Kristalografi dan MineralogiKristalografi dan Mineralogi

Dr. I Wayan WarmadaLab Bahan Galian, Jurusan Teknik Geologi, FT-UGM

URL: http://warmada.staff.ugm.ac.id/ Twitter: @warmada

3-MineralogiVer. 1.2/20131029

MineralogiMineralogi

Mineral adalah zat atau benda yang biasanya padat Mineral adalah zat atau benda yang biasanya padat dan homogen dan hasil bentukan alam yang dan homogen dan hasil bentukan alam yang memiliki sifat-sifat fisik dan kimia tertentu serta memiliki sifat-sifat fisik dan kimia tertentu serta umumnya berbentuk kristalin.umumnya berbentuk kristalin.

Ada beberapa bahan yang terjadi karena penguraian Ada beberapa bahan yang terjadi karena penguraian atau perubahan sisa-sisa tumbuhan atau hewan atau perubahan sisa-sisa tumbuhan atau hewan secara alamiah juga digolongkan ke dalam mineral, secara alamiah juga digolongkan ke dalam mineral, seperti batubara, minyak bumi, tanah diatome.seperti batubara, minyak bumi, tanah diatome.

Kimia mineralKimia mineralSifat-sifat mineral = f (struktur + kimia)Tetapi tidak bebas: struktur = f (komposisi, T, P)Komposisi secara konvensional dinyatakan sebagai %berat (wt.% oxida)

(jika tidak sulfida, halida, etc.)Tetapi biasanya dengan % mole,Perbedaan antara

Fo = Mg2SiO4

dan Fo= 51.5% SiO2 dan 48.5% MgO

Komposisi kerak BumiKomposisi kerak Bumi

Weight % Atom % Ionic Radius Volume %O 46.60 62.55 1.40 93.8Si 27.72 21.22 0.42 0.9Al 8.13 6.47 0.51 0.5Fe 5.00 1.92 0.74 0.4Ca 3.63 1.94 0.99 1.0Na 2.83 2.64 0.97 1.3K 2.59 1.42 1.33 1.8Mg 2.09 1.84 0.66 0.3

Total 98.59 100.00 100.00

Sebagian besar silikat berasal dari O = 94 vol. % dari kerak.Sebagian besar silikat berasal dari O = 94 vol. % dari kerak.

Sifat-sifat fisik mineralSifat-sifat fisik mineral

Penentuan nama mineral dapat dilakukan dengan Penentuan nama mineral dapat dilakukan dengan membandingkan sifat-sifat fisik mineral antara membandingkan sifat-sifat fisik mineral antara yang satu dengan mineral yang lainnya.yang satu dengan mineral yang lainnya.

Sifat-sifat fisik mineral: warna, kilap (luster), Sifat-sifat fisik mineral: warna, kilap (luster), kekerasan kekerasan (hardness)(hardness), cerat , cerat (streak)(streak), belahan , belahan (cleavage)(cleavage), pecahan , pecahan (fracture)(fracture), struktur/bentuk , struktur/bentuk kristal, berat jenis, sifat dalam kristal, berat jenis, sifat dalam (tenacity)(tenacity) dan dan kemagnetan.kemagnetan.

Belahan sempurna pada mikaBelahan sempurna pada mika

Sifat fisik mineral: Kilap Sifat fisik mineral: Kilap (atas); belahan (bawah)(atas); belahan (bawah)

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: WarnaWarna

Warna adalah kesan mineral jika terkena cahaya. Warna adalah kesan mineral jika terkena cahaya. Warna mineral dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:Warna mineral dapat dibedakan menjadi dua, yaitu:

idiokromatik, warna selalu tetap (biasanya pada idiokromatik, warna selalu tetap (biasanya pada mineral yang tidak tembus cahaya atau mineral mineral yang tidak tembus cahaya atau mineral opak, seperti galena, pirit, magnetit).opak, seperti galena, pirit, magnetit).

alokromatik, warna mineral tidak tetap, alokromatik, warna mineral tidak tetap, tergantung pada material pengotornya (biasanya tergantung pada material pengotornya (biasanya pada mineral tembus cahaya, seperti kuarsa, pada mineral tembus cahaya, seperti kuarsa, kalsit.kalsit.

Kuarsa memperlihatkan Kuarsa memperlihatkan beberapa warnabeberapa warna

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: KilapKilap

Kilap, kesan mineral akibat pantulan cahaya yang Kilap, kesan mineral akibat pantulan cahaya yang dikenakan padanya.dikenakan padanya.

Dibedakan menjadi dua,Dibedakan menjadi dua,

Kilap logam,Kilap logam,

Kilap bukan-logam, yang dibedakan menjadi: Kilap bukan-logam, yang dibedakan menjadi: kilap kaca kilap kaca (vitreous)(vitreous), intan , intan (adamantine)(adamantine), sutera , sutera (silky)(silky), damar , damar (resinous)(resinous), mutiara , mutiara (pearly)(pearly), lemak , lemak (greasy)(greasy), tanah , tanah (dull)(dull)..

Galena memperlihatkan Galena memperlihatkan kilap logamkilap logam

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: KekerasanKekerasan

Kekerasan, ketahanan mineral terhadap goresan.Kekerasan, ketahanan mineral terhadap goresan.

Secara relatif ditentukan dengan menggunakan Secara relatif ditentukan dengan menggunakan skala Mohs, yang terdiri dari:skala Mohs, yang terdiri dari:

Talk Talk (1)(1) Gipsum Gipsum (2)(2) Kalsit Kalsit (3)(3) Fluorit Fluorit (4)(4) Apatit Apatit (5)(5)

Feldspar Feldspar (6)(6) Kuarsa Kuarsa (7)(7) Topaz Topaz (8)(8) Korundum Korundum (9)(9) Intan Intan (10)(10)

Mohs scale Mohs scale ofof

hardnesshardness

Moh’s scale relates the hardness of minerals with some common objects, such as fingernails, copper pennies, a steel knife blade, and glass.

Orthoclase feldspar (6) is used as a whitener agent in toothpaste, while tooth enamel is comprised of the mineral apatite (5)

Sifat-sifat fisik mineral:Sifat-sifat fisik mineral:Cerat & belahanCerat & belahan

Cerat adalah warna mineral Cerat adalah warna mineral dalam bentuk bubuk. Cerat dalam bentuk bubuk. Cerat dapat sama atau berbeda dapat sama atau berbeda dengan warna mineral. dengan warna mineral. Umumnya warna cerat tetap.Umumnya warna cerat tetap.

Belahan adalah kenampakan Belahan adalah kenampakan mineral berdasarkan mineral berdasarkan kemampuannya membelah kemampuannya membelah melalui bidang-bidang belahan melalui bidang-bidang belahan yang rata dan licin.yang rata dan licin.

Belahan

Sifat-sifat fisik mineral:Sifat-sifat fisik mineral:Cerat & belahanCerat & belahan

Cerat adalah warna mineral Cerat adalah warna mineral dalam bentuk bubuk. Cerat dalam bentuk bubuk. Cerat dapat sama atau berbeda dapat sama atau berbeda dengan warna mineral. dengan warna mineral. Umumnya warna cerat tetap.Umumnya warna cerat tetap.

Belahan adalah kenampakan Belahan adalah kenampakan mineral berdasarkan mineral berdasarkan kemampuannya membelah kemampuannya membelah melalui bidang-bidang belahan melalui bidang-bidang belahan yang rata dan licin.yang rata dan licin.

Belahan

Menentuan cerat Menentuan cerat dengan plat porselindengan plat porselin

Arah umum Arah umum belahanbelahan

Fluorit, halit dan kalsit Fluorit, halit dan kalsit menunjukkan belahan sempurna menunjukkan belahan sempurna

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: PecahanPecahan

Pecahan adalah kemampuan Pecahan adalah kemampuan mineral untuk pecah melalui mineral untuk pecah melalui bidang yang tidak rata dan tidak bidang yang tidak rata dan tidak teratur.teratur.

Pecahan dapat dibedakan Pecahan dapat dibedakan menjadi: (a) pecahan konkoidal, menjadi: (a) pecahan konkoidal, (b) pecahan berserat/fibrous, (c) (b) pecahan berserat/fibrous, (c) pecahan tidak rata, (d) pecahan pecahan tidak rata, (d) pecahan rata, (e) pecahan runcing, (f) rata, (e) pecahan runcing, (f) pecahan tanah.pecahan tanah.

Pecahan konkoidal

Pecahan konkoidalPecahan konkoidal

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: BentukBentuk Bentuk mineral dapat dikatakan kristalin, bila Bentuk mineral dapat dikatakan kristalin, bila

mineral tersebut mempunyai bidang kristal yang mineral tersebut mempunyai bidang kristal yang jelas dan disebut amorf, bila tidak mempunyai batas-jelas dan disebut amorf, bila tidak mempunyai batas-batas kristal yang jelas.batas kristal yang jelas.

Struktur mineral dapat dibagi menjadi:Struktur mineral dapat dibagi menjadi: Granular atau butiran, ukuran butir seragamGranular atau butiran, ukuran butir seragam Struktur kolom atau prisma, bila panjang disebut Struktur kolom atau prisma, bila panjang disebut

fibrousfibrous atau berserat. atau berserat. Struktur lembaran atau lamelar, seperti tabular, Struktur lembaran atau lamelar, seperti tabular,

konsentris, dan foliasikonsentris, dan foliasi Struktur imitasi, seperti asikular, filiformis, membilahStruktur imitasi, seperti asikular, filiformis, membilah

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: BentukBentuk

The health hazards associated with naturally occurring chrysotile asbestos, such as that shown here, are usually overstated.

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: BentukBentuk

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: HabitHabit

Sifat fisik mineral: Sifat fisik mineral: Sifat dalamSifat dalam

Sifat dalam Sifat dalam (tenacity)(tenacity) merupakan reaksi mineral merupakan reaksi mineral terhadap gaya yang mengenainya, seperti terhadap gaya yang mengenainya, seperti penekanan, pemotongan, pembengkokan, penekanan, pemotongan, pembengkokan, pematahan, pemukulan atau penghancuran.pematahan, pemukulan atau penghancuran.

Dibagi menjadi: rapuh Dibagi menjadi: rapuh (brittle)(brittle), dapat diiris , dapat diiris (sectile)(sectile), dapat dipintal , dapat dipintal (ductile)(ductile), dapat ditempa , dapat ditempa (malleable)(malleable), kenyal/lentur , kenyal/lentur (elastic)(elastic), dan fleksibel , dan fleksibel (flexible)(flexible)..

Mineral contoh setanganMineral contoh setangan

Beberapa mineral lunak, memiliki rasa Beberapa mineral lunak, memiliki rasa 'greasy''greasy' (berminyak), dan menimbang2 contoh bisa (berminyak), dan menimbang2 contoh bisa mengira-ngirakan berat jenisnya.mengira-ngirakan berat jenisnya.

Beberapa mineral umum, seperti kuarsa, feldspar, Beberapa mineral umum, seperti kuarsa, feldspar, dan kalsit memiliki berat jenis yang relatif sama.dan kalsit memiliki berat jenis yang relatif sama.

Beberapa mineral, rasa merupakan cara untuk Beberapa mineral, rasa merupakan cara untuk membedakannya, begitu juga bau.membedakannya, begitu juga bau.

KuarsaKuarsa Sistem kristal: Sistem kristal: HeksagonalHeksagonal Bentuk umum:Bentuk umum: prismatik, diakhiri oleh rombohedraprismatik, diakhiri oleh rombohedra Agregasi: Agregasi: masif dan/atau granularmasif dan/atau granular Belahan: Belahan: pecahan konkoidalpecahan konkoidal Kekerasan: Kekerasan: 7 (tujuh)7 (tujuh) Beratjenis: Beratjenis: 2,652,65 Kilap: Kilap: kaca (vitreous)kaca (vitreous) Warna: Warna: tidak berwarna atau putih tergantung pengotortidak berwarna atau putih tergantung pengotor Cerat: Cerat: putihputih Asosiasi yang umum: Asosiasi yang umum: seperti, granit, batupasir, kuarsitseperti, granit, batupasir, kuarsit Komposisi: Komposisi: SiOSiO22

Form deskripiForm deskripiNomor peraga: …………Morfologi kristal/kembaran:Belahan/Pecahan:Kekerasan:Kilap:Cerat:Warna:Sifat dalam:

Ciri-ciri lainnya: (seperti berbuih dengan HCl, kemagnetan, rasa, bau, dll.

Nama:Klasifikasi, rumus:Asosiasi:

Sistematika mineralSistematika mineral

Sistematika atau klasifikasi mineral yang biasa Sistematika atau klasifikasi mineral yang biasa digunakan adalah digunakan adalah klasifikasi Danaklasifikasi Dana, yang , yang mendasarkan pada mendasarkan pada kemiripan komposisi kimiakemiripan komposisi kimia dan dan struktur kristalstruktur kristalnya.nya.

Dana membagi mineral menjadi Dana membagi mineral menjadi delapandelapan golongan golongan (Klein & Hurlbut, 1993), yaitu:(Klein & Hurlbut, 1993), yaitu:

Unsur murniUnsur murni (native element)(native element), yang dicirikan , yang dicirikan oleh hanya memiliki satu unsur kimia, seperti oleh hanya memiliki satu unsur kimia, seperti emas, perak, tembaga, arsenik, bismut, belerang, emas, perak, tembaga, arsenik, bismut, belerang, intan, dan grafit.intan, dan grafit.

Mineral Mineral sulfidasulfida atau atau sulfosaltsulfosalt ... ...

Bel

eran

gB

eler

ang

Native elementsNative elements

ArsenArsen TembagaTembaga EmasEmas

BesiBesi PerakPerak BelerangBelerang

Sistematika mineralSistematika mineral

Mineral sulfida atau sulfosalt, merupakan Mineral sulfida atau sulfosalt, merupakan kombinasi antara logam atau semilogam dengan kombinasi antara logam atau semilogam dengan belerang (S) atau selenium (Se), misalnya galena belerang (S) atau selenium (Se), misalnya galena [PbS], pirit, proustit [Ag[PbS], pirit, proustit [Ag

33AsSAsS

33], dll.], dll.

Oksida dan hidroksida, merupakan kombinasi Oksida dan hidroksida, merupakan kombinasi antara oksigen atau hidroksil/air dengan satu antara oksigen atau hidroksil/air dengan satu atau lebih macam logam, misalnya magnetit, atau lebih macam logam, misalnya magnetit, goetit [FeOOH].goetit [FeOOH].

Haloid, dicirikan ...Haloid, dicirikan ...

Sulfida dan OksidaSulfida dan Oksida

KalkopiriKalkopiritt

GalenaGalena PiritPirit

GoetitGoetit KasiteritKasiterit MagnetitMagnetit

Sistematika mineralSistematika mineral HaloidHaloid, dicirikan oleh ada-nya , dicirikan oleh ada-nya

dominasi ion halogenida yang dominasi ion halogenida yang elektronegatif, seperti Cl, Br, F, elektronegatif, seperti Cl, Br, F, dan I. Contohnya: halit, silvit dan I. Contohnya: halit, silvit [KCl], dan fluorit [CaF[KCl], dan fluorit [CaF

22]]

HalitHalit SilvitSilvit

FluoritFluorit

Sistematika mineralSistematika mineral NitratNitrat, , karbonatkarbonat dan dan boratborat, merupakan kombinasi , merupakan kombinasi

antara antara logam/semi-logamlogam/semi-logam dengan dengan anion anion komplekkomplek, CO, CO

33 atau nitrat, NO atau nitrat, NO

33 atau borat (BO atau borat (BO

33). ).

Contohnya: kalsit, niter [NaNOContohnya: kalsit, niter [NaNO33], dan borak ], dan borak

[Na[Na22BB

44OO

55(OH)(OH)

44··8H8H

22O].O].

Borak

Sistematika mineralSistematika mineral SulfatSulfat, , kromatkromat, , molibdatmolibdat, dan , dan tungstattungstat, dicirikan , dicirikan

oleh oleh kombinasi logamkombinasi logam dengan dengan anion sulfatanion sulfat, , kromatkromat, , molibdatmolibdat, dan , dan tungstattungstat. Contohnya: barit . Contohnya: barit [BaSO[BaSO

44], wolframit [(Fe,Mn)WO], wolframit [(Fe,Mn)WO

44].].

BaritBarit WolframitWolframit

Sistematika mineralSistematika mineral FosfatFosfat, , arsenatarsenat, dan , dan vanadatvanadat, contohnya: apatit , contohnya: apatit

[CaF(PO[CaF(PO44))

33], vanadinit [Pb], vanadinit [Pb

55Cl(POCl(PO

44))

33].].

Apatit Apatit

Sistematika mineralSistematika mineral SilikatSilikat, merupakan mineral , merupakan mineral

yang jumlahnya meliputi yang jumlahnya meliputi 25%25% dari dari keseluruhan mine-keseluruhan mine-ralral yang dikenal atau yang dikenal atau 40%40% dari dari mineral yang umummineral yang umum di- di-jumpai. Kelompok mineral jumpai. Kelompok mineral ini mengandung ikatan Si dan ini mengandung ikatan Si dan O. Contohnya: kuarsa [SiOO. Contohnya: kuarsa [SiO

22], ],

zeolit-Na zeolit-Na [Na[Na

66((AlO((AlO

22))

66(SiO(SiO

22))

3030))··24H24H

22O]O]

KuarsaKuarsa

Mineral pembentuk batuanMineral pembentuk batuan

Sekis mika garnetan