TUGASMATA KULIAH GEOMEKANIK & AKL

Mineral Lempung

Anggi Pisko270110120092Geologi A

Tugas dikumpulkan pada 30 September 2015

JURUSAN TEKNIK GEOLOGIFAKULTAS TEKNIK GEOLOGIUNIVERSITAS PADJADJARAN2015PEMBAHASANLempung atau clay merupakan material yang terdiri dari mineral kaya alumina, silika dan air. Clay bukan mineral tunggal, tetapi sejumlah mineral. Ketika sebagian besar lempung basah, mereka menjadi "plastik" yang berarti mereka dapat dibentuk dan dibentuk menjadi bentuk. Ketika mereka terkena suhu yang sangat tinggi, air didorong keluar sehingga mineral menjadi sekeras batu. Mineral yang membentuk lempung sangat halus. Pembesaran sangat tinggi dapat melihat mineral lempung dapat berbentuk seperti serpih, serat dan bahkan tabung hampa. Lempung dapat juga mengandung bahan lain seperti oksida besi (karat), silika dan fragmen batuan. Kotoran ini dapat mengubah karakteristik dari lempung. Misalnya, oksida besi warna lempung merah. Kehadiran silika meningkatkan plastisitas lempung (yakni, membuatnya lebih mudah untuk cetakan dan bentuk ke bentuk).Di dunia ini banyak terdapat bentuk mineral lempung yang masing-masing berbeda dalam susunan, struktur dan perilakunya. Semua mineral lempung tersebut memiliki butiran yang sangat halus (biasanya lebih kecil dari 2u m), itulah sebabnya mengapa tanah dengan butiran yang sangat halus < 2u dinamakan lempung. Pada umumnya lempung terdiri dari sebagian besar dari mineral lempung, akan tetapi mineral lain, misalnya kuarsa juga terdapat dengan butiran yang sangat halus. Karena mineral lempung memiliki butiran yang sangat halus, maka mineral ini mempunyai permukaan yang cukup besar per satuan massa.Mineral lempung berukuran sangat kecil (kurang dari 2 mm) dan merupakan partikel yang aktif asecara elektrokimiawi dan hanya dapat dilihat secara mikroskop elektron. Walaupun berukuran kecil, mineral lempung telah dipelajari dengan cukup mendalam karena kepentingan ekonomisnya terutama dalam keramik, pengecoran logam, pemakaiannya dilapangan minyak dan dalam mekanika tanah. Mineral lempung menunjukkan karakteristik daya tarik-menarik dengan air menghasilkan plastisitas yang tidak ditunjukkan oleh material lain walaupun mungkin material itu berukuran lempung. atau lebih kecil. Sebagai contoh, kuarsa tanah yang halus tidak menunjukkan plastisitas apabila dibasahi. Perlu dicatat bahwa setiap deposit lempung berbutir-halus mengandung sekaligus mineral lempung dan berbagai ukuran partikel dari material-material lainya yang dianggap sebagai pengisi (filler).Pertukaran ion merupakan hal yang relatif sederhana dalam struktur lempung. Dengan demikian pertukaran ion tersebut adalah aktif-kimiawi. Ini misalnya akan merupakan sebuah persoalan dalam air yang terkena pencemaran (banyak sekali ion di dalam larutan). Dalam keadaan tertentu, dapat terjadi pertumbuhan mineral lempung yang berlangsung dengan cepat (pembentukan lumpur dalam reservoar penjernih air, penyumbatan pipa-pipa drainase).Batulempung menurut Pettijohn (1975) adalah batuan yang pada umumnya bersifat plastis, berkomposisi hidrous alumunium silikat (2H2OAL2O3. 2SiO2) atau mineral lempung yang mempunyai ukuran butir halus (batulempung adalah batuan sedimen yang mempunyai ukuran butir kurang dari 0,002 atau 1/256 mm).Ingram (1953), (vide Pettijohn, 1975) mendefinisikan batulempung sebagai batuan yang berstrutur masif yang komposisinya lebih banyak dari lanau. Sedangkan menurut William dkk., 1954, batulempung adalah batuan sedimen klastik yang mempunyai ukuran butir lempung, termasuk di dalamnya butiran yang mempunyai diameter kurang dari 1 atau 2 mikron dan secara dominan disusun oleh silika.Karena ukuran butirnya yang sangat halus maka sulit untuk mendeskripsi batulempung secara megaskopis maupun mikroskopis, sehingga analisis kimia merupakan informasi yang penting untuk mengetahui komposisi batulempng. Komposisi dominan pada batulempung adalah silika (Pettijohn,1975), yang merupakan bagian kelompok mineral lempung, yang pada umumnya berasal dari feldspar. Unsur besi pada batu lempung hadir sebagai oksida, berupa pirit atau markasit dan siderit. Jumlah oksida besi pada batu lempung biasanya tercermin pada warna dari batuan tersebut. Selain mineral mineral tersebut di atas karbonat juga sering dijumpai pada batulempung. Mineral karbonat pada batulempung dapat berupa bahan-bahan organik, anorganik atau kombinasi dari keduanya (Ehlers dan Blatt, 1980),antara lain:

1. Residual ClayMerupakan hasil pelapukan yang masih insitu atau belum mengalami transportasi. Ciri-ciri fisik dari batuan ini tergantung pada iklim, pengairan dan batu induknya. Batulempung jenis ini dijumpai disekitar batu induknya dan pada umumnya mempunyai mutu yang lebih baik dibandingkan dengantransported clays(Sukandarrumidi, 1999).2. Transported ClaysBatulempung yang sudah tertransportasi dapat berasal dari tiga sumber yaitu:1. Produk dari abrasi2. Produk dari pelapukan yang tertransportasi3. Pencampuran unsur kimia dan bio kimiaBatulempung ini selama proses pengendapan atau pengangkutan sangat mungkin dikotori oleh mineral yang berukuran halus antara lain kuarsa, oksida besi dan bahan organisme (Sukandarrumidi, 1999).Karena ukurannya yang halus batulempung pada umumnya terbentuk pada daerah yang mempunyai arus lemah. Batulempung ini terbentuk pada lingkungan darat maupun laut, contoh di daerah dataran banjir, delta, danau, lagun dan laut (Ehlers dan Blatt, 1980). Batulempung yang terbentuk pada daerah yang berbeda mempunyai kenampakan fisik yang berbeda pula (Dixon, 1992). Batulempung yang terbentuk di laut pada umumnya mempunyai perlapisan yang tebal, mengandung fosil laut dalam, atau binatang yang hidup di laut dangkal yang kemudian tenggelam setelah matiJadi batu lempung dapat tersusun oleh agregat atau mineral seperti pirit yang berukuran lempung ( < 4m ), dan dapat juga sebagian komponen penyusun batu lempung ini berupa mineral lempung. Berarti mineral lempung ini adalah mineral yang berukuran lempung. Namun, mineral ini merupakan mineral silikat hidros yang sangat melimpah di permukaan bumi. Khususnya, terkonsentrasi pada kondisi geologi dimana interaksi air dan batuan cukup aktif. Struktur dan komposisi kimianya merupakan suatu respon terhadap destabilisasi mineral yang terbentuk pada kondisi temperatur-tekanan yang lebih tinggi. Lingkungan yang biasanya mineral ini dapat dijumpai meliputi: tanah, lapukan batuan, sistem geotermal, seri diagenesis terpendam, dll. Yang pasti, apapun asal-muasalnya, mineral yang melimpah di permukaan bumi ini selalu berukuran halus (Ca2+>Mg2+NH4+>K+ >H+ >Na+ Li+ Kation Li+ tidak dapat mendesak kation lain yang berada dikirinya (Kim. H. Tan, 1982).Molekul air merupakan molekul dipolar karena atom Hidrogen tidak tersusun simetris disekitar atom oksigen, melainkan membentuk sudut ikatan 105o akibatnya molekul-molekul air berperilaku seperti batang-batang kecil yang mempunyai muatan positif disatu sisi dan muatan negatif disisi lain.Interaksi antara molekul-molekul air dengan partikel lempung dapat melalui tiga proses. Pertama, kutub positif molekul dipolar air akan saling menarik dengan muatan negatif permukaan partikel lempung. Kedua, molekul air diikat oleh partikel lempung melalui ikatan Hidrogen (Hidrogen air ditarik oksigen atau hidroksil lain yang ada pada permukaan partikel lempung). Proses ketiga, penarikan molekul air oleh muatan negatif permukaan lempung secara berantai melalui kation yang mengapung dalam larutan air. Faktor paling dominan adalah proses ikatan hidrogen.Menurut Mitchell (1976) molekul air dekat permukaan akan memiliki sifat kelistrikan dan termodinamika yang berbeda dengan molekul air bebas yang sangat jauh dari daerah ikatan. Jumlah molekul air yang berinteraksi dengan permukaan lempung akan sangat dipengaruhi oleh jenis mineral yang ada yaitu pada nilai luasan permukaan spesifiknya (specific surface). Luas permukaan lempung merupakan faktor utama yang mempengaruhi besarnya molekul air yang ditarik untuk membentuk lapisan Rangkap (Diffuse Double Layer). Fenomena ini mengidentifikasikan kemampuan mineral lempung menarik molekul air atau menunjukkan kapasitas perilaku plastis tanah lempung.Struktur montmorillonite mirip dengan struktur illite, tetapi ion pemisahnya berupa ion H2O, yang sangat mudah lepas, mineral ini dapat dikatakan sangat tidak stabil pada kondisi tergenang air, air dengan mudah masuk kedalam sela antar lapisan ini sehingga mineral mengembang, pada waktu mengering, air diantara lapisan juga mengering sehingga mineral menyusut. Karena sifat-sifat tersebut montmorillonite sangat sering menimbulkan masalah pada bangunan (Hardiyatmo,2002).

Tabel 1. Rata-rata Ukuran relatif, tebal dan spcific surface mineral lempung,(Yong dan Warkentin, 1975)

Perilaku tanah ekspansif sangat dipengaruhi oleh kadar air dan mineraloginya. Pada musim kemarau volume tanah ini akan susut banyak, sedangkan pada musim penghujan volume tanah akan mengembang.

1.3. Ganesa Mineral Lempung Ganesa mineral lempung secara umum dapat dibagi menjadi empat macam yaitu :a. Terjadi karena pengaruh pelapukanLempung terbentuk akibat proses pelapukan dari mineral mineral penyusun batuan yang dipengaruhi oleh iklim ,jenis batuan ,relief muka bumi ,tumbuh tumbuhan yang berada diatas batu tersebut.Faktor utama yang menyebabkan terbentuknya mineral lempung dalam proses ini adalah komposisi mineral batuan ,komposisi kimia dan daya larut air tanah.Pembentukan mineral lempung oleh pelapukan adalah akinat reaksi ion ion hydrogen yang terdapat dalam air tanah dengan mineral silikat. H+ umumnya berasal dari asam karbonat yang terbentuk sebagai akibat pembusukan ole bakteri terhadap zat organic dalam tanah

b. Terjadi karena pengaruh hidrotermalProses ini berlangsung akibat adanya proses injeksi larutan hidrotermal yang bersifat asam merembes melalui celah celah rakahan pada batuan yang dilaluinya sehingga mengakibatkan terjadinya reaksi antar larutan tersebut dengan batuan itu.Pada saat reaksi berlangsung ,komposisi larutan hidrotermal tersebut menjadi berubah .Unsur unsure alkali akan dibawa kearah luar ,sehingga selama proses ini berlangsung akan terjadi daerah atau zona yang berkembang dari asam ke basa dan pada umumnya berbentuk melingkar sepanjang rekahan dimana larutan itu menginjeksi .

c. Terjadi karena akibat devitrivikasi dari tufa gelas yang diendapkan di dalam air ( Lakustrin sampai neritik )Pada proses ini lempung dapat terbentuk dari mekanisme pengendapan debu vulkanik yang kaya akan gelas mengalami devitrifikasi (Perubahan gellas vulkanik menjadi mineral lempung ) setelah diendapkan pada lingkungan danau atau laut.

d. Terjadi karena proses pengendapan kimia dalam suasana basa (alkali) dan sangat silikan.Menurut Millot (1970) ,montmorilonit dapat terbentuk tidak saja dari tufa melainkan juga dari endapan sedimentasi dalam suasana basa (alkali) yang sangat silikan.Mineral mineral yang terbentuksecara sedimen yang tidak berasosiasi dengan tufa adalah attapulgit ,speolit dan montmorillonit.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Mineral Lempung. https://ptbudie.wordpress.com/2010/05/31/mineral-lempung/, diakses tanggal 28 September 2015.Zaki, Ahmad. 2011. Tanah Ekspansif dan Mineralnya. http://media4read.blogspot.co.id/2011/11/tanah-ekspansif-dan-mineralnya.html, diakses tanggal 28 September 2015.Chuasz, Muhamad. Genesa Batu Lempung. https://www.academia.edu/5196895/ganesa_batu_lempung