Изоморфизм минералов

При кристаллизации химический состав вещества может изменяться без существенной перестройки общего каркаса который строится из атомов. В таких минералах морфология кристаллов остаётся почти одинаковой, а если кристаллы не относятся к кубической сингонии то при изменении химического состава будут постепенно изменяться углы между гранями и изменятся показатели преломления и удельного веса. Назвали такие свойства изоморфизма которое произошло от греческих слов ровный и форма.
Самые яркие примеры изоморфизма среди драгоценных камней это семейство гранатов: гроссуляр Са3Аl2(SiO4)з, уваровит Ca3Cr2(SiO4)3, андрадит Ca3Fe2(SiO4)3,  спессартин Мn3Al2(SiO4)3, пироп Mg3Al2(SiO4)3, альмандин Fe3Al2(SiO4)3. Ни один из этих гранатов не соответствует точно своей формуле. Поэтому можно считать что любой гранат состоит из смеси двух и более основных компонентов в различных пропорциях. То есть алюминий может быть заменён хромом или окисным железом в любом количестве и точно также кальций может быть заменён двухвалентным марганцем, магнием или закисным железом.
В природе очень часто встречается явление изоморфизма при котором происходит замещение алюминия окисным железом, а кальция магнием или закисным железом. Такое замещение объясняется условием изоморфизма то есть различием показателей удельного веса и преломления определённых минералов например хризолита и шпинели. Хризолит относится к группе изоморфных минералов с двумя конечными членами форстерит (силикат магния) и фаялит (силикат железа).
Приведём ещё один пример из изоморфизм групп это плагиоклаз относящийся к породообразующим минералам. Изоморфизм минералов этой группы  состоит из различных долей анортита CaAl2Si2O8 и альбита NaAlSi3O8. У этих компонентов принцип изоморфизма заключается во взаимозаменяемости двух пятивалентных пар Са2+Аl3+ и Na1+Si4+. У некоторых минералов замещение происходит свободно. Например в турмалине заменяется не только натрий кальцием но и также участвуют в замещении алюминий, марганец, фтор, гидроксил, кислород, титан, литий, магний, железо. Основным критерием изоморфизма позволяющий атому занять место в кристаллической решётке является его размер.