Batuan silikat

BATUAN SILIKAT DAN NON SILIKAT

Berdasarkan senyawa kimiawinya, mineral dapat dikelompokkan menjadi mineral Silikat dan mineral Non-silikat. Terdapat 8 (delapan) kelompok mineral Non-silikat, yaitu kelompok Oksida, Sulfida, Sulfat, Native elemen, Halid, Karbonat, Hidroksida, dan Phospat. Mineral sebagai pembentuk batuan dikelompokan menjadi empat: (1) Silikat, (2) Oksida, (3) Sulfida dan (4) Karbonat dan Sulfat. Mineral-mineral dominan sebagai pembentuk batuan penyusun kerak bumi disebut mineral pembentuk batuan (Rock Forming Minerals). Hampir 90 % dari mineral pembentuk batuan berasal dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Berdasarkan dari jumlahnya yang besar, jadi hampir 90 % dari berat kerak-Bumi komposisinya terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100 % dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2900 Km dari kerak Bumi). Setiap mineral silikat disusun oleh oksigen dan silicon,  Struktur dalam dari mineral berhubungan erat dengan sifat belahan dari mineralnya. Karena ikatan antara silikon dan oksigen sangat kaut, maka mineral-mineral silikat cenderung untuk membelah melalui struktur silikon-oksigen. Contohnya mika memiliki struktur lembarang yang cenderung membelah melalui bidang lembaran tipis.

Silikat merupakan bagian utama yang berperan membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan. Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan non-ferromagnesium.

1. Kuarsa: ( SiO2 )

2. Felspar Alkali: ( KAlSi3O8 )

3. Felspar Plagiklas: (Ca,Na)AlSi3O8)

4. Mika Muskovit: (K2Al4(Si6Al2O20)(OH,F)2

5. Mika Biotit: K2(Mg,Fe)6Si3O10(OH)2

6. Amfibol: (Na,Ca)2(Mg,Fe,Al)3(Si,Al)8O22(OH)

7. Pyroksen: (Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)Si2O6

8. Olivin: (Mg,Fe)2SiO4

Mineral ferromagnesium

Ciri yang dimiliki mineral ferromagnesium yaitu mempunyai karakter warna yang gelap, hitam dan memiliki berat jenis yang besar.

Olivine: dikenal karena warnanya yang "olive". Berat jenis berkisar antara 3.27 – 3.37 , tumbuh sebagai mineral yang mempunyai bidang belah yang kurang sempurna.

Augitit: karakter warnanya sangat gelap hijau hingga hitam. BD berkisar antara 3.2 – 3.4 dengan bidang belah yang berpotongan hampir tegak lurus. Bidang belah ini sangat penting untuk membedakannya dengan mineral hornblende.

Hornblende: cirri warnanya hijau hingga hitam; BD. 3.2 dan mempunyai bidang belah yang berpotongan dengan sudut kira-kira 56o dan 124o yang sangat membantu dalam cara mengenalnya.

Biotite: merupakan mineral "mika" yang memiliki bentuk pipih yang dengan mudah dapat dikelupas. Dalam keadaan tebal, warnanya hijau tua hingga coklat-hitam; BD 2.8 – 3.2.

3. Mineral non-ferromagnesium

Muskovit: yang biasa kita sebut mika putih karena karakter dari warnanya yang terang, kuning muda, coklat , hijau atau merah. BD. berkisar antara 2.8 – 3.1.

KELOMPOK	ANGGOTA	SENYAWA KIMIA
Oxides	Hematite Magnetite Corrundum Chromite Ilmenite	Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 FeCr2O4 FeTiO3
Sulfides	Galena Sphalerite Pyrite Chalcopyrite Bornite Cannabar	PbS ZnS FeS2 CuFeS2 Cu5FeS4 HgS
Sulfates	Gypsum Anhydrite Barite	CaSO4,2H2O CaSO4 BaSO4
Native Elements	Gold Cooper Diamond Sulfur Graphite Silver Platinum	Au Cu C S C Ag Pt
Halides	Halite Flourite Sylvite	NaCl CaF2 KCl
Carbonates	Calcite Dolomite Malachite Azurite	CaCO3 CaMg(CO3)2 Cu2(OH)2CO3 Cu3(OH)2(CO3)2
Hydroxides	Limonite Bauxite	FeO(OH).nH2O Al(OH)3.nH2O
Phosphates	Apatite Turquoise	Ca5(F,Cl,OH)PO4 CuAl6(PO4)4(OH)8

Felspar: Merupakan mineral pembentuk batuan yang dominasinya paling banyak . Jika dilihat dari namanya bisa mencerminkan bahwa mineral ini dijumpai hampir disetiap lapangan dan Jumlah yang ada didalam kerak Bumi hampir mencapai 54 %. Nama-nama yang diberikan kepada felspar adalah "plagioklas" dan "orthoklas". Plagioklas kemudian juga dapat dibagi dua, "albit" dan "anorthit". Orthoklas adalah yang mengandung Kalium, albit mengandung Natrium dan Anorthit mengandung Kalsium. Mempunyai karakter warna  khas yaitu putih abu-abu atau merah jambu. BD. 2.57.

Kuarsa: Kadang disebut "silika". Merupakan satu-satunya mineral pembentuk batuan yang terdiri dari persenyawaan silikon dan oksigen. Umumnya muncul dengan warna seperti asap. Terkadang juga dengan warna ungu atau merah-lembayung (violet). Nama kuarsa yang demikian disebut "amethyst", merah massip ataupun merah-muda, kuning hingga coklat. Warna yang bermacam-macam ini disebabkan karena adanya unsur-unsur lain yang tidak bersih.

Batuan silikat bisa dikelompokan menjadi dua kelompok berdasarkan dominasi mineral penyusunnya, yaitu batuan mafic dan felsic. Kelompok batuan mafic, batuan silikat lebih mudah untuk kita kenali berdasarkan dari warnanya yang kelam, hal ini disebabkan dominasi oleh mineral ferro-magnesian silikat yang mengandung banyak kation basa seperti Mg, Ca, serta unsur hara mikro Mn, Fe, Cu, dan Zn dengan sedikit K (< 1 % K₂O). Kelompok batuan felsic (yang umumnya berwarna cerah) didominasi oleh mineral kaya silika (kwarsa dan/feldspar) mengandung sedikit hingga cukup banyak unsur K (4 – 20 % K₂O, Priyono, 2004).

Sebagian besar mineral-mineral silikat proses terbentuk terjadi ketika cairan magma mulai mendingin. Pada proses pendinginan ini dapat terjadi dekat permukaan bumi atau bahkan jauh di bawah permukaan bukit dimana tekanan dan temperatur lingkungannya sangat tinggi. Lingkungan pengkristalan dan komposisi kimia dari magma sangat mempengaruhi macam mineral yang terbentuk. Contoh, mineral olivin mengkristal pada temperatur tinggi. Sebaliknya kuarsa mengkristal pada temperatur yang rendah. Beberapa diantara mineral silikat sangat stabil pada permukaan bumi dan tetap menunjukkan sifat fisiknya pada hasil pelapukan dari batuan. Tapi mineral silikat lainnya terbentuk pada kondisi tekanan yang ekstrim yang berasosiasi dengan proses metamorfisme. Setiap mineral silikat akan mempunyai struktur dan komposisi kimia yang dapat menunjukkan kondisi pada waktu pembentukkannya.

Contoh silikat : PIROKSEN (Ca,Mg,Fe,Na,Al,Ti) Si2O6

Piroksenit merupakan batuan beku plutonik, yang mempunyai komposisi mineral-mineral dari keluarga piroksin, seperti augit, bronzit, diallag, diopsid, enstatit, hipersten. Ukuran butir mineral-mineralnya sangat kasar, bahkan individu mineralnya dapat mencapai ukuran inci. Piroksen dalam urutan Seri Bowen yang memiliki warna gelap, yang memiliki sifat :

- Monoklin, tetapi ada juga yang trombus dan triklin.

- Merupakan senyawa silium oksida, terutama dari magnesia dan kapur (kalsium)

- Tahan terhadap bekerjanya asam kecuali terhadap asamflourida.

- Kekerasannya = 5 sampai 6

- Berat jenisnya = 2,9 sampai 3,6.

- Berkilap kaca, kadang-kadang berkilap mutiara.

Hubungan dari kekerabatan komposisi piroksenit sangat dekat dengan gabro (piroksin + plagioklas) dan peridotit (piroksin + olivin). Piroksin (pyroxene) juga merupakan suatu kelompok mineral silikat penyusun batuan yang banyak dijumpai di dalam batuan beku dan batuan metamorfik. Rumus umumnya adalah XY(Si,Al)2O6

X mewakili ion-ion dari Ca, Na, Fe+2, Mg dan dalam jumlah kecil Zn, Mn, Li.
Y mewakili ion-ion yang berukuran lebih kecil dari Cr, Al, Fe+3, Mg, Mn, Sc, Ti, Va, Fe+2.
Kelompok mineral piroksin terbentuk atau mengkristal dalam dua sistem kristal yang berbeda, yaitu sistem monoklin (monoclinic) dan sistem ortorombik (orthorhombic).

Kelompok mineral piroksin yang memiliki sistem kristal monoklin disebut sebagai klinopiroksin (Clinopyroxenes). Contohnya: Aegirine, Augite, Diopside, Jadeite, Pigeonite, Spodumene. Kelompok mineral piroksin yang memiliki sistem kristal ortorombik disebut sebagai ortopiroksin (Orthopyroxenes). Contohnya: Hypersthene, Enstatite, Ferrosilite. Peroksen juga merupakan fenokris yang lebih sering terdapat pada lava Gunungapi Ruang dan Pulau Tagulandang. Bentuk prismatic dari anhedral-euhedral, dengan ukuran 0,2-2,5mm panjangnya, kembar, sederhana, sebagian polisntetik. Mineral ini terdiri dari jenis piroksen orto dan klino. Beberapa dari varietas masih mengandung juga besi, alumunium, mangan,natrium dan juga litium.Urutan mineral – mineral yang terbentuk dari kristalisasi magma seiring dengan penurunan suhu dapat dilihat pada Bowen’s reaction series yang dikelompokan kedalam 2 kelompok, yaitu:

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

2. Seri berkesinambungan (continuous series), yaitu 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.

KLASIFIKASI BATUAN ULTRAMAFIK PEROKSEN

Merupakan batuan ultramafik monomineral yang seluruhnya mengandung mineral piroksen. batuan – batuan piroksenit selanjutnya diklasifiksikan kedalam orthorombik piroksin atau monoklin piroksen :

• Orthopiroksenit : bronzitit

• Klinopiroksenit : diopsidit, diallagit

Piroksen peridotit adalah salah satu dari banyaknya batuan ultramafik yang umum. Bedasarkan pada tipe piroksen , piroksen peridotit dapat diklasifikasikan kedalam:

• Harzburgit : olivine + orthopiroksen ( enstatit atau bronzit )

• Wehrlite : olivine + clinopiroksen ( diopsid atauu diallag )

• Lherzolite : olivine + orthopiroksen + clinopiroksen

Batuan non - silika

Batu Gamping

Batu gamping atau batu kapur adalah batuan fosfat yang merupakan batuan sedimen karbonat yang terdapat di alam yang terbentuk akibat proses sedimentasi organis, kimiawi maupun mekanis, dimana dalam keadaan murni sebagai kristal-kristal kalsit (CaCO3). Perlapisan batu gamping hampir murni terdiri dari kalsit, dan pada perlapisan yang lain terdapat sejumlah kandungan silt atau clay yang membantu ketahanan dari batu gamping tersebut terhadap cuaca. Sedangkan lapisan gelap pada bagian atas mengandung sejumlah besar fraksi dari silika yang terbentuk dari kerangka mikrofosil, dimana lapisan pada bagian ini lebih tahan terhadap cuaca. Batu gamping pada umumnya adalah bukan terbentuk dari batuan sediment seperti yang kita kira, tidak juga terbentuk dari clay dan sand, terbentuk dari batu-batuan bahkan juga terbentuk dari kerangka calcite yang berasal dari organisme microscopic di laut dangkal.

Sebagian Batu gamping dapat terlarutkan oleh air hujan lebih mudah dibandingkan dengan batuan yang lainnya. Hal ini dikarenakan, air hujan mengandung sejumlah kecil dari karbon dioksida selama perjalanannya di udara, dan hal tersebut yang mengubah air hujan tersebut menjadi bersifat asam. Dan Kalsit adalah sangat reaktif terhadap asam. Jadi hal tersebut yang bisa menjelaskan mengapa goa-goa bawah tanah cenderung untuk terbentuk pada daerah yang banyak mengandung batu gamping, dan juga bisa menjelaskan mengapa bangunan bangunan yang terbuat dari bahan batu gamping rentan terhadap air hujan yang mengandung asam. Jika kita lihat pada daerah daerah tropis , batu gamping terbentuk menjadi batuan yang kuat membentuk sejumlah pegunungan-pegunungan batu gamping yang indah. Dibawah pengaruh pressure yang tinggi, batu gamping termatomorfosakan menjadi batuan metamorf marble. Pada kondisi tertentu, kalsit yang terdapat di dalam batugamping teralterasi menjadi dolomite, berubah menjadi batuan dolomite. Bahan tambang ini biasanya digunakan sebagai bahan baku terutama dalam pembuatan semen abu/portland (biasa digunakan sebagai perekat untuk memplester), industri keramik, obat-obatan, dll. Kita dapat mengetahui penyusun batu gamping, sebagaimana menurut Tucker (1991), komponen penyusun batu gamping dapat dibedakan berdasar atas non skeletal grain, skeletal grain, matrix dan semen.

1. Non Skeletal grain, terdiri dari :

a. Ooid dan Pisoid :  Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang memiliki satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya partikel karbonat atau butiran kuarsa (Tucker, 1991). Ooid memiliki ukuran butir <> 2 mm maka disebut pisoid.

b. Peloid:  Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau merincing yang disusun oleh mikrit dan tanpa struktur internal dan juga memiliki ukuran peloid antara 0,1 – 0,5 mm. Kebanyakan peloid ini berasala dari kotoran (faecal origin) sehingga disebut pellet (Tucker 1991).

c. Agregat dan Intraklas:  Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat yang tersemenkan bersama-sama oleh semen mikrokristalin atau tergabung akibat material organik. Sedangkan intraklas adalah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi atau setengah terlitifikasi yang terjadi akibat pelepasan air lumpur pada daerah pasang surut atau tidal flat (Tucker,1991).

2. Skeletal Grain

Skeletal grain adalah butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil, maupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping (Boggs, 1987). Komponen cangkang pada batu gamping juga merupakan penunjuk pada distribusi invertebrata penghasil karbonat sepanjang waktu geologi (Tucker, 1991).

3. Lumpur Karbonat atau Mikrit

Mikrit merupakan matriks yang biasanya memiliki cirri berwarna gelap. Pada batu gamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Mikrit memiliki ukuran butir kurang dari 4 mikrometer. Pada studi mikroskop elektron menunjukkan bahwa mikrit tidak homogen dan menunjukkan adanya ukuran kasar sampai halus dengan batas antara kristal yang berbentuk planar, melengkung, bergerigi ataupun tidak teratur. Mikrit dapat mengalami alterasi dan dapat tergantikan oleh mozaik mikrospar yang kasar (Tucker, 1991).

4. Semen

Semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang diendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, oksida besi ataupun sulfat.