De næsten 5.000 mineraler, der er opført af International Association of Mineralogy, involverer mere eller mindre hyppigt de 94 kemiske grundstoffer, der findes på Jorden før menneskelig indgriben . Globalt er de mest rigelige kemiske grundstoffer i jordskorpen også dem, der danner de mest forskellige mineraler. Visse elementer er ikke desto mindre kendetegnet ved deres særlig høje eller lave mineralogiske mangfoldighed sammenlignet med den generelle tendens.
Ilt er en essentiel komponent i 3.961 mineraler, men gadolinium og hafnium af et og 14 grundstoffer (de 6 ædelgasser og 8 af de 15 lanthanider ) er ingen. Generelt er de mest rigelige kemiske grundstoffer også dem, der danner de mest forskellige mineraler. Især grundstoffer O , H og Si er essentielle bestanddele af henholdsvis 80, 55 og 30% af kendte mineraler.
I detaljer varierer forholdet mellem overflod og antal mineraler afhængigt af, hvordan vi definerer det ene og det andet. Vi kan især sammenligne antallet N af mineraler, hvoraf et kemisk element er en væsentlig bestanddel for dets atomrige overflod i jordskorpen , A : en lineær regression af log N som en funktion af log A fører til forholdet log N = 0.218 log A + 1,809 (hvor A udtrykkes i ppm ) med en korrelationskoefficient r på 0,64. Hvis vi successivt fjerner outliers, forbliver 41 elementer ud af de 70 oprindeligt bevarede, og forholdet bliver log N = 0,255 log A + 1,828 med r = 0,96, som vi også kan skrive N = 67,3 × A 0,255 .
Et kemisk element, der er mere rigeligt end et andet, er mere sandsynligt, at opløseligheden (i en magmatisk væske , i en hydrotermisk væske , i en fordampningsopløsning osv.) Af et af dets potentielle mineraler overskrides, og at dette mineral udfældes derfor. Det er også i et større udvalg af geologiske sammenhænge, at en sådan overskridelse kan forekomme i nærværelse af et større udvalg af andre elementer, der er nødvendige for konstruktionen af de mineraler, der vedrører det. Omvendt er det meget muligt, at de kendte mineraler af et sjældent element kun repræsenterer en lille del af de mineralarter, som den kunne bygge.
Andrew G. Christy definerer mineralogiske mangfoldighed D af et element som forholdet mellem antallet N af mineraler er et væsentligt element til antallet N 0 forudsagt af den ovennævnte ligning, kende dens atomare overflod A . Mangfoldigheden D er naturligvis lig med 0 for de 14 elementer, der ikke udgør nogen specifik mineral, men for de andre det varierer fra 0,016 ( Gd : N 0 = 64, N = 1) til 21,7 ( Te : N 0 = 7, N = 158). Vi kan således skelne mellem:
Afvigelser fra den generelle tendens skyldes flere faktorer, der favoriserer dispersion (inden for faste opløsninger ) eller dannelsen af forskellige mineraler.
Et sjældent kemisk element kan erstatte et mere rigeligt element i et af dets foretrukne krystallinske steder . Imidlertid skal størrelsen af de to grunde være ens (deres atomare eller ioniske radier skal typisk være forskellige med mindre end 15%), at de har lignende elektronegativiteter , og at de har den samme valens (eller adskiller sig med en enhed). For eksempel findes lanthan ( D = 0,33) og neodym ( D = 0,22) i fast opløsning i ceriummineraler snarere end i deres egne mineraler.
De fleste af de elementer, der udgør et stort antal forskellige mineraler, har en gennemsnitlig elektronegativitet (typisk mellem 1,85 og 2,6), som gør det muligt for dem at binde til en lang række andre grundstoffer og normalt gennem stærkt kovalente bindinger (derfor af stærk retningsretning ). Men det er frem for alt kompleksiteten af deres eksterne elektroniske konfiguration, der forklarer den store mineralogiske mangfoldighed af overgangselementerne Pd , Pt , Cu , Ag , Au og Hg samt af metalloiderne S , As , Se , Sb , Te , Pb og Bi .