Mineral Mineral Pembentuk Batuan ( Reaksi Bowen )

Mineral pembentuk batuan adalah mineral-mineral yang menyusun suatu batuan dengan kata lain batuan yang terdiri dari berbagai macam mineral. Ada juga terdapat batuan yang hanya terdiri dari satu mineral saja, seperti Dunit yang hanya terdiri dari satu mineral yaitu Olivine.

Dalam proses pendinginan magma dimana magma itu tidak langsung semuanya membeku, tetapi mengalami penurunan temperatur secara perlahan bahkan mungkin cepat. Penurunan temperature ini disertai mulainya pembentukan dan pengendapan mineral-mineral tertentu yang sesuai dengan temperaturnya. Pembentukan mineral dalam magma karena penurunan temperatur telah disusun oleh Bowen (seri reaksi Bowen).  

Sebelah kiri mewakili mineral-mineral mafik, yang pertama kali terbentuk dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin. Akan tetapi jika magma tersebut jenuh oleh SiO2 maka Piroksenlah yang terbentuk pertama kali. Olivin dan Piroksen merupakan pasangan “Ingcongruent melting” dimana setelah pembentukan Olivin akan bereaksi dengan larutan sisa membentuk Piroksen. Temperatur menurun terus dan pembentukan mineral berjalan sesuai dengan temperaturnya. Mineral yang terakhir terbentuk adalah Biotit.

Mineral sebelah kanan diwakili oleh mineral kelompok Plagioklas (mineral felsik). Anorthit adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin terbentuk pada suhu menengah dan terdapat pada batuan beku Diorit atau Andesit. Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah Albit, mineral ini tersebar pada batuan asam seperti Granit dan Riolit. Reaksi berubahnya komposisi Plagioklas ini merupakan deret “Solid Solution” yang merupakan reaksi kontinyu, artinya kristalisasi Plagioklas Ca (Anortit) sampai Plagioklas Na (Albit) akan berjalan terus jika reaksi setimbang.

Mineral sebelah kanan dan sebelah kiri bertemu pada mineral Potasium Feldspar (Orthoklas), ke Muscovit dan terakhir Kwarsa, maka mineral kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral mafik atau mineral felsik.

Sehingga dengan memperhatikan reaksi Bowen, kita memperoleh berbagai kemungkinan himpunan mineral utama didalam batuan beku diantaranya:


1. Kelompok batuan Ultrabasa dan Basa, mineralnya antara lain:

• Olivin 
• Olivin – Plagioklas
• Piroksen
• Olivine – Piroksen
• Olivin – Plagioklas - Piroksen
• Piroksen - Plagioklas

2. Kelompok batuan Intermediet, mineralnya antara lain:

• Piroksen – Horblende - Plagioklas
• Hornblende – Plagioklas
• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Kwarsa

3. Kelompok batuan Asam, mineralnya antara lain:

• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Orthoklas
• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Muscovit
•  Muscovit – Biotit – Orthoklas

Mineral utama sebagai penyusun utama pembentuk batuan antara lain: 

a. Kwarsa (Quartz)

Mineral ini mempunyai susunan kimia dengan rumus SiO2 dan terhitung mineral yang banyak sekali tersebar, warna asli tidak berwarna putih, tetapi karena adanya pengotoran dari unsur lain sehingga berwarna lain, bentuk kristal prismatic hexagonal, tidak mempunyai belahan, pecahannya: conchoidal, kekerasan: 7 (skala mohs). Ciri yang khas dari mineral ini, terdapat garis-garis mendatar pada sisi bidang kristalnya. Mempunyai warna tersendiri, sering berwarna jernih atau putih suram. Pengisian dari berbagai zat didalamnya, memberikan warna yang berbeda-beda, ada yang berwarna kekuning-kuningan, ungu (amnetis), coklat dan lain-lain. Biasanya tidak mempunyai bentuk yang baik, karena merupakan mineral yang menghablur terakhir dari magma, sehingga terpaksa harus mengisi celah-celah dan rongga-rongga sisi yang terdapat diantara kristal-kristal dari mineral yang telah terbentuk lebih dahulu. 

b. Feldspar

Merupakan golongan mineral yang paling umum dijumpai di dalam kulit bumi sebagai Silikat dari Alumina dengan Kalium, Natrium, dan Kapur. Sistim Monoklin/Triklin terlihat belahan dalam 2 arah. Kekerasan 6 Felspar dibagi atas 2 golongan, yaitu: 

1. Potash Felspar (K Al Si3O8) 

Terdiri dari mineral ortoklas, mikrolin dan sanidin adularis. Warnanya putih, pucat atau merah daging, abu-abu. Kilat seperti kaca (petreous). Bidang belahan baik, tidak ada striasi (garis-garis paralel yang lembut). Ortoklas (KALSiO2), sebagai sumber utama unsur K (Kalium) dalam tanah, umumnya berwarna abu-abu, kemerahan, belahan dua arah, kekerasan 6, bersifat asam. 

2. Plagioklas Feldspar (Na, Ca)Al Si3O8 

Warna putih atau abu-abu berwarna lain, kilap pitreus. Bidang belahan baik kedua arah ada sitriasi. Mudah dibedakan dari Ortoklas karena adanya kembaran yang dapat dilihat dibawah loupe, lebih-lebih di bawah mikroskop. Sering berbentuk zona dan berubah menjadi Serisit, Kaolinit atau Epidot. 

Plagioklas felspar terdiri atas 6 macam mineral, yaitu: 

a. Albit 

b. Oligoklas 

c. Andesin 

d. Bitownit 

e. Labradorit 

f. Anorthit 

Makin ke bawah makin berkurang mengandung Na dan makin bertambah akan mengandung Ca. Albit, Andesin disebut Plagioklas asam atau Na Plagioklas. Anortit, Bitonit disebut Plagioklas basa atau Calcic Plagioklas. Plagioklas (Na, Ca) AlSi3O8 kenampakannya menyerupai Ortoklas, hanya warnya biasa putih abu-abu dan secara optic Plagioklas mempunyai kembaran. Plagioklas terdiri dari mineral-mineral Albit, Oligoklas, Andesine, Bitonit, Labradorit dan Anortit. 

c. Feldspatoid 

Merupakan mineral pengganti Feldspar, karena terbentuk bila dalam suatu batuan tidak cukup terdapat SiO2. Dalam batuan yang mengandung SiO2 bebas, mineral ini tidak terbentuk, karena yang terbentuk adalah Felspar. Feldspatoid ini terdiri atas beberapa mineral, antara lain: Leucit (K Al Si2O) sebagai pengganti orthoklas. Warnanya putih agak jernih dan bentuknya aquant/bulat. Nephelin (Na Al Si2O6) sebagai pengganti Plagioklas (Albit). Warna abu-abu. Bentuk berisi 6 atau bulat. Sodalit warnanya putih, abu-abu atau kebiruan. 

d. Mika (Glimmer) 

Ada tiga macam, yaitu muscovit, biotit, dan phlogopit. 

1). Muscovit, disebut juga mika putih. Rumus kimianya K Al (OH)2 (Al Si3 O10). Mudah dikenal, karena sifatnya yang mudah dibelah-belah dalam helaian-helaian yang sangat tipis, transparan dan fleksibel, tidak berwarna, abu-abu, kehijauan atau coklat muda, kilap vitreum, kekerasan 2-3. 

2). Biotit disebut juga Mika hitam, dengan rumus kimia K2 (Mg, Fe)2 (OH)2 AlSi3 O8. Mudah terbelah dalam satu arah dan biasanya berbentuk segi enam, tidak transparan, fleksibel. Warna: hitam hingga coklat tua, kilap vitrous, kekerasan 2,5 - 3. 

3). Phlogopit disebut juga mika coklat. Tidak banyak dijumpai. 

e. Amfibol 

Terutama terdiri dari mineral Hornblende. Susunan Kimianya Ca2(MgFeA1)3(OH)2(SiA14O11)2. Berbentuk prismatik, biasanya berisi kelipatan tiga, agak panjang dengan belahan dua arah menyudut kira-kira 900. Merupakan kumpulan mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek berisi delapan. Warna : coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 6. yang terpenting dari golongan ini adalah Hornblende. 

f. Piroksen 

Terutama terdiri dari mineral Augit. Berbentuk prismatik pendek berisi kelipatan 4 dengan belahan 2 arah menyudut. Merupakan kumpulan dari mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek bersisi delapan. Striasi bersudut kira-kira 900. Pyroxen adalah senyawa yang kompleks dari Calsium, Magnesium, Ferum, dan Silikat. Warna coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 8. Mineral golongan ini antara lain : Enstatit, Hypersten, Diopsid, dan yang paling banyak terdapat ialah Augit dengan rumus kimia Ca (MgFe) (SiO3)2 (AlFe)2 O3. 

g. Olivin 

Biasanya berwarna hijau terdiri dari (FeMg)2SiO4. Pada umumnya terdapat dalam batu Basalt dan Gabro. Olivin membentuk kristal yang ideal, karena terbentuk pertama-tama dari magma. Warna hijau atau kuning kecoklatan. Biasanya berbutir halus dan granular. Pecahan concoidal (seperti kerang). Kekerasan 6,5 - 7. 

h. Kalsit 

Mineral ini berwarna putih, sering ada pengotoran, mempunyai belahan 3 arah berbentuk Rombuder, susunan kimianya CaCO3. 

i. Grafit

Mineral ini  unsurnya Karbon (C) berwarna hitam, lunak, umumnya pada batuan ubahan.

More about → Mineral Mineral Pembentuk Batuan ( Reaksi Bowen )

Magma : Pembentukan dan Evolusi

Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah begerak (mobile), bersama antara 90o -110o C dan berasal atau terbentuk pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas. (F.F. Grounts, 1947: Turner & Verhogen, 1960: H. Williams, 1962)

Berdasarkan pengertian tentang magma di atas, dapat ditafsirkan bahwa secara kimia fisika, magma adalah system berkomponen ganda (multi component system) dengan fase cair dan sejumlah kristal yang mengandung didalamnya sebagai komponen utama, disamping fase gas pada keaadaan tertentu.

Bunsen (1951) berpendapat bahwa ada 2 jenis magma primer, yaitu Basaltis dan Granitis, dan batuan beku adalah merupakan hasil campuran dari 2 magma ini yang kemudian mempunyai komponen lain.

Dally (1933) berpendapat bahwa magma asli (primer) adalah bersifat basa yang selanjutnya akan mengalami proses differensiasi menjadi magma bersifat lain. Magma basa bersifat encer (viskositas rendah), kandungan unsur kimia berat, kadar H+, OH- dan gas tinggi, sedangkan magma asam sebaliknya.

1. Proses Pembentukan Magma

Para ahli geologi dan vulkanologi bahwa panas bumi berasal dari proses “pembusukan” mineral radioaktif. Pada unsur radioaktif yang terkandung pada suatu mineral, pada saat unsur tersebut meluruh (desintegration) menjadi unsur radioaktif yang susunannya lebih stabil, akan mengeluarkan sejumlah bahan (tenaga) panas yang mampu melelehkan batuan disekitarnya.

Secara teoritik, zat radioaktif akan semakin berkurang, pada kedalaman yang semakin besar. Dari pemahaman seperti ini pula maka lahir beberapa istilah yang berhubungan dengan suhu dan kedalaman. Landaian panas bumi normal (geothermal gardien) adalah istilah yang menerangkan bertambah besarnya suhu apabila kita susun hingga kedalaman tertentu, yakni sekitar 3oC/100 m. Sedangkan besarnya derajat geothermal normal (geothermal degree) adalah 1o C/33 m – 1o C/45 m. Variasi derajat geothermal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain; kondisi batuan, proses hidrokimia batuan, kerja air tanah, kerja air permukaan dan konsentrasi mineral radioaktif. Secara teoritis semakin kearah inti bumi, derajat geothermal akan mencapai 193.600o C sehingga unsur-unsur di dalam selubung dan inti bumi berada dalam keaadaan cair.

       

Syarat-syarat yang dibutuhkakan bagi suatu proses pembentukan magma (Ringwood, 1975) adalah:

a. Bahan kerak dimana lelehan bahan kerak (magma anateknik) apabila sempurna akan membentuk magma sintaksis, jika prosesnya tidak sempurna akan membentuk neoformis saja.

b. Bahan selubung dimana dalam laporan ini terdapat basalt peridotit dengan perbandingan 1 : 3.

Pembentukan magma, sebetulnya adalah sebuah rangakaian proses yang rumit meliputi proses pemisahan (differentation), pencampuran (assimilation) anateksis (peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar). Sementara, komposisi magma ditentukan oleh komposisi bahan yang meleleh, derajat fraksinasi dan jumlah pengotoran dalam magma oleh batuan samping (parent rock).

• Diferensiasi Magma yaitu proses dimana magma yang homogen terpisah dalam fraksi-fraksi komposisi yang berbeda-beda.
• Asimilasi; evolusi magma juga dipengaruhi oleh batuan sekitarnya (wall-rock). Magma dalam temperatur tinggi, sewaktu kristal-kristal mulai terbentuk maka panas ini akan menjalar dan melarutkan batuan-batuan sekitarnya. Sehingga mempengaruhi komposisi magma tersebut. Hal ini sering terjadi terutama pada magma plutonik.
• Proses Pencampuran Magma; dua batuan yang berbeda, terutama batuan vulkanik dan batuan intrusi dangkal dapat juga dihasilkan oleh campuran dari sebagian kristalisasi magma.

Rittmann (1967) berpendapat bahwa ada 2 kerabat suite magma yaitu kerabat simatik (simatic suite) dan kerabat sialik (sialic suite). Berasal samudera adalah hasil I ”juvenil” yang berasal dari primary magma shell.

Nieuwenkamps (1968) mengatakan bahwa pada tahapan kedua perkembangan bumi, bahan selubung atas dan kerak telah mengalami suatu kesetimbangan geokimia yang dinamik, sehingga berasal samudera yang telah terpisah dari selubung atas bumi bukan merupakan bahan juvenil dari bakal bumi (proto earth), tapi berasal dari lapisan sima. Demikian pula dengan dataran tinggi (plateau basalt), sedangkan pluton granitic dan kerabat kapur alkali (calc alkali suite) berasal dari bahan kerak sialek. Teori ini dikenal dengan Neohuttoniansism Theory.

Geongeaud & Lettok (1960) mengatakan bahwa magma benua umumnya bersifat bebas (independent), sedangkan magma basaltic berasal dari selubung atas bumi. Magma asam atau magma Riolitik diduga berasal dari kerak Sialik.

2. Evolusi Magma

Magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai berikut:

a. Hibridisasi = pembentukan magma baru karena pencampuran 2 magma yang berlainan jenis.
b. Sintesis = pembentukan magma baru karena proses asimilasi dengan batuan gamping.
c. Anateksis = proses pembentukan magma dari peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar.

Sehingga dari akibat-akibat proses tersebut magma selanjutnya mengalami perubahan daya kondisi awal yang homogen dalam skala besar sehingga menjadi suatu tubuh batuan beku yang bervariasi.

Gambar Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair

Proses-proses differensiasi magma (keterangan untuk Gambar 7) meliputi:

1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), Karbon dioksida (CO2), Sulfur dioksida (SO2), Sulfur (S) dan Klorin (Cl). Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti Sodium dan Potasium.

2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.

3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung Sodium dan Potasium cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur Sodium dan Potasium.

4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung Kalsium, Magnesium dan Besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral Silikat yang lebih ringan.

5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan Sodium, Potasium dan Silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan dinding kaya akan Kalsium, Magnesium dan Besi, magma akan berubah menjadi berkomposisi Gabroik.

6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoir. Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.

7. Fragsinasi, Proses pemisahan Kristal-kristal dari larutan magma, karena proses kristalisasi berjalan tidak seimbang atau Kristal-kristal mengubah perkembang. Komposisi larutan magma yang baru ini terjadi terutama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan yang menyolok dan tiba-tiba.

8. Liquid Immisbility, Ialah larutan magma yang mempunyai suhu rendah akan pecah menjadi larutan yang masing-masing akan membelah membentuk bahan yang heterogen.

More about → Magma : Pembentukan dan Evolusi

Kelompok Kelompok Mineral

Berdasarkan beberapa sifat sifat tertentu yang dimiliki oleh mineral, maka mineral-mineral yang ada di alam ini dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok mineral. Bedasarkan hal tersebut, James D. Dana, seorang Professor Yale University pada tahun 1873 mengelompokkan mineral dalam beberapa kelompok berdasarkan kemiripan komposisi kimia dan struktur kristal menjadi 8 kelompok, yaitu :

1. Unsur bebas
2. Sulfida (Mengandung S)
3. Oksida (Mengandung Oksigen)
4. Halida
5. Karbonat
6. Sulfat (Mengandung SO₄)
7. Phosfat
8. Silikat

1. Unsur Bebas

Mineral-mineral dalam kelompok ini hanya tersusun oleh unsur tunggal (native element). Unsur-unsur dalam native element ini terbagi menjadi 3 sub kelompok,antara lain logam, semilogam, dan nonlogam. Kelompok native element umumnya very malleable and ductile, serta memiliki specific gravity range yang besar.

• · Logam, contohnya :

 Tembaga (Cu), sistem kristal isometrik

 Perak (Ag), sistem kristal isometrik

Platina (Pt), sistem kristal isometrik 

                 

                

                

                 

Emas (Au), Sistem kristal isometrik

• Semilogam, contohnya :

                 Arsenik (As), sistem kristal Heksagonal

                 Bismuth (Bi), sistem kristal Heksagonal

• · Nonlogam,contohnya :

 Belerang (S), sistem kristal orthorombic

 Intan (C), sistem kristal isometrik

               

              

              

Grafit (C), sistem kristal  isometrik

     2. Sulfida (Mengandung S)

Kelompok ini dicirikan dengan adanya anion S2- . Kelompok sulfida merupakan kombinasi antara logam atau semilogam dengan belerang (S). Biasanya terbentuk pada urat batuan atau dari larutan hidrotermal.

Beberapa contoh mineral sulfida :

Argentite (Ag2S)            Kalkosit (Cu2S)               Bornite (Cu3FeS4)

Galena (PbS)                  Alabandite (MnS)             Sphalerite (ZnS)

Kalkopirit (CuFeS2)       Cinnabar (HgS)                Pyrite (FeS2)

Marcasite (FeS2)           Arsenopyrite (FeAsS)       Molybdenite (MoS)

Niccolite (NiAs)             Realgar (AsS)                   Stibnite (Sb2S3)

Beberapa manfaat dari mineral kelompok sulfida :

a. Galena (PbS) : digunakan dalam industry cat, penyimpanan baterai, easily fussible alloy, perkakas. Merupakan sumber utama metallic lead dan juga bijih perak.

b. Argentite (Ag2S), merupakan bijh perak yang penting.

c. Kalkosit (Cu2S), merupakan bijih tembaga yang penting.

d. Alabandite (MnS), sebagai produk pembakaran.

e. Sphalerite (ZnS): sumber seng yang penting, digunakan dalam galvanisasi besi dan dalam pembuatan kuningan, kawat seng, dan dry cell, digunakan dalam industry kima dan medis.

f. Cinnabar (HgS), sumber utama mercury yang digunakan dalam berbagai industri.

g. Stibnite (Sb2S3), digunakan dalam pembuatan kabel, baterai timbel, alloy, cat, dan dalam peralatan medis.

h. Pyrite (FeS2), sebagai mineral yang berasosiasi dengan emas, pembuatan asam sulfat dan copperas.

i. Molybdenite (MoS), digunakan dalam pembuatan baja, iron castings dan dalam peralatan perkakas kecepatan tinggi.

    3.Oksida

Mineral oksida dan hidroksida ini merupakan mineral yang terbentuk dari kombinasi unsur tertentu dengan gugus anion oksida (O) dan gugus hidroksil hidroksida (OH atau H). Mineral oksida terbentuk sebagai akibat persenyawaan langsung antara oksigen dan unsur tertentu. Susunannya lebih sederhana dibanding silikat. Mineral oksida umumnya lebih keras dibanding mineral lainnya kecuali silikat. Mereka juga lebih berat kecuali sulfida. Unsur yang paling utama dalam oksida adalah besi, chrome, mangan, timah dan aluminium. Beberapa mineral oksida yang paling umum adalah “es” (H2O), korondum (Al2O3), hematit (Fe2O3) dan kassiterit (SnO2).

Seperti mineral oksida, mineral hidroksida terbentuk akibat pencampuran atau persenyawaan unsur-unsur tertentu dengan hidroksida (OH). Reaksi pembentukannya dapat juga terkait dengan pengikatan dengan air. Sama seperti oksida, pada mineral hidroksida, unsur utamanya pada umumnya adalah unsur-unsur logam. Beberapa contoh mineral hidroksida adalah goethit (FeOOH) dan limonite (Fe2O3.H2O).

Beberapa contoh mineral oksida :

           SnO₂     =    Cassiterite

              Al₂O₃    =     Corundum

  

             Fe₂O₃    =    Hematite

H₂O     =     Air

Fe₃O₄  =     Magnetit

     4. Halida

Mineral sebagai persenyawaan Halides

 CaF₂ = Fluorite

            NaCl = Halite

    5. Karbonat

Merupakan persenyawaan dengan ion (CO3)2-, dan disebut “karbonat”, umpamanya persenyawaan dengan Ca dinamakan “kalsium karbonat”, CaCO3 dikenal sebagai mineral “kalsit”. Mineral ini merupakan susunan utama yang membentuk batuan sedimen.

Carbonat terbentuk pada lingkungan laut oleh endapan bangkai plankton. Carbonat juga terbentuk pada daerah evaporitic dan pada daerah karst yang membentuk gua (caves), stalaktit, dan stalagmite. Dalam kelas carbonat ini juga termasuk nitrat (NO3) dan juga Borat (BO3).Carbonat, nitrat dan borat memiliki kombinasi antara logam atau semilogam dengan anion yang kompleks dari senyawa-senyawa tersebut (CO3, NO3, dan BO3).

Beberapa contoh mineral yang termasuk kedalam kelas carbonat ini adalah dolomite (CaMg(CO3)2, calcite (CaCO3), dan magnesite (MgCO3). Dan contoh mineral nitrat dan borat adalah niter (NaNO3) dan borak (Na2B4O5(OH)4.8H2O)

Beberapa contoh mineral karbonat :

CaCO₃ = Calcite

CaMg (CO)₂ = Dolomite

MgCO₃   = Magnesite

     

6. Sulfat

Sulfat terdiri dari anion sulfat (SO42-). Mineral sulfat adalah kombinasi logam dengan anion sufat tersebut. Pembentukan mineral sulfat biasanya terjadi pada daerah evaporitik (penguapan) yang tinggi kadar airnya, kemudian perlahan-lahan menguap sehingga formasi sulfat dan halida berinteraksi.

Pada kelas sulfat termasuk juga mineral-mineral molibdat, kromat, dan tungstat. Dan sama seperti sulfat, mineral-mineral tersebut juga terbentuk dari kombinasi logam dengan anion-anionnya masing-masing.

Contoh-contoh mineral yang termasuk kedalam kelas ini adalah anhydrite (calcium sulfate), Celestine (strontium sulfate), barite (barium sulfate), dan gypsum (hydrated calcium sulfate). Juga termasuk didalamnya mineral chromate, molybdate, selenate, sulfite, tellurate serta mineral tungstate.

     7. Posfat

Mineral sebagai persenyawaan Phosphat

Ca₅(PO₄)₃F      = Apatite

    8. Silikat

Silicat merupakan 25% dari mineral yang dikenal dan 40% dari mineral yang dikenali. Hampir 90 % mineral pembentuk batuan adalah dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Karena jumlahnya yang besar, maka hampir 90 % dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100 % dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2900 Km dari kerak Bumi). 

Silikat merupakan bagian utama yang membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan (metamorf). Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan non-ferromagnesium.

Beberapa contoh mineral silikat :

Na(AlSi₃O₈)      = Albit

(MgFe)₂SiO₄= Olivine

More about → Kelompok Kelompok Mineral

Skala Waktu Geologi

Pada dasarnya bumi secara konstan berubah dan tidak ada satupun yang terdapat diatas permukaan bumi yang benar-benar bersifat permanen. Bebatuan yang berada diatas bukit mungkin dahulunya berasal dari bawah laut. Oleh karena itu untuk mempelajari bumi maka dimensi “waktu” menjadi sangat penting, dengan demikian mempelajari sejarah bumi juga menjadi hal yang sangat penting pula. Ketika kita berbicara tentang catatan sejarah manusia, maka biasanya ukuran waktunya dihitung dalam tahun, atau abad atau bahkan puluhan abad, akan tetapi apabila kita berbicara tentang sejarah bumi, maka ukuran waktu dihitung dalam jutaan tahun atau milyaran tahun.

Waktu merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari kehidupan manusia sehari-hari. Catatan waktu biasanya disimpan dalam suatu penanggalan (kalender) yang pengukurannya didasarkan atas peredaran bumi di alam semesta. Sekali bumi berputar pada sumbunya (satu kali rotasi) dikenal dengan satu hari, dan setiap sekali bumi mengelilingi Matahari dikenal dengan satu tahun.Sama halnya dengan perhitungan waktu dalam kehidupan manusia, maka dalam mempelajari sejarah bumi juga dipakai suatu jenis penanggalan, yang dikenal dengan nama “Skala Waktu Geologi”. Skala Waktu Geologi berbeda dengan penanggalan yang kita kenal seharihari. Skala waktu geologi dapat diumpamakan sebagai sebuah buku yang tersusun dari halamanhalaman, dimana setiap halaman dari buku tersebut diwakili oleh batuan. Beberapa halaman dari buku tersebut kadang kala hilang dan halaman buku tersebut tidak diberi nomor, namun demikian kita masih dapat membaca buku tersebut karena ilmu geologi menyediakan alat kepada kita untuk membantu membaca buku tersebut. 

Terdapat 2 skala waktu yang dipakai untuk mengukur dan menentukan umur Bumi. Pertama,adalah Skala Waktu Relatif, yaitu skala waktu yang ditentukan berdasarkan atas urutan perlapisan batuan-batuan serta evolusi kehidupan organisme dimasa yang lalu; Kedua adalah Skala Waktu Absolut (Radiometrik), yaitu suatu skala waktu geologi yang ditentukan berdasarkan pelarikan radioaktif dari unsur-unsur kimia yang terkandung dalam bebatuan. Skala relatif terbentuk atas dasar peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam perkembangan ilmu geologi itu sendiri, sedangkan skala radiometri (absolut) berkembang belakangan dan berasal dari ilmu pengetahuan fisika yang diterapkan untuk menjawab permasalahan permasalahan yang timbul dalam bidang geologi.

Skala Waktu Relatif

Sudah sejak lama sebelum para ahli geologi dapat menentukan umur bebatuan berdasarkan angka seperti saat ini, mereka mengembangkan skala waktu geologi secara relatif. Skala waktu relatif dikembangkan pertama kalinya di Eropa sejak abad ke 18 hingga abad ke 19. Berdasarkan skala waktu relatif, sejarah bumi dikelompokkan menjadi Eon (Masa) yang terbagi menjadi Era (Kurun), Era dibagi-bagi kedalam Period (Zaman), dan Zaman dibagi bagi menjadi Epoch (Kala). Nama-nama seperti Paleozoikum atau Kenozoikum tidak hanya sekedar kata yang tidak memiliki arti, akan tetapi bagi para ahli geologi, kata tersebut mempunyai arti tertentu dan dipakai sebagai kunci dalam membaca skala waktu geologi.

Sebagai contoh, kata Zoikum merujuk pada kehidupan binatang dan kata “Paleo” yang berarti purba, maka arti kata Paleozoikum adalah merujuk pada kehidupan binatang-binatang purba, “Meso” yang mempunyai arti tengah/pertengahan, dan “Keno” yang berarti sekarang. Sehingga urutan relatif dari ketiga kurun tersebut adalah sebagai berikut: Paleozoikum, kemudian Mesozoikum, dan kemudian disusul dengan Kenozoikum.

Sebagaimana diketahui bahwa fosil adalah sisa-sisa organisme yang masih dapat dikenali, seperti tulang, cangkang, atau daun atau bukti lainnya seperti jejak-jejak (track), lubang-lubang (burrow) atau kesan daripada kehidupan masa lalu diatas bumi. Para ahli kebumian yang khusus mempelajari tentang fosil dikenal sebagai Paleontolog, yaitu seseorang yang mempelajari bentukbentuk kehidupan purba.

Fosil dipakai sebagai dasar dari skala waktu geologi. Nama-nama dari semua Eon (Kurun) dan Era (Masa) diakhiri dengan kata zoikum, hal ini karena kisaran waktu tersebut sering kali dikenal atas dasar kehidupan binatangnya. Batuan yang terbentuk selama Masa Proterozoikum kemungkinan mengandung fosil dari organisme yang sederhana, seperti bacteria dan algae. Batuan yang terbentuk selama Masa Fanerozoikum kemungkinan mengandung fosil fosil dari binatang yang komplek dan tanaman seperti dinosaurus dan mamalia.


Skala Waktu Absolut (Radiometrik)

Sebagaimana telah diuraikan diatas bahwa skala waktu relatif didasarkan atas kehidupan masa lalu (fosil). Bagaimana kita dapat menempatkan waktu absolut (radiometrik) kedalam skala waktu relatif dan bagaimana pula para ahli geologi dapat mengetahui bahwa:

1. Bumi itu telah berumur sekitar 4,6 milyar tahun
2. Fosil yang tertua yang diketahui berasal dari batuan yang diendapkan kurang lebih 3,5 milyar tahun lalu.3
3. Fosil yang memiliki cangkang dengan jumlah yang berlimpah diketahui bahwa pertama kali muncul pada batuan-batuan yang berumur 570 juta tahun yang lalu.
4. Umur gunung es yang terahkir terbentuk adalah 10.000 tahun yang lalu.

Para ahli geologi abad ke19 dan para paleontolog percaya bahwa umur Bumi cukup tua, dan mereka menentukannya dengan cara penafsiran. Penentuan umur batuan dalam ribuan, jutaa atau milyaran tahun dapat dimungkinkan setelah diketemukan unsur radioaktif. Saat ini kita dapat menggunakan mineral yang secara alamiah mengandung unsur radioaktif dan dapat dipakai untuk menghitung umur secara absolut dalam ukuran tahun dari suatu batuan. Sebagaimana kita ketahui bahwa bagian terkecil dari setiap unsur kimia adalah atom. Suatu atom tersusun dari satu inti atom yang terdiri dari proton dan neutron yang dikelilingi oleh suatu kabut elektron. Isotop dari suatu unsur atom dibedakan dengan lainnya hanya dari jumlah neutron pada inti atomnya.

Penentuan umur dengan menggunakan isotop radioaktif adalah pengukuran yang memiliki kesalahan yang relatif kecil, namun demikian kesalahan yang kelihatannya kecil tersebut dalam umur geologi memiliki tingkat kisaran kesalahan beberapa tahun hingga jutaan tahun. Jika pengukuran mempunyai tingkat kesalahan 1 persen, sebagai contoh, penentuan umur untuk umur 100 juta tahun kemungkinan mempunyai tingkat kesalahan lebih kurang 1 juta tahun. Teknik isotop dipakai untuk mengukur waktu pembentukan suatu mineral tertentu yang terdapat dalam batuan. Untuk dapat menetapkan umur absolut terhadap skala waktu geologi, suatu batuan yang dapat di-dating secara isotopik dan juga dapat ditetapkan umur relatifnya karena kandungan fosilnya. Banyak contoh, terutama dari berbagai tempat harus dipelajari terlebih dahulu sebelum

ditentukan umur absolutnya terhadap skala waktu geologi.

Tabel dibawah adalah Skala Waktu Geologi yang merupakan hasil spesifikasi dari “International Commission on Stratigraphy” pada tahun 2009. Adapun warna yang tertera dalam tabel Skala Waktu Geologi merupakan hasil spesifikasi dari “Committee for the Geologic Map of the World” tahun 2009.

More about → Skala Waktu Geologi

Batuan Metamorf

Batuan metamorf adalah batuan ubahan yang terbentuk dari batuan aslinya, berlangsung dalam keadaan padat, akibat pengaruh peningkatan suhu (T) dan tekanan (P) yang tinggi. Batuan metamorfosa disebut juga dengan batuan malihan atau ubahan, demikian pula dengan prosesnya, proses malihan. Proses metamorfisme atau malihan merupakan perubahan himpunan mineral dan tekstur batuan, namun dibedakan denag proses diagenesa dan proses pelapukan yang juga merupakan proses dimana terjadi perubahan. 

Proses metamorfosa berlangsung akibat perubahan suhu dan tekanan yang tinggi, diatas 200°C dan 300 Mpa (megapascal), dan dalam keadaan padat. Sedangkan proses diagenesa berlangsung pada suhu dibawah 200°C dan proses pelapukan pada suhu dan tekanan normal, jauh dibawahnya, dalam lingkungan atmosfir.

Proses metamorfosa dapat didefinisikan sebagai:

”Perubahan himpunan mineral dan tekstur batuan dalam keadaan (fasa) padat (solid slate) pada suhu diatas 200°C dan tekanan 300 Mpa”.

Batuan metamorf memerlukan perhatian tersendiri, karena perubahannya berlangsung dalam keadaan padat. Saat lempeng-lempeng tektonik bergerak dan fragmen kerak bertabrakan, batuan terkoyak, tetarik (extended), terlipat, terpanaskan dan berubah dengan cara yang kompleks. Tetapi meskipun batuan sudah mengalami perubahan dua kali atau lebih, biasanya bekas atau bentuk batuan semula masih tersimpan, karena perubahannya terjadi dalam keadaan padat. Padat tidak seperti cair atau gas cenderung untuk menyimpan peristiwaperistiwa (events) pengubahannya. Diantara kelompok batuan, batuan metamorf merupakan yang paling kompleks, tetapi juga paling menarik karena didalamnya tersimpan semua cerita yang telah terjadi pada kerak bumi.

Proses Metamorfisme

• Proses metamorfisme, meliputi:

1.  Proses perubahan fisik yang menyangkut struktur dan tekstur oleh tenaga kristaloblastik (tenaga dari sedimen-sedimen kimia untuk menyusun susunan sendiri).
2. Proses-proses perubahan susunan mineralogi, sedangkan susunan kimianya tetap (isokimia) tidak ada perubahan komposisi kimiawi, tapi hanya perubahan ikatan kimia.

• Tahap-tahap proses metamorfisme:

1. Rekristalisasi                                                                                                                                                  Proses ini dibentukoleh tenaga kristaloblastik, di sini terjadi penyusunan kembali kristal-kristal dimana elemen-elemen kimia yang sudah ada sebelumnya.
2. Reorientasi                                                                                                                                             Proses ini dibentuk oleh tenaga kristaloblastik, di sini pengorientasian kembali dari susunan kristak-kristal, dan ini akan berpengaruh pada tekstur dan struktur yang ada.
3. Pembentukan mineral-mineral baru                                                                                              Proses ini terjadi dengan penyusunan kembali elemen-elemen kimiawi yang sebelumnya sudah ada.

• Dalam metamorfosa yang berubah adalah : tekstur dan asosiasi mineral, yang tetap adalah komposisi kimia dan fase padat (tanpa melalui fase cair).
• Teksturnya selalu mereflesikan sejarah pembentukannya.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Metamorfisme

Komposisi batuan asal sangat mempengaruhi pembentukan himpunan mine ralbaru, demikian pula dengan suhu dan tekanan. Suhu dan tekanan tidaklah berperan langsung, akan tetapi juga ada atau tidaknya cairan serta lamanya mengalami panas dan tekanan yang tinggi, dan bagaimana tekanannya, searah,

terpuntir dan sebagainya.

1. Pengaruh cairan terhadap reaksi kimia

Pori-pori yang terdapat pada batuan sedimen atua batuan beku terisi ole cairan (fluida), yang merupakan larutan dari gas-gas, garam dan mineral yang terdapat pada batuan yang bersangkutan. Pada suhu yang tinggi intergranular ini lebih bersifat uap dan pada cair, dan mempunyai peran yang penting dalam metamorfisme. Di bawah suhu dan tekanan yang tinggi akan terjadi pertukaran unsur dari larutan ke mineral-mineral dan sebaliknya. Fungsi cairan ini sebagai media transport dari larutan ke mineral dan sebaliknya, sehingga mempercepat proses metamorfisme. Jika tidak ada larutan atau jumlahnya sedikit sekali, maka metamorfismenya akan berlangsung lambat, karena perpindahannya akan melalui diffusi antar mineral yang padat.

2. Suhu dan tekanan

Batuan apabila dipanaskan pada suhu tertentu akan membentukmineralmineral baru, yang hasil akhirnya adalah batuan metamorf. Sumber panasnya berasal dari panas dalam bumi. Batuan dapat terpanaskan oleh timbunan (burial) atau terobosan dapat juga menimbulkan perubahan tekanan, sehingga sukar dikatakan metamorfisme hanya disebabkan ole keniakan suhu saja. Tekanan dalam proses metamorfisme bersifat sebagai stress yang mempunyai besaran serta arah. Tekstur batuan metamorf memperlihatkan bahwa batuan

ini terbentuk di bawah differensial stress, atau tekanannyatidak sama besar dari segala arah. Berbeda dengan batuan beku yang terbentuk melalui lelehan dan di bawah pengaruh uniform stress, atau mempunyai bersaran yang sama dari semua arah.

3. Waktu

Untuk mengetahui berapa lama berlangsungnya proses metamorfisme tidak lah mudah dan sampai saat ini masih belum diketahui bagaimana caranya. Dalam percobaan di laboratorium memperlihatkan bahwa di bawah tekanan suhu tinggi serta waktu reasi yang lama akan menghasilkan kristal dengan ukuran yang besar. Dan dalam kondisi yang sebaliknya dihasilkan kristal yang kecil. Dengan demikian untuk sementara ini disimpulkan bahwa batuan berbutir kasar merupakan hasil metamorfisme dalam waktu yang panjang serta

suhu dan tekanan yang tinggi. Sebaliknya yang berbutir halus, waktunya pendek serta suhu dan tekanan yang rendah. Batuan metamorf terbentuk akibat perubahan tekanan dan atau temperatur, dalam keadaan padat serta tanpa merubah komposisi kimia batuan asalnya.

Tekstur

Tekstur batuan metamorf tidak didasarkan pada besarnya butir-butir batuan melainkan atas dasar orientasi atau kecenderungan berlapis. Tekstur batuan metamorf dibedakan atas Foliasi dan Non-Foliasi.

• Tekstur Foliasi, yaitu tekstur yang berlapis-lapis dimana butir-butir batuan penyusunnya pipih sehingga memperlihatkan lapisan atau belahan kearah mana batuan cenderung membelah, yang termasuk dalam tekstur foliasi adalah: Slaty, Phyllitic, Schistose, Gneissic

• Tekstur Non-Foliasi, yaitu tekstur yang tidak menunjukkan kecenderungan berlapis, yang termasuk dalam tekstur foliasi adalah: Marmer, Serpentinit, Antrasit.

More about → Batuan Metamorf

Batuan Sedimen

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil perombakan batuan yang sudah ada sebelumnya atau hasil aktivitas kimia maupun organisme, yang di endapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi yang kemudian mengalami pembatuan ( Pettjohn, 1975 ).

Batuan sedimen banyak sekali jenisnya dan tersebar sangat luas dengan ketebalan antara beberapa centimeter sampai beberapa kilometer. Juga ukuran butirnya dari sangat halus sampai sangat kasar dan beberapa proses yang penting lagi yang termasuk kedalam batuan sedimen. 

Dibanding dengan batuan beku, batuan sedimen hanya merupakan tutupan kecil dari kerak bumi. Batuan sedimen hanya 5% dari seluruh batuan – batuan yang terdapat dikerak bumi. Dari jumlah 5% ini,batu lempung adalah 80%, batupasir 5% dan batu gamping kira - kira 80%. Berdasarka ada tidaknya proses transportasi dari batuan sedimen dapat dibedakan menjadi 2 macam :

1. Batuan Sedimen Klastik

Yaitu batuan sedimen yang terbentuk berasal dari hancuran batuan lain. Kemudian tertransportasi dan terdeposisi yang selanjutnya mengalami diagenesa.

2. Batuan Sedimen Non Klastik

Yaitu batuan sedimen yang tidak mengalami proses transportasi.Batuan sedimen yang terbentuk dari material-material hasil aktivitas kimia (termasuk biokimia).

Komposisi

Dalam batuan sedimen dapat dijumpai fragmen batuan maupun mineral. Mineral-mineral yang umum dan banyak dijumpai dalam batuan sedimen adalah:

• Kwarsa  
• Mika
• Kalsit
• Feldsfar
• Dolomit
• Mineral lempung

Tekstur

Berdasarkan kejadiannya, batuan sedimen dibedakan menjadi batuan sedimen klastik dan nonnkalstik.Dari kedua macam batuan sedimen tersebut dikenal tekstur klastik dan nonklastik.


1. Tekstur klastik
Semua batuan sedimen klastik mempunyai tekstur klastik. Yang perlu diperhatikan pada batuan tersebut adalah ukuran butir dan bentuk butir. Untuk ukuran butir dipakai klasifikasi ukuran butir dari wentworth sebagai berikut :

2. Tekstur nonklastik
Semua batuan nonklastik mempunyai tekstur nonklastik. Ciri khas dari tekstur nonklastik adalah adanya kristal-kristal yang saling menjari, tidak ada ruang pori-pori antar butir dan umumnya monomineralik.
Klasifikasi butiran kristal dalam tektur nonklastik

Beberapa tekstur nonklastik yang penting adalah :

1. Amorf. Partikel-partikel umumnya berukuran lempung atau koloid, nonkristalin. Misal : rijang masif
2. Oolistik. Tersusun oleh kristal-kristal kecil berbentuk bulat atau elipsoid, terkumpul seperti telur ikan, butir-butiran berukuran 0,25 – 0,2 mm. Misal : batugamping oolit.
3. Pisolitik. Seperti oolitik, tetapi butiran berukuran lebih besar dari 2 mm. Misal : batugamping pisolitik.
4. Sakaroidal. Partikel-pertikel berbutir halus, sama besar (equigranular). Misal batugamping sakaroidal.
5. Kristalin. Bila tersusun oleh kristal-kristal besar.

Struktur

Struktur dari batuan sedimen lebih tergantung pada hubungan antara kelompok-kelompok sedimenter dari pada hubungan antar butir yang menentukan dan mengontrol tekstur. Struktur batuan sedimen yang benar-benar lebih baik dipelajari di lapangan dari pada dari contoh genggaman.

Struktur batuan sedimen dibedakan menjadi tiga macam, yaitu :

1. Struktur fisika (mekanik), terbentuk karena proses-proses fisika. Beberapa macam teksturnya adalah :

• Berlapis, terlihat di lapangan sebagai susunan yang berlapis-lapis. Bila ketebalan individu lapisan lebih besar dari 1 cm dinamakan lapisan, sedangkan bila lebih kecil dari 1 cm dinamakan laminasi.
• b. Bergradasi, bila butir-butiran dalam tubuh batuan dari bawah ke atas makin halus.
• c. Silang siur, yaitu satu seri perlapisan yang saling potong memotong dalam tubuh batuan sedimen.
• d. Masif, bila dalam tubuh batuan sedimen tidak terlihat struktur sedimen.

2. Struktur kimia, terbentuk karena proses-proses kimia. Macam-macamnya antara lain :

• a. Konkreasi, bila berbentuk bulat
• Nodul, bila berbentuk tidak teratur

3. Struktur organik, terbetuk karena aktivitas organisme.

   Contoh : struktur reef pada batugamping

Sifat – sifat utama batuan sedimen :

1. Adanya bidang perlapisan yaitu struktur sedimen yang menandakan adanya proses
sedimentasi.
2. Sifat klastik yang menandakan bahwa butir – butir pernah lepas, terutama pada golongan
detritus.
3. Sifat jejak adanya bekas – bekas tanda kehidupan (fosil).
4. Jika bersifat hablur, selalu monomineralik, misalnya : gypsum, kalsit, dolomite dan rijing.

Download File Pdf nya disini dan disini

More about → Batuan Sedimen