Kristalografi dan Mineralogi
Hal pertama yang harus kita ketahui dalam kristalografi dan mineralogy adalah, mineral. Apa itu mineral?. Mineral adalah padatan yang memiliki komposisi kimia tertentu, yang terbentuk secara alami, dan biasanya terbentuk secara inorganic. Mineral biasanya terdapat didalam batuan. Karena itu, kita harus mengetahui apa saja tipe tipe dari batuan. Batuan memiliki berbagai macam jenis. Beda jenis batuan mempengaruhi sifat dan jenis mineral yang terdapat didalam batuan tersebut. Batuan dibedakan dari proses terbentuknya batuan/asal muasal pembentukan batu.
Kristalografi dan Mineralogi
Kristalografi dan Mineralogi
Tipe tipe batuannya adalah, batuan beku (igneous rock), batuan sedimen (sedimentary rock), dan batuan metamorf (metamorphic rock). Igneous rock atau yang biasa dikenal sebagai batuan beku, adalah batuan yang tercipta dari lava yang mendingin. Batuan jenis ini biasanya ditemukan dipermukaan atau di bawah permukaan sekitar gunung berapi. Mineral biasanya identic dengan batuan satu ini. Lalu ada sedimentary rock atau yang biasa dikenal sebagai batuan sedimen, adalah batuan yang terbentuk dari partikel partikel atau batuan yang sudah ada. Batuan yang sudah terkena erosi dan pelapukan. Lalu bergabung dan lama kelamaan membentuk menjadi sebuah batu. Batuan ini terbentuk dipermukaan bumi, dan sering kita jumpai. Dan terakhir, metamorphic rock sering dikenal juga sebagai batuan metamorf. Batuan metamorf adalah batuan yang proses terbentuknya dikarenakan oleh pressure atau tekanan dan temperature yang tinggi. Batuan metamorf merupakan batuan yang sudah ada, dan bertransformasi menjadi sebuah batuan yang baru.
Batuan memiliki kandungan berbagai unsur ekonomis. Biasanya mineral erat dengan batuan beku. Basalt, andesite, rhyolite, merupakan contoh mineral yang berbeda. dan di batuan sedimen biasanya identic dengan material organic dan akumulasi hidrokarbon. Material organic yang terkubur, makin dalam terkubur akan makin panas.akibat material organic yang terpanaskan, munculah hidrokarbon.
Mineral biasanya terdapat di dalam batuan. Dan didalam satu batuan, mineral bisa saja berbeda beda, contohnya didalam batuan granite. Didalam batuan granite, biasanya terdapat tiga mineral yang berbeda. Mineral di dalam batuan granite itu adalah, mineral quartz, mineral hornblende, dan mineral feldspar. Mineral yang terdapat pada batuan beku lebih banyak manfaatnya dan sering kita jumpai dalam kehidupan sehari hari. Salah satu contohnya adalah bahan pembuat keramik berasal dari batuan beku, yaitu batu granit. Kita sudah mengetahui tipe batuan, tetapi apa pengertian batuan dalam geologi? Batuan adalah benda solid yang terbentuk secara alami dari mineral. Oleh karena itu, di dalam kristalografi dan mineralogy juga harus mengetahui apa itu batuan dan jenisnya.
Jika ada suatu benda yang keras, apakah itu merupakan mineral? Mineral memiliki beberapa sifat. Pertama, mineral terbentuk secara alami, bukan sintetis. Kedua, mineral berbentuk padat (solid). Ketiga, biasanya terbentuk secara inorganic, namun ada juga yang merupakan hasil proses organic. Keempat, memiliki (rentang) komposisi kimia tertentu. Kelima, mineral memiliki struktur Kristal (susunan geometri atom yang teratur dan berulang) material yang memiliki struktur kristal disebut sebagai kristalin. Jumlah mineral mencapai 5000 jenis. Tetapi yang paling penting untuk diketahui disebut RFM (Rock Forming Mineral). Apakah es dikutub termasuk mineral? Dan apakah benda padat yang digunakan sebagai mata bor termasuk mineral? Jawabannya iya, es dikutub dapat dikategorikan sebagai mineral, karena es memiliki sifat sifat yang dimiliki mineral. Dan mata bor yang digunakan terbuat dari intan. Karena mata bor memerlukan benda keras yang tidak mudah hancur, oleh sebab itu mata bor menggunakan intan yang dimana intan mineral terkeras yang diketahui.
Di paragraph sebelumnya sudah dijelaskan jika salah satu sifat mineral adalah memiliki struktur kristalin. Apa itu kristalin? Kristalin merupakan susunan atom yang teratur di dalam mineral. Untuk melihat struktur dari kristalin, tidak hanya dengan melihat dari fisik mineralnya saja. Dibutuhkan x ray untuk melihat struktur atom yang ada didalam mineral. Kristalin terbentuk dari atom atom, dengan teratur berkumpul menjadi satu dan memadat. Dari proses tersebut terciptalah sebuah mineral. Biasanya mineral yang terbentuk memiliki bentuk kubus, tetapi bisa saja mineral berbentuk kubus tidak sempurna tergantung dari hambatan apa saja yang dialaminya. Mineral juga tidak selalu berbentuk kubus, ada bentuk lainnya juga tergantung dari jenis mineralnya. Contohnya dimineral fluorite, fluorite memiliki struktur kristalin berbentuk kubus. Pada mineral magnetite memiliki bentuk octahedron, dan mineral garnet berbentuk dodecahedron.
Jika ada 5000 mineral yang berbeda, bagaimana cara membedakannya? Ada beberapa cara untuk membedakan mineral. Yang pertama dengan membedakan mineral dari warnanya. Mineral memiliki berbagai macam warna, tetapi ada beberapa mineral berbeda memiliki warna yang sama, contohnya ada pada emas dan pirit. Emas dan pirit sama sama memiliki warna kuning terang. Ada juga yang dimana suatu mineral memiliki warna yang berbeda tetapi merupakan mineral yang sama. Ada kehadiran unsur lain yang membuat warnanya berbeda, contohnya ada pada mineral kuarsa yang memilki tiga warna yang berbeda. Kuarsa memiliki warna bening, putih susu, dan warna merah mawar. Oleh karena itu, membedakan mineral tidak hanya dengan satu sifat saja, ada sifat lain yang harus diperhatikan dalam membedakan mineral. Yang kedua membedakan mineral dengan cara melihat cerat (streak) yang ada pada mineral. Cerat adalah warna bubuk yang dihasilkan dari mineral ketika terkena gesekan. Biasanya cerat digesek pada pelat untuk melihat warna dari mineral. Semakin hitam warna cerat mineral, semakin tinggi kandungan besi dan begitupun sebaliknya.
Yang ketiga adalah kekerasan, mineral memiliki bentuk padat dan keras. Tetapi kekerasan pada mineral berbeda beda. Membedakan mineral dengan menggunakan skala mohs, dari 1-10. Skala mohs ini digunakan untuk menghitung kekerasan relative, digunakan untuk mempermudah saja. Jika dilapangan kita bisa mengetahui kekerasan mineral dengan cara menggores mineral tersebut dengan beberapa alat. Contohnya ada mineral yang bisa tergores jika digores dengan kuku, dengan begitu kita dapat menyimpulkan berapa kekerasan dari mineral tersebut, biasanya kekerasan mineral yang bisa digores dengan kuku memiliki kekerasan sebesar 2.5 skala mohs. Jika kekerasan skala mohs dibandingkan dengan skala absolut, perbandingannya tidak sama. Oleh karena itu skala mohs tidak dapat disamakan dengan skala absolut, skala mohs digunakan hanya untuk memudahkan geologist.
Yang keempat adalah belahan (cleavage). Jika suatu Kristal memiliki ikatan atom yang lebih lemah dibandingkan dengan ikatan yang lainnya, maka pada bagian inilah mineral cenderung untuk terbelah. Tetapi tidak semua mineral memiliki belahan. Bidang belahan ditandai dengan permukaan yang datar, yang dihasilkan ketika mineral terbelah. Kemudian melihat pasangan dari belahan tersebut. Jika tidak memiliki pasangan berarti tidak bisa dikatakan sebagai belahan. Bidang datar bisa mempunyai arah yang berbeda. Bidang belahan bisa memiliki satu arah, dua arah, tiga arah, dan empat arah. Jika bidangnya tidak datar, itu tidak bisa dikatakan sebagai bidang belahan. Bidang belahan juga memiliki sudut tertentu. Biasanya untuk melihat belahan, geologist menggunakan mikroskop untuk dapat melihat dengan jelas belahan pada mineral.
Yang kelima pecahan (fracture). Pecahan adalah ketika suatu mineral hancur, mineral akan memiliki bidang tidak datar, dan memiliki bentuk. Mineral yang rusak dan tidak memiliki belahan, sehingga menjadi sebuah pecahan. Ada beberapa bentuk dari pecahan. Yang pertama conchoidal, yaitu pecahan yang permukaannya melengkung halus, seperti kaca. Yang kedua ada permukaan tidak rata, dengan bentuk pecahannya kasar dan tidak teratur. Yang ketiga hackly, yaitu pecahan yang disepanjang permukaannya bergerigi, seperti logam pecah. Yang keempat adalah serpihan, dan kelima adalah berserat.
Yang keenam kilap (lustre), adalah pantulan yang ada pada mineral ketika terkena cahaya. Kilap ada dua yaitu, kilap logam dan kilap non logam atau kilap kaca. Biasanya utuk yang kilap logam, dia memiliki warna yang agak buram atau gelap dan tidak tembus cahaya. Sedangkan yang kilap non logam atau kilap kaca, dia transparan. Yang ketujuh rasa. Mineral kadang memiliki sifat khusus, rasa misalnya. Mineral halite terbentuk dari danau yang terevaporasi di jaman dulu, sehingga mineral halite memiliki rasa yang asin. Mineral yang memiliki rasa tidak banyak, hanya beberapa mineral saja yang memiliki rasa. Yang kedelapan bau, beberapa mineral mengeluarkan bau. Contohnya sulphur (S), marcasite (FeS2), dan sphalerite (ZnS) menghasilkan bau sulphur. Yang kesembilan untuk membedakan suatu mineral dengan mineral lain adalah, reaksi mineral terhadap HCl. Mineral kalsit bereaksi ketika diteteskan HCl. Reaksi yang dikeluarkan adalah munculnya gelembung gelembung. Pada lapangan biasanya geologist mengatakan reaksi tersebut dengan “ngejos”. Karena kalsit sangat sering ditemukan, HCl sangat perlu agar langsung mengetahui mineral tanpa harus dilakukannya penelitian lebih lanjut. Kalsite merupakan mineral karbonat yang merupakan mineral penyusun piramida. Yang kesepuluh dan yang terakhir untuk membedakan mineral adalah sifat magnetisme, yaitu sifat yang dimiliki beberapa mineral yang dapat menarik benda logam yang ada disekitarnya.
Seperti yang kita ketahui sebelumnya, ada sekitar 5000 mineral, apakah kita perlu menghafal semua? Jawabannya adalah tidak perlu, karena 5000 mineral terlalu banyak untuk kita hafal. Yang perlu diketahui adalah mineral yang merupakan RFM (Rock Forming Mineral). RFM adalah mineral pembentuk batuan yang sering dijumpai. Mineral dikelompokkan menjadi dua kelompok, yaitu kelompok mineral silikat dan kelompok mineral nonsilikat. Mineral silikat adalah mineral dengan building block SiO4 atau silicon-oxygen tetrahedron dengan silikat ditengah, lalu dikelilingi oleh 4 oksigen membentuk piramida . 90% kerak bumi tersusun dari mineral silikat. Unsur paling banyak pada kerak benua adalah oksigen (O) sebanyak 46.6% dan Silicon (Si) sebanyak 27.7%. Lalu sisanya adalah Aluminium (Al) 8.1%, iron (Fe) 5.0%, Calcium (Ca) 3.6%, sodium (Na) 2.8%, Potassium (K) 2.6%, magnesium (Mg) 2.1%, dan lainnya 1.5%. Sedangkan mineral nonsilikat adalah mineral yang tidak mengandung silikat.
Mineral mineral kelompok silikat adalah, olivine group (Mg,Fe)2SiO4, tidak memiliki belahan, olivine adalah mineral yang memiliki warna hijau. Kedua, pyroxene group (Augite) (Mg,Fe)SiO3 dengan belahan 2 arah dan sudut 90 derjat. Ketiga, Amphibole group (Hornblende) Ca2(Fe,Mg)5Si8O22(OH)2 dengan belahan 2 arah pada sudut 60 dan 120 derjat. Keempat adalah micas. Kelompok micas adalah mineral yang paling rendah kekerasannya, micas dapat tergores hanya dengan menggoreskan kuku. Contoh kelompok micas adalah biotite K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 dan muscovite KAl2(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)2 dengan belahan satu arah. Kelima feldspars, ada potassium feldspars (Orthoclase) KAlSi3O8 dan Plagioclase (Ca,Na)AlSi3O8 dengan belahan dua arah dan sudut 90 derjat. Biasanya untuk membedakan orthoclase dengan plagioclase adalah dengan melihat mineralnya. Plagioclase biasanya ketika diliat menggunakan loop, akan terlihat garis garis pada mineral tersebut. Sedangkan orthoclase dia berwarna kemerah merahan. Keenam dan yang terakhir di kelompok silikat, dan yang paling sering dijumpai adalah quartz (SiO2). Quartz tidak memiliki belahan. Quartz ini mudah sekali diidentifikasi karena memiliki kilap vitreous, sedangkan feldspars orthoclase dan plagioclase jarang sekali ditemukan dalam bentuk bening. Biasanya berwarna putih dan tidak menunjukkan kilap kaca seperti kuarsa.
Mineral nonsilikat adalah mineral yang tidak memiliki silikat atu SiO. Pada kerak bumi kelompok nonsilikat hanya 10%. Tetapi walaupun kelompok nonsilikat tidak banyak seperti kelompok silikat yang mendominasi pada kerak bumi, kelompok nonsilikat ini sangat penting bagi manusia. Contohnya cadangan hidrokarbon di timur tengah, dimana batuan batuan yang mengandung hidrokarbon adalah batuan karbonat yang didalamnya mengandung mineral kalsit. Di Indonesia, minyak bumi dominannya di batuan yang bernama batu pasir. Batu pasir ini kandungan utamanya adalah kuarsa. Banyak mineral nonsilikat yang sangat penting dan menjadi sumberdaya. Contoh dari mineral non silikat adalah calcite, dolomite, dan halite.
Jadi mineral mineral dalam geologi biasanya bercampur dengan batuan, sehinggal kita harus mengidentifikasi batuan dan komposisi mineral didalam batuan tersebut. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, kita harus mengetahui apa itu RFM. Rock Forming Mineral (RFM) adalah mineral mineral utama pembentuk batuan. Jadi di dalam batuan ada yang namanya siklus pembentuk batuan, yang dimana batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf saling terhubung. Batuan beku dari magma, dan terbentuk menjadi batuan beku. Kemudian batuan beku akan terdisintegrasi akibat adanya erosi, pelapukan dan sebagainya. Kemudian menjadi batuan sedimen. Jadi mineral yang ada pada batuan beku pasti akan terbawa ke batuan sedimen. Begitu juga dengan batuan metamorf, yang dimana batuan sedimen dan batuan beku jika terkena tekanan dan suhu yang tinggi akan berubah menjadi batuan metamorf. Jadi mineral mineral yang ada pada batuan sedimen dan batuan beku juga terbawa ke batuan metamorf. Makanya ada konsep RFM, yang dimana batuan batuan menshare mineral mineral umum yang ada di setiap batuan. Contohnya seperti kuarsa yang terdapat di batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.
Tadi sudah membahas tentang mineralogy, bagaimana dengan kristalografi? Sesuai nama mata kuliah kristalografi dan mineralogy. Kristal adalah keteraturan dari atom yang dimiliki mineral, dan keteraturan dari atom tersebut termanifestasi apabila pembentukan dari mineral dalam kondisi yang baik. Jadi itu yang dinamakan struktur kristalin, yaitu keteraturan dari atom pada mineral. Sedangkan yang tidak teratur di katakan sebagai amorf/tanpa bentuk. Jadi kristalografi adalah ilmu yang mempelajari struktur kristalin yang dimiliki mineral. Struktur kirstalin ini sifatnya 3 dimensi yang dimana tidak hanya teratur pada arah horizontal, tetapi juga memiliki keteraturan pada arah vertical. Contohnya mineral halite yang memiliki unsur kimia NaCl, memiliki building block berbentuk kubik, yang pada kenampakannya terlihat memiliki bentuk kubik. Kadang kala mineral tumbuh tidak sempurna sehingga tidak simetris. Struktur kristalin, misalnya pada contoh kubik tidak hanya berbentuk kubik. Bisa saja memiliki bentuk octahedron bahkan dodecahedron. Apakah bentuk dari mineral sama dari mineral itu berukuran kecil, sampai mineral itu berukuran besar? Jawabannya adalah mineral tersebut tetap memiliki bentuk yang sama, tetapi jika mineral tersebut tidak memiliki gangguan selama pertumbuhan. Jadi jika perkembangan dari mineral tidak ada hambatan, mineral tersebut akan memiliki bentuk yang bagus dan simetris, dan bahkan keteraturan atomnya bisa termanifestasi. Tetapi yang biasanya dijumpai adalah mineral yang berkembangnya tidak bagus, hanya beberapa sisi dari mineral yang bisa masih bisa dilihat kesimetrisannya, dan beberapa sisi lain tidak simetris karena terganggu dengan objek yang membuat bentuk dari mineral tersebut tidak simetris. Jadi keteraturan dari atom termanifestasi menjadi bentukan mineral yang bagus dan simteris, jika tidak ada hambatan pada saat perkembangan mineral.
Keteraturan juga dibagi lagi, sesuai dengan bentuknya. Keteraturan ini juga dijadikan sebagai sifat untuk membedekan mineral. Walaupun mineral tersebut tidak berbentuk simetris, tetapi keteraturan dari mineral tersebut tetap sama. Eksperimen untuk melihat system kristal dari suatu objek yang sebenarnya itu biasanya menggunakan x-ray. Ketika sinar x-ray di tembakkan ke suatu objek yang memiliki keteraturan, dia akan menghasilkan pola pola difraksi yang teratur. Apa saja komponen di dalam system Kristal? Jika kita berbicara tentang system Kristal, ada yang namanya sumbu Kristal. Sumbu Kristal memiliki tiga arah yaitu, sumbu yang menghadap ke depan(+a) dan kebelakang (-a), sumbu yang menghadap ke kiri (-b) dan kanan (+b), dan sumbu yang menghadap ke atas(+c) dan ke bawah (-c). Dan di antara sumbu tersebut membentuk sebuah sudut yaitu sumbu alpha, beta, dan gamma. Sudut alpha adalah sudut yang dibentuk antara sumbu+b dan sumbu +c. Sudut beta adalah sudut yang dibentuk antara sumbu +a dan +c. Dan sudut gamma adalah sudut yang dibentuk antara sumbu +a dan sumbu +b. Setelah mengetahui sumbu dan sudut Kristal, selanjutnya komponen didalam Kristal ada muka Kristal, yaitu bangunan yang menutupi sumbu Kristal tersebut.
Pembagian system Kristal paling mudah dan paling mendasar adalah isotropic dan anisotropic. Jika isotropic sifatnya itu kesemua arah sama. Dan seandainya gelombang menjalar melewati mineral tersebut, dia akan menjalar dengan kecepatan yang sama. Jika termasuk kedalam system Kristal anisotropic, dia akan memiliki sifat yang berbeda ke berbagai arah. Isotropic jika di jabarkan lagi, hanya memiliki satu sistem Kristal, yaitu isometric. Yang dimana memiliki panjang sumbu yang sama dan sudutnya 90 derjat. Selain dari struktur Kristal isometric termasuk kedalam system Kristal anisotropic. Anisotropic sudutnya juga 90 derjat, tetapi memiliki panjang sumbu yang berbeda beda.
Bagaimana dengan system Kristal isometric? System Kristal isometric memiliki panjang sumbu yang sama dengan sudut sumbu 90 derjat. Karena panjang sumbu yang sama, biasanya tiap sumbu dituliskan dengan notasi a1, a2, a3. Biasanya bentuk dari system Kristal ini adalah kubik. Tapi apakah bentuknya harus kubik? Jika muka Kristal berbentuk kotak, maka bentuknya kubik. Tapi bisa saja bentuk dari muka Kristal tersebut segitiga, atau bentuk lainnya. Jadi bentuknya bisa bermacam macam, yang penting masih mengandung sumbu Kristal yang memenuhi syarat disebut sebagai isometric. System Kristal isometric akan berwarna hitam jika diamati menggunakan mikroskop pada mode CPL.
Bagaimana dengan system Kristal tetragonal? System Kristal tetragonal adalah system Kristal yang memiliki panjang sumbu a dan b yang sama, tetapi memiliki panjang yang berbeda pada sumbu c. Sudut yang dibentuk dari sumbu system Kristal ini adalah 90 derjat. Contoh mineral yang memiliki system Kristal tetragonal adalah mineral apofilit dan zircon.
Bagaimana dengan system Kristal orthorhombic? System Kristal orthorhombic adalah system Kristal dengan panjang sumbu a, b, dan c berbeda. tetapi sudut diantar tiap sumbu tetap membentuk sudut 90 derjat. Mineral yang memiliki struktur Kristal ini bisa berbentuk pinakoid silang. Contoh mineral dengan struktur Kristal orthorhombic dan bentuk pinakoid silang adalah staurolite.
Bagaimana dengan system Kristal hexagonal? Tidak seperti system Kristal sebelumnya yang memiliki tiga sumbu, system Kristal hexagonal ini memiliki empat sumbu. System Kristal hexagonal memiliki tiga sumbu yang sama panjang, yang dinotasikan sebagai a1, a2, dan a3. Yang dinama posisi sumbunya vertical. Kemudian sumbu c yang posisinya tegak lurus atau horizontal memiliki panjang yang berbeda. Sudut yang dimiliki oleh system Kristal ini juga berbeda. Pada sudut alpha, sudutnya membentuk sudut 120 derjat. Sedangkan pada sudut beta dan gamma, sudutnya membentuk sudut 90 derjat. Contoh dari mineral yang memiliki struktur kristalin hexagonal adalah mineral kuarsa. Kuarsa juga diketahui memiliki struktur trigonal, dan trigonal juga termasuk ke dalam hexagonal.
Bagaimana dengan system Kristal monoklin? Pada system Kristal ini, sudutnya tidak membentuk 90 derajat pada sudut beta. Yaitu sudut yang dibentuk antara sumbu a dan sumbu c. Sedangkan pada sudut alpha dan gamma sudutnya membentuk sudut 90 derjat. Panjang sumbu yang dimiliki struktur ini tidak sama panjangnya. Bentuk mineral yang memiliki siste Kristal ini cukup beragam. Contoh mineral yang memiliki system Kristal ini adalah ortoklas yang termasuk kedalam rock forming mineral.
0 Response to "Kristalografi dan Mineralogi"
Post a Comment