manual prosedur praktikum mekanika tanah i 2017
advertisement
LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA LABORATORIUM MEKANIKA TANAH & GEOLOGI JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA MANUAL PROSEDUR PRAKTIKUM MEKANIKA TANAH I 2017 1 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Daftar Isi Pengenalan Mineral ....................... …………………………………………… Pengenalan Batuan Beku ................................................................................... Pengenalan Batuan Sedimen .............................................................................. Pengenalan Batuan Metamorf ........................................................................... Profil Tanah......................................................................................................... 3 13 19 30 35 2 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA PENGENALAN MINERAL TUJUAN PRAKTIKUM Agar praktikan dapat mengenal dan pembentuk batuan atas dasar sifat-sifat fisiknya. memeri (mendiskripsi) mineral-mineral DASAR TEORI Mineral adalah benda bentukan alam, biasanya bersifat padat, mempunyai struktur dalam dan komposisi kimia (anorganik) tertentu dengan variasi komposisi kimia yang sangat terbatas. Komposisi kimia dan struktur dalam yang tertentu mengakibatkan mineral mempunyai sifat fisik tertentu pula, termasuk kecenderungan membentuk pola geometri tertentu atau berbentuk kristal. Dari 2000 mineral yang telah dijumpai, hanya beberapa mineral saja yang banyak dijumpai sebagai mineral pembentuk batuan (lihat tabel Ia). Tabel 1. Mineral pembentuk batuan yang banyak dijumpai Kelompok Silikat Oksida Sulfida Karbonat Sulfat Pospat Elemen tunggal Nama Mineral Kaya Fe Mg : Olivin, Piroksen (Augit), Amfibol (Hornblende), Garnet Miskin Fe Mg : Kwarsa, Felspar (Ortoklas, Plagioklas), Mika (Muskovit, Biotit), Talk, Klorit, Kaolinit. Hematit, Magnetit, Limonit, Spalerit Pirit, Kalkopirit, Galena Kalsit, Dolomit Gipsum, Anhidrit Apatit Perak, Belerang, Karbon Sifat-sifat fisik yang perlu diperhatikan dalam memeri mineral-mineral tersebut antara lain: warna, kilap, belahan, pecahan dan bentuk (yang dapat diamati dengan bantuan kaca pembesar dengan perbesaran 10 kali), cerat, kekerasan dan berat jenisnya. Warna Mineral Warna mineral merupakan kenampakan langsung yang dapat dilihat, tetapi tidak dapat diandalkan di dalam pemrian mineral, karena satu macam mineral dapat berwarna lebih dari satu, tergantung keanekaragaman komposisi kimia dan pengotoranya. Sebagai contoh, kwarsa dapat berwarna puth susu, ungu, coklat kehitaman atau tidak berwarna. Walau deikian ada beberapa mineral yang berwarna khas, seperti olivin berwarna hijau pucat, galena berwarna abu-abu, azurit berwarna biru dan malasit berwarna hijau. 3 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Cerat Yang dimaksud cerat ialah warna serbuk halus suatu mineral. Cerat dapat dipakai sebagai penciri suatu mineral, karena walaupun warna mineral beraneka ragam maka ceratnya selalu tetap. Untuk mendapatkan cerat, mineral digoreskan pada permukaan perselin yang tidak diberi lapisan pengkilap (unglazed) atau disebut keping cerat (streak plate). Perlu diperhatikan bahwa cerat yang dilihat terutama untuk mineral-mineral yang berkekerasan kurang dari 6 skala Mohs. Kilap Kilap ialah kenampakan permukaan mineral yang segar didalam memantulkan cahaya . Secara garis besar kilap mineral dibedakan menjadi dua, yaitu : a. Kilap logam, nampak seperti permukaan logam yang telah digosok. b. Kilap bukan logam yang dibedakan menjadi beberapa : c. Kilap tanah (permukaan suram seperti tanah) d. Kilap minyak (permukaan seperti minyak) e. Kilap sutera f. Kilap kaca (permukaan seperti kaca) g. Kilap intan (permukaan sangat mengkilap) Kekerasan Kekerasan adalah ketahanan suatu mineral terhadap goresan. Sifat ini sangat berhubungan erat dengan struktur kristal dan ikatan atomnya. Untuk mengukur kekerasan nisbi, dua mineral digoreskan, maka mineral yang lebih keras akan menggores mineral yang lebih lunak. Guna kepentingan pemerian mineral, tolok ukur kekerasan telah dibuat. Tolok ukur tersebut oleh Friedrich Mohs dari Jerman yang dikenal sebagai Skala Mohs yang terdiri dari 10 kekerasan tidak seragam. Sebagai contoh bila diambil nilai mutlaknya maka kekerasan intan akan 42 kali kekerasan talkum. Kekerasan itu sendiri dipengaruhi oleh keanekaragaman komposisi (kimia) mineral, sehingga mengakibatkan mineral yang sama kadang-kadang lebih keras atau lebih lunak daripada kekerasan normalnya. Dianjurkan didalam melakukan pengukuran kekerasan dilakukan pada permukaan yang segar/tidak lapuk. 4 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Tabel 2: Skala kekerasan mineral menurut Mohs Mineral Pokok Intan Korundum Topas Kwarsa Ortoklas Apatit Fiourit Kalsit Gipsum Talkum Skala Mohs 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Benda sehari-hari Pisau baja (6) Pecahan kaca (5,5) Uang logam (3,5) Kuku jari (2,5) - Belahan Kekuatan ikatan atom didalam struktur kristal tidak seragam kesegala arah, apabila mineral dikenai gaya (pukulan) maka mineral akan pecah sesuai dengan arah ikatan atom yang lemah. Ikatan atom yang lemah biasanya membentuk suatu bidang, sehingga belahan selalu membentuk bidang yang rata. Karena keteraturan sifat dalam mineral, maka belaha akan nampak berjajar teratur dan mempunyai arah tertentu. Arah bidang belah bisa 1 arah (mika), 2 arah (felspar, pirksen, amfibla), 3 arah (galena, kalsit, dolomit), 4 arah (fluorit) dan 6 arah (spalerit). Pada gambar (Gamb.1) dibawah memperlihatkan hubungan struktur dalam kristal dan belahan pada mineral piroksen dan amfibola. Ujung Rantai Tunggal Tetrahedra Silika PIROKSEN Ujung Rantai Ganda Tetrahedra Silika AMFIBOL Perlu diperhatikan perbedaan antara bidang belah dengan muka kristal. Bidang belah terjadi karena terdapat bidang ikatan lemah di dalam struktur kristal, sedang muka-muka kristal merupakan cerminan geometri struktur kristal. PECAHAN Beberapa mineral mempunyai tenaga pengikat atom di dalam struktur kristal sangat kuat, sehingga bidang belah tidak tampak dan mineral tersebut akan cenderung pecah menuruti pola yang tidak teratur. Pecahan yang tidak teratur ini disebut pecahan. 5 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Perbedaan pecahan dan belahan dapat dilihat dari sifat permukaannya dalam memantulkan sinar. Permukaan bidang belah akan nampak halus dan dapat memantulkan sinar seperti pada cermin datar, sedang bidang pecahan memantulkan sinar ke segala arah. Jenis pecahan yang banyak dijumpai adalah : Pecahan kerang (conchoidal): pada permukaan pecahan nampak bergelombang memusat, seperti kenampakan kulit kerang atau botol yang pecah sebagai permukaannya. Pecahan berserat/berserabut (splintery/fibrous) : bila pada permukaan pecah nampak gejala serabut seperti batang bambu atau kayu yang patah. Pecahan rata (even): bila permukaan pecahan nampak rata. Pecahan rata ini biasanya merupakan bidang belahannya. Pecahan tidak rata (uneven/irreguler): bila permukaan pecahan nampak tidak rata, seperti permukaan bata yang pecah. Suatu jenis mineral tertentu dapat mempunyai belahan dan pecahan, mineral lain hanya mempunyai belahan saja dan yang lain hanya mempunyai pecahan saja. BENTUK Secara garis besar dapat dibedakan bentuk teratur (kristalin) dan bentuk tidak teratur (amorf). Bentuk Teratur dikendalikan oleh sistem kristalnya. Sistem kristal tersebut : Kubik Hexagonal Trigonal Tetragonal Ortorombik Monoklin Triklin Untuk lebih jelasnya tentang sistem kristal beserta keanekaragaman bentuk kristalnya. Bentuk tidak teratur ialah bentuk-bentuk yang tidak nampak didalam pola yang teratur. Bentuk tak teratur bisa disebabkan oleh : Muka kristal pada mineraal tidak berkembang baik. Mineral tersusun oleh kristal-kristal yang sangat halus (cryptocristalline), contoh : kalsedon. Atom penyusun mineral tidak tersusun didalam pola yang teratur (amorf), contoh : opal. 6 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Tabel 3: Bentuk kristal dan contoh mineral SISTIM SUMBU CONTOH BENTUK KRISTAL CONTOH MINERAL Pirit Intan Galena Halit Fluorit KUBUS = = = 90 a=b=c Casiterit Zirkon TETRAGONAL = = = 90 a=b c Grafit Apatit Kwarsa HEXAGONAL = = = 120 = 90 a=bc Calsit Magnesit Siderit Kwarsa Ilmenit Dolomit Turmalin TRIGONAL = = = 120 = 90 a=bc 7 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Tabel 3: Bentuk kristal dan contoh mineral (lanjutan) SISTIM SUMBU CONTOH BENTUK KRISTAL CONTOH MINERAL Serisit Anhidrit Olivin Topas Ortorombik = = = 90 a b c Azurit Malasit Gipsum Amfibola Mika Monoklin = = 900; 90 a b c Albit Anortit Triklin 90 a b c Catatan : Walaupun mineral berbentuk teratur, keraturannya tidak selalu dikendalikan oleh sistem kristalnya, tetapi dapat terkendali oleh belahannya. Sebagai contoh adalah kelompok mika yang bersistem monoklin. Bila terdapat hal-hal seperti itu dan hal tersebut sangat membantu pemerian mineral, maka kenampakan yang menyolok tersebut dapat dimasukkan sebagai bentuk mineral. Bentuk tersebut dapat berupa: lembaran (mika), berserat (serpentin, asbes). 8 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 8. BERAT JENIS (Specific Gravity) Berat jenis mineral adalah perbandingan berat mineral terhadap berat air pada hitungan air yang sama. Untuk pemerian mineral secara ambil lalu dapat diperkirakan dengan cara menimangnimangnya di tangan. Mineral-mineral yang berat jenis besar antara lain : galena 7,5 ; pirit 5; sedangkan mineral-mineral pembentuk batuan yang umum seperti kwarsa, feldspar, kalsit mempunyai berat jenis sekitar 2.6 – 2,8. CARA DAN URUTAN KERJA Buatlah tabel dengan kolom yang berketerangan Nomor Urut, Nomor Peraga, Warna, Kilap, Kekerasan, Cerat, Bentuk, Belahan, Pecahan, Ciri Khas, Nama Mineral dan Komposisi Kimia, Amatilah peraga mineral dengan baik dan menyeluruh. Tentukan warna, kilat dan bentuk mineral dan seterusnya sampai tabel yang telah ditentukan terisi. Untuk menguji kekerasan, peraga yang sedang diamati anda gores dahulu dengan kuku jari, apabila kuku jari anda tergores mak lakukan dengan skala mohs nomor 7 (kwarsa), kemudian kebawah sampai ditemukan nilai kekerasannya. Apabila mineral yang anda uji tergores dengan kuku jari, maka goreslah dengan skala mohs nomor 2 (gipsum). Untuk mengetahui ceratnya anda lihat bersamaan dengan menguji kekerasan. Sedangkan untuk mengetahui ciri khas anda bandingkan dengan benda yang sering anda jumpai sehari-hari. Untuk mengetahui nama mineral dan komposisi kimianya, ikutilah petunjuk dibawah. Perhatikan kilat mineral, metalik, atau non metalik. o Bila metalik, bandingkan degan daftar ciri-ciri pada halaman 8. o Bila Non metaik perhatkan warnanya, gelap atau cerah. Bila gelap perhatikan daftar ciri-ciri mineral pada halaman 9. Bila berwarna cerah perhatikan daftar halaman 10. Tahap berkutnya perhatikan ciri-ciri lain kecuali kekerasan dan cerat mineral. 9 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA CIRI CIRI FISIK MINERAL KILAT METALIK WARNA HARD CERAT BELAHAN PECAHAN SG Abu-abu gelaphitam 6 Hitam - - 5,2 5-6, 5 Coklat kemerah merahan Jarang (?) - 5 Kuning, coklat atau hitam 5-5,5 Kuning kecoklat an (?) Kuning (kekuningan 6-6, 5 Kuning emas 4 Abu-abu logam, hitam atau coklat gelap Abu-abu perak Kadangkadang pudar Abu-abu logam 2,5 1 Hitam kehijaua n Hitam kehijauhijauan Abu-abu Hitam CIRI LAIN / KETERANGAN -Kristal oktahedral biasaterdapat sebagai masa granul. - Kemagnitan Agregasi:granul,bers erat, lembaran NAMAMINERAL MAGNETIT Fe3O4 HEMATIT Fe3O3 LIMONIT Fe2O3.H2O - - 3,5 4 Berserat radial Jarang (?) - 5 Kristal kubus, agregasi:granul PIRIT Fe.S2 - - 4,3 Kadang-kadang nampak noda ungu. KALKOPIRIT 3 arah - 7,6 - GALENA Pb S 2 Permukaan terasa berminyak –Dapat untuk menulis kertas. GRAFIT C. - - Cu Fe S2 10 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA CIRI CIRI FISIK MINERAL KILAT NON METALIK Gelas Gelas Damar Suram (?) Tanah Mutiara atau kaca WARNA GELAP HARD CERAT BELAHAN Hijau gelap-hitam 6 - 6 Hijau gelap hitam coklat Hijau zaitun Merah, coklat, atau kuning Coklat sampai hitam SG CIRI LAIN / KETERANGAN 2 arah 3,5 Kristal berbentuk prisma pendek bersisi 8 - 2 arah 60o atau 120o 3-3,5 Kristal berbentuk prisma panjang bersisi 6. 6,5-7 - - Konkoidal 3,5-4,5 7-7,5 - - Konkoidal 3,5-4,5 2,5 – 3 - 1 arah sempur na - 3-3,5 Tipis,fleksibel lembaran elastis Hijauhijau gelap 2-2,5 1 arah - 2,5-3,5 Tidak elastis 6 arah - 4 - BIOTIT K(Mg,Fe)3A Si3O10 (OH)2 SPALERIT ZnS - - - Seperti tanah HEMATIT Fe2O3 Coklat kekuningan 3,5 – 4 Merah Coklat kekuningan sampai coklat tua Merah daging atau hijau 1,5 -Coklat kekuningan - putih Merah PECAHAN “Transparenttranslucent” Kristal mempunyai bid.12 yg baik NAMA MINERAL Kelompok PIROKSEN (AUGITE yg. banyak dijumpai) Kelompok AMFIBOL (HORNBLENDE yg sering banyak dijumpai) OLIVIN (Fe,Mg)2 Si O4 GARNET (Silikat Fe,Mg,Ca,Al) KLORIT LIMONIT Fe2O3.H2O. 1,5 Coklat kekuningan - - - Kompak 6-6,5 Putih 2 arah Rata 2,5 Pada bidang belahan mnampak striasi Transparantranslusen. Kristal prisma bersisi 6 ORTOKLAS (Kalium feldspars) K AlSi3O8 Mutiara atau kaca Putih, abuabu biru 6-6,5 - 2 arah - 2,5 Kaca berlemak Putih susu (banyak dijumpai) 7 Putih - Konkoidal 2,65 Fibrous splinteri 2,3 Tidak elastis transparan GIPSUM CaSO4 .2H2O - 2,7 Transparantranslusen ; berbuih dengan HCL KALSIT CaCO3 Kaca (?) Putih 2 Putih 1 arah sempurna, 2 arah yg lain kurang baik Kaca (?) Tak berwarna putih, kuning pucat. 3 Putih 3 arah 75o - 2,8 Kaca Mutiara Larut dgn HCL bila telah berupa tepung kristal dibatasi oleh bidang rombik Lembarlembartipis dan elastis, bila tipis transparan dan tidak berwarna Kadang-kadang kompak. Diraba terasa seperti sabun. Seperti tanah, plastis bila basah,dan bau tanah. PLAGIOKLAS NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8 KWARSA Si O2 Putih, merah jambu 3,5-4 Putih 3 arah seperti kalsit - 2-3 - 1 arah sempurna - 2,8 Hijau-putih 1 - 1 arah - 2,8 Putihmerah 1,2 - - - - 2-2,5 - 3 arah - 2 Rasa asin, larut dalam air. HALIT Na CL 4 - 4 arah 3 Kristal kubus, transparant Flourit Ca F2 Tak berwarnaputih Tak berwarna ,kuning DOLOMIT Ca, Mg (CO3)2 MUSKOPIT K Al2 Al Si3O10(OH)2. TALK Mg3Si4O10(OH)2 KAOLINIT, Al4Si4O10(OH)8 11 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA FORMULIR DISKRIPSI MINERAL KETERANGAN GAMBAR Warna Cerat Kilap Kekerasan Belahan Pecahan Berat Jenis dan Kerapatan Kemagnitan Daya Hantar Panas Indeks Bias Daya Simpan Cahaya Bentuk Kristal Keterangan Nama Warna Cerat Kilap Kekerasan Belahan Pecahan Berat Jenis dan Kerapatan Kemagnitan Daya Hantar Panas Indeks Bias Daya Simpan Cahaya Bentuk Kristal Keterangan Nama Warna Cerat Kilap Kekerasan Belahan Pecahan Berat Jenis dan Kerapatan Kemagnitan Daya Hantar Panas Indeks Bias Daya Simpan Cahaya Bentuk Kristal Keterangan Nama Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… 12 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA PENGENALAN BATUAN BEKU 1. TUJUAN PRAKTIKUM Agar praktikan dapat mengenal, memeri dan memberi nama batuan beku atas dasar sifat kimia dan ciri fisiknya dengan cepat. 2. DASAR TEORI Batuan ialah kumpulan (agregasi) mineral yang terbentuk oleh alam, baik yang sudah mengalami konsolidasi sehingga keras ataupun yang lunak dan sebagai pembentuk kulit bumi. Atas dasar terbentuknya / cara terjadinya, batuan dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu : Batuan beku Batuan sedimen / endapan Batuan metamorf / malihan Batuan beku adalah batuan yang terbentuk langsung dari pembekuan magma, baik dipermukaan bumi atau dibawah permukaan bumi. Klasifikasi batuan beku pada umumnya didasarkan atas dua komponen, yaitu komposisi mineral dan teksurnya. Dari komposisi mineral dapat ditafsirkan komposisi magma asal dan dari tekstur dapat ditafsirkan sejarah pendinginan magmanya. Komposisi Mineral Batuan Beku Mineral yang sering dijumpai sebagai penyusun batuan beku (mineral utama) dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu mineral kaya unsur silika alumina dan mineral kaya unsur besi, magnesium dan calsium. Kelompok mineral lain yang juga sebagai penyusun batuan beku (mineral pelengkap) adalah kelompok felspathoid dan kelompok mineral oksida. Kelompok mineral utama tersebut adalah : Mineral-mineral yang tersusun dari unsur silika dan alumunia dengan warna yang cerah dan biasa disebut dengan mineral asam (felsik), kecuali Plagioplas (Ca). Kwarsa : jernih, putih atau seperti gelas tanpa belahan. Muskovit : jernih sampai coklat muda, belahan satu arah sehingga nampak sebagai lembaran-lembaran. Ortoklas : putih, merah daging (pink), belahan 2 arah saling tegak lurus. Plagioklas : putih abu-abu (Na), abu-abu gelap (Ca), terdapat striasi pada bidang belah. Mineral-mineral yang tersusun dari unsur-unsur besi, magnesium dan kalsium, warna gelap dan biasa disebut sebagai mineral basa( mafic) : 13 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Olivin : kuning kehijauan (olive), kristal kecil seperti gula pasir. Piroksin : hijau tua \, hitam suram, pendek, (augit) belahan 2 arah tegak lurus. Amfibol : hitam mengkilat, panjang, belahan 2 arah 600 - 1200 Biotit : hitam, belahan 1 arah sehingga nampak sebagai lembaran-lembaran. Sifat Kimia Batuan Beku Atas dasar sifat kimianya batuan beku dapat dibedakan menjadi : bantuan beku ultra basa, batuan beku basa, batuan beku sedang dan batuan beku asam. Batuan beku ultra basa banyak mengandung mineral- mineral mafik, berwarna sangat gelap. Secara kimia mempunyai kandungan SiO2 kurang dari 36 %. Batuan beku basa berwarna gelap, mengandung mineral mafik cukup banyak dan sedikit mineral felsik (dari kelompok plagioklas). Secara kimia mempunyai kandungan SiO2 antara 36 – 45 %. Batuan beku sedang berwarna abu-abu kehijauan, abu-abu kecoklatan dan abu-abu gelap. Mineral penyusun dari kelompok felsik dan mafik relatif seimbang. Secara kimia mempunyai kandungan SiO2 antara 45 – 66 %. Batuan beku asam berwarna cerah, tesusun oleh mineral – mineral felsik dan sedikit mineral mafik. Secara kimia mempunyai kandungan SiO2 lebih dari 66 %. Tekstur Batuan Beku Tekstur batuan adalah hubungan antar penyusun batuan. Tekstur batuan sangat ditentukan oleh ukuran, bentuk dan susunan butir mineral didalam batuan. Tekstur batuan beku berkembang tergantung kecepatan pendinginan magma dam komposisinya. Magma yang terletak jauh didalam kulit bumi akan mengalami pendinginan dengan lambat, sehingga suatu kristal mendapat kesempatan tumbuh dengan baik dan berukuran lebih kurang seragam, mencapai beberapa centimeter, sebaliknya pendinginan yang cepat tidak akan memberikan kesempatan kristal tumbuh sehingga ukurannya kecil-kecil dan batuannyapun kadang-kadang nampak masif dan tanpa struktur. Bila sejarah pendinginan magma cukup komplek, akan terjadi pendinginan lambat yang diikuti pendinginan cepat, maka memungkinkan terbentuk kristal-kristal yang berbeda ukurannya. Disamping hal tersebut diatas, ukuran kristal dipengaruhi pula oleh kekentalan magmanya. Dari magma kental berkembang kristal-kristal berukuran kecil sedang dari magma yang lebih cair akan berkembang kristal-kristal berukuran lebih besar. Kekentalan magma sangat tergantung dari komposisi dan juga kandungan gasnya. Magma yang banyak mengandung silika, akan lebih mental dibanding magma yang mengandung sedikit silika, demikian pula magma yang banyak mengandung unsur gas akan lebih cair. 14 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Tekstur batuan beku dibedakan atas lima macam : FANERIK (KASAR) : Masingmasing kristal penyusun batuan dapat dilihat dengan mata telanjang dan mempunyai besar butir yang relatif seragam. PORFIRITIK arti kata lain ialah sekelompok mineral besar dikelilingi oleh mineral yang berukuran lebih kecil. Mineral yang berukuran lebih besar disebut MINERAL SULUNG (fenokris), sedang yang berukuran kecil disebut MASA DASAR (ground mass). Bila masa dasar dapat dibedakan dengan mata telanjang maka teksturnya disebut FANEROPORFIRITIK. Bila masa dasar sangat halus sehingga tak dapat dibedakan dengan mata telanjang (afanitis) maka teksturnya disebut PORFIROAFANITIK. AFANITIK (HALUS) : mineral penyusun batuan berukuran sangat halus sehingga tak dapat dibedakan dengan mata telanjang. GELAS : batuan beku bertekstur gelasan tersusun semata-mata oleh gelas yang susunan atomnya tidak teratur, tidak seperti susunan atom pada kristal. Dibedakan atas dasar strukturnya; amigdaloidal (berongga yang terisi mienral lain) biasanya akan memberikan pecahan yang conchoidal dan vesikular (berongga dan saling berhubungan). FRAGMENTAL : Tersusun dari fragmen-fragmen batuan yang merupakan hasil erupsi gunung api. 15 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 3. CARA KERJA Perhatikan dengan baik contoh batuan dan tentukan warna batuan secara keseluruhan. Tentukan sifat kimia batuan dengan cara menentukan jumlah prosentase (%) mineral gelap, sehingga dapat ditentukan bahwa batuan : Asam, bila sedikit mineral gelapnya, umumnya berwarna cerah. Sedang, bila mineral gelapnya hampir 50%, umumnya bearwarna abu-abu gelap. Basa bila mineral gelapnya lebih dari 70 %, tetapi masih dijumpai beberapa mineral cerah, berwarna gelap bahkan hitam. Ultra basa apabila batuan hampir seluruhnya tersusun oleh mineral gelapnya, berwarna sangat gelap. Tentukan tekstur batuan dengan melihat keseragaman ukuran butir terlebih dahulu, kemudian ukuran butirnya, apakah kasar atau sangat halus. Hasil pengamatan 1 s/d 3 masukkan dalam tabel sehingga dapat ditentukan nama batuannya. Untuk penamaan batuan beku yang bertekstur afanitik ataupun porfiro afanitik biasanya agak sulit, maka senagai pegangan : Bila kwarsa atau ortoklas tampak sebagai mineral sulung, nama batuannya Rhyolit Bila amfibola (hornblende) tampak sebagai mineral sulung, nama batuannya andesit. Bila piroksen atau olivin tampak sebagai mineral sulung, nama batuannya basalt. 16 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA KLASIFISIKASI BATUAN BEKU (IAEG 1981, DENGAN MODIFIKASI) Sifat Kimia Asam (Felsik) Sedang (intermediate) Basa (mafic) Ultra Basa (ultra mafic) orthoklas kwarsa Komposisi Mineral Tekstur Fanerik (kasar) Faneroporfiritik Porfiroafanitik Afanitik (halus) Afanitik (halus) Komposisi Tekstur Amigdaloidal Glassy Vesikular Porfiritik piroksin muskovit biotit Warna plagioklas Cerah Granit Granit porfir Rhyolit porfir Rhyolit olivin hornblend Sedang (kelabu) Granodiorit Diorit Mikrodiorit Diorit porfir Dasit porfir Andesit porfir Dasit Andesit Gelap Sangat Gelap Gabro Peridotit Piroksinit Gabro porfir Basalt porfir Basalt Terutama dari gelas vulkanik Obsidian Pumis Skoria 17 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA FORM DATA ANALISIS BATUAN BEKU GAMBAR KETERANGAN Warna Tekstur Struktur Sifat Kimia Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Sifat Kimia Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Sifat Kimia Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Sifat Kimia Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Sifat Kimia Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… 18 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA PENGENALAN BATUAN SEDIMEN 1. TUJUAN PRAKTIKUM Agar praktikan dapat memeri (mendiskripsi), mengklasifikasikan dan memberi nama batuan sedimen berdasarkan sifat fisiknya. 2. DASAR TEORI. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari hasil litifikasi (pembatuan) hancuran batuan lain atau larutan kimiawi, atau pertumbuhan binatang pada suatu lingkungan pengendapan. Dalam pengertian batuan, litifikasi tidak harus menghasilkan batuan yang keras. Proses litifikasi diawali transportasi material, sedimentasi, kompaksi, sementasi dan litifikasi. Lingkungan pengendapan yang dimaksud tidak harus di air, tetapi dapat juga di darat. Kalau dilihat dari proses pembentukan batuan sedimen, maka komposisi batuan sedimen terdiri atas : pecahan batuan (detritus) mineral fosil ( sisa kehidupan) Klasifikasi batuan sedimen didasarkan atas tekstur, dimana tekstur tersebutmerupakan pencerminan proses pembentukan (asal muasal) batuan sedimen. Berdasarkan cara terbentuknya, batuan sedimen diklasifikasikan menjadi dua yaitu : batuan sedimen klastik batuan sedimen non klastik Batuan Karbonat Batuan sedimen klastik. Batuan sedimen klastik adalah batuan sedimen yang terbentuk dari hasil litifikasi hancuran batuan yang sudah ada sebelumnya, baik batuan beku, metamorf maupun batuan sedimen. Proses pembentukan batuan sedimen klastik Dalam pembentukan batuan sedimen bertekstur klastik, prosesnya melalui 2 tahap, yang meliputi tahap pembentukan endapan dan pembentukan batuan sedimen. Gambaran proses pembentukan batuan sedimen klastik dapat dilihat pada gambar di bawah.Kenampakan batuan sedimen klastik ini dicirikan oleh beberapa faktor, yakni : Ukuran butir terdiri dari berbagai macam ukuran, mulai dari lempung sampai bongkah. Komposisi terdiri dari pecahan batuan, fosil, dan mineral. 19 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Proses pembentukan endapan Batuan yang telah ada (batuan beku, batuan sedimen, dan atau batuan metamorf) mengalami proses pelapukan (weathering) erosi (erosion), pengangkutan (transportation), kemudian diendapkan (deposition) pada suatu tempat yang disebut sebagai lingkungan pengendapan. Proses pembentukan batuan sedimen Sedimen yang telah terendapkan itu akan mengalami beberapa proses sebagai berikut : Pemampatan (desication) : keluarnya air dari rongga batuan Pemadatan (compaction) : memadatnya massa endapan karena pengisian semen. Sementasi (cementation ) : endapan tersebut akan tersemenkan oleh larutan kimia (karbonat, silika, oksida besi) Pembatuan (litification) : membatunya endapan yang telah kompak. Struktur Dalam batuan sedimen ini terdapat berbagai kenampakan susunan butir (struktur), yang disebut sebagai struktur sedimen. Struktur ini terbentuk bersama-sama dengan berlangsungnya pembentukan batuan sedimen tersebut, atau dikenal dengan struktur primer. Struktur yang sering dijumpai pada batuan sedimen adalah : Struktur berlapis (“ bedded”) : Yaitu struktur yang yang menampakkan adanya lapisan-lapisan, kenampakan ini terbagi dalam : berlapis sejajar (“paralel bedding”) berlapis simpang siur (“cross beding”) berlapis tersusun (“graded bedding”) Laminasi : lapisan yang tipis, ketebalan 1 cm Kenampakan struktur berlapis disebabkan oleh beberapa hal yaitu perbedaan warna tekstur perbedaan komposisi porositas 20 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Struktur berfragmen : Adalah struktur yang menunjukkan adanya perbedaan ukuran butir dan jenisnya. Dimana hal ini mencirikan adanya pencampurab material saat sedimentasi berlangsung. Dalam struktur ini akan dijumpai fragmen, matriks dan semen. Struktur berfosil Bila nampak adanya fragmen fosil dalam batuan tersebut. Fosil tersebut bermacam-macam. Struktur kompak Bila tidak dijumpai lapisan lapisan dan ternayata ukuran butirnya seragam atau hampir seragam. Klasifikasi dan penamaan Klasifikasi dan penmaan batuan sedimen klastik didasrkan pada ukuran butir, bentuk butir, struktur dan komposisi. Cara penamaan tersebut adalah sebagai berikut : Ukuran Butir : (menurut WENTWORTH, 1922) 256 mm : bongkah („boulder‟) 64 – 256 mm : brangkal („cable‟) 4 - 64 mm : kerakal („peble‟) 2 - 4 mm : kerikil („granula‟) ½ - 2 mm : pasir kasar („coarse sand‟) ¼ - ½.mm. : pasir sedang („medium sand‟) 1/16 - ¼ mm : pasir halus („fine sand‟) 1/256 – 1/16 mm : lanau („silt‟) 1/256 mm : lempung(„clay‟) Cara penamaan ukuran butir yang lain adalah : 2 – 256 mm : rudit 1/16 - 2 mm : arenit 1/256 – 1/16 mm : lutit Bentuk butir, Berlaku untuk ukuran butir 2 mm, yakni : membulat : konglomerat meruncing : breksi („breccia‟) Komposisi, didasarkan pada kandungan mineral yang menonjol Contoh: karbonatan : batu lempung karbonatan Batu lempung gampingan kwarsa : konglomerat kwarsa, dll 21 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Batuan sedimen non klastik (kimia dan biokimia) Adalah batuan sedimen yang terbentuk dari litifikasi larutan kimia atau hasil pertumbuhan binatang. Batuan sedimen nonklastik ini sering dijumpai bersama-sama dengan batuan sedimen klastik. Komposisi batuan sedimen nonklastik pada umumnya terdiri dari satu macam mineral. Tekstur batuan ini dicirikan oleh : Kenampakan „interlocking‟(saling menutupi): yaitu kenampakan individu mineral yang amat besar ukurannya atau bahkan amat kecil, yang saling mengunci sehingga tidak ada kenampakan pori-pori („lubang‟). Kenampakan kristalisasi : nampak ada pertumbuhan kristal-kristal. Proses pembentukan sedimen non klastik Batuan sedimen non klastik ini mengalami proses pembentukan sebagai berikut : Akumulasi larutan kimiawi atau organik kimiawi, antara lain : karbonat, silika, oksida besi, garam-garam atau karbon. Pertumbuhan kristal („cristalization‟) Pemampatan: keluarnya air (pelarut) Pembatuan. Struktur Struktur batuan sedimen nonklastik pada umumnya ditentukan oleh komposisi kimia dan lingkungan pendendapan. Struktur batuan non klastik yang umum dijumpai adalah struktur masif. Struktur lain yang sering dijumpai adalah : Nodul (bentuk membulat panjang) Konkresi (bulat tidak teratur) Bended (berlapis karena perbedaan warna) Klasifikasi dan penamaan Klasifikasi batuan sedimen non klastis didasarkan atas komposisi kimia larutan asal: Karbonat : kalsit – dolomit Silika : chert (rijang) – diatom – radiolarit Oksida besi : nodule mangan atau konkresi besi Karbon : gambut, lignit, batubara Garam : gipsum, halit, anhidrit Gambar : bebeapa jenis batuan sedimen non-klastik 22 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Batuan Karbonat Batuan karbonat didefinisikan sebagai batuan dengan kandungan material karbonat lebih dari 50 % yang tersusun atas partikel karbonat klastik yang tersemenkan atau karbonat kristalin hasil presipitasi langsung (Reijers & 1986). Bates & Jackson (1987) mendefinisikan batuan karbonat sebagai batuan yang komponen utamanya adalah mineral karbonat dengan berat keseluruhan lebih dari 50 %. Sedangkan batugamping, menurut definisi Reijers & Hsu (1986) adalah batuan yang mengandung kalsium karbonat hingga 95 %. Sehingga tidak semua batuan karbonat merupakan batugamping. Batuan karbonat adalah batuan sedimen yang mengandung mineral karbonat lebih dari 50%. Sedangkan mineral karbonat adalah mineral mengandung CO3 dan satu atau lebih kation Ca, Mg, Fe, dan Mn. Pada umumnya, mineral karbonat adalah kalsit (CaCO3) dan dolomit (CaMg (Co3)2). Batuan karbonat umumnya terdiri atas batugamping (kalsit sebagai mineral utama) dan batudolomit (dolostone). Umur batuan ini sangat bervareasi mulai dari pra-Kambrium sampai Kuarter. Batuan karbonat praKambrium dan Paleosen umumnya dikuasai oleh batudolomit. Di alam batuan karbonat menempati 1/5 – 1/4 dari seluruh catatan stratigrafi dunia. Sekitar 40 % dari minyak bumi dan gas dunia diambil dari batuan karbonat. Reservoar karbonat di Timur Tengah merupakan salah satu contoh reservoar karbonat dengan produksi migas yang besar. Sedimen karbonat, yang dijumpai di dunia, kebanyakan terbentuk pada lingkungan laut dangkal dan beberapa di antaranya terbentuk di daerah teresterestrial, tetapi laut dangkal tropis. Indonesia merupakan daerah yang mempunyai sedimen karbonat melimpah. Proses Pembentukannya dapat terjadi secara insitu, yang berasal dari larutan yang mengalami proses kimiawi maupun biokimia dimana pada proses tersebut, organism turut berperan, dan dapat pula terjadi butiran rombakan yang telah mengalami transportasi secara mekanik dan kemudian diendapkan pada tempat lain, dan pembentukannya dapat pula terjadi akibat proses diagenesa dari batuan karbonat yang lain (sebagai contoh yang sangat umum adalah proses dolomitisasi, dimana kalsit berubah menjadi dolomite). Seluruh proses pembentukan batuan karbonat tersebut terjadi pada lingkungan laut, sehingga praktis bebas dari detritus asal darat. Komposisi Batuan Karbonat Menurut Tucker (1991) komponen penyusun batugamping dibedakan atas non skeletal grain, skeletal grain, matrix, dan cement. 1). Non Skeletal Grain, terdiri dari : Ooid dan Pisolid, Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang mempunyai satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya partikel karbonat atau butiran kuarsa. Ooid memliki ukuran butir < 2 mm dan apabila memiliki ukuran > 2 mm disebut pisoid. Peloid, Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau meruncing yang tersusun oleh micrite dan tanpa struktur internaL Ukuran dari peloid antara 0,1 - 0,5 mm. 23 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Pellet, Pellet merupakan partikel berukuran < 1mm berbentuk spheris atau elips dengan komposisi CaCO3. Secara genetic pellet merupakan kotoran dari organisme. Agregat dan Intraklas. Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat yang tersemen bersama-sama oleh semen mikrokristalin atau tergabung akibat material organik. Sedangkan intraklas ialah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi atau setengah terlitifikasi yang terjadi akibat pelepasan air lumpur pada daerah pasang surut/ tidal flat. 2). Skeletal Grain Merupakan butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil ataupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping. 3). Lumpur Karbonat dan Micrite. Micrite adalah matriks yang biasanya berwarna gelap. Pada batugamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Micrite memilliki ukuran butir kurang dari 4 um. Micrite dapat mengalamai alterasi dan dapat tergantikan oleh mosaik mikrospar yang kasar. 4). Semen Semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang terendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, sulfat atau oksida besi. Lingkungan Pengendapan Karbonat Menurut Tucker tahun 1985 dijelaskan bahwa endapan karbonat pada laut dangkal terbentuk pada 3 macam lokasi yaitu platform, shelf, dan ramps. Fasies karbonat ramp Fasies karbonat ramp merupakan suatu tubuh karbonat yang sangat besar yang dibangun pada daerah yang positif hingga ke daerah paleoslope, mempunyai kemiringan yang tidak signifikan, serta penyebaran yang luas dan sama. Pada fasies ini energi transportasi yang besar dan dibatasi dengan pantai atau inter tidal 24 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Fasies karbonat platform Fasies karbonat platform merupakan suatu tubuh fasies karbonat yang sangat besar dmana pada bagian atas lebih kurang horisontal dan berbatasan langsung dengan shelf margin. Sedimen sedimen terbentuk dengan energi yang tinggi. Fasies Shelves Fasies Shelves (shelf) lokasi pengendapan karbonat relatif sempit ratusan meter sampai beberapa km saja). Endapan karbonat pada daerah ini dicirikan dengan adanya break slopepada daerah tepi paparan, terdapatnya terumbu dan sand body karbonat. Kompleks terumbu pada fasies ini terbagi menjadi : Fasies terumbu muka (Force reef), inti terumbu (reef core) dan terumbu belakang (back reef). 25 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Model Terumbu Karbonat Transisi dari shelf ke slope berpengaruh pada perubahan yang cepat dari pola fasies karbonat. Pola pertama yang dicari oleh kebanyakan interpreter adalah bentuk mound yang merepresentasikan reef. Beberapa contoh dengan seismik yang bagus adalah karbonat Cretaceous di timur laut Amerika Serikat dan Teluk Meksiko, karbonat Jurassic di Maroko, karbonat Miosen di Papua Nugini dan karbonat Permian di Texas Barat. Beberapa buildup dapat mencapai ketinggian melebihi 1000 meter. Salah satu signature kunci adalah adanya refleksishingled kecil yang miring ke arah lingkungan paparan (shelf). Ini adalah hasil dari transpor endapan karbonat oleh badai dan arus dari puncak reef menuju bagian dalam platform. Signature internal dari buildup biasanya adalah hilangnya amplitudo dan kemenerusan walaupun ini tidak selalu benar. Karena kemiringan utama dari slope karbonat dapat melebihi 300 maka transisi dari buildup ke slope bagian atas dapat terjadi secara mendadak. 26 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA CARA KERJA Amatilah contoh batuan dengan baik dan tentukan warnanya. Tentukan tekstur batuan sedimen, apakah klastik atau nonklastik, berdasarkan ciri masing-masing tekstur. Apabila mempunyai tekstru klastik, tentukan ukuran butirnya. Kalau ukuran butirnya lebih dari 2 mm, anda harus menentukan butirnya, apakah membulat atau meruncing. Setelah tahu ukuran butirnya tentukan komposisinya, apakah bersifat karbonatan atau tidak. Untuk menentukan karbonat atau tidak, gunakan larutan HCL, apabila bereaksi berarti mempunyai komposisi karbonat, Karena batasan batu gamping atau tidak ditentukan dari jumlah karbonat yang mencapai 50 %, maka dapat dibantu dengan mengamati warna batuan. Apabila berwarna putih, putih kekuningan sampai kecoklatan, maka dapat anda anggap batuan tersebut adalah batu gamping. Apabila bertekstur non klastik maka anda tidak perlu menentukan ukuran butir, tetapi cukup menentukan ukuran kristal apakah halus, sedang atau kasar dan komposisi mineral. Dari diskripsi nomor 1 s/d 5 kemudian masukkan dalam tabel klasifikasi sehingga diketahui namanya. 27 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA KLASIFIKASI BATUAN SEDIMEN (IENG 1981, DENGAN MODIFIKASI) KLASTIK 0,062-2 Butiran Sedang 0,062-0,004 Butiran Halus >0,004 Butiran sangat halus Butiran terdiri dari pecahan batuan, mineral dan fosil kecil Batupasir - Batu lumpur / mudstone > 50% butiran halus Batulanau - Shale (Batu lumpur berlapis > 50% butiran sangat halus Batulempung NON KLASTIK Biogenik dan mekanik Masif, monomineral - > 50% butiran karbonat Garam Karbon - fosil Karbonat Silika BATUAN GARAM - Halit - Anhidrit - Gipsum - Barit Kalsirudit BATUAN KARBONAT - Kalsit - Dolomit - Aragonit BATUAN SILIKA - Rijang Kalkarenit - Flint - Calsendon BATUAN KARBON Batu gamping terumbu Butiran kasar Rudaceous 2-64 Butiran terdiri pecahan batuan membundar : konglomerat meruncing : breksi Aranaceous > 64 Butiran sangat kasar Mekanik : laminasi, berlapis, gradasi, silangsiur, dsb pecahan batuan, kuarsa, feldspar, mineral lempung, fosil, dsb Lutaceous / Argiliaceous Ukuran Butir Dominan (mm) STRUKTUR UMUM KOMPOSISI KARBONAT Batu napal ASAL NUASAL Kalsilutit - Gambut - Lignit - Batubara 28 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA FORM DATA ANALISIS BATUAN SEDIMEN GAMBAR KETERANGAN Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… 29 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA PENGENALAN BATUAN METAMORF 1. Tujuan Praktikum Agar mahasiswa dapat mendiskripsi dan menentukan nama batuan metamorf berdasarkan sifat fisiknya. 2. Dasar Teori Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk oleh proses metamorfisme pada batuan yang telah ada lebih dahulu. Proses metaforfisme (rekristalisasi) adalah proses perubahan mineral dan tekstur/ struktur batuan dalam keadaan padat akibat perubahan tekanan dan suhu yang tinggi didalam kerak bumi. Pada metaforfisme tidak terjadi perubahan komposisi kimia yang berarti, kecuali penambahan atau pengurangan unsur H (hidrogen) dan O (Oksigen) dalam bentuk H2O (air) atau OH (hidroksil). Berdasarkan proses pembentukan, metaforfisme dapat dibedakan atas : Metaforfisme sentuh : metaforfisme yang terjadi akibat intrusi magma. Perubahan yang terjadi terutama akibat adanya perubahan temperatur yang tinggi. Metaforfisme regional : metaforfisme yang terjadi pada daerah luas akibat pembentukan pegunungan (orogenesa). Batuan yang termetaforfisme adalah batuan yang tertimbun sangat dalam, terpanasi dan terubah oleh pelipatan atau patahan. Metaforfisme dinamik : metaforfisme yang terjadi pada daerah yang mengalami dislokasi intensif, biasanya berdaerah sempit, misal akibat patahan. Komposisi Mineral Mineral pada batuan metamorf dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu : Mineral yang bertahan terhadap proses metaforfisme, sehingga baik komposisi maupun strukstur kristal relatif tetap. Mineral baru yang terbentuk selama atau akibat metaforfisme.Sebagai contoh, kwarsa adalah mineral yang sangat stabil, sehingga mampu bertahan terhadap proses metaforfisme( kondisi yang baru) dan oleh sebab itu kwarsa tetap hadir pada batuan metamorf. Dilain hal, hornblende dan piroksin akan berubah menjadi mineral lain selama proses metaforfisme, sesuai dengan kondisi yang baru. Mineral yang umum dijumpai didalam batuan metamorf : 1. Kwarsa 6. Muskopit 2. Kalsit 7. Garnet 3. Feldspar 8. Staurolit 4. Klorit 9. Kyanit 5. Biotit 10. Sillimanit Mineral berikut ini sering pula dijumpai didalam batuan metamorf : 1. Talk 6. Wollastonit 2. Grafit 7. Kordiorit 3. Epidot 8. Andalusit 4. Tremblit 9. Korundum 30 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA 5. Aktinolit Susunan Mineral (Struktur) Susunan mineral didalam batuan metamorf secara garis besar dapat dibagi dalam dua kategori. a. Foliasi Batuan metamorf yang tersusun oleh mineral-mineral yang menunjukkan penjajaran. Batuan yang mempunyai struktur ini sebagian besar besar tersusun oleh mineral pipih. Batuan jenis ini biasanya dihasilkan oleh metaforfisme tipe regional. Susunan mineral folasi pada batuaaan metamorf dibedakan lagi menjaadi : Gneissic atau “bended‟ : Merupakan bentk penjajaran mineral-mineral berbutir kasar, umumnya berupa kwarsa, feldspar dan hornblende. Nama batuannya disebut Gness (Gneis). “Schistosic”: Merupakan penjajaran mineral-mineral yang berbentuk pipih, umumnya ditunjukkan oleh kehadiran mineral mika yang sangat banyak. Nama batuannya disebut Schist (Sekis). “Phyllitic” : Bentuk penjajaran ineral mika dan beberapa mineral halus. Pada permukaan filit tampak kilap/kilau sutera, yang disebabkan oleh kehadiran klorit/mika yang sangat halus. “Slaty cleavage”: Kenampakan kesejajaran pada batuan metamorf yang berbutir halus, ditunjukkan oleh kehadiran bidang-bidang belah yang sangat rapat. Keteraturan bidang-bidang belah tersebut merupakan pengejawantahan susunan mineral-mineral yang sangat halus, yang sejajar didalam batuan tersebut. Nama batuannya disebut Slate (batusabak). 31 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA b. Non Foliasi Batuan yang tersusun oleh mineral-mineral yang tidak menunjukkan penjajaran. Penamaan batuannya biasanya didasarkan atas komposisi mineral yang dominan dan ciri khusus. Selain kedua struktur tersebut, beberapa batuan metamorf mempunyai struktur transisi antara strktur foliasi dan non foliasi. Hal ini disebabkan metaforfisme yang berlangsung tidak sempurna. Batuan-batuan ini umumnya masih menunjukkan struktur batuan asal, kalau berasal dari batuan beku, maka struktur batuan beku masih terlihat. 3. Cara Kerja Amatilah contoh batuan metamorf dengan baik , catat warnanya. Amatilah susunan mineral (struktur) yang ada, apakah menunjukkan penjajaran (foliasi) atau tidak (non foliasi). Apabila mempunyai struktur foliasi, lihatlah ukuran butirnya, apakah termasuk aksar, sedang atau halus. Tentukan apakah gneissic, schistose atau yang lainnya. Kemudian tentukan komposisi mineralnya. Apabila mempunyai struktur non foliasi, lihatlah ciri-ciri yang ada dan tentukan komposisi mineralnya. Setelah mengetahui ciri-cirinyatentukan nama batuan yang anda diskripsi sesuai dengan tabel yang ada. 32 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA KLASIFIKASI BATUAN METAMORF (IENG, 1981 DENGAN MODIFIKASI) Sedang 0.06-2 Halus 0.06-0.02 Sangat halus < 0.02 Phyilitic Slaty Cleavage Brecciated Liniation Mylonitic Non - Foliasi Kasar Sedang Halus Schistose Piroksin Gneissic Amphibole 2-60 Klorit Kasar Kwarsa Migmatitic Foliasi Sangat kasar > 60 Nama Batuan Kompos is i Mine ral Feldspar Struktur Mika TEKSTUR/ ukuran butiran (mm) Ciri Khas Gneiss Genes Schist Sekis Pnyllite Filit Warna kemerahan, banyak feldspar dan kuarsa kuarsa & felspar berseling, kaya mika Foliasi bergelombang, batuan tipis Warna kelabu- kehjauan, belahan tidak berkembang Slate Batusabak Warna kelabu-kehitaman, kilap suram Migmatit Batuan asal, kl, kw, klst Amphibole, kwarsa Min. lmp., kl, klst, kw Kwarsa Kwarsa, mika Dolomit, Kalsit Breksi sesar Amphibolit Mylonite Kwarsit Hornfels Marble Marmer Serpentin Serpentinit Karbon Antrasit Talk Soapstone Batusabun Seperti breksi Hitam kehijauan Halus, kehijauan Keras, warna beraneka Warna gelap, butir halus bereaksi dengan HCl, warna putih dan hitam Warna hijau, berserat seperti kayu Hitam mengkilap, pecahan konkoidal Lunak, licin, warna kelabu sampai biru Keterangan : kw = kwarsa, kl = klorit, klst = klastika, min. lmp = mineral lempung, fld = feldspar 33 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA FORM DATA ANALISIS BATUAN METAMORF GAMBAR KETERANGAN Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Warna Tekstur Struktur Komposisi Mineral Ciri Khas Nama Tanggal Praktikum : ……………………… Kelompok : ……………………… Asisten : ……………………… 34 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA PROFIL TANAH 1. TUJUAN PRAKTIKUM Agar mahasiswa dapat memahami proses pembentukan tanah dan mendiskripsi (memeri) profil tanah. 2. DASAR TEORI Tanah mempunyai berbagai pengertian tergantung dari disiplin ilmu yang memandang. Bagi ahli bidang pertanian, pengertian tanah adalah material di permukaan bumi yang memungkinkan tanaman tumbuh. Bagi ahli teknik sipil, tanah merupakan bagian permukaan bumi yang dapat digali tanpa melakukan peledakan, sedangkan bagi ahli geologi tanah merupakan hasil pelapukan batuan yang belum mengalami pengangkutan. Dari beberapa pengertian tersebut di atas dapat diambil pengertian umum, bahwa tanah merupakan hasil pelapukan batuan yang dapat digali tanpa menggunakan peledakan dan memungkinkan tanaman untuk tumbuh. Dilihat dari cara terbentuknya tanah dapat dibedakan menjadi dua macam : Tanah insitu (residual soil), yaitu tanah yang terbentuk dari hasil pelapukan batuan dan masih berada di bagian atas batuan induknya. Tanah jenis ini pada umumnya mempunyai perubahan warna dan tekstur secara gradual, dari bawah ke atas. Namun, beberapa macam batuan meampunyai warna dan tekstur yang berubah secara mencolok, misalnya pada batugamping. Tanah terangkut (transported soil), yaitu tanah yang telah berpindah dari tempat asal pembentukannya. Tanah jenis ini pada umumnya mempunyai perbedaan warna, struktur dan tekstur yang mencolok dengan batuan atau tanah disekitarnya. Dalam pengertian geologi tanah jenis ini sudah dimasukkan dalam batuan sedimen. Meskipun belum terkonsolidasi. Tanah vulkanik (vulkanik soil) adalah tanah yang terbentuk oleh hasil letusan gunungapi. Ketebalan atau profil tanah ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain : macam batuan induk, morfologi atau lereng, iklim dan kegiatan manusia yang berada diatas tanah. Profil tanah yang ideal terdiri dari empat horison seperti yang digambarkan pada gambar dibawah. Di Indonesia, profil tanah yang ideal jarang dijumpai, karena iklim di Indonesia memungkinkan proses pembentukan tanah sangat cepat. 35 LABORATORIUM MEKANIKA TANAH DAN GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS BRAWIJAYA Horison A, kaya arang. Butiran dominan pasir, dan sedikit lanau dan lempung. Horison B, humus tidak ada, akar tanaman banyak, butiran dominan lempungdan lanau, sedikit pasir, ada koloid. Horison C, akar tanaman sedikit, kerikikil dan pasir dominan, pasir dan lempung sebagai matriks, dijumpai kerakal. Horison D, tidak ada akar tanaman, batuan dasar Profil tanah yang lengkap 3. CARA PRAKTIKUM Pada praktikum kali ini, mahasiswa ditugaskan untuk mencari singkapan profil tanah di lapangan. Singkapan profil tanah mudah dijumpai pada tebing sungai terutama sungai yang mengalir diatas batuan dasar atau lembah yang sangat curam. Setiap kelompok lokasinya berbeda dan dapat memilih sendiri. Singkapan tanah yang dijumpai, dibuat sketsa profil tanahnya dan bila perlu diambil gambarnya dengan kamera. Dalam mengambil gambar dengan kamera supaya digunakan pembanding, misalnya dengan meteran atau oeang yang sedang berdiri. Dari singkapan profil tanah yang dijumpai, catatlah horison yang dijumpai, ketebalan masing-masing horison, wara, kandungan organik atau ada tidaknya akar tanaman, ukuran butir dominan dan beberapa hal lain yang dianggap perlu. Apabila batuan dasarnya tersingkap, diskripsilah batuan dasarnya sesuai dengan cara mendiskripsi batuan (acara 2 – 4). 36
