MATERI PENGANTAR GEOLOGI FISIK

              

                                    GEOLOGI FISIK (Mineral dan Batuan)

      

Gambar : Siklus Transformasi Pembentukan Batuan

GEOLOGI PERTAMBANGAN

            Ilmu Geologi adalah ilmu dasar dari bumi yang mempelajari planet bumi, struktur dalam, material penyusun, proses-proses yang terjadi di permukaan dan di dalam bumi, baik secara kimia, fisik atau proses fisika dan biologi.

ILMU BATUAN

A.                MINERAL

1.                  Pengertian Mineral

Mineral adalah suatu benda padat homogen yang terdapat di alam, terbentuk secara anorganik, mempunyai komposisi kimia pada batas-batas tertentu dan mempunyai atom-atom yang tersusun secara teratur.

2.                  Sifat Fisik Mineral

Sifat fisik suatu mineral berhubungan erat dengan struktur kristal dan komposisi kimianya. sehingga dengan mempelajari sifat-sifat fisisnya kita dapat membuat beberapa deduksi mengenai struktur kristal dan komposisi kimianya. Sifat fisika dari mineral dapat/banyak digunakan dalam segi-segi teknik karena pemakaian mineral di dalam industri terutama tergantung pada sifat fisisnya; misalnya pemakaian intan sebagai pengasah yang baik, disebabkan oleh karena kekerasannya yang luar biasa sedangkan pemakaian kwarsa pada alat-alat elektronik. Selain itu sifat-sifat fisis ini juga berguna dalam segi-segi praktis, karena sifat-sifat fisis banyak menolong kita di dalam penentuan mineral.

            Dari uraian di atas ternyata sifat-sifat fisik mineral dapat dianggap penting dalam 3 (tiga) aspek yaitu : aspek ilmiah, aspek teknik dan aspek penentuan (determinasi). Sifat-sifat fisik yang perlu diperhatikan untuk keperluan determinasi adalah sbb:

Ø           Warna Mineral

            Warna mineral adalah warna yang kita tangkap dengan mata bilamana mineral tersebut terkena sinar. Pada umumnya warna mineral ditimbulkan karena penyerapan babarapa jenis panjang gelombang yang membentuk cahaya putih, jadi warna itu timbul sebagai hasil dari pada cahaya putih yang dikurangi oleh beberapa panjang gelombang yang terserap. Misalnya mineral yang berwarna gelap adalah mineral yang secara merata dapat menyerap seluruh panjang gelombanng pembentuk cahaya putih.

            Sebab-sebab yang menimbulkan warna di dalam mineral bergantung berbagai hal antara lain:

1.      Komposisi Kimia

Contoh : Warna biru dan hijau pada mineral-mineral copper/tembaga sekunder.

2.      Struktur Kristal dan ikatan atom

Contoh : Polymorph dari carbon; intan tidak berwarna dan transparan sedangkan grafit berwarna hitam dan opaque.

3.      Pengotoran dari pada mineral

Contoh : Calcedon yang berwarna.

Ø            Kilap (Luster)

            Kilap (luster) merupakan suatu sifat optis yang mempunyai hubungan yang erat dengan peristiwa pemantulan dan maupun pembiasan.

Dua jenis utama dari apda Kilap (luster) yang biasa dimiliki 3 oleh mineral-mineral dikenal dengan sebutan :

1.      Kilap logam (Luster metallic)

2.      Kilap bukan logam (luster non metallic)

Jika kita tidak dapat/sulit menarik batasan yang nyata/tegas/jelas diantara dua jenis kilap di atas, maka kita nyatakan dengan kilap setengah logam (luster sub metallic).

Hubungan antara kilap dengan indeks bias adalah sbb :

1.      Kilap Logam ; mineral-mineral yang dapat menyerap pancaran sinar secara kuat, karena disebabkan oleh sifat opaque atau hampir opaque walaupun mineral-mineral berbentuk sebagai fragmen-fragmen yang tipis (sesungguhnya sudah cukup tembus cahaya bagi sinar infra merah).

            Kilap logam dipunyai pada umumnya oleh mineneral- mineral yang berindeks bias lebih besar dari 3 (tiga) terdiri dari logam-logam murni dan kebanyakan dari kelompok sulfida.

Contoh ;        

                        - Antimonite (Sb)                  - Galena (Pbs)

                        - Pyrite (FeS₂)                                    - Chalcopyrite (CuFeS₂)

2.      Kilap setengah logam (Luster sub metallic) : terdiri dari mineral-mineral transparant dan translucent dengan indeks bias antara 2,6-3,0.

Contoh :

      -  Cuprite                   (Cu₂O),           n  =  2,85

      -  Cinnabar                 (HgS),             n  = 2,91

      -  Hematite                (Fe₂O₃),           n  = 3,00

3.      Kilap bukan logam : Umumnya  terdiri dari beberapa jenis-jenis antara lain :

a.       Kilap kaca (Vitreous luster), didirikan oleh mineral-mineral yang mempunyai indeks bias antara 1,9-1,3 meliputi 70% dari semua mineral yang kita kenal termasuk hampir semua silikat, oxylate (carbonate, pospat, sulfat dsb), halida, oksida dan bidroksida dari unsure-unsur ringan seperti Mg dan Al.

Contoh :

-          Fluorite                               (CaF₂),            n = 1,43

-          Kwarsa                               (SiO­₂), n = 1,54

-          Calcite                                 (CaCO₃),

b.      Kilap Intan (Diamond Luster/Adamantin Luster: Didirikan oleh mineral –mineral yang mempuyai indeks bias antara 1,9 - 2,6.

Contoh :

-          Zirconium              (ZrSiO₄)          n = 1,92

-          Cassiterite              (SnO₂)             n = 1,99 – 22,09

-          Intan/ diamond    (C)                   n = 2,4 – 2,46

c.       Kilap Lemak (Grease Luster), kilap lilin (waxy luster), kilap sutera (Silky luster), kilap mutiara (pearly luster) adalah merupakan variasi dari kilap bukan logam yang disebabkan oleh sifat permukaan yang dapat memantulkan sinar.

Permukaan belahan dari halite (NaCI) mempunyai kilap kaca dalam keadaan segar, tetapi akan berubah menjadi kilap lemak atau lilin apabila sudah tersingkap di udara bebas.

Kilap sutra, dihasilkan oleh mineral-mineral yang terjadi dari kumpulan serat-serat yang sejajar seperti asbes Mg(Si₄O₁₈(OH)₈ dan beberapa varietas dari gypsun (CaSO₄2H₂O).

Kilap mutiara dihasilkan oleh mineral-mineral yang transparan dengan struktur kisi berlapis dan mempunyai lembaran tipis yang sempurna, dihasilkan oleh pantulan bagian bawah permukaan.

contoh : Talk, Mika, Gypsum, dengan kristal kasar.

d.      Kilap Damar (resineous luster), merupakan kombinasi antara warna kuning atau cokelat dengan indeks bias antara 1,8-2,6.

   Ø    Cerat

            Cerat atau warna gores adalah warna yang kita dapatkan bilamana mineral kita goreskan pada keping porselin yang kasar permukaannya atau warna mineral bila ditumbuk halus. Banyak mineral yang mempunyai warna yang sama dengan warna goresnya seperti cinuabar berwarna merah, magnetit berwarna hitam dan sebagainya. Dan adapula mineral yang mempunyai warna gores yang berbeda dengan warna mineralnya seperti hematite berwarna abu-abu – hitam goresnya merah, pyrite warna kuning pucat-kuning warna goresnya hitam dan sebagainya.

            Kebanyakan mineral transparan dan translucent mempunyai gores berwarna putih. Mineral-mineral berwarna gelap dengan kilap bukan logam biasanya mempunyai gores yang lebih terang dari warna mineralnya, sedangkan mineral-mineral dengan kilap logam sering mempunyai gores lebih gelap dari warnna mineralnya.

Ø             Belahan (Cleavage)

      Belahan adalah kecenderungan suatu mineral yang karena pengaruh mekanis, seperti pemukulan atau penekanan akan terbelah-belah dan tidak hancur pada arah yang tertentu, sehingga didapatkan permukaan yang rata dan licin atau dengan kata lain jika suatu kristal/mineral mengalami suatu gaya atau strain dan melampaui batas elastisitas dan plastisnya, maka akan terbelah sejajar dengan permukaan mineral atau pecahnya sepanjang permukaan yang berhubungan struktur kristalnya.

      Berdasarkan kwalitas belahan, maka belahan mineral dapat dikelompokkan menjadi :

1.      Belahan sempurna (perfect), dijumpai pada mineral yang belahannya sepanjang bidang belahan dengan permukaan licin dan berkilauan, sulit terbelah kecuali pada bidang belahannya.

Contoh : Kalsit (CaCO₃) dan Muskovit (KAl₂Si₃O₁₀(OH)₂)

2.      Belahan bagus (Good), mineral dengan belahan bagus apabila terbelah memanjang bidang belahan, tetapi dapat pula secara melintang.

Contoh : Feldspar.

3.      Belahan tertentu (distinct), kebanyakan dapat dilihat sepanjang bidang belahan, tatapi juga dijumpai pada kedudukan lain, akibatnya permukaan belahan itu sendiri jarang ada yang besar.

Contohnya : Scapolite

4.      Belahan tidak jelas (indistinct), memberikan pecahan yang nampak seperti belahan, dalam pemeriksaan yang teliti digolongkan sebagai belahan.

Contoh : Beryl (Be₃Al₂(Si₆O₁₈).

            Sedangkan berdasarkan arah belahannya terhadap kedudukan kristalografinya, maka dapat dibagi atas :

1.      Belahan satu arah, dijumpai pada mineral yang berbentuk pipih.

Contoh : Mika Group.

2.      Belahan dua arah, dijumpai pada mineral-mineral berbentuk prismatic.

Contohnya :   Pyroksin Group, Amphibol Group, Feldspar dll.

3.      Belahan 3 arah, dijumpai pada mineral-mineral Rhombohedral dan Orthorombik.

Contohnya :   Mineral Orthorombik                      : - Barite         (BaSO₄)

                                                                          - Anhydrite  (CaSO₄)

                                                                          - Celestite    (SrSO₄)

                        Mineral Rhombohedral      :           - Calsite          (CaCO₃)

                                                                                    - Dolomite     (CaMg(CO₃)₂)

                                                                                    - Magnesite   (MgCO₃)

                                                                                    - Siderite        (FeCO₃)

4.      Belahan 4 arah, dijumpai pada mineral-mineral isometric dan tetragonal.

Contoh :         Mineral Isometrik    :           - Fluorite (CaF₂)

                                                                        - Diamond (C)

                        Mineral Tetragonal  :           - Scapolite

5.      Belahan 6 arah, dijumpai pada mineral-mineral isometric.

Contoh :         - Sphalerite    (ZnS)

                        - Sedalite        (Na₄(AlSiO₄)₃Cl)

Ø           Pecahan (Fracture)

            Pecahan adalah keretakan mineral yang didapat tidak melalui suatu bidang tertentu, sehingga arah pecahan tidak teratur dan tidak rata.

      Pecahan dari mineral dapat dibedakan atas :

1.      Concoidal fracture, apabila pecahannya secara melengkung (menyerupai kurva dan permukaannya licin)

Contoh :         - Kwarsa        (SiO₂)              - Fiter

                        - Opal                                     - Obsidian

2.      Hacklysfracture, apabila pecahannya menyerupai gigi, seperti pecahan besi, tajam-tajam dan tidak teratur.

Contoh :         - Silver (Perak)          Ag

                        - Copper (Tembaga)            Cu

                        - Iron (Besi)                Fe

3.      Even, bidang pecah agak kasar, tetapi kecil-kecil masih mendekati bidang datar.

Contoh :         - Mika

4.      Uneven atau irregular fracture, apabila pecahannya kasar dan permukaannya tidak teratur.

Contoh :         - Cerargyrite  (AgCl)

                        - Gypsum      (CaSO₄2H₂O)

Ø              Kekerasan (Hardnes)

            Kekerasan mineral umumnya didefenisikan sebagai daya tahan suatu mineral terhadap suatu goresan (scratching). Biasanya secara praktis dalam bidang mineralogi untuk mendapatkan kekerasan suatu mineral dilakukan dengan cara menggoreskan mineral satu terhadap mineral yang lainnya.

            Untuk menguji mineral yang lasim ditentukan dengan menggunakan skala kekerasan dari Mohs seorang sarjna Australia yang menyusun skala menurut tingkat kekerasan relatifnya mulai dari kekerasan yang terlunak sampai yang keras (kekerasan 1-10) pada tahun 1822. Penentuan keras mineral ialah dengan skala Mohs manakah yang memberikan cerat/goresan pada mineral yang diselidiki dan manakah yang tidak. Jadi, kalau satu mineral dapat dicerat dengan skala keras 7 (kwarsa) tetapi tidak dapat dicerat dengan skala keras 6 (feldspar), maka keras mineral tersebut ialah 6,5 atau antara 6 dan 7. Penentuan mineral  tersebut harus sependek mungkin (0,5cm) dan harus searah, mengingat bahwa kekerasan mineral pada arah yang berbeda dapat berbeda pula nilainya. Kenyataan ini erat hubungannya dengan arah-arah kristalografinya, umpamanya pada mineral kyanit yang berbentuk batang pada arah panjangnya dengan keras antara 4–5 sedang tegak lurus padanya mempunyai keras 7.

            Penentuan keras mineral selain dengan cara penceratan tersebut dapat pula dengan cara-cara pengasahan (grinding method), penggoresan (abrasion Method) cara penekanan (indenting method), sehingga nilai kekerasan tersebut dapat berbeda-beda menurut cara yang digunakan.

Kekerasan mineral disusun dari 1 sampai 10 sesuai tingkat kekerasannya adalah sbb :

Kekerasan (Hardness)	Nama Mineral	Komposisi Mineral	Keterangan
1	TALK	Mg3Si4O10(OH)2	Tergores kuku
2	GIPSUM	CaSO42H2O	Tergores kuku
3	KALSIT	CaCO3	Tergores pecahan botol
4	FLUORIT	CaF2	Tergores pisau lipat
5	APATIT	Ca5(PO4)3F	Tergores gelas
6	ORTOKLAS	KAlSi3O8	Tergores kikir baja
7	KUARSA	SiO2
8	TOPAS	Al2(SiO4)(F7OH)2
9	KORUNDUM	Al2O3
10	INTAN	C

            Cara menentukan kekerasan dilakukan dengan menggoreskan mineral skala keras Mohs pada mineral yang kita selidiki. Agar tidak merusak mineral-mineral skala keras, dalam penentuan kekerasan kita dapat memulai menguji kekerasan mineral yang diselidiki dengan mineral skala keras yang paling keras dalam hal ini adalah intan dan selanjutnya secara bertahap kita turunkan pengujian dengan mineral skala keras seperti tersebut tadi. Jadi kekerasan mmineral skala keras yang dipakai untuk mengujinya.

            Jangan hanya menguji pada muka mineral saja, uji juga bagian muka lainnya sebab kemungkinan mineral tersebut kekerasannya tidak seragam pada segala arah.

            Jika kita berada di lapangan, dapat mengadakan tes pengujian kekerasan pada batas-batas tertentu dengan mempergunakan perbandingan sbb :

-          Kuku jari-jari               kekerasan      (H) = 2 -2,5

-          Tang Logam                kekerasan      (H) = 3,0

-          Kikir baja                     kekerasan      (H) = 6,5

-          Intan                              kekerasan      (H) = 10

-          Pecahan Botol              kekerasan      (H) = 5,5

Ø          Kekenyalan (Tenacity)

            Kekenyalan merupakan sifat dalam dari suatu mineral yang merupakan daya tahan mineral terhadap usaha pemecahan, pemotongan, dan lengkungan atau sobekan pendek.

            Kekenyalan mineral dapat dibedakan menjadi :

1.      Brittle : Mineral dapat hancur atau menjadi  seperti tepung

Contoh :

                  -  Arsenit (AS)

                  -  Bismut (Bi)

2.      Sectil  : Mineral dapat dipotong menjadi lembaran tipi dengan mempergunakan pisau lipat.

Contoh  :

-          Argentite               (Ag₂S)

-          Chalcocite                         (Cu₂S)

-          Bismuth                (Bi)

3.      Malleable : Mineral dapat ditempa menjadi lembaran atau lempengan tipis.

Contoh :

-          Gold                      (Au)

-          Silver                     (Ag)

-          Copper                  (Cu)

-          Platinium              (Pt)

4.      Flexible  : Mineral dapat dibengkokan/dilengkungkan, tetapi bila gaya yang bekerja pada mineral tersebut sudah tidak ada, mineral tersebut tidak dapat kembali pada keadaan semula (seperti sebelum dibengkokkan).

Contoh :

-          Brucite                   Mg(OH)₂

-          Chlorite                 Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂Mg₃(OH) ₆

-          Talk                       Mg₃(OH)₂Si₄O₁₀       

5.      Elastic : Mineral bila dibengkokkan dapat kembali pada keadaan semula bila gaya yang bekerja sudah tidak ada lagi

     Contoh:

-          Muscovit   KAL₂(ALSi₃O₁₀)(OH)₂

-          Biotit          K(Mg,Fe)₃ALSi₃O_1O(OH)₂

6.      Ductil : Mineral dapat digores dengan kawat.

Contoh :

-          Gold (Au)

-          Silver (Ag)

-          Copper (Cu)

Ø          Diapanaety

            Diapanaety adalah merupakan sifat yang dimiliki oleh beberapa mineral yaitu kemampuan suatu mineral untuk memindahkan cahaya.

Diapanaety dapat dikelompokkan menjadi:

1.      Transparan; apabila suatu mineral diletakkan benda di bawahnya, maka benda tersebut dapat dilihat dengan jelas.

Contoh:                - Kuarsa

                              - Muskovit.

2.      Translucent; Suatu mineral dapat memindahkan cahaya, tetapi benda yang berada di bawahnya tidak dapat dilihat dengan jelas.

Contoh: Gypsun, Sulfur, Fluorite.

3.      Opaque; adalah sifat suatu mineral yang tidak dapat memindahkan cahaya.

Contoh:                - Hemetite

                        - Magnetite

Ø    Berat Jenis (Density)

            Berat jenis mineral adalah perbandingan antara bobot mineral dengan bobot air dengan volume yang sama. Jika mempunyai berat tiga kali berat air dan volume sama, maka mineral itu memiliki berat jenis tiga.

            Kegunaan mengetahui berat jenis mineral untuk keperluan dideterminasi dapat diambilkan contoh di dalam praktik sebagai berikut; dua buah mineral Celestit dan Barit, keduanya mempunyai warna, kilap, cerat, sifat dalam boleh dikatakan sama. Perbedaan terletak pada berat jenisnya yaitu celestit 3,95 dan Barit 4,50. Pada contoh ini dapat kita diketahui betapa penting berat jenis untuk diketahui, karena dengan meninjau sifat fisik tersebut kita sudah dapat menduga bahwa dua mineral itu tidak sama.

Ø             Sifat-Sifat Magnet

            Hanya beberapa mineral saja yang bersifat ferromagnetis. Diantaranya yang paling umum adalah magnetite (Fe₃O), Phyrotite dan polymorph dari Fe₂O₃ magnetite. Kadang-kadang Phyrotite dan Magnetite malah dapat berbentuk sebagai Lodstone dan Lodstone ini banyak dipergunakan pada permulaan jaman kompas dikenal manusia.

            Sebenarnya semua mineral mempunyai sifat magnetis, meskipun untuk menunjukkan dibutuhkan suatu alat yang khusus. Mineral yang bersifat sedikit tertarik oleh magnet dikatakan sebagai paramagnetis, Semua mineral mengandung besi bersifat paramagnetis, tetapi juga mineral-mineral yang tidak mengandung besi, seperti beryl, dapat juga bersifat paramagnetis.

            Sifat-sifat magnetis dari mineral telah dipergunakan di dalam penyelidikan-penyelidikan geofisis mempergunakan sebuah magnetometer, sebuah alat yang dapat mengukur segala perubahan dari medan magnet bumi yang kemudian kita menyatakan dalam peta. Penyelidikan magnetis ini sangat berguna untuk menentukan suatu cebakan bijih, juga untuk mengetahui perubahan-perubahan jenis batuan, dan untuk mengikuti formasi-formasi batuan yang mempunyai sifat magnetis tertentu. Penyelidikan magnetis ini banyak manfaatnya karena penyelidikan ini dapat juga dilakukan secara cepat dan mudah denga mempergunakan sebuah pesawat udara.       

Ø            Sifat Listrik

            Dengan memperhatikan sifat listriknya, mineral dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu :

1.      Bersifat menghantar (conductor)

2.      Tidak bersifat menghantar (Non conductor)

            Mineral-mineral yang bersifat menghantar dengan tipe ikatan logam, termasuk logam murni dan beberapa dari golongan sulfide, jumlahnya sangat sedikit bila dibandingkan dengan mineral yang bersifat tidak menghantar.

Contoh : Daya hantar hematit (Fe₂O₃) dua kali lebih besar pada kedudukan tegak lurus sumbuh C dari pada kedudukan sejajar sumbuh C.

Mineral-mineral yang tidak menghantar, kemungkinan dapat bermuatan listrik disebabkan oleh perubahan temperature yang dikenal dengan Byroelectricity, dapat pula bermuatan listrik karena penekanan, disebut Byezoelectricity juga dapat bermuatan listrik disebabkan oleh penggosokan (frictional electricity).

     Ø    Sifat Radioaktif

Sifat radio aktif dari mineral berhubungan erat dengan adanya uranium dan thorium (beberapa unsur, seperti potassium dan rubidium, juga mempunyai sifat radioaktif yang lemah, hanya dapat dideteksi dengan alat yang cukup peka). Atom uranium dan thorium merupakan disintegrasi secara sepontan dengan kecepatan tetap yang tidak dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan.

 

Ø          Sifat-Sifat Fisik Yang Lain

1.      Rasa

            Mineral-mineral yang dapat larut dalam air atau air liar dapat memberikan rasa yang khas bagi mineral-mineral yang bersangkutan :

a.       Asin seperti pada halite (NaCl).

b.      Pahit seperti pada epsonite (MgSO₄. 7H₂O)

c.       Dingin seperti pada chilisalpeter/tawas (KAl₃(OH)₆(SO₄)₂

2.      Bau

            Kebanyakan mineral dalam keadaan kering atau baru/segar tidak memberikan bau, tetapi pada beberapa mineral akan memberikan bau khususnya kalau mineral tersebut digosok, dibasahi, direaksikan dengan asam dan lain-lain, seperti :

a.       Bau bawang putih, seperti pada minera-mineral As

b.      Berbau lobak, seperti pada mineral-mineral Se

c.       Berbau belerang, pada mineral belerang (S)

d.      Berbau arang, seperti pada batubara dan aspal dll.

3.      Rabaan

            Jenis-jenis rabaan yang umum dikenal adalah sebagai berikut:

a.       Rabaan seperti lemak, umpama mineral tale

b.      Rabaan kasar, seperti pada kapur.

c.       Rabaan licin, seperti pada sepioli.

d.      Melekat kalau diraba, seperti pada mineral kaolin, tanah diatomie (diatomit)

Beberapa Mineral Yang Umum Dijumpai

1.      Gipsum

      Berwarna jernih (tak berwarna) sampai kuning pucat, kilap vitreus, belahan satu arah, umumnya punya pecahan tidak rata dan tajam-tajam, mudah dibelah-belah tipis, kekerasan dua, berat jenis=2,3. Rumus kimia CaSO₄2H₂O

2.      Belerang

      Belerang mempunya rumus kimia S; berwarna kuning belerang, kilap vitreus hingga buram, belahan tidak ada, pecahan konkoidal, hingga tidak rata, kekerasan 1,5-2,5 dan berat jenis 2,1, cerat putih hingga putih kekuningan.

3.      Limonit

      Berwarna merah hingga merah kecoklatan, belahan tidak ada, pecahan konkoidal kadang-kadang tajam-tajam, cerat merah cokelat (sama dengan warna mineral), kekerasan 1-3, berat jenis 5-5,5. Rumus kimia Fe₂O₃H₂O.

4.      Muskovit

      Rumus kimia KAl(AlSi₃O₁₀)(OH)₂. Berwarna cokelat atau tidak berwarna/jernih, kilap vireus, sutera, mutiara, belahan satu arah, pecahan tidak rata, merupakan lembaran-lembaran tipis, fleksibel, ceratnya putih, kekerasan dua, berat jenis 2,6.

5.      Plogopit

      Berwarnna cokelat hingga kekuningan, kilap vitreus hingga mutiara, cerat putih, BJ=2,8-3, rumus kimia KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂.

6.      Garnierite

      Rumus kimia (Ni,Mg)₆(OH)₆Si₄O₁₁H₂O, berwarna hijau, belahan tidak jelas, pecahan tidak rata hingga konkoidal, kekerasan 2-3, berat jenis 2,3-2,8, cerat puth kehijauan.

7.      Kalsit

      Rumus kimia CaCO₃, warna beraneka ragam : hijau jernih, kebiruan, tidak berwarna, putih suram, belahan tiga arah, pecahan tidak rata, cerat putih, kekerasan=3, berat jenis 2,7.

8.      Lepidolite

      Lepidolite (Mika), rumus kimia K(Li,Al)(AlSi₃O₁₀)(O,OH,F)₂ berwarna kuning abu-abu, kilap mutiara, belahan satu arah, pecahan tidak rata, kekerasan = 2,5-4, berat jenis = 2,8-2,9.

9.      Opal

      Rumus kimia SiO₂nH₂O, berwarna puth, tidak berwarna, kilap lemak, belahan tidak ada, pecahan konkoidal, kekerasan=5-6,5. Berat jenis 1,9-2,2.

10.  Piroksin

      Piroksin (augit) rumus kimia Ca(Mg, Fe, Al)(Al, Si)₂O₆ berwarna hijau hingga hitam, kilap vitreus, belahan dua arah, pecahan tidak rata hingga konkoidal, kekerasan 5-6, berat jenis 3,2-3,5.

11.  Hornblende

      Ca₂Na(MgFe₂)₄(Al, Fe, Ti)Si₆O₂₂(O, OH)₂, warna hijau hingga hitam, kilap vitreus, belahan dua arah, pecahan konkoidal-tidak rata, kekerasan 5,5-6, BJ = 2,8-3,2.

12.  Kwarsa

      Rumus kimia SiO₂, pada umumnya tidak berwarna (bening), sering beraneka ragam warnanya akibat pengaruh pengotoran, kilap vitreus, pecahan konkoidal, berat jenis = 2,6.

13.  Ortoklas

      Rumus kimia KAlSi₃O₈, tidak berwarna atau keputihan hingga merah bata/merah daging, kilap vitreus, belahan dua arah sempurna menyudut 90^o, pecahan tidak rata, kekerasan=6, BJ=2,57.

14.  Oligoklas

      Rumus kimia (AlSi₃O₈)(CaAl₂Si₂O₈) , umumnya berwarna merah bata, kilap vitreus, belahan dua arah sempurna, pecahan tidak rata, kekerasan=6, berat jenis=2,6-2,7.

15.  Olivin

      Rumus kimia (Mg, Fe)₂SiO₄, berwarna hijau botol-kekuningan, kilap vitreus, pecahan konkoidal, kekerasan 6,5-7, berat jenis = 3,3-3,4.

B.                 BATUAN

Batuan adalah campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda, tidak mempunyai komposisi kimia tetap.

Secara umum batuan dibedakan atas 3 bagian yaitu batuan beku, batuan sedimen dan batuan metamorf.

1.                  Batuan beku

Batuan beku adalah batuan penyusun kerak bumi yang terbentuk dari hasil pembekuan magma/lava atau hasil kristalisasi dari mineral  dan sering disebut batuan primer.

Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah bersifat mudah bergerak  (mibile), bersuhu antara 900^oC-1100^oC dan berasal atau berbentuk pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bumi bagian atas. Batuan beku yang dapat dibedakan berdasarkan :

Ø Tekstur

Ø  Komposisi mineral

Ø  Struktur

a.                  Tekstur Batuan Beku

Tekstur adalah sifat dan hubungan antar butir mineral yang satu dengan yang lain dalam pembentuk batuan beku yang berhubungan dengan ukuran, bentuk dan susunan dari mineral pembetuknya.

Dalam batuan beku ukuran butir mineral menurut HEINRICH, 1956 dapat dibagi dalam 4 kelompok yakni :

Ø  Berbutir halus (fine grane) < 1 mm

Ø  Berbutir sedang (medium grane) 1 mm – 10 mm

Ø  Berbutir kasar (coarse graine) 1 cm – 3 cm

Ø  Berbutir sangat kasar (very coarse graine) > 3 cm

Berdasarkan ukuran butirnya, tekstur batuan beku dapat dibagi atas:

Ø  Tekstur fanerik (berbutir kasar), apabila kristal-kristal mineral penyusunnya tampak jelas dan dapat dibedakan dengan mata biasa, tanpa menggunakan mikroskop.

Ø  Tekstur afanitik (berbutir halus), apabila butiran kristal-kristal mineral penyusunnya sangat halus sehingga tidak dapat dibedakan dengan mata biasa sehingga hanya dapat diliihat dengan menggunakan mikroskop.

Ø  Tekstur porfiritik, apabila kristal-kristal mineral penyusunnya merupakan percampuran antara mineral berbutir kasar dan halus.

b.                  Struktur Batuan Beku

Yang dimaksud dengan struktur batuan beku adalah kenampakan umum atau bentuk dari susunan batuan  beku yang meliputi :

Ø  Struktur massive (kompak) adalah susunan mineral-mineral yang tersusun secara kompak dalam suatu batuan beku, tidak menunjukkan adanya pori-pori.

Ø  Struktur vesikuler dan amygdaloidal yaitu struktur yang memperlihatkan adanya lubang-lubang akibat pelepasan gelembung-gelembung gas dari magma.

c.                   Komposisi mineral, yakni  mineral-mineral yang membentuk batuan beku dan ditentukan oleh komposisi magma yang membentuknya. Mineral penyusun batuan beku berdasarkan peranannya dapat dikelompokkan atas:

ü  Mineral utama adalah mineral-mineral penyusun utama batuan beku sehingga dapat menentukan tipe batuan dan merupakan mineral yang dominan untuk batuan tgersebut. Yang termasuk mineral utama adalah kuarsa, feldspar, piroksin, hornblende, biotit (mika hitam), muskovit (mika putih) dan olivin.

ü  Mineral pelengkap adalah mineral yang terdapat cukup banyak dalam suatu batuan, tetapi tidak selalu seperti halnya mineral utama. Mineral pelengkap ini dapat pula berupa mineral sekunder yaitu mineral yang terbentuk dari hasil pelapukan atau proses metamorfisme atau sirkulasi batuan.

ü  Mineral tambahan merupakan mineral yang terdapat dalam suatu batuan yang jumlahnya tidak begitu banyak, kira-kira lebih kecil dari 5%, dari volume batuan seperti apatit, magnetit, zirkon dll.

Susunan atau urutan kristalisasi magma dikenal dengan nama Bowen’s Reaction Series. Seri bagian kiri disebut discontinous reaction series karena tiap mineral yang terbentuk mempunyai struktur kristal yang berbeda. Pada seri bagian kanan, reaksi berlangsung terus menerus sehingga disebut continous reaction series.

REACTION BOWEN SERIES

SEMAKIN RENDAH

Discontinuous                                    Temperatur                                                Continuos

Olivin                                                                                                             Anortit                  1100°c

    Piroksen(Augit)                                                                                 Bitownit           900°c

         Amphibol (Hornblende)                                                                  Labradorit

                        Biotit                                                              Oligoklas

                                                                                            Albit                                      750°c

                                             Feldspar Potas (Ortoklas)

                                                            Muskovit

                                                              Kuarsa                                                                  600°c

d.                  Klasifikasi Batuan Beku

Batuan beku dapat dikelompokan menjadi menjadi tiga yakni :

1.      Batuan beku dalam (plutonic rock), yaitu batuan beku yang terbentuk dari kristalisasi magma yang terjadi pada tempat yang dalam dengan pembekuan lambat dan tekanan besar. Tekstur batuan plutonik fanerik (butir mineral kasar) dapat diamati dengan mata telanjang dan warna batuan tergantung pada banyaknya kandungan mineral yang ada, jika berwarna terang disebut sebagai leucocratic dan apabila berwarna gelap disebut sebagai melanocratic.

Contoh batuan beku dalam: granit, granodiorit, diorit, sianit, monsonit, dunit, gabro, diabas, dan peridotit,

2.      Batuan beku korok / gang (hypabysal rock)

Batuan beku korok adalah batuan yang terbentuk di antara batuan plutonik dan batuan vulkanik. Tekstur batuan beku korok adalah porfiritik, kristal mineral pembentuknya sebagian dapat dilihat langsung dengan mata telanjang dan sebagian hanya dapat diamati bila menggunakan mikroskop. Contoh batuannya: granit pofiri, sianit pofiri, monsonit porfiri, diorit porfiri dan gabro porfiri.

3.      Batuan vulkanik / extrusive / batuan beku luar

Batuan beku vulkanik, yaitu batuan beku yang terbentuk dari kristalisasi magma yang terjadi di permukaan dengan pembekuan cepat. Tekstur afanitik, mineral penyusunnya tidak dapat dibedakan dengan mata telanjang. Contoh batuannya riolit, trakit, fonolit, latit, dasit, andesit, basal, obsidian, batu apung (pumice), dan pegmatit.

Gambar : Macam - macam Batuan Beku

BATUAN BEKU YANG UMUM DIJUMPAI

EKSTRUSIF INTRUSIF	RIOLIT GRANIT	ANDESIT DIORIT	BASALT GABRO	PERIDOTIT
KOMPOSISI: 1.      Silika 2.      Al-Oksida 3.      Fe-Oksida 4.      Mg-Oksida 5.      Lainnya	72% 14% 3% 1% 10%	59% 17% 8% 3% 13%	50% 16% 11% 7% 16%	45% 4% 12% 31% 8%
MINERAL UTAMA	- Kuarsa -Feldspar	- Amfibol - Plagioklas	- Ca-felspar (plagioklas) - Piroksin	- Olivin - Piroksin
MINERAL TAMBAHAN	- Muskovit - Biotit - Amfibol	- Piroksin	- Olivin - Amfibol	-Plagioklas
WARNA	Terang	Abu-abu terang atau Hijau terang	Abu-abu gelap sampai hitam	Hijau gelap sampai hitam

2.                  BATUAN SEDIMEN

Batuaan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari hasil proses sedimentasi/pengendapan , baik secara mekanik maupun secara kimia dan organik.

Batuan sedimen diklasifikasi atas:

A.                Batuan sedimen detrital/klastik

Batuan sedimen detrital adalah batuan sedimen yang berasal dari hasil transportasi padat yang berasal dari pelapukan, tersusun dari berbagai mineral dan partikel batuan dan hasil rombakan.

Tekstur batuan sedimen klastik dipengaruhi oleh ukuran butir, bentuk butir dan susunan butir/komposisi.

Klasifikasi Batuan Sedimen Klastik

(Menurut skala wenwort)

Diameter (mm)	Partikel/fragmen	Material lepas	Material tersemen
> 256 64 – 256 4 – 64 2 - 4	Boulder/bongkah Couble Pebble Granule	Boulder gravel Couble gravel Pebble gravel Granule gravel	Konglomerat Granule konglomerat
1 – 2 0,5 – 1 0,25 – 0,5 0,125 – 0,25 0,0625 – 0,125	Butir pasir sangat kasar Butir pasir kasar Butir pasir sedang Butir pasir halus Butir pasir sangat halus	Pasir sangat kasar Pasir kasar Pasir sedang Pasir halus Pasir sangat halus	Butir pasir sangat kasar Butir pasir kasar Butir pasir sedang Butir pasir halus Butir pasir sangat halus
0,004 – 0,0625 > 0,004	Partikel lanau Partikel lempung	Lanau (silt) Lempung (clay)	Batu lanau Batu lempung

Catatan :

Untuk partikel berukuran antara 2 – 256 mm yang runcing membentuk batuan breksi dan apabila bulat membentuk konglomerat.

Komposisi dari batuan sedimen terdiri atas :

-          Fragmen, yakni merupakan komponen-komponen besar dalam batuan,

-          Matriks, yaitu merupakan komponen yang lebih halus dan sebagai penyusun utama batuan sedimen (massa dasar),

-          Semen, yaitu merupakan hasil dari larutan kimia yang sering mengalami kristalisasi, antara lain karbonat (kalsit), silika (kuarsa), dan oksida besi.

Beberapa batuan sedimen klastik yang umum dijumpai di lapangan, antara lain :

1)      Konglomerat : terbentuk dari hasil konsilidasi pada material kerikil-kerikil bundar atau kerakal yang direkat oleh semen antara lain silika, oksida besi atau kalsium karbonat.

2)      Breksi : tersusun dari fragmen-fragmen runcing dari batu yang disemen oleh beberapa material yang lebih halus.

3)      Batu pasir : terbentuk dari konsilidasi butir-butir pasir dengan disemen oleh material yang sama biasanya adalah salah satu diantaranya yaitu silika, oksida besi dan karbonat.

4)      Serpih : adalah lempung yang kompak, memiliki struktur perlapisan yang tipis (mudah terbelah) dan disusun oleh terutama mineral kuarsa dan lainnya yang berukuran lempung.

5)      Batupasir : banyak mengandung butiran pasir dari mineral kuarsa, feldspar dan kalsit. Batupasir terdiri dari batupasir murni dan batupasir campuran dengan lanau dan lempung.

6)      Batulanau : batuan sedimen yang berukuran halus, mengandung mineral-mineral kuarsa, feldspar dan lain-lain.

7)      Batu sedimen pyroklastik berupa : breksi vulkanik, aglomerat, tufa lapili, dan tufa.

8)      Batu sedimen tektonik berupa :

-          Breksi sesar : terjadi akibat pengerusan pada waktu terjadi patahan (sesar), dimana fragmen-fragmen, matriks dan semen berasal dari batuan yang tersesarkan.

-          Breksi perlipatan : terbentuk oleh adanya penggeseran antara lappisan batuan.

-          Breksi collapse : terbentuk akibat adanya reruntuhan di dalam kerak bumi.

B.                 Batuan sedimen non klastik

Batuan sedimen non klastik adalah batuan sedimen yang berasal dari pembentukan secara kimia dan secara organik atau kristalisasi larutan kimia misalnya kalsium, potasium dan magnesium.

Batuan sedimen kimia dan organik terdiri dari:

1)      Batugamping : penyusun utamanya adalah kalsium karbonat (CaCO­­­₃) atau kalsit.

2)      Dolostone : tersusun dari mineral dolomit yang mengandung unsure Fe/Mg dan rumus kimia.

3)      Batu rijang (chert) : batuan silika berbutir halus tersusun oleh tumbuhan/cangkang radiolarian.

4)      Batu garam : tersusun dari mineral-mineral halit yang terbentuk dari hasil penguapan air danau yang asin (laut mati).

5)      Batubara : terbentuk oleh akumulasi sisa-sisa tumbuhan dalam bentuk gambut(peat), lignit, bituminous dan antrasit.

6)      Yasper : semacam rijang merah yang mengandung mineral hematite, dapat pula terjadi karena proses hidrotermal.

7)      Travertin : tersusun oleh komponen kalsium karbonat yang sulit larut dalam air murni, semacam batugamping yang terbentuk dari hasil pelarutan air  yang mengandung CO₂,  dimana unsure-unsur gamping tersebut terendapkan kembali. Contohnya : stalaktit dan stalakmit.

8)      Batu evaporit, contohnya : Gypsum, anhydrite, dan batu garam (Na Cl).

Gambar : Macam -macam  Batuan Sedimen

3.                  Batuan metamorf

Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses metamorfisme, yaitu perubahan batuan yang sudah ada menjadi batuan metamorf karena perubahan tekanan dan temperature yang besar serta aktivitas larutan kimia

Struktur batuan metamorf, terdiri dari :

·         Struktur foliasi adalah suatu kenampakan dari batuan yang pecah-pecah menurut bidang yang sejajar dengan permukaan mineral, akibat perbedaan sifat dari mineral itu sendiri.

·         Struktur unfoliasi adalah struktur yang tidak memperlihatkan adanya mneral pipih tetapi mineral butiran.

·         Struktur kataklastik adalah struktur yang terbentuk karena adanya gaya kinetik/dinamik.

Tekstur batuan metamorf terdiri dari :

·         Kristaloblastik : tekstur yang memperlihatkan adanya perubahan bentuk/komposisi mineral sehingga tekstur asal tidak terlihat lagi.

·         Palimset/sisa/relik : tekstur asli batuan asal masih kelihatan.

Gambar : Macam-macam Batuan Metamorf

Macam-macam batuan mertamorf :

1)      Marmer : hasil metamorfisme dari batuan sedimen karbonat seperti batugamping dan dolostone (batudolomit), penyusun utamanya berupa butir-butir mineral kalsit yang saling mengisi (interlocking).

2)      Geneis : berbutir kasar, struktur folisi, mengandung lensa-lensa kecil dari mineral butiran, seperti kuarsa, feldspar, dan hornblende.

3)      Skis : struktur folisi, tersusun dari mineral-mineral yang berlembar-lembar seperti mika, klorit, talk, dan hornblende, kebanyakan susunannya sejajar. Skis terdiri dari : skis klorit, skis hornblende, dan skis talk.

4)      Batu sabak : berbutir halus dan mudah terbelah, struktur folisi, sehingga dapat dijadikan lembaran-lembaran tipis. Komposisi utamanya terdiri dari klorit, serisit dan kuarsa.

Filit : berbutir halus, struktur foliasi terbentuk dari pemanasan dengan tegangan selama metamorfisme dan banyak mengandung mika,chlorit, kuarsa, magnetit dan zircon