mineral optik (mineral silikat berdasarkan struktur)

7/23/2019 Mineral Optik (Mineral Silikat Berdasarkan Struktur)

1/17

Tugas

Dosen Pengampu : Bpk. Muh. Kasim, ST, MT

Mata Kuliah : Mineral Optik

Kode Mata Kuliah : 471 430 132

MINERAL SILIKAT BERDASARKAN STRUKTUR

O l e h

MOHAMAD IKBAL GANI

NIM. 471 413 023

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

2014


2/17

Soal

Carilah perbedaan dan contoh mineral, kelompok mineral silika dibawah ini (lengkapi

dengan gambar) :

1. Silikat yang mempunyai struktur kerangka (Tectosilicates)

2. Silikat yang mempunyai struktur rantai (Inosilicates)

3. Silikat dengan SiO2 tunggal (Nesosilicates)

Jawaban

Mineral silikat membentuk kelompok terbesar dan terpenting dari mineral

pembentuk batuan, serta terdiri dari sekitar 90 persen kerak Bumi. Batuan ini

dikelompokkan berdasarkan struktur kelompok silikatnya. Semua mineral silikat

berisi silikon dan oksigen.

1. Mineral tectosilikat tersusun oleh tetrahedra silika yang terhubugkan melalui

seluruh anion oksigen kepada tetrahedra di dekatnya dalam bentuk struktur

kerangka tiga dimensi. Mineral tektosilikat, seringkali disebut silikat

kerangka, memiliki rasio Si/O 1 : 2, kecuali bila aluminium menggantikan

sebagian ion silika dalam lokasi tetrahedral, dimana rasio (Si + Al)/O adalah 1

: 2. Rasio tersebut disebabkan seluruh empat anion oksigen (O -2) dibagi

dengan tetrahedra silika di dekatnya, sehingga setiap silika tetrahedra

memiliki setengah dari setiap anion oksigen, menjadikan rasio Si/O 1 : 4 x 0.5

= 1 : 2.

Mineral tektosilikat merupakan kelompok mineral pembentuk batuan palingpenting, membentuk hampir 75% mineral di kerak bumi. Mereka dijumpai di

Batuan Beku, Batuan Sedimen maupun dalam Batuan Metamorf. Dua

kelompok utama mineral tektosilikat adalah kelompok silika SiO2 dan

kelompok silikat aluminium Feldspar. Kelompok feldspar merupakan mineral

paling melimpah di kerak bumi.


3/17

Kelompok tektosilikat penting lainnya mencakup :

1) Kelompok feldspatoid yang miskin silika namun kaya aluminium

2) Kelompok zeolit yang kaya aluminium terhidrasi

Struktur kerangka tiga dimensi tektolisikat :

Kuarsa

Feldspar potasium (kation potasium disimbolka oleh bola)


4/17

Tektosilikat : Kelompok Silika

Contoh klasik tektosilikat adalah polimorf silika, dengan rumus kimia

SiO2.

Rumus kimia tersebut menunjukkan bahwa dalam keadaan ideal

silika hanya terdiri dari para tetrahedra silika yang saling

berhubungan melalui penggunaan bersama anion oksigen membentuk

struktur kerangka tiga-dimensi.

Polimorf silika mencakup koesit dan stisovit (polimorf tekanan

tinggi), tridimit dan kristobalit (polimorf tekanan rendah-temperatur

tinggi), dan kuarsa alfa (-quartz) serta kuarsa beta (-quartz).

Koesit adalah polimorf silika yang stabil pada tekanan di atas 20 kbar

(2 Gpa) atau setara dengan kondisi litostatik di kedalaman lebih dari

60 km.

Stisovit adalah polimorf silika tekanan sangat tinggi yang stabil pada

tekanan > 75 kbar (7.5 GPa) atau setara tekanan litostatik di

kedalaman lebih dari 250 km.


5/17

Kedua polimorf silika tekanan tinggi tersebut, koesit dan stivovit,

seringkali berasosiasi dengan tumbukan meteor dan ledakan bom

termonuklir. Secara khusus, stisovit merupakan penyusun pentingmantel bawah.

Tridimit dan kristobalit merupakan polimorf silika yang stabil pada

temperatur tinggi dan tekanan rendah. Keduanya sering dijumpai

pada batuan vulkanik kaya silika.

Diagram kestabilan fasa berikut menunjukkan kuarsa merupakan

polimorf paling stabil pada kondisi temperatur dan tekanan yang

lazim dijumpai pada kerak bumi. Hal ini menjelaskan mengapa

kuarsa merupakan mineral pembentuk batuan yang dijumpai di

semua jenis batuan penyusun kerak.

Kelompok silika :

Kuarsa merupakan mineral ekonomis yang penting, banyak dipergunakan

dalam industri gelas dan serat optik serta sebagai sumber silika untuk

pembuata mikroprosesor komputer.


6/17

Kuarsa mudah dikenali dari sifat-sifat : kekerasan H = 7, kilap vitreous

berminyak, tidak memiliki belahan, pecahan konkoidal, dan kristal prismatik

heksagonal.

Kuarsa adalah contoh klasik untuk mineral alokromatik. Karena kuarsa

bersifat tidak berwarna dan transparan dalam bentuk idealnya, sedikit

pengotor atau kerusakan struktur menyebabkan munculnya warna baru bagi

kuarsa tersebut.

Karena kuarsa sangat melimpah, setiap varian warnanya diberikan nama

mineral tersendiri.

Sifat fisik dan lingkungan pembentukan mineral-mineral silika :

Kuarsa juga dibedakan menjadi varian makrokristalin (individu kristal terlihat

mata telanjang) dan varian mikrokristalin atau kriptokristalin (kumpulan

kristal yang hanya tampak dengan alat).

Warna merupakan unsur identifikasi utama dalam varian makrokristalin.

Mineral kuarsa dalam kelompok ini antara lain : Kuarsa Kristal, Ametis,

Citrin, Prasiolit, Kuarsa Mawar, Kuarsa Rutil, Kuarsa Susu, dan Kuarsa Asap.


7/17

Unsur identifikasi utama dalam varian mikrokristalin adalah struktur kristal.

Contoh mineral kuarsa dalam kelompok ini antara lain : Kalsedon, Agat,

Oniks, Jasper, Aventurin, Mata Macan, dan Karnelian.

Warna dan tempat terbentuknya varian utama kuarsa makroskopis


8/17

Kelompok rijang (chert) tersusun oleh kumpulan kuarsa mikrokristalin

yang berukuran relatif sama. Karena sifatnya sebagai kumpulan kristal,

rijang sering dianggap sebagai batuan.

Rijang merupakan batuan sedimen biokimia, tersusun atas akumulasi kulit

organisme mikroskopis laut dalam seperti diatom dan radiolaria.

Yang termasuk dalam kelompok rijang adalah rijang (putih-abu-abu

terang), flin (abu-abu-gelap-hitam), jasper (merah-kuning) dan pras

(hijau).

Kelompok rijang memiliki kekerasan H = 7, tanpa ada struktur kristal

yang tampak, permukaannya halus, kilap kusam, dan pecahan konkoidal

sempurna.


9/17

Kelompok kalsedon dicirikan oleh kumpulan kristal silika mikroskopis

bertumpuk atau tersebar dan sering pula mengandung air.

Sifat-sifat kalsedon menyerupai rijang, namun kalsedon lebih

transparan dan memiliki kilap lilin.

Varian utama kelompok kalsedon adalah kalsedon (abu-abu),

karnelian (merah), sard (kuning-coklat) dan krisopras (hijau). Varian

yang berbentuk seperti pita disebut sebagai agat (pita-pita konsentris)

dan oniks (pita-pita non-konsentriis).


10/17

Opal (SiO2 nH2O) adalah silika terhidrasi berbentuk amorf.

Pengamatan dengan mikroskop elektron menunjukkan mineral ini


11/17

tersusun atas butiran bola sangat halus (1500 8000 angstroms)

yang tersusun sangat teratur.

Pola keteraturan butiran bola halus tersebut menyebabkan cahaya

terbiaskan bila melewatinya, menghasilkan karakter optik opalesen

bagi batu mulia opal.

Opal memiliki sifat-sifat seperti rijang dan kalsedon, termasuk

permukaan yang halus, kilap lilin, dan pecahan konkoidal. Namun

kandungan airnya yang lebih tinggi serta struktur interalnya yang

unik membuat opal sedikit lebih lunak.

2. Inosilikat adalah istilah resmi untuk mineral silikat dengan struktur tetrahedra

yang dihubungkan melalui penggunaan ion oksigen bersama dalam bentuk

rantai. Karena struktur rantai terbentuk dari satu sisi suatu kristal ke satu sisi

kristal lainnya, maka rantai tersebut digolongkan sebagai struktur satu

dimensi. Umumnya terdapat dua jenis rantai inosilikat, yaitu struktur rantai

tunggal dan struktur rantai ganda.

Inosilikat Rantai Tunggal : Piroksen


12/17

Dalam inosilikat rantai tunggal, setiap tetrahedra dihubungkan melalui ion

oksigen yang dipergunakan bersama, sehingga rasio Si/O adalah 1 : 3 atau

(Si2O6). Kelompok piroksen yang merupakan kelompok mineral inosilikat

rantai tunggal paling melimpah, dengan rumus umum XY (Si2O6), yang

menunjukkan :

Lokasi tetrahedra silika (Si2O6)

Lokasi X menunjukkan transisi strutur oktahedral kubus untuk

kation besar (Ca+2 dan Na+1) dan kation kecil (Fe+2, Mg+2 dan Mn+2)

Lokasi Y menunjukkan struktur oktahedral normal untuk kation kecil

Fe+3, Al+3, Ti+4, Fe+2, Mg+2 dan Mn+2

Struktur Inosilikat rantai tunggal dalam piroksen

Inosilikat Rantai tunggal : Piroksinoid

Dalam kelompok piroksinoid, kation terdistribusi dalam jarak yang lebih

jauh diantara para tetrahedra silika bila dibandingkan dengan kelompok

piroksen. Misalkan, dalam wolastonit (Ca3Si3O9) jarak perulangan kation

Ca+2

adalah setiap tetrahedra ketiga, sedangkan dalam rodonit (Mn5Si5O15)

perulangan kation Mn+2

terjadi di setiap tetrahedra kelima, sebagaimana

tampak dari rumus kimia kedua mineral tersebut.


13/17

Inosilikat Rantai Ganda : Amfibol

Dalam inosilikat rantai ganda, dua rantai tunggal tersambungkan melalui

tambahan ion oksigen bersama untuk membentuk rantai ganda, dengan

rasio Si/O 4 : 11, menghasilkan rumus dasar Si8O22. Dalam kelompok

amfibol, mineral inosilikat rantai ganda paling melimpah di alam, struktur

dasarnya tersusun atas delapan tetrahedra silika, terbagi menjadi empat

tetrahedra pada masing-masing sisinya. Tetapi banyak atom oksigen

dalam rantai ganda yang tidak terhubungkan dengan tetrahedra silika,

sehingga banyak muatan (-1) milik oksigen yang harus diikatkan dengan

kation lain dalam bentuk polihedra. Hal ini tercermin dari rumus kimia

kelompok amfibol, yaitu X2Y5(Si8O22)(OH)2, yang menunjukkan

Struktur inosilikat rantai ganda dalam amfibol :


14/17

Inosilikat Rantai Ganda : Amfibol

1) Struktur tetrahedra (Si8O22) menunjukkan struktur rantai ganda

2) Lokasi X menunjukkan lokasi polihedra untuk kation besar Fe+2,

Mg+2, Mn+2, dan Al+3

3) Lokasi Y adalah oktahedral bersisi-enam untuk kation lebih kecil

Fe+2, Mg+2, Mn+2 dan Al+3

4) Kehadiran (OH)2 menunjukkan anion hidroksil (OH-1), sebagai

tambahan kepada anion oksigen (O-2). Hal ini juga menunjukkan

bahwa kelompok amfibol adalah silikat hidrous.

3. Nesosilikat atau ortosilikat adalah mineral silikat yang dicirikan oleh

tetrahedra silika tunggal yang tidak saling membagi ion oksigen dengan

tetrahedra silika lainnya. Perbandingan ion silika (Si+4

) terhadap ion oksigen

(O-2

) dalam bangun tetrahedra adalah 1 : 4. Perbandingan ini mencerminkan

rumus mineral nesosilikat, yang selalu tersusun oleh komponen (SiO4)-4

sebagai tetrahedra tunggal. Contoh mineral nesosilikat paling banyak dijumpai


15/17

adalah kelompok olivine, yang merupakan mineral paling melimpah di mantel

atas, dengan rumus (Mg,Fe)2SiO4. Pada rumus olivine, terdapat enam bangun

tetrahedral yang mengandung kation magnesium (Mg+2

) dan/atau iron (Fe+2

),

yang menetralkan muatan komponen tetrahedra silika.

Struktur dasar nesosilikat dalam bangun polihedra, penghubung setiap unit

tetrahedra adalah kation sebagai koordinator enam ion oksigen lainnya di

pusat oktahedral.

Olivine terdiri dari dua mineral utama yang terbentuk dalam pertukaran

padat antara besi dan magnesium. Forsterit adalah olivine kaya-

magnesium, sedangkan fayalit adalah olivin kaya-besi. Kelompok mineral

nesosilikat terpenting kedua adalah kelompok garnet, yang melimpah

dalam batuan metamorf. Rumus kimia umum kelompok garnet adalah

A3B2(SiO4)3.

A menunjukkan kation +2 yang berkoordinasi dengan ion

oksigen, mencakup Fe+2, Ca+2, Mg+2 dan Mn+2

B menunjukkan lokasi oktahedral kation +3 yang berperan

sebagai koordinator enam ion oksigen, mencakup Al+3, Fe+3, atau

Cr+3.

Sehingga rumus umum garnet dapat ditulis menjadi :

(Fe,Ca,Mg,Mn)3(Al,Fe,Cr)2(SiO4)3


16/17

Komposisi dan keterpadatan varian utama garnet :


17/17

Kelompok ketiga terpenting dalam nesosilikat adalah kelompok silikat

aluminium, dengan rumus (AlAlOSiO4). Kelompok ini terdiri atas 3 polimorf

yang banyak dijumpai pada batuan metamorfik asal batu lempung, yaitu

andalusit (terbentuk pada tekanan rendah), kyanit (terbentuk pada tekanan

tinggi), dan silimanit (terbentuk pada tekanan sangat tinggi). Mineral-mineral

nesosilikat lainnya adalah kloritoid, topas, titanit, dan zirkon.

mineral optik (mineral silikat berdasarkan struktur)

Documents