهي مقاومة المعدن للخدش، حيث يمكن تحديدها بواسطة خدش معدن مجهول درجة الصلابة بمعدن آخر معلوم الدرجة، ويمكن الحصول على قيمة عددية بواسطة استعمال مقياس من عشرة معادن مرتّبة من درجة صلابة 1 أقلّ المعادن صلابة، إلى درجة 10 أكبر المعادن درجة صلابة، وهي تتدرّج كما يلي: الطلق 1، الجبس 2، الكُلاس 3، الخُشاش 4، الصُّماد 5، الفُصام 6، الخُراز 7، الدُّهاش 8، الياقوت 9، الماس 10.

التوصّم : قابلية المعدن للتشقّق وَفْق امتداد خوالم ضعيفة الترابط، ويمكن التعرّف على المعادن ذات التوصّم من خلال السطوح الملساء التي تنتج عن كسر المعادن. وأبسط أنواع التوصّم، هو توصّم الصَّرَق، يكون ممتازا، وفي اتّجاه واحد على شكل انفصال رقاقات دقيقة جدّا ومستوية، ولبعض المعادن توصّم رديء وقد ينعدم في بعضها الآخر كما في الخُراز والصُّماد والزتان. يوصف التوصّم بعدد الوُصوم وهي الخوالم التي يتشقق المعدن عليها بسهولة، وبالزوايا التي تتقابل فيها هذه الخوالم.

بعض أنواع التوصّم: (أ)- توصم قاعدي في اتجاه واحد، يجعل البلّورة تنقسم إلى صفائح رقيقة جدّا، كما هو الحال في الصَّرَق. (ب)- توصّم باتجاهين، تنتج عنه شظايا ليفية أو موشورية، كما هو الحال في الأخلبة. (ج)- ثلاثة وصوم بزوايا قائمة، كما في العسجر، حيث ينقسم على شكل كعوب. (د)- توصّم دِكاتي في الخشاش. (هـ)- التوصّم المجنّف في الكلاس. 

المَكْسر : الهيئة التي يظهر عليها المعدن في مكان الكسر، ويُميّز في العادة المعادن عديمة التوصّم. يوصف المكسر بأنّه ناعم، أو خشن، أو محاري مثل انكسار الزجاج والخُراز، لكن معظم المعادن تتكسّر في غير انتظام.

الأثر : لون باغة المعدن إذا كان على شكل خُراشة أو حُكاكة، ويمكن الحصول عليها بواسطة خرش المعدن بحديدة ونحوها إذا كان رِخوا، أو حكّه على سطح خزفي غير مُدلَّص، أمّا إذا كان صلبا فيمكن سحقه، ثمّ استعمال سُحاقته في الحكّ لتحديد الأثر. قد يتفاوت لون المعدن من عيّنة إلى أخرى، إلاّ أنّ لون الباغة يبقى ثابتا لا يتغيّر.

الكثافة النوعية : عدد يحصل من نسبة وزن المعدن إلى وزن حجم مساوٍ له من الماء المقطّر، فإذا كان وزن أي معدن يُساوي ثلاثة أضعاف وزن حجم مساو له من الماء، فإنّ كثافته النوعية تساوي 3.

من بين جميع العناصر المعروفة على سطح الأرض (أكثر من 80 عنصرا، إذا استثنينا الغازات الخاملة والعناصر المشعة في الصخور)، فإن العناصر التي تعتبر وفيرة، هي (وَفْقا لماسون Mason 1966م):

أمّا المعادن الأكثر شيوعا وانتشارا فهي:

- كَوْهفات aluminosilicates الحديد، والشراق، والقلان، والبثان،

- أذراب oxydes اللغاس والحديد.

بالإضافة إلى ذلك، فإنّ بعض العناصر، على الرغم من قلّتها الشديدة على سطح الأرض، وحجومها المهملة (س، جر، هص، كر، سن) فإنّ لها أهمّية كبيرة، لأنّها تُسْهم في الدورات العضوية، وفي تكوين بعض الأنواع المعدنية، والتي تأتي منها إلى حدّ ما بشكل مباشر: السَّوْخَمات، والهَوْبصات على سبيل المثال.

جرت العادة لتقسيم المعادن الاعتماد على التكوين الكيميائي والخصائص الحِيامية. يفوق عدد المعادن المكتشفة في الطبيعة 4170 معدن، لكن المعادن التي تكوّن معظم صخور القشرة الأرضية لا تتجاوز الثلاثين معدنا، فحسب التكوين الكيميائي والبنية البلّورية نجد المجموعات الأساسية التالية:

- العناصر الصِّرْفة : وهي الأمْحِتة أيضا مفردها مُحات بمعنى الخالصة البحتة، تتألّف من عنصر كيميائي واحد، أو من مزيج من عنصرين أو أكثر، وتقسّم إلى ثلاث زمر رئيسة، زمرة العناصر الفلزّية، وتحتوي على الذهب، واللجان، والنحاس، والفضّة، والرُّجاس، والنضار، الخ، وزمرة الشِّلِزّات، مثل: اللماك، والرهاج، والثماد. وزمرة الغِلزّات، مثل: الكبريت، والسخام.

الذهب من الأمحتة التي تتواجد في الطبيعة على شكل حرّ، لذلك عرفه الإنسان منذ زمن بعيد

- الأكبار : المركّبات الناتجة من اتّحاد العديد من العناصر مع الكبريت، وأحيانا مع الرهاج، والسُّمال، والثماد، ولمعظم معادن هذه الفئة قيمة اقتصادية، من أمثلتها: الشَّبَهان (ح.كر₂)، واللصاف (ص.كر)، والزُّنْجُفر (ج.كر).

- الأذراب والأهراب : الأذراب هي المركبات التي يشترك في تراكيبها الكثار، ويرتبط بعناصرها الأخرى بروابط مختلفة ومتباينة، والتي عن طريقها تتحدّد أنواع معادن هذه المجموعة، نجد مثال ذلك: الحَجَرْد (ح₂ك₃) والندال (ح₃ك₄)، والياقوت (هف₂ك₃)، واللقات (هف₂ك₃، ل.ك). وتتكوّن الأهراب من اتحاد العناصر أو الأذراب مع الهَرَب (ك.ها)^1-، مثال ذلك: السُّداف قص.ك(ك.ها)، واللمان ح.ك(ك.ها).

- سِكْتان (أسناخ، أهباص،..) : تتألّف من اتّحاد أحد العناصر السُّكاتية (جر، سن، سه، خم) مع أحد الفلزّات، نذكر منها على سبيل المثال: العَسْجر (ق.سن)، وهو الاسم العِداني لملح الطعام، يوجد في الطبيعة على شكل طبقات سميكة، نتجت من تبخّر بقايا البحار القديمة، كما يوجد أيضا على شكل دخائس في الصخور الرسابية، وهي قباب ضخمة من الصخور الملحية تخترق الطبقات الصخرية التي تعلوها، ومنها أيضا الخُشاش (شرجر₂) الذي يعتبر المصدر الرئيس لعنصر الدُّجار، وهو مادّة لها أهمّية بالغة في صناعة الحديد الصلب، لأنّه يخفّض الصُّهُورة، ويساعد في تخليص الصلب من الشوائب الضارّة، كالكبريت والهُباص. يتكوّن الخُشاش في الصخور الرسابية السوخمية (الكِلْس والضَّبَد) وفي العروق الحرماوية.

- سَوْخمات : فئة السوخمات أبسط من الكوثبات، وتتكوّن من المجموعة الحاصرية [س.ك₃]^2- المثلّثة، التي يمكن أن ترتبط بشابرة ثنائية التكافؤ، مثل: شر، والذي يكوّن أكثر معادن هذه الفئة انتشارا وهو الكُلاس (شرس.ك₃) ومعدن الضُّباد (شرل(س.ك₃)₂). معدن الكلاس واسع الانتشار في الصخور الرسابية، مثل: الكلس والرخام، كما نجده أيضا في العروق الحَرْمَاوية.

- الهَوْبصات : تعتبر المجموعة الحاصرية [هص.ك₄]^3- الوحدة الأساسية لبناء الهوبصات، نجد في هذه الفئة معدن الأباتيت شر₅(هص.ك₄)₃(جر،ك.ها،سن)، وكذلك الفيروزج ن.هف₆(هص.ك₄)₄(ك.ها)₆ 4ها₂ك

- الكَوْبرات : العنصر الأساسي للكوبرات هو المجموعة الحاصرية [كرك₄]^2-، حيث ترتبط مع شابرة ثنائية التكافؤ، مثل: شر²⁺، ر²⁺، ما²⁺، مثال ذلك: الجبس شركرك₄ 2ها₂ك، والرُّساخ شركرك₄ وهو كوبر الشراق كالجبس إلاّ أنّه لا يحتوي على جزيئات الماء، والكَوْرز ركرك₄، والزُراق ماكرك₄.

- الكَوْثَبات : تكوّن هذه الفئة مجموعة كبيرة من المعادن المتنوّعة في تكوينها الكيميائي، فالعنصر الأساسي الذي يشكّل البنية البلّورية لها هو الرِّكات كاك₄، بأربعة تكافؤات حرّة، ترتبط الأركتة فيما بينها بطرق مختلفة على نحو تتشكّل فيه أشرطة أو صفائح أو هياكل بلّورية فراغية معقّدة، فالتكافؤات الحرّة لذرّات الكثار التي تتوضّع في قُرن الرِّكات تُوازَن مباشرة برِكات ورِكات آخر، الخ (كما في حالة الخُراز) أو بواسطة شوارد مختلفة أهمّها: هف³⁺، شر²⁺، ق⁺، ب⁺، ل²⁺، ح²⁺، ك.ها^1-.

في الكوهفات تحلّ ذرّة هف³⁺ في محل ذرّة كا⁴⁺ في وسط بعض الأركتة، فتكتسب البنية البلّورية بذلك تكافؤا إضافيا حرّا. ومن دون الذهاب بعيدا في الشرح والتفصيل، فإنّ الكوثبات تتميّز بوجود:

- معادن بيضاء (الخُراز، المُهاق، النُّتار)،

- معادن سوداء (الصَّرَق، الزتان، الشُّران، الخلاب).

- معادن تَرَقِية minéraux phylliteux، تتوصّم على شكل وُريقات رقيقة جدّا، مثل: الصَّرَق، والطُّفال.

بشكل عام، فإنّ الكوثبات سريعة التغمّل، على العكس من الخُراز، حيث تنفكّ العناصر الذوّابة وتُغادر هياكلها البلّورية، وعلى ذلك فإنّ تواجدها يكون على أشكال مختلفة في الصخور الانبثاقية والصخور الرسابية. بعضها مرتبط بالصخور المتخمّمة مثل: الدلاس، والسناح، والصلاب، والبَنَفْش، الخ.

 النسب المئوية المقدّرة بالحجم للمعادن الشائعة في القشرة الأرضية، بما في ذلك القارّية والمحيطية. اثنان وتسعون بالمائة من المعادن كوثبات

تعتبر الكَوْثبات من المجموعات المعدنية الأكثر عددا وانتشارا في الطبيعة، ومعادنها معقدّة التركيب إذا ما قورنت ببقية المجموعات الأخرى التي مع ندرتها وضآلة كمّياتها وتشتّتها، فإنّها تمدّنا بأغلب مواردنا المعدنية والفلزّية، وكذلك سهولة استخلاصها تجعلها تتفوّق على الكوثبات من ناحية الأهمّية.

تتكوّن المعادن من تبلور الأسوال أو الأمهجة، حيث يبدأ التبلور عندما تبدأ الذرّات في الترابط ببعضها بعضا في نسق هندسي محدّد، ومع زيادة عدد الذرّات والروابط، تتشكّل بلّورة بأضلع تعكس النظام الهندسي الداخلي، وبزيادة عدد الذرّات تنمو البلّورة. تتبلور المعادن من مصدرين مختلفين، هما: المُهْل magma، والمحاليل المائية. تكون المعادن مستقرّة في ظروف محدّدة من الحُرورة والضغط والمَحاط الكيميائي، وتُعتبر الصخور تجمّعات لمعدن واحد أو أكثر، ولهذا فإنّه يمكن التعرّف على خصائص الصخور بواسطة معرفة التكوين الكيميائي والترتيب الداخلي للمعادن المكوّنة لها. تُحدَّد المعادن في صخر معيّن بصفتها أساسية essentiels أو إضافية accessoire أو عَرَضية accidentels، على اعتبار أنّها معادن وفيرة أو نادرة أو نادرة جدّا، فلو أخذنا على سبيل المثال: المروان، فإنّنا نجد المعادن الرئيسة فيه هي: الخُراز، والمُهاق، والصَّرَق، وتشكّل هذه لوحدها ما يقرب من 99% من الحجم الكلّي، ثمّ إذا ما تمعّنا جيّدا في المكوّنات الأخرى سنجد بعض الحبّات الصغيرة من الصُّماد واللاق والندال الخ وهي معادن إضافية لا تدخل في حساب التصنيف، وربّما قد نجد أيضا في بعض الأحيان المُتاح tourmaline، فهو في هذه الحال معدن عَرَضي. من المهمّ أن ندرك أنّ معدنا ما لا يكون أساسيا أو إضافيا أو عرضيا بطبيعته، ففي مجموعة التصنيف الصِّخاري، يُعتبر الكلاس على سبيل المثال معدنا أساسيا في الصخور الرُّسابية، ويكون معدنا عرضيا في الصخور الاندساسية، ويمكن أن يكون البَنَفْش معدنا أساسيا في بعض الصخور المتخمّمة فقط، وكذلك اللاق فلا يمكن أن يكون معدنا رئيسا إلاّ في بعض السيينيت النيفيليني. كما أنّ نسبة المعادن المميَّزة على أساس لونها في الصخور تُعطي للصخور ما يُعْرف بمؤشّر اللون indice de coloration.

يتكوّن المروان من معادن أساسية، هي: الصَّرَق والمُهاق والخُراز

يجب ألاّ يُخلط بين المعدن والرِّكاز minerai، فالركاز هو الصخور التي تُستخرج من الصَّعِيد lithosphère، تحتوي على كمّية من المعادن النافعة لها قيمة اقتصادية كافية لاستغلالها بصورة مربحة.

الأصل في المعدن هو المكان في الأرض تستخرج منه المواد النافعة، فقد عرّفه المالكية والشافعية، بأنّه اسم للمكان الذي خلق الله تعالى فيه الجواهر من ذهب وفضّة وغيرها، إلاّ أنّ الأمر اختلف قليلا عند الحنابلة، حيث أصبح يدلّ على ما يُستخرج من الأرض، فقال الإمام أحمد: المعادن هي التي تُستنبط ليس هي شيء دُفن. ولهم تعريف آخر وهو: المعدن ما كان في الأرض من غير جنسها. يريدون العناصر الصِّرْفة المتطرّقة في الطبيعة والشَّذَر المتبلور، فهي المتميّزة عن الخُشارة gangue. واستعمل أحمد بن يوسف التيفاشي (توفي سنة 651) المعدن بمعنى المنجم أو المَرْمَك، وكلمة حجر للدلالة على الجوهر، ونلحظ عند القزويني (605-682) استعماله لكلمة معدن على نحو استعمال الحنابلة، حيث ذكر المعدن في كتابه عجائب المخلوقات وغرائب الموجودات بدلالة المعنيين، أي المكان وهو المَرْمَك ثمّ المادّة المستخرجة نفسها.

أمّا كلمة فِلزّ فترى المعاجم أنّها الحجارة أو جواهر الأرض كلّها، وكذلك النحاس الأبيض تُجعل منه القدور، وقيل إنّ الأصل في الاسم الصلابة والشدّة والغِلظ، والظاهر أنّ الفلز كلمة مُبدلة من الفِلَذ جمْع فِلْذة وهي القطعة من الذهب والفضّة، ويُقال فيه الفِلَز والفُلُز، وأفلاذ الأرض كنوزها وأموالها، وأصل المعنى في فلذ القطع، فالفِلْذة ما يُقطع طولا من اللحم، وسُمي الفلز لأنّه يُقطع قطعا صغارا للتعامل به، فالفضة سُمّيت بذلك لأنّها تُفضّ أي تُقطع، وسُمّي القيراط من قولهم قرّط له العطاء أي أعطاه قليلا قليلا، وأصلها قِرّاط لأنّ جمعها قراريط، ومنها في الدارجة الجزائرية قَرَط بمعنى كَسَر لأنّ الذهب يُكسر قطعا صغيرة للتعامل بها، ومن كلمة فلزّ قيل قِلِزّ أيضا وهو اللَّبَك المعروف بالبرونز. ولهذا السبب نجد اليوم الخلط في العربية عند استعمال مصطلحي المعدن والفلزّ، ولتصويب الأمر يحسن تخصيص كلمة معدن، لكلّ نوع كيميائي طبيعي، ويُقابل مصطلح mineral في اللغة الكلزية، والفلزّ للعناصر الكيميائية التي تقبل الطرق والمَطْل وناقلة للحرارة والكهرب، وتُقابل في الكلزية مصطلح metal. أمّا كلمة nonmetal فهي غِلزّ من غير وفلزّ، ومثلها شِلزّ من شبه وفلز، وتقابل في الكلزية metalloid.

اقترض الغربيون إبّان نهضتهم الكبرى، الكثير من المصطلحات العربية، بل كانت لغة العلم عندهم هي العربية، فكلمة feldspath التي تدل على معدن المُهاق، أصلها feldsath أي فلزّات، جمع فلزّ، لأنّ الحرف «p» ليس حرفا عربيا، لذلك يُطرح في التأثيل، وكلمة metal أصلها مَطَل أي مدّ الحديد بالضرب، والمطّال من يمطل الحديد، ومن حرفته المِطالة. أمّا mineral فهي مأخوذة على النسبة من كلمة mine التي تعني عندهم المنجم، حيث قام الغربيون بتقسيم كلمة منجم العربية إلى شقّين فقالوا مَنْ-جَم، فمن الشقّ الأوّل «مَنْ» قالوا mine ومن الشقّ الثاني «جَم» قالوا gemme بمعنى جوهر، فهي في الأصل mine-gemme وهذا ما يُعرف في الدراسات اللغوية بالتشظّي.

المُدلّص المطلي بالدلص، والدَّلَص في الفرنسية émail، وفي الكلزية porcelain enamel، وهو مادة تتكوّن أساسا من الكنثب والمُهاق والهُزان وبعض الأذراب الفلزّية، يُطلى بها الخزف أو الفخّار ثمّ يُحمى ليزجّج ويصبح أملس برّاقا، يعرف بالمينا، والدَّلِص في اللغة الأملس البرّاق.