2

2. Mineral

2.1 Pengantar MineralTerminologi mineral dalam pengertian geologi adalah sesuatu yang terbentuk secara alamiah berupa padatan kristalin (crystalline solids) yang inorganik (Monroe & Wicander, 1997). Pada pengertian yang lain, istilah mineral kadang kala digunakan untuk menjelaskan kandungan nutrisi makanan atau komposisi air kemasan yang dikandung, seperti kalsium, kalium besi dan magnesium. Pengertian ini tidak tepat, karena yang disebutkan adalah unsur kimia dan bukan mineral.

Pada pengertian di atas, mineral terbentuk secara secara alamiah berarti bahwa proses alam yang membentuknya dan tidak ada campur tangan manusia. Saat ini manusia telah banyak melakukan rekayasa yang menyerupai mineral, seperti pembuatan intan (diamond) dan rubies (garnet) yang imitasi sebagai perhiasan batu mulia (gemstones). Namun, padatan ini bukan termasuk mineral dalam perspektif geologi.

Mineral sebagai padatan kristalin berarti bahwa suatu mineral mempunyai struktur internal tertentu. Mineral tersusun oleh sejumlah atom membentuk kerangka tiga dimensi tertentu dan memiliki keteraturan yang berpengaruh pada perawakan mineral. Jadi, bentuk geometri mineral yang merupakan manifestasi dari susunan atom-atom dibagian dalamnya. Material yang keras ternyata tidak semuanya merupakan padatan kristalin. Kristalinitas terkait dengan keteraturan dalam susunan atom. Bila susunannya tidak teratur, maka padatan tersebut disebut sebagai amorphous.Sedangkan makna inorganik pada pengertian mineral merupakan penjelasan tambahan saja untuk membatasi bahwa mineral bukan berasal dari asal organik. Jadi, berdasarkan pengertian ini, misalnya batubara bukan termasuk mineral.

2.2 Sifat Fisik Mineral

Mineral dapat dikenali berdasarkan sifat-sifat fisiknya. Beberapa dari sifat tersebut antara lain adalah bentuk kristal, belahan dan rekahan, kekerasan, berat jenis, warna, gores, serta kilap.2.2.1 Bentuk Kristal (Crystal Form)

Bentuk kristal dapat menentukan jenis mineral (Gambar 2.1.). Tetapi, harus berhati-hati karena sejumlah mineral memiliki bentuk kristal yang sama. Misalnya, pyrite (FeS2), galena (PbS) dan Halite (NaCl) memiliki bentuk kristal kubik (cubic). Karenanya, penentuan ketiganya dilakukan berdasarkan sifat fisik lainnya, seperti warna, kilap(luster), kekerasan dan berat jenis.

(A)(B)

Gambar 2.1. Bentuk kristal merupakan manifestasi dari susunan atom dalam mineral. (A) bentuk prismatik dari mineral tourmaline, (B) bentuk kubik dari mineral pyrite (Hamblin & Christiansen, 1995).

Beberapa istilah yang digunakan untuk menunjukkan bentuk dan perawakan (habit) kristal adalah seperti dibawah ini (Cox, dkk., 1988) :

Acicular:bentuk kristal menyerupai jarum, misal zeolite

Bladed:bentuk kristal memanjang (elongated) dan memipih (flattened) dalam satu arah, misal kyanite

Botryoidal:massa bulat-bulat menyerupai kumpulan buah anggur, misal chalcedony

Fibrous:kelompok yang berbentuk menyerupai susunan helaian benang-benang paralel, misal zeolite, asbestos

Mammilated:massa bulat-bulat yang mirip botryoidal, tapi bentuk tonjolannya agak memipih, misal malachite

Massive:kumpulan kristal tanpa keteraturan bentuk

Micaceous:bentuk yang mudah dipecah-pecah menjadi lempeng-lempeng tipis, misal muscovite, biotite

Platy:bentuk kristal yang sangat pipih

Prismatic:kristal yang bentuknya memanjang dengan bidang-bidang prismatik yang berkembang bagus, misal quartz, hornblende

Reniform:massa bulat-bulat yang menyerupai bentuk ginjal, misal hematite

Tabular:kristal yang agak pipih dalam satu arah, misal barite, feldspars

Filiform:menyerupai kawat, membelit/terpilin (twisted), misal native silver (perak murni)

2.2.2 Belahan (Cleavage) dan Rekahan (Fracture)Belahan adalah salah satu sifat mineral. Namun, tidak semua mineral memiliki belahan. Belahan menyebabkan mineral memiliki kecenderungan untuk membelah sepanjang bidang lemah. Contoh, sejumlah mineral yang memiliki belahan adalah biotite dengan belahan satu arah; feldspar dengan belahan dua arah yang saling berpotongan tegak lurus; Halite dengan belahan tiga arah yang saling berpotongan tegak lurus; calcite dengan belahan tiga arah, tetapi berpotongan tidak tegak lurus sehingga pecahannya membentuk rhombohedron; fluorite dan diamond (intan) dengan belahan empat arah, karenanya diamond sebagai mineral terkeras sangat mudah dibelah; sphalerite dan bijih zinc (seng) dengan belahan enam arah (Gambar 2.2.).

(A)(B)

(C)(D)

Gambar 2.2. Belahan merefleksikan bidang lemah dalam struktur kristal. (A). Belahan satu arah dari mineral mica menghasilkan bentuk melembar. (B). Belahan dua arah yang saling tegak lurus dari mineral feldspar menghasilkan blocky fragments. (C) Belahan tiga arah yang saling tegak lurus dari mineral halite menghasilkan fragmen kubus (Hamblin & Christiansen, 1995). (D) Mineral quartz memperlihatkan conchoidal fracture (Monroe & Wicander, 1997).

Bidang lemah pada suatu mineral selain belahan adalah rekahan (fracture). Rekahan adalah retakan pada mineral sepanjang bidang yang tidak beraturan. Mineral ayang terekahkan bila terkena tekanan padanya. Permukaan rekahan cenderung kasar, tidak rata dan bentuknya mengkurva (lihat gambar 2.2D.).

2.2.3 Kekerasan (hardness)

Kekerasan adalah resistensi mineral terhadap abrasi. Friedrich Mohs seorang ahli geologi asal Australia telah membagi skala kekerasan relatif untuk sepuluh mineral (Tabel 2.1.). Kekerasan relatif suatu mineral ditentukan menggunakan skala kekerasan Mohs dengan cara dibandingkan dengan alat bantu tertentu (Gambar 2.2). Tabel 2.1. Skala kekerasan Mohs

KekerasanMineralKekerasan sejumlah benda

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1Diamond

Corundum

Topaz

Quartz

Orthoclase

Apatite

Fluorite

Calcite

Gypsum

TalcKikir baja (6,5)

Gelas (5,5 6)

Logam tembaga (3)

Kuku jari (2,5)

Gambar 2.2. Gypsum mempunyai kekerasan 2 skala Mohs (refleksi ikatan atom). Mineral sangat lunak mudah digores dengan kuku (Hamblin & Christiansen, 1995)

2.2.4 Berat Jenis (specific gravity)Berat jenis adalah perbandingan antara berat mineral dan berat dari volume air. Misal, berat jenis suatu mineral adalah 3. Penjelasannya yakni mineral tersebut mempunyai berat sebanyak tiga kali berat air. Berat jenis suatu mineral adalah bervariasi, karena dipengaruhi oleh komposisi dan strukturnya. Pada mineral silikat, mineral ferromagnesia cenderung lebih berat dibanding mineral bukan ferromagnesia. Berat jenis mineral ferromagnesia berkisar antara 2,7 hingga 4,3 sedangkan, berat jenis mineral bukan ferromagnesia berkisar antara 2,6 hingga 2,9. Struktur sebagai control berat jenis diilustrasikan dengan baik dari perbedaan struktur graphite dan diamond. Berat jenis dari graphite berkisar antara 2,09 hingga 2,33, sedangkan berat jenis diamond adalah 3,5.

2.2.5 Warna (Color)

Warna merupakan salah satu sifat mineral, namun warna tidak bersifat diagnostik. Sejumlah mineral dapat memiliki berbagai variasi warna. Contohnya adalah barite yang memiliki warna putih pucat, merah muda, kehijauan, kebiruan dan kekuningan. Contoh lain adalah quartz yang memiliki warna seperti rock crystal (tidak berwarna), amethyst (lembayung/ violet), rose quartz (merah muda) dan smoky quartz (abu-abu).

Mineral dapat dibagi berdasarkan kecenderungan warna relatif. Warna mineral yang cenderung gelap (mafic minerals) berasosiasi dengan kelompok mineral silikat ferromagnesia. Sebaliknya, warna mineral yang cenderung terang (felsic minerals) berasosiasi dengan kelompok mineral bukan silikat ferromagnesia (Gambar 2.3.) (a) (b) (e) (f)

(c) (d) (g) (h)

Gambar 2.3. Kelompok silikat ferromagnesia: (a) olivine, (b) augite, salah satu dari kelompok pyroxene, (c) hornblende, salah satu dari kelompok amphibolite, (d) biotite mica. Kelompok bukan silikat ferromagnesia: (a) quartz, (b) potassium feldspar orthoclase (c) plagioclase feldspar dan muscovite mica. (Foto Sue monroe dalam Monroe & Wicander, 1997)2.2.6 Gores (Streak)

Seringkali kita perlu menggoreskan mineral pada suatu bidang datar, seperti pada porcelain untuk mendapatkan warna bubuk dari hancuran mineral tersebut. Identifikasi warna dari bubuk tersebut dapat dipergunakan untuk menentukan jenis dari suatu mineral.

2.2.7 Kilap (Luster)

Kilap dari suatu mineral biasanya diamati pada permukaan bidang kristal atau pada permukaan belahan yang segar. Kilap dapat menjadi pertimbangan dalam mengidentifikasi jenis dari suatu mineral (Gambar 2.4). Istilah yang sering digunakan dalam mendeskripsikan kilap dari suatu mineral adalah sebagai berikut :

Matallic (metalik): galena, pyrite, chalcopyrite

Pearly

: selenite (gypsum), dan beberapa variasi barite

Resinous

: sphalerite (zinc blende)

Silky (sutra)

: ditunjukkan oleh beberapa mineral fibrous seperti gypsum.

Vitrous

: kilap seperti gelas pecah, quartz

Gambar 2.4. Kilap adalah kenampakan mineral ketika cahaya terefleksi. Hematite (kiri) memberikan kenampakan mineral logam sehingga disebut memiliki kilap metalik, sebaliknya orthoclase (kanan) memperlihatkan kilap bukan metalik (Monroe & Wicander, 1997).2.3 Mineral pembentuk batuan (rock Forming Minerals)

Kerak bumi dan mantel bagian atas berkomposisi mineral silikat dengan unsur umum seperti besi, sodium, calcium, pottasium dan aluminum yang berkombinasi dengan silicon dan oxigen. Namun, mineral yang terbentuk pada kerak bumi tidak semuanya memiliki bidang kristal yang baik. Bentuk kristal dari suatu mineral dipengaruhi oleh :

a. Pertumbuhan kristalisasi asal magma,b.Mineral terabrasi ketika terbawa sebagai sedimen, atauc. Mineral terdeformasi karena temperatur dan tekanan yang tinggi.

Batuan (rocks) didefinisikan sebagai kumpulan padatan (solid aggregates) dari satu atau lebih mineral. Dua batuan yang dikecualikan dari pengertian ini adalah obsidian dan batubara (coal). Kebanyakan batuan mengandung mineral silikat. Tabel 2.2 memperlihatkan secara ringkas tentang mineral-mineral silikat pembentuk batuan.Tabel 2.2. Mineral pembantuk batuan (rock forming minerals)MineralKomposisiKejadian Utama

Ferromagnessian Silicates:

Olivine

Pyroxene group

Augite (sangat umum)

Amphibole group Hornblende (sangat umum)

Biotite(Mg,Fe)2SiO4

Ca,Mg,Fe, Al silicate

Hydrous Na, Ca, Mg, Fe, Al silicateHydrous K,Mg,Fe silicateBatuan beku

Batuan beku dan metamorfBatuan beku & metamorf

Semua jenis batuan

Nonferromagnesian silicates:Quartz

Potassium feldspar group

Orthoclase, microcline

Plagioclase feldspar group

Muscovite

Clay mineral groupSiO2KalSi3O8Variasi dari CaAl2SiO8NaAlSi3O3Hydrous K, Al silicateBervariasiSemua jenis batuan

Semua jenis batuan

Semua jenis batuan

Semua jenis batuan

Tanah dan batuan sedimen

Carbonates:Calcite

DolomiteCaCO3CaMg(CO3)2Batuan sedimen

Batuan sedimen

Sulfates:Anhydrite

GypsumCaSO4CaMg(CO3)2Batuan sedimen

Batuan sedimen

Halides:HaliteNaClBatuan sedimen

PAGE 12Mineral