0 MINERAL DAN BATUAN

MINERAL : Zat non-organik padat yang  terbentuk secara alamiah, terdiri atas unsur atau senyawa unsur-unsur; mempunyai susunan/komposisi kimia tertentu dan struktur internal kristal beraturan

BATUAN : Bagian dari kerak bumi yang dapat terdiri atas agregat kohesif salah satu atau lebih mineral, atau bahan-bahan/fragmen-fragmen mineral. Dalam artian bahwa batuan terdiri atas banyak butiran mineral (kristal) – tidak harus semua mineral yang sama – atau kristal dan gelas (silika), yang bersatu sebagai massa padat.                                                  

DAUR PEMBENTUKAN BATUAN

Jenis-jenis mineral

●Silikat : hanya 6 dari kira-kira 2500 mineral yang melimpah, mineral-mineral utama pembentuk batuan ini atau kelompok-kelompok mineral membentuk 95% kerak bumi.

Mineral                           % pada kerak bumi    Unsur-unsur utama

Feldspar                                  60                    Na, K, Ca, Al, O

Quartz                                    13                     Si, O

Amphibole and pyroxene                  17                     Mg, Fe, Ca, Na, Al, Ti, Mn, Si, O

Mica                              4                    K, Mg, Fe, Al, Si, O

Olivine                           1                     Mg, Fe, Si, O

Ferromagnesian : istilah umum yang digunakan untuk menjelaskan silikat yang mengandung besi (Fe) dan atau magnesium (Mg), biasanya berwarna gelap (hitam, coklat atau hijau.

●Nonsilikat : didefinisikan bagi beberapa zat kimia atau sifat semua anggota kelompok mineral, dengan komponen berupa ion-ion negatif atau kelompok atom.

Carbonates                    : kalsit (CaCO₃), dolomit [CaMg(CO₃)₂]

Sulfates                          : gipsum (CaSO₄.2H₂O), barit (BaSO₄)

Sulfides                        : pirit (FeS₂), galena (PbS), cinnabar (HgS)

Oxides                         : magnetite (Fe₃O₄), hematit (Fe₂O₃), korundum (Al₂O₃), spinel (MgAl₂O₄)

Hydroxides                  : gibbsit [Al(OH)₃], brusit [Mg(OH)₂]

Halides                        : halit (NaCl), fluorit (CaF₂)

Native elements         : emas (Au), perak (Ag), tembaga (Cu), sulfur (S), grafit (C)

Jenis-jenis batuan :
beku, sedimen dan malihan/metamorfik

BATUAN BEKU (igneous rock) :

adalah batuan yang terbentuk karena pembekuan dan kristalisasi ketika terjadi pendinginan magma (igneous berasal dari bahasa Latin ignis, berarti api).

Mineral-mineral utama pembentuk batuan beku :

       Ca-felspar (plagioklas), alkali felspar, kuarsa (SiO₂), mineral mafik/basa (amfibol, piroksen, olivin, mika) dan mineral asesori (zirkon, apatit, sfene, epidot, garnet dll.)

Berdasarkan cara pengendapannya dibagi menjadi : batuan beku dalam atau terobosan/intrusi (intrusive)  yaitu menerobos batuan yang diendapkan terdahulu atau juga disebut plutonik; dan lelehan (extrusive) yaitu diendapkan di atas permukaan bumi atau disebut juga vulkanik

Berdasarkan tingkat saturasi/kandungan SiO₂ dan atau mineral mafik/basa terdiri atas : batuan beku asam (>60% SiO₂), menengah (54-65% SiO₂), basa (rendah SiO₂)dan ultrabasa (kaya kandungan mineral mafik/basa)

Berdasarkan tekstur ukuran butir :

o afanitik untuk batuan beku yang disusun oleh kristal mineral berukuran butir halus (hanya dapat dilihat oleh mikroskop atau < 1 mm)

o faneritik untuk batuan beku yang disusun oleh kristal mineral berukuran butir yang dapat dilihat secara kasat mata (kasar atau 5 mm – 3 cm dan sangat kasar atau > 3 cm)

o porfiritik untuk batuan beku yang disusun oleh dua jenis ukuran kristal mineral yang terdiri atas masa dasar (ukuran butir halus-menengah atau < 1 – 5 mm) dan fenokris (berukuran kasar-sangat kasar)

o hialin atau bergelas (glassy) untuk batuan beku bertekstur gelas (biasanya lelehan/vulkanik,dominan bersusunan gelas/kuarsa)

BATUAN BEKU (lanjutan)

            Bahan cair dapat atau tidak dapat mencapai permukaan bumi sebelum cukup dingin untuk mengkristal dan membeku. Kedalaman tempat magma mengkristal akan mengakibatkan cepatnya pendinginan dan pembentukan  ukuran butir mineral di dalam batuan. Magma yang tetap berada di bawah permukaan mengalami pendinginan relatif perlahan, ditutupi oleh batuan-batuan lain atau soil. Ini berjalan beratus-ratus Juta tahun atau lebih untuk mengkristal selengkapnya. Pada kondisi-kondisi ini, kristal-kristal mempunyai  cukup waktu untuk terbentuk dan tumbuh berukuran sangat besar, dan akhirnya batuan memiliki butiran mineral berukuran cukup besar yang dapat dilihat secara kasat mata. Batuan yang terbentuk dengan cara tersebut dinamakan batuan beku plutonik (Pluto = dewa Yunani) atau terobosan (intrusion, intrusive).  Granit merupakan salah satu contoh  yang dikenal luas sebagai batuan beku plutonik, terdiri atas terutama kuarsa dan felspar alkali serta mineral-mineral feromagnesian atau mineral-mineral silikat lainnya.

            Magma yang mengalir ke luar di atas permukaan bumi ketika masih cair atau sebagian cair disebut lava. Lava merupakan produk erupsi-erupsi vulkanik  dan disebut demikian terhadap batuan beku yang terbentuk pada atau dekat permukaan bumi. Magma-magma yang mengkristal sangat dekat permukaan mendingin sangat cepat, mempunyai sedikit waktu untuk membentuk kristal-kristal berukuran besar di dalamnya sehingga batuan-batuan vulkanik berukuran butir halus, dengan sebagian besar kristal terlalu kecil untuk dilihat secara kasat mata. Batuan vulkanik yang paling dikenal adalah basalt, batuan berwarna gelap yang kaya kandungan mineral-mineral feromagnesian dan felspar Ca.

            Dalam kasus yang ekstrim ketika pendinginan magma berjalan sangat cepat, bahkan kristal-kristal kecil tidak dapat terbentuk, maka menghasilkan gelas alam (obsidian) yang bersifat padat non-kristalin.

JENIS-JENIS BATUAN BEKU

Batuan beku asam (acid or silisic igneous rocks) : granit, riolit

Batuan  beku menengah (intermediate igneous rocks) : tonalit, monzonit, diorit, trakhit, andesit, dasit

Batuan beku basa (mafic igneous rocks) : gabbro, basalt, diabas

Batuan beku ultrabasa (ultramafic igneous rocks) : piroksenit, hornblendit, peridotit

GRANIT

Mineral utama : kuarsa, alkali felspar(ortoklas,mikroklin),  plagioklas (albit-oligoklas), ka biotit

Mineral asesori : magnetit, ilmenit, apatit, zirkon  Megaskopis  Mikroskopis

RIOLIT

Mineral utama : kuarsa, alakali felspar (sanidin)

Mineral asesori : gelas, biotit, albit, magnetit, ilmenit  Megaskopis Mikroskopis                            

 TONALIT
Mineral utama : plagioklas (oligoklas atau andesin),kuarsa, (>10%), hornblende, biotit
Mineral asesori : ortoklas, apatit, titanit, magnetit, ilmenit, zirkon

TRAKHIT
Mineral utama : alkali felspar (sanidin), plagioklas (andesin- labradorit), biotit
Mineral asesori : amfibol, piroksen, magnetit, ilmenit, apatit, garnet, zirkon, titanit, gelas

 ANDESIT
Mineral utama : plagioklas (labradorit-andesin), biotit
Mineral asesori : magnetit, ilmenit, kuarsa, hornblende, piroksen, gelas

 DASIT
Mineral utama : plagioklas (labradorit-oligoklas), kuarsa, biotit, hornblende Mineral asesori : magnetit, ilmenit, sanidin, orto-piroksen, klino-piroksen, gelas

DIABAS
Mineral utama : plagioklas (labradorit-bitownit), klino-piroksen
Mineral asesori : orto-piroksen, olivin, hornblende, magnetit, ilmenit, apatit, kalsit, pirhotit, kalkopirit, gelas

PIROKSENIT
Mineral utama : piroksen (klino atau orto-piroksen)
Mineral asesori : olivin, hornblende, kromit, magnetit, biotit,  garnet, apatit

 HORNBLENDIT
Mineral utama : hornblende
Mineral asesori : olivin, orto dan klino-piroksen, magnetit, ilmenit kromit, sulfida

PERIDOTIT
Mineral utama : olivin, klino dan orto-piroksen
Mineral asesori : kromit

Batuan Sedimen : Ketika sedimen terkompaksi atau tersemenkan menjadi masa kohesif padat, maka menjadi batuan-batuan sedimen. Perangkat proses tertransformasinya sedimen menjadi batuan disebut sebagai litifikasi (dari kata Yunani : lithos). Batuan yang dihasilkan pada umumnya lebih kompak dan padat, lebih kohesif daripada sedimen asalnya. Batuan sedimen terbentuk pada atau dekat permukaan bumi, pada suhu-suhu permukaan, dan terdiri atas : klastika and kimiawi.

Batuan sedimen klastika  (dari kata Yunani klastos) : terbentuk dari hasil penguraian secara mekanis batuan lain. Batuan terurai menjadi pecahan-pecahan lebih kecil dan kemungkinan akhirnya menjadi butir-butir individu mineral. Resultan fragmen-fragmen batuan dan mineral dapat  diangkut oleh angin, air, atau es; terakumulasi sebagai sedimen di sungai, danau, samudera, gurun atau sebagai soil. Proses geologi selanjutnya menyebabkan sedimen-sedimen terlitifikasi. Contoh : batupasir (batuan tersusun oleh partikel-partikel sedimen berukuran butir pasir, 1/16-2 mm; serpih/batulempung (batuan yang dibentuk oleh sedimen berukuran butir lebih halus dan setiap buitirannya tidak dapat dilihat secara kasat mata); konglomerat adalah batuan yang relatif berukuran butir kasar, dengan fragmen berdiameter >2mm.

Batuan sedimen kimiawi : terbentuk dari kristal-kristal hasil pengendapan atau perkembangan larutan. Contoh : batugamping, tersusun hampir seluruhnya oleh kalsit (kalsium karbonat); batu garam, terbentuk dari mineral halit (sodium klorida) dan biasanya disebut garam meja. Beberapa sedimen kimiawi mengandung komponen biologi, contohnya banyak organisme air yang mempunyai cangkang atau kerangka terbuat dari kalsium karbonat atau silika (= kuarsa). Bahan-bahan cangkang atau kerangka diendapkan di tempat organisme tersebut hidup dan mati. Di daerah-daerah dengan makhluk tersebut hidup dan mati dalam jumlah besar, bagian-bagian keras  - cangkang atau kerangka – dapat bertumpuk di dasar, yang akhirnya terkubur dan terlitifikasi. Sekwen batuan-batuan sedimen termasuk perlapisan sedimen organik, kaya kandungan karbon sisa organisme; contoh penting : batubara.

A. BATU GAMPING

B. Serpih

C. Batupasir

(hasil perbesaran untuk memperlihatkan kebundaran butir pasir)

D. Konglomerat    

E. Lapisan batubara

 (berwarna gelap) di dalam sekwen batuan sedimen yang tersingkap pada tebing pantai Alaska Selatan

F. The Grand Canyon

terdiri atas perlapisan batuan sedimen yang tahan pelapukan

Photograph (A) by I.J.Witkind, USGS Photo

 Library, Denver, CO. (B) The McGraw-Hill

Companies, Inc./Bob Coyle, photographer.

 (C) The McGraw-Hill Companies, Inc./Doug

Sherman, photographer.

Batuan Metamorf/Malihan (dari kata Yunani yang artinya berubah bentuk) : terbentuk dari batuan terdahulu karena pengaruh panas dan tekanan. Suhu-suhu yang dipersyaratkan untuk membentuk batuan-batuan metamorf/malihan tidak sepanas suhu-suhu magmatis. Perubahan significan dapat terjadi pada suhu-suhu di bawah titik lebur. Panas dan tekanan umumnya menyebabkan mineral-mineral di dalam batuan mengkristal ulang. Mineral-mineral asal dapat membentuk kristal-kristal berukuran lebih besar yang saling mengunci lebih erat daripada sebelumnya. Beberapa mineral juga dapat terurai seluruhnya, sementara mineral-mineral baru terbentuk di bawah pengaruh kondisi-kondisi suhu dan tekanan baru. Tekanan dapat menyebabkan batuan terdeformasi-terkompresi, teregangkan, terlipat, atau terkompaksi. Semuanya terjadi ketika batuan masih dalam keadaan padat.

Sumber-sumber tekanan dan suhu dalam proses matamorfisme : 

o   karena penimbunan batuan penutup berketebalan berkilometer

o   karena peningkatan suhu  sesuai kedalaman di bumi (suhu kerak bumi meningkat kira-kira 30^oC/km 

            kedalaman)

o   pendinginan magma ketika naik ke kedalaman lebih rendah pada kerak bumi

 Kelompok batuan metamorf/malihan

      Pendinginan magma memanaskan batuan-batuan sekitarnya yang lebih dingin, termalihkan membentuk

            metamorfisme kontak. Hasilnya adalah batuan metamorf /malihan kontak.

      Metamorfisme dapat juga dihasilkan dari tertekannya dan terpanaskannya batuan-batuan selama peristiwa pembentukan pegunungan atau pergerakan lempeng tektonik. Metamorfisme berskala luas, bukan hanya di sekitar tubuh magma disebut metamorfisme regional; dan hasilnya adalah batuan metamorf/malihan regional.