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.

Gambar 1. Contoh-contoh struktur kristal, dengan atom-atom unsur berbeda disajikan dalam warna berbeda. (A & B) Tentu saja atom-atom tidak berbentuk bola yang terhubung seperti dalam gambar, diagram-diagram ini merupakan ilustrasi geometri dasar dari halit (A) dan kalsit (B). (C & D) Foto-foto mineral halit (C) dan kalsit (D), memperlihatkan bagaimana bentuk kristal mineral dapat merefleksikan struktur internalnya. Kesamaan bentuk struktur internal dan eksternal tidak selalu jelas. Photograph (C) The McGraw-Hill Companies, Inc./Bob Coyle, photographer. Photograph (D) Doug Sherman/Geofile. Gambar 2. Banyak mineral memiliki kesamaan bentuk kristal. Galena (PbS) dan (B) fluorit (CaF2) berbentuk form kubus, seperti halnya halit and pirit. Photographs The McGraw-Hill Companies, Inc./ Doug Sherman, photographer.

DAUR PEMBENTUKAN BATUAN Suhu dan tekanan tinggi BATUAN BEKU Panas dan tekanan; deformasi, rekristalisasi Peleburan Kristalisasi Pelapukan, sedimentasi, litifikasi Kristalisasi Peleburan BATUAN METAMORF/MALIHAN Pelapukan, sedimentasi, litifikasi Panas dan tekanan; deformasi, rekristalisasi BATUAN SEDIMEN Suhu dan tekanan rendah

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 : - afanitik untuk batuan beku yang disusun oleh kristal mineral berukuran butir halus (hanya dapat dilihat oleh mikroskop atau < 1 mm) - 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) - 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) - 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), mika 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 Magaskopis Mikroskopis

MONZONIT Mineral utama : alkali felspar, plagioklas (labradorit), klino- piroksen, hornblende Mineral asesori : magnetit, ilmenit, kuarsa, biotit Magaskopis

DIORIT Magaskopis Mikroskopis Mineral utama : plagioklas (bitownit-andesin), hornblende Mineral asesori : magnetit, ilmenit, titanit, kuarsa Magaskopis Mikroskopis

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

GABBRO Magaskopis Mikroskopis Mineral utama : plagioklas (labradorit-anortit), olivin, klino- piroksen Mineral asesori : kromit, magnetit, ilmenit, apatit, titanit, rutil Magaskopis Mikroskopis

BASALT Mineral utama : plagioklas (labradorit-bitownit), piroksen Mineral asesori : magnetit, hematit, ilmenit, apatit, kuarsa, olivin, 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 Magaskopis Mikroskopis

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

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

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.

(hasil perbesaran untuk memperlihatkan Batugamping 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 : -karena penimbunan batuan penutup berketebalan berkilometer -karena peningkatan suhu sesuai kedalaman di bumi (suhu kerak bumi meningkat kira-kira 30oC/km kedalaman) -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.

batugamping termalihkan, dengan B. Kuarsit batupasir termalihkan. Batuan-batuan metamorf / malihan telah mengalami perubahan mineralogi, kimiawi, dan / atau struktur. A. Marmer batugamping termalihkan, dengan sekis (lebih gelap) di atasnya. B. Kuarsit batupasir termalihkan. C. Sabak serpih/batulempung termalihkan D. Sekis dengan garnet merah berukuran besar; batuan metamorf/malihan berbutir kasar, kaya kandungan mika yang terorientasi E. Genes batuan metamorf/malihan tersusun oleh mineral-mineral berbeda yang dapat terkonsentrasi berbentuk pita-pita tak beraturan, sering memper- lihatkan penampakan garis Photograph by : (A) E.E.Brabb, (B) W.B.Hamilton, (C) P.D.Rowley, all courtesy USGS Photo Library, Denver, CO., (D) Courtesy National Museum of Natural History 2004 Smithsonian Institution.

TERIMA KASIH SELAMAT BELAJAR Museum Geologi - Bandung 2011