02 Mineral

02. Mineral02. Mineral

MFG 1904MFG 1904

Salahuddin HuseinSalahuddin Husein

Jurusan Teknik Geologi Jurusan Teknik Geologi Fakultas Teknik Universitas Gadjah MadaFakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

20122012

shddin © 2008Pendahuluan

Mineral intan kualitas permata. Kekerasan, kecemerlangan, kecantikan, keawetan, dan kelangkaan membuat mereka menjadi batu permata paling dicari.

shddin © 2008Pendahuluan

Kristal Selenit, Chihuahua, Mexico

shddin © 2008Struktur Atom

Inti yang padat tersusun oleh proton dan neutron serta dikelilingi oleh awan orbit elektron.

shddin © 2008Ion• Atom disebut bersifat netral apabila memiliki jumlah proton dan

elektron yang sama.

• Karena letak yang berada di luar dan geraknya yang dinamis mengorbit inti, elektron berpotensi untuk berpindah-pindah, sehingga elektron dapat bertambah dan dapat pula berkurang.

• Atom-atom yang kelebihan atau kekurangan elektron disebut bermuatan listrik. Mereka dinamakan ion.

• Sebuah atom yang kehilangan elektron memiliki muatan positif, disebut kation.

• Sebuah atom yang memperoleh elektron memiliki muatan negatif, disebut anion.

shddin © 2008Isotop

Isotop karbon: sebuah atom karbon memiliki nomer atom 6 dan nomer massa atom 12, 13, dan 14, tergantung pada jumlah neutron di intinya.

shddin © 2008Tabel Periodik Unsur

shddin © 2008Mineral

• terbentuk alamiah• senyawa anorganik• komposisi kimiawi tertentu• struktur kristal tertentu• sifat fisik yang konsisten

shddin © 2008Mineral : Terbentuk Alamiah

Terbentuk alamiah artinya material kristalin sintetis adalah bukan mineral.

Mineral terbentuk oleh atom-atom yang saling mengikat.Ada dua jenis ikatan yang banyak terbentuk di alam: ikatan ion dan ikatan kovalen.

Pembentukan ikatan ion antara sodium dan klor dilakukan oleh pertukaran elektron kulit terluar dari atom sodium kepada atom klor; proses ini menghasilkan kulit terluar yang stabil bagi kedua atom tersebut.


Ikatan kovalen terbentuk ketika dua atom berbagi elektron. Ikatan antara silikon dan oksigen, yang banyak jenis mineralnya, adalah terutama terbentuk oleh ikatan ini.


Gambar sebelah kiri menunjukkan pola kerangka 3-dimensi atom-atom karbon dalam mineral intan (diamond) yang terbentuk dari ikatan kovalen.

Gambar sebelah kanan memperlihatkan ikatan kovalen pada grafit (graphite), tetapi di sini atom-atom karbon membentuk lapisan-lapisan yang diikat oleh ikatan van der Waals. Lapisan itu sendiri sangat kuat, namun ikatan antar lapisan sangat lemah.


shddin © 2008Mineral : Senyawa Anorganik

Senyawa anorganik tersusun sepenuhnya oleh komponen-komponen non-organik.

Organik: dominan C, N, O, H

shddin © 2008Mineral : Komposisi Kimiawi TertentuBeberapa mineral sebetulnya adalah kelompok mineral.Semua anggota kelompok umumnya memiliki jenis struktur yang sama, sifat fisik yang sama, dan secara kimia saling terkait, namun mereka juga memiliki perbedaan kimia tertentu.

Contoh: mineral piroksen sebetulnya sebuah kelompok yang tersusun oleh augit, diopsit, hedenbergit, pigeonit, enstatit, ferrosilit, dan masih ada beberapa lagi…

Gambar mikroskopis dari permukaan kristal grafit. Setiap titik berwarna kuning adalah atom karbon.

shddin © 2008Mineral : Struktur Kristal Tertentu

Struktur kristal suatu mineral adalah pola susunan 3 dimensi dari atom-atom penyusunnya.

Struktur kristal sodium klorida, mineral halit (halite). Diagram sebelah kiri menunjukkan ukuran ion sodium dan klorin, sedangkan diagram sebelah kanan menunjukkan lokasi setiap ion di dalam struktur kristal.

shddin © 2008Mineral : Struktur Kristal Tertentu

shddin © 2008Mineral : Sifat Fisik yang KonsistenIdentifikasi sifat fisik dipergunakan untuk menentukan jenis mineral tanpa bantuan peralatan kristalografis atau kimia.

Sifat fisik banyak ragamnya, sebagian meliputi kekerasan, bentuk, warna, belahan, dan lain-lain..

Skala Mohs

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Kekerasan

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : BelahanBelahan adalah pecahan yang teratur dan sistematis di sepanjang bidang yang dapat diperkirakan. Bidang belahan terkontrol secarakristalografis: mereka berasal dari bidang ikatan lemah dan struktur kristal.

(a) Belahan 1 arah pada mica.

(b) Belahan 2 arah saling tegak lurus pada feldspar.

(c) Belahan 3 arah saling tegak lurus pada halite.

(d) Belahan 3 arah tidak saling tegak lurus pada calcite.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Belahan

Gambar ini adalah sayatan tipis dari mineral amfibol (amphibole) berukuran ~1 cm, memperlihatkan dua bidang belahan yang bertemu pada sudut lancip.

Semua mineral amfibol akan memperlihatkan pola belahan seperti ini.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Belahan

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : BelahanIni adalah contoh berukuran beberapa cm dari mineral yang sama, amfibol. Tampak bahwa menentukan belahan pada contoh mineral tidak selalu mudah.

Perhatikan dimana contoh tersebut pecah untuk kehadiran bidang-bidang belahan yang berulang.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : BelahanPenting untuk diperhatikan:- Jumlah bidang belahan- Kualitas belahan- Sudut belahan

Kalsit adalah mineral yang mudah pecah dalam 3 bidang yang tidak saling tegak lurus.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Bentuk KristalKristal seringkali memiliki bentuk tertentu. Contohnya: garnet (garnet) memiliki bentuk dodekahedra (12 sisi), pirit (pyrite) memiliki kubik (6 sisi).

Perhatikan bahwa tidak satu pun dari kedua mineral tersebut memiliki bidang belahan yang jelas. Meskipun struktur kristalnyamembuat kristal dengan bentuk bangun yang berkembang baik, jika pecah kedua mineral tersebut tidak akan membelah pada bidang yang teratur.

Kristal suatu mineral berkembang dalam berbagai bentuk, beberapa diantaranya adalah:(a) Kristal kubik (6 sisi), misal: halit (halite), galena (galena), dan

pirit (pyrite).(b) Kristal dodecahedral (12 sisi), misal: garnet (garnet).(c) Kristal oktahedral (8 sisi), misal: intan (diamond).(d) Kristal prisma terpancung piramida, misal: kuarsa (quartz).

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Bentuk Kristal


Semua kristal turmalin (tourmaline) memiliki penampang trigonal membulat.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Bentuk KristalSebagian menyebut bentuk kristalnya sebagai acicular(seperti jarum), radiating, prismatic (seperti tongkat), fibrous (seperti serat), globular (seperti balon), dan lain-lain…

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Bentuk KristalBeberapa mineral cenderung tidak memiliki bentuk kristal yang baik.

Malasit (malachite) atau hydrous Cu-carbonate cenderung membentuk agregasi kristal fibrous. Kenampakan bergelombang tergantung pada bagaimana cara memotong sampel.


Perak (silver) dan emas (gold) memiliki bentuk tidak beraturan, bahkan kadang berbentuk kawat yang tersusun oleh kristal-kristal kecil.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Bentuk KristalSuatu mineral dapat memiliki banyak bentuk kristal, contoh: kalsit (calcite).

Intan : telah dibentuk (dipotong, dihaluskan, dipoles).

Intan : original.


shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Sudut Antar Muka KristalSemua kristal kuarsa (quartz), apa pun bentuk dan ukurannya, memiliki sudut antar muka (interfacial angles) tertentu dan konstan.

Tampak samping dan penampang 3 kristal kuarsa (quartz) yang memperlihatkan konsistensi sudut antar muka:(a) Kristal yang terbentuk sempurna,(b) Kristal berukuran besar,(c) kristal yang tidak berkembang baik.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral : Sudut Antar Muka Kristal

shddin © 2008Sifat Fisik MineralWarna : cahaya yang diteruskan dan

yang dipantulkan.Cerat : warna mineral yang telah

dihancurkan dalam bentuk bubuk.

Kilap : kenampakan mineral dalam memantulkan cahaya.

shddin © 2008Sifat Fisik Mineral

Hematit : kilap logam

Ortoklas : kilap non-logam.


(a) Grafit, dapat untuk menulis.

(b) Magnetit, bersifat magnetik.

(c) Kalsit, transparan dan refraksi ganda.


Retakan: bagaimana mineral pecah tidak mengikuti bidang belahan tertentu (seperti pecahan konkoidal pada kuarsa (quartz) dan gelas (glass)).

shddin © 2008Sifat Fisik MineralMineral seperti sulfur (sulphur) selalu berwarna kuning dan lembut.

shddin © 2008PolimorfIntan (diamond) dan grafit (graphite) terbentuk seluruhnya oleh karbon, namun keduanya memiliki sifat fisik yang sangat berbeda.

Polimorf (polymorphs) adalah material dengan komposisi kimia yang sama namun berbeda struktur kristalnya.

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat• Kelompok mineral yang membentuk 95% kerak Bumi adalah

silikat, sehingga mereka merupakan mineral pembentuk batuan (rock-forming minerals) yang paling penting.

• Beberapa mineral yang paling penting dalam kelompok silikat adalah:

- Kuarsa (quartz)- Feldspar (feldspar)- Mika (mica)- Amfibol (amphibole)- Piroksen (pyroxene)- Olivin (olivine)- Garnet (garnet)

silicon atom at center

schematic representation

oxygen atoms

Secara sistematis berbentuk piramida

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat• Bangun paling dasar dari kelompok mineral silikat adalah

tetrahedron silika.

• Setiap tetrahedron dibentuk oleh sebuah atom silikon dikelilingioleh empat atom oksigen. Kelompok ini memiliki muatan negatif -4, sehingga akan membuat ikatan dengan kation.

amphibole group

pyroxene group

mica group

tourmalineolivine, garnet

Increa

sing

comple

xity

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat

the triangles represent silica

tetrahedra, viewed from above

metal cations (Fe, Mg, Ca)

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Struktur PiroksenSetiap tetrahedron silika dalam piroksen saling terikat satu sama lainnya, membentuk satu rantai panjang.

the triangles represent silica

tetrahedra, viewed from above

metal cations (Fe, Mg, Ca)

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Struktur AmfibolJaringan silikat dalam amfibol dibentuk oleh dua rantai saling terhubung.

view from above at silica layer

side view

metal cations (Fe, Mg, Ca)interlayer cations (Na, K, H2O)

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Struktur MikaMika adalah silikat dengan struktur lembaran. Tetrahedra silikat bergabung membentuk lembaran 2-D.

Masing-masing lembaran terikat secara lemah oleh lapisan kation.

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Silikat KompleksMineral kuarsa (quartz) memiliki bentuk jaring silikat yang paling kompleks, dimana setiap tetrahedron silika saling terhubungkan satu dengan lainnya secara rumit.

shddin © 2008Ferromagnesian Silicates

Common ferromagnesian silicates: (a) Olivine(b) Augite, a pyroxene

group mineral; (c) Hornblende, an

amphibole group mineral

(d) Biotite mica.

shddin © 2008Nonferromagnesian Silicates

Common nonferromagnesian silicates:(a) Quartz (b) Potassium feldspar (orthoclase) (c) Plagioclase feldspar (d) Muscovite mica

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Feldspar & Kuarsa

Feldspar memiliki 2 belahan, berbentuk kristal balok.

Kuarsa tidak memiliki belahan, umumnya berbentuk kristal prismatik.

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Feldspar & Kuarsa

Struktur feldspar memiliki bidang-bidang ikatan lemah, yang membentuk belahan.

Struktur kuarsa tidak memiliki bidang dengan ikatan lemah, sehingga tidak ada belahan.

shddin © 2008Ragam Kuarsa(a) colorless quartz(b) smoky quartz(c) amethyst(d) agate(e) rose quartz

Plagioklas (plagioclase) = Ca,Na feldsparFeldspar alkali (alkali feldspar) = K, Na feldspar

shddin © 2008Mineral-Mineral Silikat : Feldspar

Feldspar plagioklas menunjukkan striasi pada satu bidang belahnya, hal ini tidak pernah tampak pada feldspar alkali. Beberapa jenis plagioklas juga tampak berkilau.

shddin © 2008Mineral-Mineral Non-SilikatMeski mineral-mineral kelompok silikat sangat penting, namun ada pula mineral-mineral lain yang juga penting dalam membentuk batuan.

• Kalsit – calcite (CaCO3) – penyusun batugamping dan marmer.• Gipsum – gypsum (CaSO4.2H2O) – mineral evaporit yang umum

dijumpai.• Halit – halite (NaCl) – mineral evaporit yang umum dijumpai.• Magnetit – magnetite (Fe3O4) – mineral minor yang banyak

dijumpai dan sebagai bijih besi.• Pirit – pyrite (FeS2) – mineral minor yang banyak dijumpai.• Galena – galena (PbS) – bijih timbal.• Grafit – graphite (C) – mineral minor yang banyak dijumpai.

shddin © 2008Mineral Non-Silikat

(a) Calcite (CaCO3) adalah mineral karbonat yang utama. (b) Galena (PbS) adalah mineral sulfida dan bijih timbal.(c) Gypsum (CaSO4.2H2O) adalah mineral sulfat yang utama.(d) Halite (NaCl) adalah contoh mineral kelompok halida.

shddin © 2008Rock Forming Minerals

Batuan beku granit tersusun utamanya oleh feldspar alkali dan kuarsa, sedikit feldspar plagioklas, dan mineral aksesoris seperti mika biotit. (a) Sampel setangan. (b) Fotomikrograf.

02 Mineral

Documents

Transcript of 02 Mineral