Mineral pada batuan

Atas dasar cara terbentuknya, batuan dapat dibedakan menjadi 3 kelompok,
yaitu :

1. Batuan Beku

sebagai hasil proses pembekuan atau kristalisasi magma

2. Batuan Sedimen

sebagai hasil proses sedimentasi

3. Batuan Metamorf

sebagai hasil proses metamorfisme

2.1 Jenis-jenis Batuan

2.1.1 Batuan beku

A. Proses pembentukan

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk langsung dari pembekuan ataukristalisasi magma. Proses ini merupakan proses perubahan fase dari fasecair (lelehan, melt) menjadi fase padat, yang akan menghasilkan kristalkristalmineral primer atau gelas. Proses pembekuan magma (temperatur dantekanan) akan sangat berpengaruh terhadap tekstur dan struktur primer batuan, sedangkan komposisi batuan sangat dipengaruhi oleh sifat magma asal.

Karakteristik tekstur dan struktur pada batuan beku sangat dipengaruhi oleh waktu dan energi kristalisasi. Apabila terdapat cukup energi dan waktu pembentukan kristal maka akan terbentuk kristal berukuran besar, sedangkan bila energi pembentukan rendah akan terbentuk kristal yang berukuran halus. Bila pendinginan berlangsung sangat cepat, maka kristal tidak sempat terbentuk dan cairan magma akan membeku menjadi gelas. Proses ini sangat identik dengan pembuatan gula pasir, di mana untuk membuat gula yang berukuran kasar diperlukan waktu pendinginan relatif lebih lama dibandingkan gula yang berukuran halus.

Berdasarkan kecepatan pendinginan ini, maka batuan beku dapat dibagi menjadi 3 macam, yaitu batuan beku plutonik, hipabisal dan batuan beku volkanik yang berturut-turut mempunyai ukuran kristal dari yang paling kasar ke halus.

Gambar 2.1. Seri reaksi Bowen

Urutan mineral yang terbentuk dari kristalisasi magma seiring dengan penurunan suhu dapat dilihat pada Bowen's reaction series (lihat gambar 1). Pada seri reaksi Bowen terdapat 2 kelompok, yaitu:

1. seri terputus (discontinuous series), dimana mineral yang terbentuk mempunyai struktur kristal dan komposisi yang berbeda-beda

2. seri berkesinambungan (continuous series), dimana mineral yang terbentuk mempunyai struktur kristal yang sama, namun komposisi kimia penyusunnya yang berbeda.
Akhirnya pada cairan magma akan tersisa silika, potasium dan sodium yang akan kemudian akan membentuk mineral-mineral K-feldspar, muskovit dan kuarsa. Batuan beku berdasarkan atas genesa dapat dibedakan menjadi batuan beku intrusif, yang terbentuk di bawah permukaan bumi, dan batuan beku ekstrusif, yang membeku di atas permukaan bumi. Batuan beku ekstrusif masih dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu batuan aliran (efusif) dan ledakan (eksplosif).

B. Karakteristik

Sifat fisik

Pengamatan fisik yang perlu diamati adalah warnanya saja. Warna dapat mencerminkan proporsi kehadiran mineral terang (felsik) terhadap mineral berwarna gelap (mafik). Dari pengamatan warna ini, dapat memberikan penafsiran kepada tipe batuan asam, menengah, basa dan ultrabasa. Batuan beku asam memiliki warna relatif lebih terang dibandingkan dengan batuan beku menengah atau basa.

Tekstur

Pengamatan tekstur meliputi, tingkat kristalisasi, keseragaman kristal dan ukuran kristal yang masing-masing dapat dibedakan

Menjadi beberapa macam.

1. Tingkatkristalisasi

· Holokristalin,seluruhnya terdiri atas kristalin

· Holohyalin,seluruhnya terdiri atas gelas

· Hypohyalin, sebagian kristal dan sebagian gelas.

2. Keseragaman Kristal

· Equigranular

mempunyai ukuran kristal yang relatif seragam. Sering dipisahkan menjadi idiomorfik granular (kristal berbentuk euhedral), hypidiomorfik granular (kristal berbentuk subhedral) dan allotriomorfik granular (kristal berbentuk anhedral).

· Inequigranular (porfiritik)

mempunyai ukuran kristal yang tidak seragam. Kristal yang relatif lebih besar disebut sebagai fenokris (Kristal sulung), yang terbentuk lebih awal. Sedangkan Kristal yang lebih halus disebut sebagai massa dasar.

· Afanitik

jika batuan kristalin mempunyai ukuran kristal yang sangat halus dan jenis mineralnya tidak dapat dibedakan dengan kaca pembesar.

3. Ukuran kristal

· <>

· 1 . 5 mm adalah sedang

· > 5 mm adalah kasar

Komposisi

Mineral pada batuan beku dapat dikelompokkan menjadi mineral utama dan mineral asesori. Mineral utama merupakan mineral yang dipakai untuk menentukan nama batuan berdasarkan komposisi mineralogi, karena kehadirannya pada batuan melimpah. Contoh: ortoklas, plagioklas, kuarsa, piroksen dan olivin. Mineral asesori adalah mineral yang keberadaannya pada batuan tidak melimpah, namun sangat penting dalam penamaan batuan, misalnya biotit atau hornblende pada granit biotit atau granit hornblende.

Mineral yang sangat halus, misalnya pada batuan yang bertekstur afanitik, cukup disebutkan kelompok mineralnya saja, misalnya mineral felsik, intermediate atau mineral mafik. Contoh: Riolit tersusun oleh mineral felsik.

Struktur

Struktur pada batuan beku adalah kenampakan hubungan antara bagianbagian batuan yang berbeda. Struktur ini sangat penting di dalam menduga karakteristik keteknikan, misalnya pada batuan beku yang berstruktur kekar tiang (columnar joint) akan mempunyai karakteristik keteknikan yang berbeda dengan batuan beku yang berstruktur kekar lembaran (sheeting joint). Kedua struktur ini hanya dapat diamati di lapangan.

Macam-macam struktur yang sering dijumpai pada batuan beku adalah :

· Masif

bila batuan pejal tanpa retakan aau lubang gas

· Teretakkan

bila batuan mempunyai retakan (kekar tiang atau kekar lembaran)

· Vesikuler

bila terdapat lubang gas. Skoriaan, jika lubang gas tidak saling berhubungan

· Pumisan

jika lubang gas saling berhubungan

· Aliran

bila ada kenampakan aliran pada orientasi lubang gas.

· Amigdaloidal

bila lubang gas terisi oleh mineral sekunder.
klasifikasi batuan beku

Gambar 2.2 klasifikasi batuan beku menurut Thorpe and Brown (1985)

2.1.2 Batuan sedimen

A. Proses pembentukan

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk karena proses sedimentasi, yang meliputi pelapukan, erosi, transportasi dan deposisi (pengendapan). Proses pelapukan yang terjadi dapat berupa pelapukan fisik maupun pelapukan kimia. Proses erosi dan transportasi terutama dilakukan oleh media air dan angin. Proses pengendapan terjadi jika energi transport sudah tidak mampu mengangkut detritus tersebut. Material yang lepas ini akan diubah menjadi batuan dengan proses diagenesis dan litifikasi, yang termasuk di dalamnya kompaksi dan sementasi.
Secara umum batuan sedimen dapat dibedakan menjadi dua golongan besar berdasarkan cara pengendapannya, yaitu batuan sedimen klastik dan nonklastik.

· Batuan sedimen klastik tersusun atas butiran-butiran (klastika) yang terbentuk karena proses pelapukan secara mekanis dan banyak dijumpai mineral-mineral alogenik. Mineral-mineral alogenik adalah mineral yang tidak terbentuk pada lingkungan sedimentasi atau pada saat sedimentasi terjadi. Mineral ini berasal dari batuan asal yang telah mengalami transportasi dan kemudian terendapkan pada lingkungan sedimentasi. Pada umumnya berupa mineral yang mempunyai resistensi tinggi, seperti kuarsa, plagioklas, hornblende, garnet dan biotit.

· Batuan sedimen non-klastik, terbentuk karena proses pengendapan secara kimiawi dari larutan maupun hasil aktivitas organik dan umumnya tersusun oleh mineral-mineral autigenik. Mineral-mineral autigenik adalah mineral yang terbentuk pada lingkungan sedimentasi, seperti gipsum, anhidrit, kalsit dan halit.

B. Karakteristik

Sifat fisik

Pengamatan fisik meliputi pengamatan warna dan derajat kompaksi. Warna batuan sedimen dapat mencerminkan komposisi dominan atau jenis semen penyusunnya, misalnya batuan sedimen yang berukuran pasir berwarna kuning atau kemerahan dapat diduga bahwa batuan tersebut disemen oleh material yang tersusun oleh oksida besi.

Tekstur

Tekstur batuan sedimen adalah segala kenampakan yang berhubungan dengan butiran penyusunnya, seperti ukuran butir, bentuk butir, hubungan antar butir (kemas). Secara umum tekstur batuan sedimen dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu klastik dan non-klastik

Pada tekstur klastik, yang diamati meliputi:

· Ukuran butir yang dapat dipisahkan berdasarkan skala Wentworth, seperti bongkah (> 256 mm), berangkal (64 . 256 mm), kerakal (4 . 64 mm), kerikil (2 . 4 mm), pasir (0,063 . 2 mm), lanau (0,004 . 0,063 mm) dan lempung (<>

· Sortasi (pemilahan) dapat berupa sortasi baik, jika besar butiran penyusunnya relatif sama dan sortasi buruk, jika besar butiran penyusunnya tidak sama.

· Bentuk butir dibedakan atas bentuk menyudut (angular) dan membundar (rounded) serta menyudut/membulat tanggung (subangularatausubrounded).

· Kemas dibedakan menjadi 2 macam, yaitu kemas terbuka (matrix supported), jika butiran yang berukuran besar (fragmen) tidak saling bersentuhan atau mengambang dalam matrik. Kemas tertutup (class supported) jika butiran penyusunnya saling bersentuhan satu sama lain. Pada batuan sedimen yang berukuran > 2 mm, masih dapat dideskripsi lebih detail mengenai fragmen (butiran yang lebih besar dari ukuran pasir), matrik (butiran yang berukuran lebih kecil dari fragmen dan diendapkan bersamasama fragmen), dan semen (material halus yang menjadi pengikat antara matrik dan fragmen. Semen dapat berupa silika, karbonat, sulfat, atau oksida besi. Pada batuan yang bertekstur non-klastik umumnya memperlihatkan kenampakan mozaik dari kristal penyusunnya. Kristal penyusun biasanya terdiri dari satu macam mineral (monomineralik), seperti gipsum, kalsit, dan anhidrit.

Macam-macam tekstur non-klastik adalah :

· Amorf

berukuran lempung/koloid

· Oolitik

kristal berbentuk bulat yang berkumpul, ukurannya 0,25 . 2 mm

· Pisolitik : sama seperti oolitik, ukuran butir kristalnya > 2 mm

Struktur

Struktur pada batuan sedimen sangat penting baik untuk geologi maupun geologi teknik. Pada analisis geologi struktur ini dapat digunakan untuk menganalisis kondisi tektonik dari daerah dimana batuan sedimen tersebut dijumpai. Di samping itu pada bidang batas struktur sedimen secara keteknikan merupakan bidang lemah. Macam struktur sedimen yang dapat dijumpai, misalnya:

· Perlapisan atau laminasi sejajar, bentuk lapisan yang pada awalnya terbentuk secara horizontal. Posisi lapisan ini dapat berubah jika terkena proses tektonik, misalnya perlapisan miring atau terkena patahan.

· Perlapisan silang-siur, perlapisan batuan saling potong-memotong pada skala kecil, biasanya melengkung.

· Perlapisan bergradasi (graded bedding), yang dicirikan oleh perubahan ukuran butiran pada satu bidang perlapisan. Masif, apabila tidak dijumpai lapisan atau laminasi.

Komposisi

Pengamatan komposisi pada batuan sedimen lebih kompleks daripada pada batuan beku, karena batuan sedimen dapat tersusun oleh fragmen batuan maupun mineral. Namun pada pengamatan komposisi yang ditekankan cukup pada pengamatan komposisi fragmen dan semen. Fragmen dapat berupa butiran mineral yang berukuran lebih dari 2 mm maupun batuan lain (beku, sedimen, dan metamorf). Semen biasanya tersusun oleh mineral-mineral berukuran halus, seperti lempung, gipsum, karbonat, oksida besi dan/atau silika.

Jenis semen ini akan berpengaruh terhadap karakteristik keteknikan dari batuan sedimen. Batuan yang tersemen silika akan mempunyai karakteristik keteknikan yang lebih baik daripada batuan yang tersemen karbonat. Jenis semen ini bisa diperkirakan dengan menggunakan alat bantu, misalnya HCl untuk menentukan
hadirnya material karbonat. Semen gipsum biasanya mempunyai warna hamper sama dengan karbonat, hanya tidak bereaksi dengan HCl. Semen oksida besi biasanya berwarna kuning atau merah. Sedangkan semen silika biasanya sangan keras.
klasifikasi batuan sedimen :

Skala Ukuran Butir (Wentworth)

SKALA WENTWORTH
Ukuran Butir	Nama
>256 64 – 256 4 – 64 2 - 4 1/16 – 2 1/256 – 1/16 1/256 <	Boulder Cobble Pebble Granule Sand Silt Clay

Tabel 2.1 Klasifikasi Batuan Metamorf menurut Weinworth

KLASIFIKASI BATUAN SEDIMEN KLASTIK
Tekstur	Ukuran Butir	Komposisi	Nama Batuan
Klastik	Gravel > 2 mm	Fragmen batuan membundar	Konglomerat
		Fragmen batuan menyudut	Breksi
	1/16 - 2 mm	Mineral kuarsa dominan	Batupasir Kuarsa
		Kuarsa dan felspar	Batupasir Arkose
		Kuarsa, felspar, lempung dan fragmen batuan	Batupasir Graywacke
	<>	Laminasi	Serpih
		masif	Lempung

Tabel 2.2 Klasifikasi Batuan Sedimen Klastik

2.1.3 Batuan metamorf

A. Proses pembentukan

Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk oleh proses metamorfosa pada batuan yang telah ada sebelumnya sehingga mengalami perubahan komposisi mineral, struktur, dan tekstur tanpa mengubah komposisi kimia dan tanpa melalui fase cair. Proses ini merupakan proses isokimia (tidak terjadi penambahan unsur-unsur kimia pada batuan), yang disebabkan oleh perubahan suhu, tekanan dan fluida, atau variasi dari ketiga faktor tersebut.

Secara umum terdapat tiga macam tipe metamorfosa, yaitu :

· Metamorfosa termal, yang disebabkan oleh adanya kenaikan suhu akibat terobosan magma atau lava. Proses yang terjadi adalah rekristalisasi dan reaksi antara mineral dan larutan magmatik serta penggantian dan penambahan mineral.

· Metamorfosa regional, terjadi pada daerah yang luas akibat pembentukan pegunungan. Perubahan terutama disebabkan dominan oleh tekanan.

· Metamorfosa dinamik, yang terjadi pada daerah yang mengalami dislokasi atau deformasi intensif akibat patahan. Proses yang terjadi adalah perubahan mekanis pada batuan, tidak terjadi rekristalisasi kecuali pada tingkat lonitik Mineral yang umum dijumpai pada batuan metamorf adalah kuarsa, garnet, kalsit, feldspar, mika, dan amfibol.

B. Karakteristik

Sifat fisik

Pengamatan fisik pada batuan metamorf meliputi pengamatan warna batuan. Warna batuan dapat mencerminkan ukuran butiran. Warna yang gelap cenderung mempunyai ukuran butiran yang halus yang tersusun oleh mineralmineral mika yang berukuran halus. Warna yang terang biasanya tersusun oleh kuarsa atau karbonat.

Tekstur

Pengamatan tekstur pada batuan metamorf relatif hampir sama dengan pada batuan beku, karena sama-sama terdiri atas kristal. Macam-macam pengamatan tekstur pada batuan metamorf adalah sebagai berikut:

Tektstur berdasarkan bentuk individu kristal

· idioblast (jika mineral penyusunnya dominan berbentuk euhedral)

· hypidioblast (jika mineral penyusunnya berbentuk anhedra).

Berdasarkan bentuk mineral, tekstur batuan metamorf dapat dibagi menjadi

· lepidoblastik (terdiri dari mineral berbentuk tabular seperti mika)

· nematoblastik (terdiri dari mineral berbentuk prismatik, seperti hornblende/ amfibol)

· granoblastik (terdiri dari mineral yang berbentuk granular, anhedral dengan batas-batas suture)

· porfiroblastik (terdiri dari mineral-mineral yang berukuran tidak seragam, beberapa mineral ditemukan berukuran lebih besar daripada yang lain).

Struktur

Struktur pada batuan metamorf lebih penting daripada tekstur, karena merupakan dasar dari penamaan batuan metamorf. Struktur ini dapat dibagi mennjadi dua, yaitu struktur foliasi dan struktur non-foliasi.

· Struktur foliasi adalah struktur paralel yang disebabkan oleh adanya penjajaran mineral-mineral penyusunnya. Umumnya tersusun oleh mineral-mineral pipih dan/atau prismatik, seperti mika, horblende atau piroksen. Struktur foliasi dapat dibedakan menjadi slaty cleavage (adanya bidang-bidang belah yang sangat rapat, teratur dan sejajar; batuannya disebut slate/batusabak), phyllitic (hampir sama dengan slaty cleavage, tetapi tingkatannya lebih tinggi daripada batu sabak, sudah terlihat adanya pemisahan mineral pipih dan dan mineral granular; batuannya disebut filit), schistosic (adanya penjajaran mineral-mineral pipih yang menerus dan tidak terputus oleh mineral granular; batuannya disebut sekis), dan gneissic (adanya penjajaran mineral-mineral granular yang berselingan dengan mineral-mineral prismatik, mineral pipih memiliki orientasi tidak menerus; batuannya disebut gneis)

· Struktur non-foliasi dicirikan oleh tidak adanya penjajaran mineral pipih atau prismatik. Struktur ini terdiri atas hornfelsic (dibentuk oleh metamorfosa termal, dimana butiran mineralnya berukuran relatif seragam;batuannya disebut hornfels [tersusun oleh polimineralik], kuarsit [tersusun dominan oleh kuarsa], dan marmer [tersusun oleh kalsit]), cataclastic (terbentuk karena metamorfosa kataklastik, misalnya akibat patahan; nama batuannya adalah kataklasit), mylonitic (mirip dengan kataklastik,
tetapi mineral penyusunnya berukuran halus dan dapat dibelah seperti skis; nama batuannya disebut milonit), dan pyllonitic (struktur ini mirip dengan milonitik, tetapi sudah mengalami rekristalisasi sehingga menunjukkan kilap sutera; nama batuannya disebut gllonit).

Komposisi

Komposisi mineral pada batuan metamorf hampir sama dengan pada batuan beku atau sedimen non-klastik. Perbedaannya jenis mineralnya lebih kompleks karena merupakan hasil rekristalisasi dari mineral-mineral pada batuan asalnya. Komposisi mineral pada batuan metamorf berfoliasi biasanya polimineralik, sedangkan pada non-foliasi biasanya monomineralik, kecuali hornBAB fels.

Tekstur	Foliasi	Komposisi	Tipe	Batuan Asal	Nama Batuan
Foliasi	slaty	mika	regional	Mudstone	slate
	phylitic	kuarsa, mika, klorit	regional	Mudstone	phylite
	Schistose	kuarsa, mika	regional	Slate	schist
	Schistose	amphibol, plagioklas	regional	Basalt atau gabro	amphibolite
	gneiss banding	feldspar, mika, kuarsa	regional	Schist	gneiss
non foliasi		karbon	kontak atau regional	bituminous coal	anthracite coal
		kuarsa, fragmen batuan	kontak atau regional	Conglomerate	metaconglomerate
		kalsit	kontak atau regional	Limestone	marble
		kuarsa	kontak atau regional	Sandstone	quarzite
Tabel 2.3 Klasifikasi Batuan Metamorf Menurut W.T Huang (1962)

Batuan Piroklastik

Selain batuan metamorf, sedimen dan batuan beku terdapat satu lagi jenis batuan yang sangat unik yaitu batuan piroklastik, Kenapa disebut batuan yang unik ?. Hal ini dikarenakan secara genetis, kelompok batuan ini lebih dekat dengan batuan ekstrusif, tetapi secara deskriptif dan cara terjadinya memperlihatkan ciri (struktur dan tekstur) yang mirip dengan kelompok batuan sedimen klastik. Kelompok batuan ini di definisikan sebagai batuan yang dihasilkan (secara langsung) oleh aktifitas erupsi secara eksplosif dari gunung api. Karena mempunyai sifat yang unik, maka terminologi yang digunakan untuk pemerian batuan ini juga khusus.

Batuan piroklastik sangat berbeda teksturnya dengan batuan beku, apabila batuan beku adalah hasil pembekuan langsung dari magma atau lava, jadi dari fase cair ke fase padat dengan hasil akhir terdiri dari kumpulan kristal, gelas ataupun campuran dari kedua-duanya. Sedangkan batuan piroklastik terdiri dari himpunan material lepas-lepas (dan mungkin menyatu kembali) dari bahan-bahan yang dikeluarkan oleh aktifitas gunung api, yang berupa material padat berbagai ukuran (dari halus sampai sangat kasar, bahkan dapat mencapai ukuran bongkah). Oleh karena itu klasifikasinya didasarkan atas ukuran butir maupun jenis butirannya.

Pengamatan petrografi dari batuan piroklastik ini sangat terbatas, oleh karena itu sangat di anjurkan, untuk mempelajari dengan baik dari kelompok batuan piroklastik ini harus dilakukan pengamatan di lapangan, karena keterbatasan yang dimiliki bila hanya dilakukan pengamatan mikroskopi saja. Contoh dari batuan piroklastik yaitu : Tuff, Pumis, dan Obsidian.