Mineralogi

Mineral dan Unsur-unsurnya

DEFINISI MINERALOGI DAN MINERAL

Mineralogi adalah salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai mineral, baik dalam bentuk individu maupun dalam bentuk kesatuan, antara lain mempelajari tentang sifat-sifat fisik, sifat-sifat kimia, cara terdapatnya, cara terjadinya dan kegunaannya.

Mineralogi terdiri dari kata mineral dan logos, dimana mengenai arti mineral mempunyai pengertian berlainan dan bahkan dikacaukan dikalangan awam. Sering diartikan sebagai bahan bukan organik (anorganik). Maka pengertian yang jelas dari batasan mineral oleh beberapa ahli geologi perlu diketahui walaupun dari kenyataannya tidak ada satupun persesuaian umum untuk definisinya (Danisworo, 1994).

Definisi mineral menurut beberapa ahli:

1.    L.G. Berry dan B. Mason, 1959

Mineral adalah suatu benda padat homogen yang terdapat di alam terbentuk secara anorganik, mempunyai komposisi kimia pada batas-batas tertentu dan mempunyai atom-atom yang tersusun secara teratur.

2.    D.G.A Whitten dan J.R.V. Brooks, 1972

Mineral adalah suatu bahan padat yang secara struktural homogen mempunyai komposisi kimia tertentu, dibentuk oleh proses alam yang anorganik.

3.    A.W.R. Potter dan H. Robinson, 1977

Mineral adalah suatu bahan atau zat yang homogen mempunyai komposisi kimia tertentu atau dalam batas-batas dan mempunyai sifat-sifat tetap, dibentuk di alam dan bukan hasil suatu kehidupan.

Tetapi dari ketiga definisi tersebut mereka masih memberikan anomali atau suatu pengecualian beberapa zat atau bahan yang disebut mineral, walaupun tidak termasuk didalam suatu definisi. Sehingga sebenarnya dapat dibuat suatu definisi baru atau definisi kompilasi. Dimana definisi kompilasi tidak menghilangkan suatu ketentuan umum bahwa mineral itu mempunyai sifat sebagai: bahan alam, mempunyai sifat fisis dan kimia tetap dan berupa unsur tunggal atau senyawa.

Definisi mineral kompilasi: mineral adalah suatu bahan alam yang mempunyai sifat-sifat fisis dan kimia tetap dapat berupa unsur tunggal atau persenyawaan kimia yang tetap, pada umumnya anorganik, homogen, dapat berupa padat, cair dan gas .

Mineral adalah zat-zat hablur yang ada dalam kerak bumi serta bersifat homogen, fisik maupun kimiawi. Mineral itu merupakan persenyewaan anorganik asli, serta mempunyai susunan kimia yang tetap. Yang dimaksud dengan persenyawaan kimia asli adalah bahwa mineral itu harus terbentuk dalam alam, karena banyak zat-zat yang mempunyai sifat-sifat yang sama dengan mineral, dapat dibuat didalam laboratorium.

Sebuah zat yang banyak sekali terdapat dalam bumi adalah SiO₂ dan dalam ilmu mineralogi, mineral itu disebut kuarsa. Sebaliknya zat inipun dapat dibuat secara kimia akan tetapi dalam hal ini tidak disebut mineral melainkan zat Silisium dioksida .

Kalsit, adalah sebuah mineral yang biasanya terdapat dalam batuan gamping dan merupakan mineral pembentuk batuan yang penting. Zat yang dibuat dalam laboratorium dan mempunyai sifat- sifat yang sama dengan mineral kalsit adalah CaCO₃.

Demikian pula halnya dengan garam-garam yang terdapat sebagai lapisan-lapisan dalam batuan. Garam dapur dalam ilmu mineralogi disebut halit sedangkan dalam laboratorium garam dapur disebut dengan natrium-khlorida.

Mineral-mineral mempunyai struktur atom yang tetap dan berada dalam hubungan yang harmoni dengan bentuk luarnya. Mineral-mineral inilah yang merupakan bagian-bagian pada batuan-batuan dengan kata lain batuan adalah asosiasi mineral-minera

MINERAL DAN PENGGOLOGANNYA

Sebagian besar mineral-mineral ini terdapat dalam keadaan padat, akan tetapi dapat juga berada dalam keadaan setengah padat, gas, ataupun cair. Mineral-mineral padat itu biasanya terdapat dalam bentuk-bentuk kristal, yang agak setangkup, dan yang pada banyak sisinya dibatasi oleh bidang-bidang datar.

Bidang-bidang geometri ini memberi bangunan yang tersendiri sifatnya pada mineral yang bersangkutan. Minyak bumi misalnya adalah mineral dalam bentuk cair, sedangkan gas bumi adalah mineral dalam bentuk gas. Sebagian dari mineral dapat juga dilihat dalam bentuk amorf, artinya tidak mempunyai susunan dan bangunan kristal sendiri. Pengenalan atau determinasi mineral-mineral dapat didasarkan atas bebagai sifat dari mineral-mineral tersebut.

Mineral pada umumnya merupakan zat anorganik. Mineral ada yang merupakan unsur bebas dan ada juga yang merupakan bentuk pesenyawaan. Berikut ini adalah contoh mineral sebagai unsur bebas dan juga mineral yang merupakan bentuk persenyawaan :

A.   Mineral sebagai unsur bebas (element) :

Cu = Cuprum = Copper = Tembaga

Au = Aurum = gold = Emas

Fe = Ferrum = Iron = Besi

Ag = Argentum = Silver = Perak

S = Sulphur = Sulfur = Belerang

C = Carbon = Diamond = Intan

C = Carbon = Graphite = Grafit

Sebagai catatan bahwa intan dan grafit merupakan bentuk yang “Allotropi“ yaitu mineral dengan rumus kimia da sifat kimia sama, tetapi mempunyai sifat-sifat fisis yang berbeda.

B.  Mineral sebagai bentuk persenyawaan (Compounds) :

a)   Persenyawaan oksida

    SnO2 = Cassiterite

    Al2O3 = Corundum

    Fe2O3 = Hematite

    Fe3O4 = Magnetite

b)  Persenyawaan sulfida

Cu2S = Chalcocite

PbS = Galena

FeS2 = Pyrite

ZnS = Sphalerite

c)   Persenyawaan Karbonat

CaCO3 = Calcite

Ca Mg(CO3)2 = Dolomite

MgCO3 = Magnesite

d)  Persenyawaan sulfat

CaSO4 = Anhydrite

CaSO4 2(H2O) = Gypsum

e)  Persenyawaan “Non Ferro Magnesian Silicates”

SiO2 = Kuarsa

K Al Si3O8 = Ortochlase

Ca (Al Si3O8) = Anorthite

Na (Al Si3O8) = Albit

K Al3 Si3O10 (OHF)2 = Muscovite/mika putih

f)   Persenyawaan “Ferro Magnesian Silicates”

K2 (MgFe)2 (OH)2 (Al Si3 O10) = Biotit

(MgFe)2 SiO4 = Olivin

SIFAT-SIFAT FISIK MINERAL

Semua mineral mempunyai susunan kimiawi tertentu dan  penyusun atom-atom yang beraturan, maka setiap jenis mineral mempunyai sifat-sifat fisik/kimia tersendiri. Dengan mengenal sifat-sifat tersebut maka setiap jenis mineral dapat dikenal, sekaligus kita mengetahui susunan kimiawinya dalam batas-batas tertentu (Graha,1987)

Sifat-sifat fisik yang dimaksudkan adalah:

1.      Kilap (luster)

2.      Warna (colour)

3.      Kekerasan (hardness)

4.      Cerat (streak)

5.      Belahan (cleavage)

6.      Pecahan (fracture)

7.      Bentuk (form)

8.      Berat Jenis (specific gravity)

9.      Sifat Dalam

10.   Kemagnetan

11.   Kelistrikan

12.   Daya Lebur Mineral

KILAP merupakan kenampakan atau cahaya yang dipantulkan oleh permukaan mineral saat terkena cahaya (Sapiie, 2006)

Kilap secara garis besar dapat dibedakan menjadi  jenis:

   a. Kilap Logam (metallic luster): bila mineral tersebut mempunyai kilap atau kilapan seperti logam. Contoh mineral yang mempunyai kilap logam:

     ·            Gelena

     ·            Pirit

     ·            Magnetit

     ·            Kalkopirit

     ·            Grafit

     ·            Hematit

   b. Kilap Bukan Logam (non metallic luster), terbagi atas:

    ·       Kilap Intan (adamantin luster), cemerlang seperti intan.

    ·       Kilap kaca (viteorus luster), misalnya pada kuarsa dan kalsit.

    ·       Kilap Sutera (silky luster), kilat yang menyeruai sutera pada umumnya terdapat pada mineral yang       mempunyai struktur serat, misalnya pada asbes, alkanolit, dan gips.

    ·       Kilap Damar (resinous luster), memberi kesan seperti damar misalnya pada spharelit.

  ·       Kilap mutiara (pearly luster), kilat seperti lemak atau sabun, misalnya pada serpentin,opal dan          nepelin.

    ·       Kilap tanah, kilat suram seperti tanah lempung misalnya pada kaolin, bouxit dan limonit.

Kilap mineral sangat penting untuk diketahui, karena sifat fisiknya ini dapat dipakai dalam menentukan mineral secara megaskopis. Untuk itu perlu dibiasakan membedakan kilap mineral satu dengan yang lainnya, walaupun kadang-kadang akan dijumpai kesulitan karena batas kilap yang satu dengan yang lainnya tidak begitu tegas (Danisworo 1994).

WARNA mineral merupakan kenampakan langsung yang dapat dilihat, akan tetapi tidak dapat diandalkan dalam pemerian mineral karena suatu mineral dapat berwarna lebih dari satu warna, tergantung keanekaragaman komposisi kimia dan pengotoran padanya. Sebagai contoh, kuarsa dapat berwarna putih susu, ungu, coklat kehitaman atau tidak berwarna. Walau demikian ada beberapa mineral yang mempunyai warna khas, seperti:

    ·       Putih   :  Kaolin (Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O), Gypsum (CaSO₄.H₂O), Milky Kwartz (Kuarsa Susu) (SiO₂)

    ·       Kuning : Belerang (S)

    ·       Emas    : Pirit (FeS2), Kalkopirit (CuFeS2), Ema (Au)

    ·       Hijau    :  Klorit ((Mg.Fe)₅ Al(AlSiO₃O₁₀) (OH)), Malasit (Cu CO₃Cu(OH)₂)

    ·       Biru       :  Azurit (2CuCO₃Cu(OH)₂), Beril (Be₃Al₂ (Si₆O₁₈))

    ·       Merah    : Jasper, Hematit (Fe₂O₃)

    ·       Coklat     : Garnet, Limonite (Fe₂O₃)

    ·       Abu-abu  : Galena (PbS)

    ·       Hitam     : Biotit (K₂(MgFe)₂(OH)₂(AlSi₃O₁₀)), Grafit (C), Augit

KEKERASAN

Adalah ketahanan mineral terhadap suatu goresan. Kekerasan nisbi suatu mineral dapat membandingkan suatu mineral terentu yang dipakai sebagai kekerasan yang standard. Mineral yang mempunyai kekerasan yang lebih kecil akan mempunyai bekas dan badan mineral tersebut. Standar kekerasan yang biasa dipakai adalah skala kekerasan yang dibuat oleh Friedrich Mohs dari Jeman dan dikenal sebagai skala Mohs. Skala Mohs mempunyai 10 skala, dimulai dari skala 1 untuk mineral terlunak sampai skala 10 untuk mineral terkeras .

Skala Kekerasan Mohs

Skala Kekerasan	Mineral	Rumus Kimia
1	Talc	H2Mg3 (SiO3)4
2	Gypsum	CaSO4. 2H2O
3	Calcite	CaCO3
4	Fluorite	CaF2
5	Apatite	CaF2Ca3 (PO4)2
6	Orthoklase	K Al Si3 O8
7	Quartz	SiO2
8	Topaz	Al2SiO3O8
9	Corundum	Al2O3
10	Diamond	C

Sebagai perbandingan dari skala tersebut di atas maka di bawah ini diberikan kekerasan dari alat penguji standar :

Alat Penguji	Derajat Kekerasan Mohs
Kuku manusia	2,5
Kawat Tembaga	3
Paku	5,5
Pecahan Kaca	5,5 – 6
Pisau Baja	5,5 – 6
Kikir Baja	6,5 – 7
Kuarsa	7

CERAT adalah warna mineral dalam bentuk hancuran (serbuk). Hal ini dapat dapat diperoleh apabila mineral digoreskan pada bagian kasar suatu keping porselin atau membubuk suatu mineral kemudian dilihat warna dari bubukan tersebut. Cerat dapat sama dengan warna asli mineral, dapat pula berbeda. Warna cerat untuk mineral tertentu umumnya tetap walaupun warna mineralnya berubah-ubah. Contohnya :

    ·         Pirit :  Berwarna keemasan namun jika digoreskan pada plat porselin akan meninggalkan jejak berwarna hitam.

    ·         Hematit :  Berwarna merah namun bila digoreskan pada plat porselin akan meninggalkan jejak berwarna merah kecoklatan.

     ·         Augite :  Ceratnya abu-abu kehijauan

     ·         Biotite :  Ceratnya tidak berwarna

     ·         Orthoklase  :  Ceratnya putih

Warna serbuk, lebih khas dibandingkan dengan warna mineral secara keseluruhan, sehingga dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi mineral (Sapiie, 2006).

BELAHAN merupakan kecenderungan mineral untuk membelah diri pada satu atau lebih arah tertentu. Belahan merupakan salah satu sifat fisik mineral yang mampu membelah yang oleh sini adalah bila mineral kita pukul dan tidak hancur, tetapi terbelah-belah menjadi bidang belahan yang licin. Tidak semua mineral mempunyai sifa ini, sehingga dapat dipakai istilah seperti mudah terbakar dan sukar dibelah atau tidak dapa dibelah. Tenaga pengikat atom di dalam di dalam sruktur kritsal tidak seragam ke segala arah, oleh sebab itu bila terdapat ikatan yang lemah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui bidang-bidang tersebut. Karena keteraturan sifat dalam mineral, maka belahan akan nampak berjajar dan teratur (Danisworo, 1994).

Contoh mineral yang mudah membelah adalah kalsit yang mempunyai tiga arah belahan sedang kuarsa tidak mempunyai belahan.  Berikut contoh mineralnya:

a. Belahan satu arah, contoh : muscovite.

b. Belahan dua arah, contoh   : feldspar.

c. Belahan tiga arah, contoh    : halit dan kalsit.

PECAHAN adalah kecenderungan mineral untuk terpisah-pisah dalam arah yang tidak teratur apabila mineral dikenai gaya. Perbedaan pecahan dengan belahan dapat dilihat dari sifat permukaan mineral apabila memantulkan sinar. Permukaan bidang belah akan nampak halus dan dapat memantulkan sinar seperti cermin datar, sedang bidang pecahan memantulkan sinar ke segala arah dengan tidak teratur (Danisworo, 1994).

Pecahan mineral ada beberapa macam, yaitu:

·       Concoidal: bila memperhatikan gelombang yang melengkung di permukaan pecahan, seperti kenampakan kulit kerang atau pecahan botol. Contoh Kuarsa.

·                Splintery/fibrous: Bila menunjukkan gejala seperti serat, misalnya asbestos, augit, hipersten

·        Even: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan bidang pecahan halus, contoh pada kelompok mineral lempung. Contoh Limonit.

·       Uneven: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan bidang pecahan yang kasar, contoh: magnetit, hematite, kalkopirite, garnet.

·       Hackly: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan kasar tidak teratur dan runcing-runcing. Contoh pada native elemen emas dan perak.

BENTUK, mineral ada yang berbentuk kristal, mempunyai bentuk teratur yang dikendalikan oleh system kristalnya, dan ada pula yang tidak. Mineral yang membentuk kristal disebut mineral kristalin. Mineral kristalin sering mempunyai bangun yang khas disebut amorf (Danisworo, 1994).

Mineral kristalin sering mempunyai bangun yang khas, misalnya:

a.    Bangun kubus            : galena, pirit.

b.    Bangun pimatik         : piroksen, ampibole.

c.    Bangun doecahedon  : garnet

Mineral amorf misalnya     : chert, flint.

Pada wujudnya sebuah kristal dapat ditentukan dengan mengetahui sudut-sudut bidangnya. Dalam ilmu Kristalografi, geometri dipakai enam jenis sistem sumbu, yaitu :

a.   Sistem sumbu isometrik

Ketiga sumbu kristal terletak tegak lurus satu dengan yang lain, mempunyai panjang yang sama. Contohnya : mineral yang mempunyai sistem, kordinat demikian adalah pirit, magnetik, garam dapur.

b.  Sistem sumbu Tetragonal

Jumlah sumbu 3 buah, 2 buah sumbu mendatar sama panjang, satu tegak lurus dengan kesatuan sumbu lain, ketiga -tiganya saling tegak lurus sesamanya. Contohnya sirkon atau keseterit.

c.   Sitem sumbu Ortorombik

Jumlah sumbu tiga bsaling tegak lurus, ketiganya mempunyai panjang yang berbeda. Contohnya : Olivim atau Topas.

d.  Sistem Sumbu Monoklin

Jumlah sumbu 3 buah, mempunyai panjang tidak sama, salah satu sumbu terletak tegak lurus pada sebuah sumbu mendatar. Contohnya : Ortoklas, horenblenda, mika, gipsum.

e.  Sistem Sumbu Triklin

Jumlah sumbu 3 buah tidak sama panjang, tidak tegak lurus sesamanya. Contohnya : Plagioklas

f.   Sistem Sumbu Heksagonal

Jumlah sumbu 4 buah, 3 buah sumbu herizontal dan sama panjang membuat sudut-sudut yang sama besarnya. Contohnya : Kalsit, kuarsa, aparit.

Kristal dengan bentuk panjang bisa dijumpai,  karena pertumbuhan kristal sering mengalami gangguan. Kebiasaan mengkristal suatu mineral yang disesuaikan dengan kondisi sekelilingnya mengakibatkan terjadinya bentuk-bentuk kristal yang khas, baik yang berdiri sendiri maupun di dalam kelompok-kelompok. Kelompok tersebut disebut agregasi mineral dan dapat dibedakan dalam struktur sebagai berikut:

·       Struktur granular atau struktur butiran yang terdiri dari butiran-butiran mineral yang mempunyai dimensi sama, isometrik. Dalam hal ini berdasarkan ukuran butirnya dapat dibedakan menjadikriptokristalin/penerokristalin (mineral dapat dilihat dengan mata biasa). Bila kelompok kristal berukuran butir sebesar gula pasir, disebut mempunyai sakaroidal.

·       Struktur kolom: terdiri dari prisma panjang-panjang dan ramping. Bila prisma tersebut begitu memanjang, dan halus dikatakan mempunyai struktur fibrous atau struktur berserat. Selanjutnya struktur kolom dapat dibedakan lagi menjadi: struktur jarring-jaring (retikuler), struktur bintang (stelated) dan radier.

·       Struktur Lembaran atau lameler, terdiri dari lembaran-lembaran. Bila individu-individu mineral pipih disebut struktur tabuler,contoh mika. Struktur lembaran dibedakan menjadi struktur konsentris, foliasi.

·       Sturktur imitasi : kelompok mineral mempunyai kemiripan bentuk dengan benda lain. Mineral-mineral ini dapat berdiri sendiri atau berkelompok.

Bentuk kristal mencerminkan  struktur dalam sehingga dapat dipergunakan untuk pemerian atau pengidentifikasian mineral (Sapiie, 2006).

BERAT JENIS adalah perbandingan antara berat mineral dengan volume mineral. Cara yang umum untuk menentukan berat jenis yaitu dengan menimbang mineral tersebut terlebih dahulu, misalnya beratnya x gram. Kemudian mineral ditimbang lagi dalam keadaan di dalam air, misalnya beratnya y gram. Berat terhitung dalam keadaan di dalam air adalah berat miberal dikurangi dengan berat air yang volumenya sama dengan volume butir mineral tersebut.

Sifat Dalam adalah sifat mineral apabila kita berusaha untuk mematahkan, memotong, menghancurkan, membengkokkan atau mengiris. Yang termasuk sifat ini adalah

·       Rapuh (brittle): mudah hancur tapi bias dipotong-potong, contoh kwarsa, orthoklas, kalsit, pirit.

·       Mudah ditempa (malleable): dapat ditempa menjadi lapisan tipis, seperti emas, tembaga.

·       Dapat diiris (secitile): dapat diiris dengan pisau, hasil irisan rapuh, contoh gypsum.

·       Fleksible: mineral berupa lapisan tipis, dapat dibengkokkan tanpa patah dan sesudah bengkok tidak dapat kembali seperti semula. Contoh mineral talk, selenit.

·       Blastik: mineral berupa lapisan tipis dapat dibengkokkan tanpa menjadi patah dan dapat kembali seperti semula bila kita henikan tekanannya, contoh: muskovit.

Kemagnitan adalah sifat mineral terhadap gaya magnet. Diatakan sebagai feromagnetic bila mineral dengan mudah tertarik gaya magnet seperti magnetik, phirhotit. Mineral-mineral yang menolak gaya magnet disebut diamagnetic, dan yang tertarik lemah yaitu paramagnetic. Untuk melihat apakah mineral mempunyai sifat magnetik atau tidak kita gantungkan pada seutas tali/benang sebuah magnet, dengan sedikit demi sedikit mineral kita dekatkan pada magnet tersebut. Bila benang bergerak mendekati berarti mineral tersebut magnetik. Kuat tidaknya bias kita lihat dari besar kecilnya sudut yang dibuat dengan benang tersebut dengan garis vertical.

Kelistrikan adalah sifat listrik mineral dapat dipisahkan menjadi dua, yaitu pengantar arus atau londuktor dan idak menghantarkan arus disebut non konduktor. Dan ada lagi istilah semikonduktor yaitu mineral yang bersifat sebagai konduktor dalam batas-batas tertentu.

Daya lebur mineral yaitu meleburnya mineral apabila dipanaskan, penyelidikannya dilakukan dengan membakar bubuk mineral dalam api. Daya leburnya dinyatakan dalam derajat keleburan.

(referensi: batuan dan mineral, ir. doddy setia graha, penerbit nova, bandung)