MINERAL DAN BATUAN

MINERAL DAN BATUAN
MINERAL : Zat non-organik padat yang terbentuk
secara alamiah, terdiri atas unsur atau senyawa unsurunsur; mempunyai susunan/komposisi kimia tertentu dan
struktur internal kristal beraturan
BATUAN : Bagian dari kerak bumi yang dapat terdiri
atas agregat kohesif salah satu atau lebih mineral, atau
bahan-bahan/fragmen-fragmen mineral. Dalam artian
bahwa batuan terdiri atas banyak butiran mineral (kristal)
– tidak harus semua mineral yang sama – atau kristal dan
gelas (silika), yang bersatu sebagai massa padat.
Gambar 1. Contoh-contoh struktur kristal, dengan
atom-atom unsur berbeda disajikan dalam warna berbeda.
(A & B) Tentu saja atom-atom tidak berbentuk bola yang
terhubung seperti dalam gambar, diagram-diagram ini
merupakan ilustrasi geometri dasar dari halit (A) dan
kalsit (B). (C & D) Foto-foto mineral halit (C) dan kalsit
(D), memperlihatkan bagaimana bentuk kristal mineral
dapat merefleksikan struktur internalnya. Kesamaan
bentuk struktur internal dan eksternal tidak selalu jelas.
Photograph (C) The McGraw-Hill Companies, Inc./Bob
Coyle, photographer. Photograph (D) Doug Sherman/Geofile.
Gambar 2. Banyak mineral memiliki
kesamaan bentuk kristal.
(A) Galena (PbS) dan (B) fluorit (CaF2)
berbentuk form kubus, seperti halnya
halit and pirit.
Photographs The McGraw-Hill Companies, Inc./
Doug Sherman, photographer.
DAUR PEMBENTUKAN
BATUAN
Suhu dan tekanan
tinggi
BATUAN
BEKU
BATUAN
METAMORF/MALIHAN
Suhu dan tekanan
rendah
Jenis-jenis mineral
●Silikat : hanya 6 dari kira-kira 2500 mineral yang melimpah, mineral-mineral utama
pembentuk batuan ini atau kelompok-kelompok mineral membentuk 95% kerak bumi.
Mineral
Feldspar
Quartz
Amphibole and pyroxene
Mica
Olivine
% pada kerak bumi
60
13
17
4
1
Unsur-unsur utama
Na, K, Ca, Al, O
Si, O
Mg, Fe, Ca, Na, Al, Ti, Mn, Si, O
K, Mg, Fe, Al, Si, O
Mg, Fe, Si, O
Ferromagnesian : istilah umum yang digunakan untuk menjelaskan silikat yang mengandung besi (Fe)
dan atau magnesium (Mg), biasanya berwarna gelap (hitam, coklat atau hijau.
●Nonsilikat : didefinisikan bagi beberapa zat kimia atau sifat semua anggota kelompok mineral,
dengan komponen berupa ion-ion negatif atau kelompok atom.
Carbonates
Sulfates
Sulfides
Oxides
Hydroxides
Halides
Native elements
: kalsit (CaCO3), dolomit [CaMg(CO3)2]
: gipsum (CaSO4.2H2O), barit (BaSO4)
: pirit (FeS2), galena (PbS), cinnabar (HgS)
: magnetite (Fe3O4), hematit (Fe2O3), korundum (Al2O3), spinel (MgAl2O4)
: gibbsit [Al(OH)3], brusit [Mg(OH)2]
: halit (NaCl), fluorit (CaF2)
: emas (Au), perak (Ag), tembaga (Cu), sulfur (S), grafit (C)
Jenis-jenis batuan :
beku, sedimen dan malihan/metamorfik
BATUAN BEKU (igneous rock) :
adalah batuan yang terbentuk karena pembekuan dan kristalisasi ketika terjadi
pendinginan magma (igneous berasal dari bahasa Latin ignis, berarti api).
•
Mineral-mineral utama pembentuk batuan beku :
Ca-felspar (plagioklas), alkali felspar, kuarsa (SiO2), mineral mafik/basa (amfibol, piroksen,
olivin, mika) dan mineral asesori (zirkon, apatit, sfene, epidot, garnet dll.)
•
Berdasarkan cara pengendapannya dibagi menjadi : batuan beku dalam atau
terobosan/intrusi (intrusive) yaitu menerobos batuan yang diendapkan terdahulu atau juga
disebut plutonik; dan lelehan (extrusive) yaitu diendapkan di atas permukaan bumi atau
disebut juga vulkanik
•
Berdasarkan tingkat saturasi/kandungan SiO2 dan atau mineral mafik/basa terdiri atas :
batuan beku asam (>60% SiO2), menengah (54-65% SiO2), basa (rendah SiO2)dan
ultrabasa (kaya kandungan mineral mafik/basa)
•
Berdasarkan tekstur ukuran butir :
- afanitik untuk batuan beku yang disusun oleh kristal mineral berukuran butir halus (hanya
dapat dilihat oleh mikroskop atau < 1 mm)
- faneritik untuk batuan beku yang disusun oleh kristal mineral berukuran butir yang dapat
dilihat secara kasat mata (kasar atau 5 mm – 3 cm dan sangat kasar atau > 3 cm)
- porfiritik untuk batuan beku yang disusun oleh dua jenis ukuran kristal mineral yang terdiri
atas masa dasar (ukuran butir halus-menengah atau < 1 – 5 mm) dan fenokris (berukuran
kasar-sangat kasar)
- hialin atau bergelas (glassy) untuk batuan beku bertekstur gelas (biasanya
lelehan/vulkanik,dominan bersusunan gelas/kuarsa)
BATUAN BEKU (lanjutan)
Bahan cair dapat atau tidak dapat mencapai permukaan bumi sebelum cukup dingin untuk mengkristal
dan membeku. Kedalaman tempat magma mengkristal akan mengakibatkan cepatnya pendinginan dan
pembentukan ukuran butir mineral di dalam batuan. Magma yang tetap berada di bawah permukaan
mengalami pendinginan relatif perlahan, ditutupi oleh batuan-batuan lain atau soil. Ini berjalan beratus-ratus
Juta tahun atau lebih untuk mengkristal selengkapnya. Pada kondisi-kondisi ini, kristal-kristal mempunyai
cukup waktu untuk terbentuk dan tumbuh berukuran sangat besar, dan akhirnya batuan memiliki butiran
mineral berukuran cukup besar yang dapat dilihat secara kasat mata. Batuan yang terbentuk dengan cara
tersebut dinamakan batuan beku plutonik (Pluto = dewa Yunani) atau terobosan (intrusion, intrusive).
Granit merupakan salah satu contoh yang dikenal luas sebagai batuan beku plutonik, terdiri atas terutama
kuarsa dan felspar alkali serta mineral-mineral feromagnesian atau mineral-mineral silikat lainnya.
Magma yang mengalir ke luar di atas permukaan bumi ketika masih cair atau sebagian cair
disebut lava. Lava merupakan produk erupsi-erupsi vulkanik dan disebut demikian terhadap batuan beku
yang terbentuk pada atau dekat permukaan bumi. Magma-magma yang mengkristal sangat dekat
permukaan mendingin sangat cepat, mempunyai sedikit waktu untuk membentuk kristal-kristal berukuran
besar di dalamnya sehingga batuan-batuan vulkanik berukuran butir halus, dengan sebagian besar kristal
terlalu kecil untuk dilihat secara kasat mata. Batuan vulkanik yang paling dikenal adalah basalt, batuan
berwarna gelap yang kaya kandungan mineral-mineral feromagnesian dan felspar Ca.
Dalam kasus yang ekstrim ketika pendinginan magma berjalan sangat cepat, bahkan kristalkristal kecil tidak dapat terbentuk, maka menghasilkan gelas alam (obsidian) yang bersifat padat nonkristalin.
JENIS-JENIS BATUAN BEKU
• Batuan beku asam (acid or silisic igneous rocks) :
granit, riolit
• Batuan beku menengah (intermediate igneous
rocks) : tonalit, monzonit, diorit, trakhit, andesit,
dasit
• Batuan beku basa (mafic igneous rocks) : gabbro,
basalt, diabas
• Batuan beku ultrabasa (ultramafic igneous rocks) :
piroksenit, hornblendit, peridotit
GRANIT
Mineral utama : kuarsa, alkali felspar(ortoklas,mikroklin),
plagioklas (albit-oligoklas), mika biotit
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, apatit, zirkon
Megaskopis
Mikroskopis
RIOLIT
Mineral utama : kuarsa, alakali felspar (sanidin)
Mineral asesori : gelas, biotit, albit, magnetit, ilmenit
Megaskopis
Mikroskopis
TONALIT
Mineral utama : plagioklas (oligoklas atau andesin),kuarsa,
(>10%), hornblende, biotit
Mineral asesori : ortoklas, apatit, titanit, magnetit, ilmenit,
zirkon
Magaskopis
Mikroskopis
MONZONIT
Mineral utama : alkali felspar, plagioklas (labradorit), klinopiroksen, hornblende
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, kuarsa, biotit
Magaskopis
DIORIT
Mineral utama : plagioklas (bitownit-andesin), hornblende
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, titanit, kuarsa
Magaskopis
Mikroskopis
TRAKHIT
Mineral utama : alkali felspar (sanidin), plagioklas (andesinlabradorit), biotit
Mineral asesori : amfibol, piroksen, magnetit, ilmenit, apatit,
garnet, zirkon, titanit, gelas
ANDESIT
Mineral utama : plagioklas (labradorit-andesin), biotit
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, kuarsa, hornblende, piroksen,
gelas
DASIT
Mineral utama : plagioklas (labradorit-oligoklas), kuarsa, biotit,
hornblende
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, sanidin, orto-piroksen,
klino-piroksen, gelas
GABBRO
Mineral utama : plagioklas (labradorit-anortit), olivin, klinopiroksen
Mineral asesori : kromit, magnetit, ilmenit, apatit, titanit, rutil
Magaskopis
Mikroskopis
BASALT
Mineral utama : plagioklas (labradorit-bitownit), piroksen
Mineral asesori : magnetit, hematit, ilmenit, apatit, kuarsa, olivin,
gelas
DIABAS
Mineral utama : plagioklas (labradorit-bitownit), klino-piroksen
Mineral asesori : orto-piroksen, olivin, hornblende, magnetit,
ilmenit, apatit, kalsit, pirhotit, kalkopirit, gelas
PIROKSENIT
Mineral utama : piroksen (klino atau orto-piroksen)
Mineral asesori : olivin, hornblende, kromit, magnetit, biotit,
garnet, apatit
Magaskopis
Mikroskopis
HORNBLENDIT
Mineral utama : hornblende
Mineral asesori : olivin, orto dan klino-piroksen, magnetit,
ilmenit kromit, sulfida
Magaskopis
PERIDOTIT
Mineral utama : olivin, klino dan orto-piroksen
Mineral asesori : kromit
Magaskopis
Batuan Sedimen : Ketika sedimen terkompaksi atau tersemenkan menjadi masa kohesif
padat, maka menjadi batuan-batuan sedimen. Perangkat proses tertransformasinya sedimen
menjadi batuan disebut sebagai litifikasi (dari kata Yunani : lithos). Batuan yang dihasilkan
pada umumnya lebih kompak dan padat, lebih kohesif daripada sedimen asalnya. Batuan
sedimen terbentuk pada atau dekat permukaan bumi, pada suhu-suhu permukaan, dan terdiri
atas : klastika and kimiawi.
Batuan sedimen klastika (dari kata Yunani klastos) : terbentuk dari hasil penguraian secara mekanis
batuan lain. Batuan terurai menjadi pecahan-pecahan lebih kecil dan kemungkinan akhirnya menjadi butirbutir individu mineral. Resultan fragmen-fragmen batuan dan mineral dapat diangkut oleh angin, air, atau
es; terakumulasi sebagai sedimen di sungai, danau, samudera, gurun atau sebagai soil. Proses geologi
selanjutnya menyebabkan sedimen-sedimen terlitifikasi. Contoh : batupasir (batuan tersusun oleh partikelpartikel sedimen berukuran butir pasir, 1/16-2 mm; serpih/batulempung (batuan yang dibentuk oleh sedimen
berukuran butir lebih halus dan setiap buitirannya tidak dapat dilihat secara kasat mata); konglomerat
adalah batuan yang relatif berukuran butir kasar, dengan fragmen berdiameter >2mm.
Batuan sedimen kimiawi : terbentuk dari kristal-kristal hasil pengendapan atau perkembangan larutan.
Contoh : batugamping, tersusun hampir seluruhnya oleh kalsit (kalsium karbonat); batu garam, terbentuk
dari mineral halit (sodium klorida) dan biasanya disebut garam meja. Beberapa sedimen kimiawi
mengandung komponen biologi, contohnya banyak organisme air yang mempunyai cangkang atau
kerangka terbuat dari kalsium karbonat atau silika (= kuarsa). Bahan-bahan cangkang atau kerangka
diendapkan di tempat organisme tersebut hidup dan mati. Di daerah-daerah dengan makhluk tersebut hidup
dan mati dalam jumlah besar, bagian-bagian keras - cangkang atau kerangka – dapat bertumpuk di dasar,
yang akhirnya terkubur dan terlitifikasi. Sekwen batuan-batuan sedimen termasuk perlapisan sedimen
organik, kaya kandungan karbon sisa organisme; contoh penting : batubara.
A. Batugamping
B. Serpih
C. Batupasir
(hasil perbesaran untuk memperlihatkan
kebundaran butir pasir)
D. Konglomerat
E. Lapisan batubara
(berwarna gelap) di dalam sekwen batuan sedimen
yang tersingkap pada tebing pantai Alaska Selatan
F. The Grand Canyon
terdiri atas perlapisan batuan sedimen yang tahan
pelapukan
Photograph (A) by I.J.Witkind, USGS Photo
Library, Denver, CO. (B) The McGraw-Hill
Companies, Inc./Bob Coyle, photographer.
(C) The McGraw-Hill Companies, Inc./Doug
Sherman, photographer.
Batuan Metamorf/Malihan (dari kata Yunani yang artinya berubah bentuk) :
terbentuk dari batuan terdahulu karena pengaruh panas dan tekanan. Suhu-suhu
yang dipersyaratkan untuk membentuk batuan-batuan metamorf/malihan tidak
sepanas suhu-suhu magmatis. Perubahan significan dapat terjadi pada suhu-suhu
di bawah titik lebur. Panas dan tekanan umumnya menyebabkan mineral-mineral
di dalam batuan mengkristal ulang. Mineral-mineral asal dapat membentuk kristalkristal berukuran lebih besar yang saling mengunci lebih erat daripada
sebelumnya. Beberapa mineral juga dapat terurai seluruhnya, sementara mineralmineral baru terbentuk di bawah pengaruh kondisi-kondisi suhu dan tekanan baru.
Tekanan dapat menyebabkan batuan terdeformasi-terkompresi, teregangkan,
terlipat, atau terkompaksi. Semuanya terjadi ketika batuan masih dalam keadaan
padat.
Sumber-sumber tekanan dan suhu dalam proses matamorfisme :
-karena penimbunan batuan penutup berketebalan berkilometer
-karena peningkatan suhu sesuai kedalaman di bumi (suhu kerak bumi meningkat kira-kira 30oC/km
kedalaman)
-pendinginan magma ketika naik ke kedalaman lebih rendah pada kerak bumi
Kelompok batuan metamorf/malihan
● Pendinginan magma memanaskan batuan-batuan sekitarnya yang lebih dingin, termalihkan membentuk
metamorfisme kontak. Hasilnya adalah batuan metamorf /malihan kontak.
● Metamorfisme dapat juga dihasilkan dari tertekannya dan terpanaskannya batuan-batuan selama
peristiwa pembentukan pegunungan atau pergerakan lempeng tektonik. Metamorfisme berskala luas,
bukan hanya di sekitar tubuh magma disebut metamorfisme regional; dan hasilnya adalah batuan
metamorf/malihan regional.
Batuan-batuan metamorf / malihan
telah
mengalami
perubahan
mineralogi, kimiawi, dan / atau
struktur.
A. Marmer
batugamping termalihkan, dengan
sekis (lebih gelap) di atasnya.
B. Kuarsit
batupasir termalihkan.
C. Sabak
serpih/batulempung termalihkan
D. Sekis
dengan garnet merah berukuran
besar; batuan metamorf/malihan
berbutir kasar, kaya kandungan mika
yang terorientasi
E. Genes
batuan metamorf/malihan
tersusun oleh mineral-mineral berbeda
yang dapat terkonsentrasi berbentuk
pita-pita tak beraturan, sering memperlihatkan penampakan garis
Photograph by :
(A) E.E.Brabb,
(B) W.B.Hamilton,
(C) P.D.Rowley, all courtesy USGS Photo
Library, Denver, CO.,
(D) Courtesy National Museum of Natural History
2004 Smithsonian Institution.
TERIMA KASIH
SELAMAT
BELAJAR
Museum Geologi - Bandung
2011