SIFAT KIMIA MINERAL 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 (lihat tabel 3.2). Adapun mineral silikat (mengandung unsur SiO) yang umum dijumpai dalam batuan adalah seperti terlihat pada tabel 3.1. Seperti yang kita ketahui bahwa tidak kurang dari 2.000 jenis mineral yang dikenal hingga sekarang. Namun ternyata hanya beberapa jenis saja yang terlibat dalam pembentukan batuan. Mineralmineral tersebut dinamakan Mineral pembentuk batuan, atau Rock-forming minerals, yang merupakan penyusun utama batuan dari kerak dan m antel Bumi.
Mineral pembentuk batuan dikelompokan menjadi empat: (1) Silikat, (2) Oksida, (3) Sulfida (4) Karbonat dan Sulfat.
dan
1. Mineral Silikat Hampir 90 % mineral pembentuk batuan adalah dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Karena jumlahnya yang besar, maka hampir 90 % dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100 % dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2.900 km dari kerak Bumi). Silikat merupakan bagian utama yang membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan. Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan nonferromagnesium. Berikut adalah Mineral Silikat: 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 Nomor 1 sampai 4 adalah mineral non-ferromagnesium dan 5 hingga 8 adalah mineral ferromagnesium. Tabel 3.1 Kelompok Mineral Silikat
2. Mineral ferromagnesium: Umumnya mempunyai warna gelap atau hitam dan 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: 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: warnanya hijau hingga hitam; BD. 3.2 dan mempunyai bidang belah yang berpotongan dengan sudut kira-kira 56° dan 124° yang sangat membantu dalam cara mengenalnya. Biotite: adalah mineral mika bentuknya 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: Disebut mika putih karena warnanya yang terang, kuning muda, coklat , hijau atau merah. BD. berkisar antara 2.8 - 3.1. Felspar: Merupakan mineral pembentuk batuan yang paling banyak . Namanya juga mencerminkan bahwa mineral ini dijumpai hampir disetiap lapangan. Feld dalam bahasa Jerman adalah lapangan (Field). Jumlahnya didalam kerak Bumi hampir 54 %. Namanama 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. Orthoklas: mempunyai warna yang khas yakni putih abu-abu atau merah jambu. BD. 2.57.
Tabel 3.2 Kelompok Mineral Non-Silikat
Kuarsa: Kadang disebut silika. Adalah satu-satunya mineral pembentuk batuan yang terdiri dari persenyawaan silikon dan oksigen. Umumnya muncul dengan warna seperti asap atau smooky, disebut juga smooky quartz. Kadang-kadang juga dengan warna ungu atau merah-lembayung (violet). Nama kuarsa yang demikian disebut amethyst, merah massif atau merah-muda, kuning hingga coklat. Warna yang bermacam-macam ini disebabkan karena adanya unsur-unsur lain yang tidak bersih. 4. Mineral oksida.
Terbentuk sebagai akibat perseyawaan langsung antara oksigen dan unsur tertentu. Susunannya lebih sederhana dibanding silikat. Mineral oksida umumnya lebih keras dibanding mineral lainnya kecuali silikat. Mereka juga lebih berat kecuali sulfida. Unsur yang paling utama dalam oksida adalah besi, Chroom, mangan, timah dan aluminium. Beberapa mineral oksida yang paling umum adalah es (H2O), korondum (Al2O3), hematit (Fe2O3) dan kassiterit (SnO2). 5. Mineral Sulfida. Merupakan mineral hasil persenyawaan langsung antara unsur tertentu dengan sulfur (belerang), seperti besi, perak, tembaga, timbal, seng dan merkuri. Beberapa dari mineral sulfida ini terdapat sebagai bahan yang mempunyai nilai ekonomis, atau bijih, seperti pirit (FeS3), chalcocite (Cu2S), galena (PbS), dan sphalerit (ZnS). 6. Mineral-mineral Karbonat dan Sulfat. Merupakan persenyawaan dengan ion (CO3)2−, dan disebut ka rbonat, umpamanya persenyawaan dengan Ca dinamakan kalsium karbonat, CaCO3 dikenal sebagai mineral kalsit. Mineral ini merupakan susunan utama yang membentuk batuan sedimen.
Kimia Mineral
2 Comments Analisis Kimia Batuan Sedimen
Dalam mempelajari kimia batuan, kita dapat mengetahui komposisi kimia batuan dengan cara menganalisis kandungan material-material penyusun batuan tersebut. Untuk batuan sedimen, metode-metode yang digunakan berbeda dengan batuan beku. Untuk kali ini, batuan sedimen yang akan dibahas adalah batupasir. Analisis kimia batupasir dapat digunakan dengan menggunakan beberapa metode, seperti X-Ray Fluorescence, XRD, Fourier Transform Infrared (FTIR), dan UV-vis. Selanjutnya akan cob a dibahas satu per satu.
XRF
Metode XRF secara luas digunakan untuk menentukan komposisi unsur suatu material. Karena metode ini cepat dan tidak merusak sampel, metode ini dipilih untuk aplikasi di lapangan dan industri untuk kontrol material. Tergantung pada penggunaannya, XRF dapat dihasilkan tidak hanya oleh sinar-X tetapi juga sumber eksitasi primer yang lain seperti partikel alfa, proton atau sumber elektron dengan energi yang tinggi.
Hasil dari XRF ini adalah berupa komposisi kimia dari material tersebut, dalam hal ini materialnya berupa batuan sedimen. Komposisi kimia yang dapat ditentukandari metode ini adalah unsur-unsur utama penyusun batuan sedimen, seperti SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3(total), MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O dan P2O5, dan unsur-unsur jejak.
XRD
X-ray diffraction merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Pada batuan sedimen, biasanya metode ini dapat digunakan untuk menunjukkan komposisi mineral penyusun batuan sedimen berdasarkan strukturnya kristalnya. Dalam analisis mineral batuan sedimen, biasanya metode ini digunakan pada mineral lempung.
Metode Fourir Transform Infrared
Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) atau spektoskopi infra merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 – 1.000 µm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 – 10 cm-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.
Dengan teknik spektroskopi pada metode ini, kita dapat menunjukkan adanya kuarsa, feldspar dalam struktur yang berbeda, kaolinit sebagai mineral utama pada batuan sedimen. Kegunaan lain dari metode ini adalah untuk mengidentifikasi gugus fungsional dalam molekul yang ada dalam material organic pada batuan sedimen. Metode ini juga dapat mengidentifikasi hidrokarbon yang ada dalam batuan sedimen, sehingga kita dapat menentukan batuan sedimen tersebut dapat dijadikan batuan reservoir atau tidak.
Metode UV-vis
Spektrometri UV-Vis adalah salah satu metoda analisis yang berdasarkan pada penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media. Berdasarkan penurunan intensitas cahaya yang diserap oleh suatu media tergantung pada tebal tipisnya media dan konsentrasi warna spesies yang ada pada media tersebut.
Metode ini ini juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi hidrokarbon yang ada dalam batuan sedimen
Berikut contoh hasil analisis dari ke empat metode di atas.
Tabel 1. Hasil analisis batuan sedimen dengan menggunakan metode XRF (Kelly dkk, 2007)
Tabel 2. Hasil analisis batuan sedimen dengan menggunakan metode XRF, FTIR, dan UV-vis ( Ramli dkk, 2010)
Kimia Mineral Seri Bowen
1. Grup Olivin
Olivine
(Mg,Fe)2SiO4
Fayalite
Fe2SiO4
Forsterite
Mg2SiO4
Monticellite
CaMgSiO4
2. Grup Piroksen
Orthopyroxenes (orthorhombic)
Hypersthene (Magnesium Iron Silicate)
Enstatite, Mg2Si2O6
Clinopyroxenes (monoclinic)
Aegirine (Sodium Iron Silicate)
Augite (Calcium Sodium Magnesium Iron Aluminium Silicate)
Diopside (Calcium Magnesium Silicate, CaMgSi2O6)
Hedenbergite (Calcium Iron Silicate)
Jadeite (Sodium Aluminium Silicate)
Pigeonite (Calcium Magnesium Iron Silicate)
Spodumene (Lithium Aluminium Silicate)
3. Amfibol
Orthorhombic series
Anthophyllite (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2
Monoclinic series
Tremolite
Ca2Mg5Si8O22(OH)2
Actinolite
Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2
Cummingtonite
Fe2Mg5Si8O22(OH)2
Grunerite
Fe7Si8O22(OH)2
Hornblende
Ca2(Mg,Fe,Al)5(Al,Si)8O22(OH)2
Glaucophane
Na2(Mg,Fe)3Al2Si8O22(OH)2
Riebeckite
Na2Fe2+3Fe3+2Si8O22(OH)2
Lamprobolite
4. Biotit
CaMgFeAl
Rumus kimia: (Fe, Mg)3 AlSi3 O10 (F, OH)2
5. Plagioklas
Plagioclase
(Na,Ca)(Si,Al)4O8
Albite
NaAlSi3O8
Oligoclase
(Na,Ca)(Si,Al)4O8
Andesine
(Na,Ca)(Si,Al)4O8
Labradorite
(Ca,Na)(Si,Al)4O8
Bytownite
(Ca,Na)(Si,Al)4O8
Anorthite
CaAl2Si2O8
6. K-Felspar
Orthoclase
KAlSi3O8
Sanidine
(K,Na)(Si,Al)4O8
Microcline
KAlSi3O8
Anorthoclase (Na,K)AlSi3O8
7. Muskovit
Rumus kimia : KAl2(AlSi3O10)(F,OH)2
8. Kuarsa
Rumus kimia : SiO2
Kimia Mineral Kimia Mineral
Kimia mineral merupakan suatu ilmu yang dimunculkan pada awal abad ke-19, setelah dikemukakannya “hukum komposisi tetap” oleh Proust pada tahun 1799, teori atom Dalton pada tahun 1805, dan pengembangan metode analisis kimia kuantitatif yang akurat. Karena ilmu kimia mineral didasarkan pada pengetahuan tentang komposisi mineral, kemungkinan dan keterbatasan analisis kimia mineral harus diketaui dengan baik. Analisis kimia kuantitatif bertujuan untuk mengidentifikasi unsur-unsur yang menyusun suatu substansi dan menentukan jumlah relatif masingmasing unsur tersebut. Analisis harus lengkap, seluruh unsur-unsur yang ada pada mineral harus ditentukan dan harus tepat. Komposisi kimia sebagian besar mineral yang diketahui, menunjukkan suatu kisaran tertentu mengenai penyusun dasarnya. Dalam analisis kimia, jumlah kandungan unsur dalam suatu senyawa dinyatakan dengan persen berat dan dalam analisis yang lengkap jumlah total persentase penyusunnya harus 100. Namun dalam prakteknya, akibat keterbatasan ketepatan, jumlah 100 merupakan suatu kebetulan; umumnya kisaran 99,5 sampai 100,5 sudah dianggap sebagai analisis yang baik. Prinsip-prinsip kimia yang berhubungan dengan kimia mineral 1. Hukum komposisi tetap (The Law of Constant Composition ) oleh Proust (1799): “Perbandingan massa unsur -unsur dalam tiap senyawa adalah tetap” 2. Teori atom Dalton (1805) Setiap unsur tersusun oleh partikel yang sangat kecil dan berbentuk seperti bola yang disebut atom. a) Atom dari unsur yang sama bersifat sama sedangkan dari unsur yang berbeda bersifat berbeda pula. b) Atom dapat berikatan secara kimiawi menjadi molekul. Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk di alam berupa padatan, memilik sistem dan struktur kristal
dan
mempunyai
komposisi
kimia
tertentu.
Di dalam geologi, endapan mineral dibagi menjadi dua, yaitu, endapan mineral logam dan endapan mineral non-logam. dalam posting kali ini akan dipaparkan terlebih dahulu endapan mineral nonlogam. Endapan mineral sendiri diartikan sebagai akumulasi mineral di suatu cekungan. Proses dan aktivitas geologi akan menimbulkan jebakan mineral. Jebakan mineral adalah endapan material mineral ataupun kumpulan mineral yang mempunyai nilai ekonomis. keekonomisan suatu jebakan mineral sangat ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu: 1. bentuk jebakan 2. kadar 3. volume 4. letak geografis 5. biaya produksi
Jebakan mineral bernilai ekonomis dikarenakan terjadinya pengayaan mineral di jebakan tersebut. pengayaan mineral dapat terjadi karena: 1.
proses pelapukan
2.
Alterasi
Proses pengayaan berbanding lurus dengan faktor pengayaan. Faktor pengayaan adalah faktor perkalian yang bisa memperbesar kadar mineral yang kecil sehingga bisa menghasilkan kadar minimum ekonomis yang disebut faktor pengayaan (” Enrichment Factor ” atau ”Concentration Factor ”). Pada umumnya, mineral yang ditemukan pada kera k bumi merupakan asosiasi dari beberapa unsur bukan dari singgle unsur ( unsur tunggal). Unsur yang berdiri sendiri dan tidak berasosiasi dengan mineral lain di kerak bumi disebut sebagai native element. Mineral logam adalah mineral yang terdiri dari satu jenis unsur logam ataupun asosiasi unsur logam. Bila kehadiran unsur logam relati besar dan terikat secara kimiawi dengan unsur lain maka disebut mineral bijih/ore mineral. Bijih atau ore adalah material yang terdiri dari gabungan mineral bijih dengan mineral lain yang dapat diambil logamnya dan bernilai ekonomis. Bila hanya satu logam yang dapat diambil dan bernilai ekonomis disebut singgle ore sedangkan bila lebih dari satu logam yang dapat diambil dan bernilai ekonomis maka disebut complex-ore . Mineral non-logam adalah mineral yang tidak mempunyai unsur logamnya. mineral non-logam sering jadi pengotor dalam mineral logam dan umumnya tidak bernilai ekonomis. Bila mineral logam terdapat dalam jumlah yang banyak dan hadir bersama-sama dengan mineral logam disebut mineral gangue. bila hadir bersama-sama mineral non-logam disebut waste mineral. Yang termasuk golongan endapan mineral non logam adalah material-material berupa padat, cairan atau gas. Material-material tersebut bisa berbentuk mineral, batuan, persenyawaan hidrokarbon atau berupa endapan garam. Contoh endapan ini adalah mika, batuan granit, batubara, minyak dan gas bumi, halit dan lain-lai
