-
MINERALOGI
PENDAHULUAN
Mineralogi adalah ilmu pengetahuan tentang mineral, yaitu suatu zat padat yang
terdapat di alam sebagai elemen-elemen dan senyawa-senyawa, serta merupakan penyusun,
atau pembentuk bagian padat alam semesta.
Hal tersebut tidak berarti bahwa mineralogi hanya terbatas pada material-material
kerakbumi saja, dan material-material yang terdapat di bawahnya yang dapat diindikasi melalui
pengukuran geofisika, tetapi meliputi juga meteorit-meteorit yaitu benda-benda mineral yang
berasal dari luar bumi. Mineralogi adalah cabang dari geologi, karena mineral adalah pembentuk
batuan kerakbumi. Ilmu lain yang erat hubungannya ialah ilmu kimia dan kristalografi.
Kristalografi adalah ilmu yang mempelajari bentuk luar kristal alam. Semula ilmu ini
merupakan cabang dari mineralogi. Sekarang tidak lagi ; kristalografi telah menjadi ilmu yang
berdiri sendiri, karena yang dipelajarinya tidak saja bentuk luar kristal alam, tetapi telah meliputi
kristal buatan, dan penelitiannya pun tidak hanya bentuk luar, melainkan termasuk juga struktur
dalamnya.
1.2 Definisi Mineral
Sulit untuk merumuskan dengan tepat definisi mineral, karena pada kenyataannya tidak
ada satu definisi pun yang disetujui secara umum. Namun, definisi yang dipilih adalah :
MINERAL IALAH SUATU BENDA PADAT HOMOGEN YANG TERBENTUK DI ALAM
SECARA ANORGANIK, MEMPUNYAI KOMPOSISI KIMIA TERTENTU, DAN SUSUNAN ATOM
YANG TERATUR.
Berdasarkan definisi itu, maka air, batubara, minyak bumi, dan gas alam, tidak dapat
disebut mineral, meskipun keempatnya terbentuk/terjadi di alam. Hal-hal seperti itulah yang
menyebabkan definisi tersebut di atas mempunyai kelemahan-kelemahan, karena beberapa ahli
mineralogi berpendapat bahwa keempat hal itu termasuk mineral juga.
Batasan mineral adalah suatu benda padat homogen menyatakan : mineral terdiri
dari satu fasa padat, hanya satu macam material, yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi
senyawa-senyawa sederhana oleh suatu proses fisika.
Dengan demikian, cairan-cairan dan gas-gas yang terbentuk/terjadi di alam tidak termasuk
mineral.
Batasan yang terbentuk di alam menyatakan : disebut mineral jika benda padat
itu terbentuk/terjadi di alam dengan sendirinya.
-
Dengan demikian, suatu benda padat mirip mineral yang dapat dibuat di laboratorium,
tidak dapat disebut mineral.
Contoh : jika suatu larutan natrium klorida (NaCl) diuapkan, terbentuklah kristal-kristal
NaCl yang tak dapat dibedakan dengan mineral halit. Tetapi, kristal-kristal NaCl hasil buatan di
laboratorium tersebut bukan suatu mineral.
Batasan suatu benda padat yang terbentuk di alam secara anorganik
menyebabkan: benda-benda padat homogen yang dihasilkan binatang, atau tumbuh-
tumbuhan, tidak termasuk mineral. Karenanya, kulit tiram (kerang) yang tersusun oleh
kalsium karbonat (CaCO3) dan tidak dapat dibedakan secara kimia dan fisika dengan mineral
aragonit, atau kalsit, tidak dapat disebut mineral.
Batasan bahwa mineral mempunyai komposisi kimia tertentu, menyatakan :
mineral adalah suatu senyawa kimia yang mempunyai komposisi tertentu dan dinyatakan
oleh suatu rumus. Rumus kimianya dapat sederhana, atau kompleks, bergantung pada
banyaknya elemen yang ada dan proporsi kombinasinya.
Batasan bahwa mineral mempunyai susunan atom yang teratur, menyatakan : mineral
adalah benda padat kristal. Bentuk kristal tersebut tidak lain adalah ekspresi/kenampakan
dari susunan atom yang teratur.
Ada beberapa pengecualian untuk batasan ini, yaitu bagi mineral metamik, dan mineral
yang terbentuk dari pemadatan koloid disebut juga mineral non-kristal.
SIFAT FISIK MINERAL
Sifat fisik suatu mineral erat hubungannya dengan struktur kristal dan komposisi
kimianya, sehingga dengan mempelajari sifat fisiknya, dapat dibuat beberapa deduksi tentang
struktur kristal dan komposisi kimianya. Sifat fisik suatu mineral berguna dalam segi keteknikan.
Misalnya : intan dipakai sebagai pengasah karena kekerasannya yang luar biasa, dll.
Sifat fisik suatu mineral meliputi 8 aspek, yaitu :
1. Sifat optik (optical properties),
2. Kekerasan (hardness),
3. Belahan dan pecahan (cleavage and fracture),
4. Berat Jenis (density),
5. Sifat magnet (magnetic properties),
6. Sifat listrik (electrical properties),
7. Sifat permukaan (surface properties), dan
8. Radioaktivitas (radioactivity).
-
2.1 Sifat Optik
Mineral mempunyai 4 macam sifat optik, yaitu :
1. Pemantulan dan pembiasan (reflection and refraction),
2. Kilap (luster),
3. Warna dan goresan (color and streak), dan
4. Luminesensi (luminescence).
2.1.1 Pemantulan dan Pembiasan
Jika seberkas sinar diarahkan miring ke atas permukaan sebuah benda padat non-opak,
maka sebagian sinar akan dipantulkan kembali ke udara, dan sebagian lagi dibiaskan sebagai
sinar bias.
Arah sinar pantul mengikuti Hukum Pemantulan,yang menyatakan sudut pantul r sama
dengan sudut datangi, serta sinar pantul dan sinar datang terletak pada satu bidang. Untuk sinar
bias, maka hubungan antara sinardatang i dan sinar bias r, berlaku Hukum Snellius. Hukum ini
menyatakan : sin i/sin r = n ; konstanta n disebut indeks bias.
Untuk meneliti mineral yang tembus cahaya, digunakan sinar bias. Misalnya untuk mempelajari
Mineral Optik, atau Petrografi. Mikroskop yang dipakai adalah Mikroskop Polarisasi.
Jika yang diteliti mineral opak (tidak tembus cahaya), maka sinar yang digunakan adalah
sinar pantul. Cara ini dipakai dalam meneliti mineral-mineral bijih.
Sifat optik berhubungan erat dengan struktur kristal mineral. Pada mineral-mineral
isometrik dan non-kristal, kecepatan sinar pada semua arah akan sama, dengan demikian indeks
-
bias pada semua arah tsb, akan sama pula. Mineral yang seperti ini disebut mineral isotrop.
Jika sebaliknya, maka disebut mineral anisotrop (lihat Gambar 2.2 dan 2.3).
-
Hubungan antara indeks bias dan kristalografi, dapat digambarkan melalui sumbu-sumbu
kristal dengan perbandingan panjang sumbu adalah indeks biasnya. Gambaran yang dihasilkan
disebut indikatriks, yaitu gambaran 3 dimensi yang dipakai untuk menjelaskan arah getaran sinar
yang berbeda dalam suatu mineral.
Indikatriks mineral-mineral non kristal dan isometrik, berbentuk sebuah bola karena
indeks bias ke semua arah sama (Gambar 2.4 a).
-
Untuk mineral-mineral yang berkristal tetragonal dan heksagonal, indikatriksnya
berbentuk elipsoida putar, dengan setiap sayatan yang tegak lurus sumbu c akan berbentuk
lingkaran. Sumbu putar berimpit dengan sumbu c kristalografi (Gambar 2.4 b).
Bentuk ini adalah hasil perambatan cahaya pada arah tegak lurus sumbu c yang mempunyai
kecepatan yang sama, dengan getarannya terletak pada bidang sumbu horisontal. Karena
mempunyai satu sumbu optik yang sejajar dengan sumbu c kristalografi, maka mineral-mineral
yang bersistem kristal tetragonal dan heksagonal disebut uniaksial.
Bagi mineral-mineral yang bersistem kristal ortorombik, monoklin dan triklin,
indikatriksnya mempunyai simetri yang rendah, sesuai dengan simetri kristalografinya yang
memang rendah. Indikatriksnya berbentuk elipsoida triaksial, dengan 2 sumbu optik (Gambar 2.4
c). Karenanya, mineral-mineral yang bersistem kristal ortorombik, monoklin, dan triklin disebut
mineral bersifat optik biaksial.
Indikatriks optik untuk mineral (a) isotropik, (b) uniaksial, (c) biaksial. Pada (a) indikatriks
berbentuk bola, yang radiusnya sebanding dengan n, yaitu indeks bias mineral. Untuk (b)
indikatriksnya berbentuk elipsoida putar, yang sayatan equatorialnya berbentuk lingkaran dengan
radius sebanding terhadap , salah satu indeks bias utama ; dan sumbu vertikal yang sebanding
dengan , indeks bias lainnya ; dapat > atau < . Pada (c) indikatriksnya berbentuk elipsoida
triaksial, dengan indeks bias terkecil pada sumbu , indeks bias menengah pada sumbu dan
indeks bias terbesar pada sumbu . (d) adalah penampang elipsoida pada bidang ; AA dan BB
adalah sumbu optik yang tegak lurus pada 2 penampang lingkaran yang berjari-jari .
-
2.1.2 Kilap
Kilap adalah sifat optik yang erat hubungannya dengan pemantulan dan pembiasan.
Dikenal 2 kelas kilap utama, yaitu :
1. Kilap metal atau logam, dan
2. Kilap non-metal atau non-logam.
Batas yang nyata antara kedua kelas kilap, sukar untuk ditentukan ; dan mineral-mineral
yang kilapnya terletak di antara kedua kelas kilap itu dikatagorikan berkilap sub-metal.
2.1.2.1 Kilap Metal/logam
Terdapat pada mineral opak, atau hampir opak.
Biasanya agak gelap, atau hampir gelap.
Indeks biasnya 3.
Terdapat pada kebanyakan mineral-mineral logam nativ dan sulfida.
2.1.2.2 Kilap Sub-metal/sub-logam
Terdapat pada mineral yang semi opak sampai opak.
Indeks bias berkisar antara 2,6 3.
Contoh : kuprit (n = 2,85) ; sinabar (n = 2,91) ; hematit (n = 3,0).
2.1.2.3 Kilap Non-metal/non-logam
Dapat dibagi menjadi beberapa jenis.
1. Kilap kaca (vitreous)
Kilap gelas, yang karakteristik pada mineral berindeks bias di antara 1,3 1,9.
Terdapat pada hampir semua mineral silikat, sebagian besar oxysalt (karbonat, fosfat,
sulfat, dll), halida, oksida dan hidroksida elemen-elemen ringan, seperti Al dan Mg.
2. Kilap adamantin
Kilap yang sangat terang, khas pada intan.
Ada pada mineral yang berindeks bias terletak di antara 1,9 2,6, seperti pada zirkon (n
= 1,92 1,96) ; kasiterit (n = 1,99 2,09) ; belerang (n = 2,4).
Bila berkombinasi dengan kuning atau coklat, terbentuklah kilap damar atau resin.
3. Kilap lemak (greasy), lilin (waxy), sutera (silky), dan mutiara (pearly) adalah variasi lain dari
kilap non-metal, yang semuanya disebabkan oleh karakter permukaan pantul. Disamping warna
dan sifat tembus cahaya, kilap mineral kadang-kadang mempunyai nilai ekonomi, seperti yang
diperlihatkan oleh batupermata.
Kilap dan indeks bias sangat menentukan apakah batupermata berkilau atau tidak. Makin
tinggi indeks bias, makin berkilau dan indah batupermata itu. Misalnya ametis atau kecubung
-
kasian, meskipun bersifat transparan dan berwarna baik, ternyata masih kurang berkilau
daripada intan, atau zirkon. Hal ini disebabkan kuarsa mempunyai indeks bias
-
terdapat di dalam mineral, yang indeks biasnya berbeda. Selain itu dapat juga karena
pemantulan dari inklusi halus suatu mineral lain (biasanya ilmenit).
Efek fisik lain adalah berubahnya permukaan mineral karena oksidasi. Semula
permukaannya halus, kemudian berubah menjadi kasar. Contoh : bornit (Cu5FeS4) yang baru
dipecahkan akan berwarna bronz atau perunggu, tetapi kemudian berubah menjadi violet-ungu
karena oksidasi.
Goresan (streak) adalah warna yang muncul pada saat mineral berupa bubuk halus.
Warna ini diperoleh jika mineral digoreskan pada suatu keping gores porselin (streak plate)
berwarna putih yang permukaannya kasar. Warna hanya diperoleh jika kekerasan mineral lebih
rendah daripada kekerasan keping gores.
Goresan mineral-mineral transparan dan translusen, berwarna putih ; goresan mineral-
mineral yang berkilap non-metal dan berwarna gelap, pada umumnya lebih terang daripada
warnanya ; dan goresan mineral-mineral yang berkilap metal, sering lebih gelap daripada warna
mineralnya.
2.1.4 Luminesensi
Luminesensi ialah gejala emisi cahaya yang dihasilkan oleh semua proses, kecuali
pemijaran. Peristiwa ini umumnya karena penyinaran, biasanya oleh sinar ultraviolet.
Fluoresensi adalah emisi cahaya pada saat yang bersamaan dengan penyinaran. Gejala ini
diperlihatkan oleh fluorit (CaF2). Fosforesensi ialah emisi cahaya yang kontinyu (terus
menerus), walaupun penyinaran telah dihentikan. Diperlihatkan oleh unsur P.
Sifat luminesensi berguna dalam prospeksi mineral dan mineral dressing, yaitu untuk
mengenal mineral bijih berharga yang bersifat fluoresensi, seperti wilemit (Zn2SiO4), skhelit
(CaWO4), dan beberapa mineral uranium.
Sifat luminesensi dipakai pula dalam teknik penerangan moderen, yaitu dengan memakai
senyawa anorganik yang bersifat fluoresensi, seperti CaWO4, CaCO3, dan ZnSiO4. Luminesensi
yang disebabkan peremukan, penggoresan/pencakaran, atau penggosokan disebut
triboluminesensi. Gejala ini diperlihatkan oleh beberapa varitas sfalerit [(Zn,Fe)S], fluorit dan
lepidolit [KLi2Al(Si4O10)(OH)2].
2.2 Kekerasan (hardness)
Kekerasan mineral adalah daya tahannya terhadap goresan. Untuk menentukan
kekerasan digunakan skala kekerasan relatif yang dibuat oleh Mohs pada tahun 1822. Skala ini
kemudian dikenal sebagai Skala Mohs (Tabel 2.1).
Kekerasan mineral dapat diukur dengan alat-alat sederhana, seperti : kuku (H = 2,5),
pisau lipat (H = 5,5), kaca jendela (H = 5,0 5,5), dan jarum baja (jara ; H = 6,5).
-
Tabel 2.1 Skala Mohs
-----------------------------------------------------------------------------------
Skala Kekerasan (H) Mineral
-----------------------------------------------------------------------------------
1 Talk
2 Gipsum
3 Kalsit
4 Fluorit
5 Apatit
6 Ortoklas
7 Kuarsa
8 Topas
9 Korundum
10 Intan
-----------------------------------------------------------------------------------
Jika ditinjau hubungannya dengan struktur kristal, maka kekerasan adalah daya tahan struktur
kristal terhadap deformasi mekanik. Hubungan tsb dinyatakan sbb, yaitu kekerasan akan
bertambah besar bila :
1. Atom-atom atau ion-ion semakin kecil.
2. Valensi atau muatan makin besar, dan
3. Densitas paking (packing density) makin besar.
2.3 Belahan dan pecahan (cleavage and fracture)
Jika mineral ditekan melampaui daya elastik dan plastiknya, maka mineral akan pecah.
Bila bidang pecahnya teratur dan sejajar dengan bidang kristalnya, maka mineral dikatakan
mempunyai belahan (cleavage). Tetapi jika bidang pecahnya tak teratur, maka mineral disebut
mempunyai pecahan (fracture). Sifat belahan dinyatakan dalam istilah : sempurna (perfect), baik
(good), jelas (distinct), dan tidak jelas (indistinct).
Belahan sempurna jika bidang belahnya licin berkilau. Mineral yang berbelahan baik,
dapat terbelah dengan mudah melalui bidang belahnya dan juga memotong bidang belahnya.
Mineral dikatakan berbidang belah jelas, jika pecah pada sepanjang bidang belah, tetapi
dapat pula dengan mudah pecah pada arah-arah yang lain.
Mineral disebut berbelahan tidak jelas, karena mempunyai kemungkinan yang sama
untuk pecah dan membelah, sehingga sukar membedakan antara bidang pecah dan bidang
belah.
-
2.4 Berat Jenis (density)
Berat jenis (BJ atau G) atau densitas (density) mineral terutama ditentukan oleh struktur
kristal dan komposisi kimianya. Berat Jenis (G) dapat berubah jika T dan P berubah, karena
kedua faktor itu menyebabkan mineral memuai, atau mengerut. Oleh karena itu, mineral yang
berkomposisi kimia dan struktur kristal tertentu, akan mempunyai G yang tetap pada suatu T dan
P yang tertentu pula.
Mineral yang komposisi kimianya sama tetapi berbeda struktur kristalnya, mempunyai G
yang berbeda. Contoh : G kristobalit (SiO2 ; isometrik) = 2,32, sedangkan tridimit (SiO2 ;
heksagonal) = 2,26.
G dapat pula berbeda pada mineral yang komposisinya bervariasi, walaupun struktur
kristalnya sama. Contoh : G olivin [(Mg,Fe)2SiO4, ortorombik] berkisar antara 3,22 (untuk
Mg2SiO4) 4,41 (untuk Fe2SiO4). Hal ini disebabkan adanya penggantian atom-atom Mg yang
ringan oleh atom-atom Fe yang lebih berat.
Contoh lain diperlihatkan oleh sekelompok mineral isomorf, seperti pada kelompok
aragonit (lihat Tabel 2.2)
2.4.1 Penentuan BJ Mineral
BJ mineral dapat ditentukan melalui 4 cara, yaitu :
1. Dengan sinar x.
2. Berdasarkan Prinsip Archimedes. Rumus yang digunakan adalah :
G = W1.L/(W1 W2)
dengan :
W1 = berat fragmen di udara,
W2 = berat fragmen dalam cairan,
L = BJ cairan (biasanya air),
G = BJ fragmen.
Agar penentuan BJ langsung dan cepat, digunakan alat timbangan BJ Kraus-Jolly
(Gambar 2.5), atau Timbangan BJ Berman (Gambar 2.6).
3. Dengan Piknometer. Rumus :
G = L.(W2 W1)/[(W4 W1) (W3 W2)], dengan :
G = BJ fragmen (benda padat),
L = BJ cairan yang dipakai,
W1 = Berat Piknometer kosong,
W2 = Berat Piknometer berisi fragmen,
W3 = Berat Piknometer berisi cairan dan fragmen,
W4 = Berat Piknometer berisi cairan.
-
4. Dengan menggunakan cairan berat atau disebut juga Metode Suspensi. Dalam metode ini,
cairan berat yang biasa dipakai adalah :
a. Bromoform, CHBr3 ; G = 2,9.
b. Asetilen tetrabromida (tetrabrometan), C2H2Br4 ; G = 2,96.
c. Metilen iodida, CH2I2 ; G = 3,3.
d. Larutan Klerici, yaitu suatu larutan yang terdiri dari larutan pekat talous malonat dan talous
format dalam jumlah yang sama ; G = 4,2.
Untuk mengencerkan larutan organik tsb digunakan aseton, sedangkan untuk larutan Klerici
dipakai air.
2.4.2 Pemisahan Mineral Berdasarkan Perbedaan BJ
Pemakaian lain dari cairan berat adalah pemisahan individu atau kelompok mineral dari
suatu campuran mineral. Hal ini penting dalam petrologi batuan sedimen, karena mineral-mineral
yang BJ nya >> daripada BJ kuarsa, feldspar, kalsit, dan dolomit, dapat memberikan keterangan
tentang sumber dan lingkungan pengendapan suatu batuan sedimen.
Pemisahan mineral berdasarkan perbedaan BJ dipakai juga dalam ore dressing, yaitu
untuk menyiapkan konsentrat mineral berharga.
Bila dalam suatu sampel terdapat campuran 2 macam mineral dengan BJ yang telah
diketahui, maka komposisi mineral yang terdapat di dalamnya dapat dihitung.
Misalnya : Dari suatu vein diambil sampel yang terdiri atas x% berat kuarsa (G = 2,65) dan (100
x)% berat pirit (G = 5,01) ; BJ sampel = 3,8. Persentase kuarsa dan pirit dapat dihitung sbb :
-----------------------------------------------------------------------------------
M (% berat) G V
-----------------------------------------------------------------------------------
Pirit 100 x 5,01 (100 x)/5,01
Kuarsa x 2,65 x/2,65
Sampel vein 100 3,8 100/3,8
-----------------------------------------------------------------------------------
(100 x)/5,01 + (x/2,65) = 100/3,8 ; x = 35,8%
kuarsa = 35,8% dan pirit = 64,2%.
Dengan diketahuinya komposisi kedua mineral, maka komposisi kimia campuran dapat dihitung.
Pirit (FeS2) mengandung Fe = 46,6% ; dan S = 53,4% ; dengan demikian komposisi campuran di
atas adalah : SiO2 = 35,8% ; Fe = 30,0% ; dan S = 34,4%.
-
2.5 Sifat Magnet (magnetic properties)
Hanya beberapa mineral yang bersifat feromagnetik, yaitu mineral-mineral yang dapat
ditarik oleh magnet sederhana. Seperti : magnetit (Fe3O4) ; pirotit (pyrrhotite, Fe1-nS) ; dan
suatu polimorf Fe2O3, yaitu magemit (maghemite). Magnetit dan magemit dapat juga bersifat
magnet alam, yang dikenal dengan sebutan lodestone.
Berdasarkan sifat magnetnya, maka mineral-mineral dapat dibagi menjadi 2 golongan,
yaitu :
1. Diamagnetit, yaitu mineral-mineral yang ditolak magnet.
2. Paramagnetit, yaitu mineral-mineral yang dapat ditarik
oleh suatu magnet.
Mineral yang mengandung besi akan bersifat paramagnetit, tetapi ada juga mineral yang
tidak mengandung besi bersifat paramagnetit, yaitu beril (beryl, Be3Al2Si6O18).
Sifat magnet pada mineral dapat digunakan dalam pemisahan mineral, yaitu
memisahkan suatu konsenrasi murni dari campuran mineral-mineral lainnya. Alat yang digunakan
ialah elektromagnet yang menghasilkan medan magnet berintensitas tinggi. Selain itu, sifat ini
dipakai juga dalam eksplorasi geofisika, yaitu dengan menggunakan magnetometer.
2.6 Sifat Listrik (electrical properties)
Berdasarkan sifat listrik, mineral-mineral dapat dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu:
1. Mineral-mineral konduktor, dan
2. Mineral-mineral non-konduktor.
Mineral-mineral konduktor adalah mineral yang berikatan logam, terdiri dari mineral-
mineral nativ dan beberapa sulfida.
Pada beberapa mineral non-konduktor, sifat listriknya dapat dibangkitkan dengan jalan
mengubah temperatur, dan mineral yang seperti ini disebut mineral piroelektrik (pyroelectric) ;
atau dengan mengubah tekanan, dan mineral yang bersifat seperti ini disebut mineral
piezoelektrik (piezoelectric).
Contoh mineral piroelektrik: turmalin (tourmaline), dan mineral piezoelektrik adalah kuarsa
(SiO2).
2.7 Sifat Permukaan (surface properties)
Sifat permukaan mineral yang penting dalam keteknikan ialah wetabilitas (wettability),
yaitu sifat kebasahan relatif permukaan suatu mineral terhadap air.
Berdasarkan sifat di atas, mineral-mineral dapat dikelompokkan menjadi :
1. Mineral-mineral liofil (lyophile), yaitu mineral-mineral yang mudah dibasahi air.
2. Mineral-mineral liofob (lyophobe), yaitu mineral-mineral yang sukar dibasahi air.
-
Pada umumnya mineral berikatan ion bersifat liofil, sedangkan yang berikatan metal,
atau kovalen bersifat liofob. Sifat permukaan di atas dipakai dalam teknik pemisahan mineral
bijih, yang dikenal sebagai teknik flotasi (flotation). Teknik ini digunakan untuk memisahkan
mineral-mineral sulfida dari mineral-mineral geng (gangue), seperti kuarsa, kalsit, dll. Dalam hal
ini, mineral sulfida umumnya bersifat liofob, sedangkan mineral geng bersifat liofil.
2.8 Radioakitivitas (radioactivity)
Radioaktivitas mineral berhubungan dengan adanya unsur uranium (U) dan torium (Th,
thorium) dalam mineral tsb. Unsur lain yang dapat memperlihatkan radioaktivitas suatu mineral
adalah kalium (K) dan rubidium (Rb), namun sangat lemah, sehingga harus diukur dengan alat
yang peka.
Atom uranium dan torium pada mineral akan terurai (disintegrasi) secara spontan dengan
kecepatan yang tetap, tanpa dipengaruhi temperatur, tekanan, atau sifat persenyawaan atom-
atom itu. Pada saat disintegrasi, disertai oleh 3 tipe radiasi, yaitu :
1. Radiasi alfa,
2. Radiasi beta, dan
3. Radiasi sinar gamma.
Radioaktivitas dapat diketahui dari hasil radiasinya terhadap film fotografi, dengan alat
Geiger Counter, atau Scintillometer.
Hasil akhir disintegrasi uranium dan torium adalah timah hitam (timbal, Pb). Persamaan
reaksinya :
U238 Pb206 + 8He4
U235 Pb207 + 7He4
Th232 Pb208 + 6He4
Beberapa mineral radioaktif :
Autunit, Ca(UO2)2(PO4)2.10-12H2O,
Monasit, (Ce,La,Y,Th)PO4 ,
Torit, ThSiO4 ,
Uraninit, UO2.
-
KLASIFIKASI MINERAL
Berdasarkan susunan kimia dan struktur kristalnya, mineral-mineral dapat diklasifikasi
menjadi 8 kelas, yaitu :
I. Elemen nativ.
II. Sulfida (termasuk garamsulfo).
III. Oksida dan hidroksida.
IV. Halida.
V. Karbonat, nitrat, borat, dan iodat.
VI. Sulfat, khromat, molibdat, tungstat.
VII. Fosfat, arsenat, vanadat.
VIII. Silikat.
2.1 Kelas I, Elemen Nativ
Elemen nativ terdiri atas 2 golongan, yaitu :
1. Golongan metal.
2. Golongan semi-metal dan non-metal.
Golongan metal berikatan atom metal, dan golongan semi-metal dan non-metal berikatan
kovalen.
1. Golongan metal :
Kelompok emas : emas (Au), perak (Ag) dan tembaga (Cu).
Kelompok platina : platina (Pt), paladium (Pd) dan platiniridium (Pt,Ir).
2. Golongan semi-metal dan non-metal :
Kelompok arsenik : arsen (As), antimon (Sb), dan besi-nikel (Ni,Fe)
Kelompok sulfur : sulfur (S)
Kelompok karbon : intan (C) dan grafit (C).
2.2 Kelas II, Sulfida
Kelas sulfida sebagian besar bersifat metal. Rumus umumnya : AmXp ; X adalah atom
berukuran besar, yaitu S, atau sedikit lebih kecil, seperti As, Sb, Bi, Se, atau Te ; dan A ialah
atom-atom metal berukuran kecil, dapat satu atau lebih. Dalam kelas sulfida termasuk juga
mineral-mineral yang dikenal sebagai garamsulfo. Rumus umumnya : AmBnXp ; A adalah Ag,
Cu, atau Pb ; sebagai B adalah As, Sb, Bi, atau Sn ; dan sebagai X adalah S.
Mineral-mineralnya adalah :
1. Tipe A 2 X
Kelompok argentit : argentit (Ag2S)
Kelompok khalkosit : khalkosit (Cu2S)
-
2. Tipe A3X2
bornit (Cu5FeS4)
3. Tipe AX
Kelompok galena : galena (PbS)
Kelompok sfalerit : sfalerit [(Zn,Fe)S]
Kelompok khalkopirit : khalkopirit (CuFeS2)
Kelompok wursit : wursit (ZnS)
Kelompok nikolit : pirotit (Fe1-xS), nikolit (Ni,As) dan brithauptit (breithauptite,
NiSb).
Milerit (NiS)
Pentlandid [(Fe,Ni)9S8]
Kovelit (CuS)
Sinabar (HgS)
Realgar (AsS)
Orpimen (As2S3 )
Kelompok stibnit : stibnit (Sb2S3) dan bismutinit (Bi2S3).
4. Tipe AX2
Kelompok pirit : pirit (FeS2) dan sperilit (PtAs2)
Kelompok kobaltit : kobaltit (CoAsS)
Kelompok markasit : markasit (FeS2)
Kelompok arsenopirit : arsenopirit (FeAsS)
Molibdenit (MoS2)
Kelompok krenerit : krenerit [(Au,Ag)Te2], kalaverit (AuTe2) dan silvanit
[(Au,Ag)Te2]
5. Tipe AX 3
Seri skuterudit : skuterudit [(Co,Ni)As3], smaltit [(Co,Ni)As3-x] dan
khloantit [(Ni,Co)As3-x]
6. Tipe A3BX3
Kelompok perak-rubi : pirargirit (Ag3SbS3), proustit (Ag3AsS3)
Seri tetrahedrit : tetrahedrit [(Cu,Fe)12Sb4S13], tenantit [(Cu,Fe)12As4S13]
7. Tipe A3BX4
enargit (Cu3AsS4)
8. Tipe A2BX3
bournonit (PbCuSbS3)
9. Tipe ABX2
boulangerit (Pb5Sb4S11).
-
2.3 Kelas III, Oksida dan Hidroksida
Mempunyai senyawa yang terdiri atas kombinasi antara kation metal, yang dapat satu
atau lebih, dan oksigen. Dalam beberapa kasus, hidrogen merupakan kation dan muncul
sebagai hidroksil atau sebagai air hidrasi. Ikatan ionnya bertipe isodesmik.
Mineral-mineralnya adalah :
2.3.1 Oksida-oksida
1. Tipe A2X
kuprit (Cu2O)
2. Tipe AX
Kelompok periklas : periklas (MgO)
Kelompok zinkit : zinkit (ZnO)
3. Tipe AB2X4
Kelompok spinel : spinel (MgAl2O4), magnetit (Fe3O4), franklinit
[(Zn,Mn,Fe)(Fe,Mn)2O4], khromit [(Mg,Fe)Cr2O4]
Hausmanit (MnMn2O4)
Khrisoberil (BeAl2O4)
4. Tipe A2X3
Kelompok hematit : korundum (Al2O3), hematit (Fe2O3), ilmenit (FeTiO3) Braunit
[(Mn,Si)2O3]
Seri mikrolit-pirokhlor : [NaCaNb2O6F (Na,Ca)2Ta2O6 (O,OH,F)]
Psilomelan [(Ba,H2O)2Mn5)10]
5. Tipe AX2
Kelompok rutil : rutil (TiO2), kasiterit (SnO2), pirolusit (MnO2), wad, platnerit (PbO2)
Anatas (TiO2)
Brokit (TiO2)
Tantalit-kolumbit [(Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6
Kelompok uraninit : uraninit (UO2), torianit (ThO2)
2.3.2 Hidroksida-hidroksida
Brusit [Mg(OH)2]
Kelompok lepidokrosit : lepidokrosit [FeO(OH)], buhmit [AlO(OH)], bauksit,
manganit [MnO(OH)]
Kelompok gutit (goethite) : diaspor (HAlO2), gutit (HFeO2), limonit
Gibsit [Al(OH)3]
-
2.5 Kelas V, Karbonat, Nitrat dan Borat
Dari ketiganya, hanya golongan karbonat yang memiliki penyebaran terluas. Golongan
nitrat tidak begitu banyak terdapat sebagai mineral, dan mudah larut dalam air.
2.5.1 Karbonat
Terdiri atas 3 kelompok mineral, yaitu :
1. Kelompok kalsit
Terdiri dari : Kalsit (CaCO3), Magnesit (MgCO3), Siderit (FeCO3), Rodokhrosit (MnCO3),
Smitsonit (ZnCO3).
2. Kelompok dolomit
Terdiri dari : Dolomit [CaMg(CO3)2], Ankerit [CaFe(CO3)2], Kutnahorit [CaMn(CO3)2].
3. Kelompok aragonit
Terdiri dari : Aragonit (CaCO3), Witerit (BaCO3), Strontianit (SrCO3), Serusit (PbCO3).
Dua mineral karbonat yang lain adalah : Malakhit [Cu2(CO3)(OH)2], Azurit [Cu3(CO3)(OH)2].
2.5.2 Nitrat dan Borat
Golongan nitrat dan borat terdiri dari :
Niter-soda atau nitratit (NaNO3)
Niter (saltpeter, KNO3)
Kernit (Na2B4O7.4H2O)
Borax [Na2B4O5(OH)4.8H2O]
Kolemanit [CaB3O4(OH)3.H2O]
Ulexit [NaCaB5O6(OH)6.5H2O]
2.6 Kelas VI, Sulfat, Khromat, Molibdat, dan Tungstat
1. Golongan sulfat
Terdiri dari :
Sulfat anhidrat
- Tipe AXO4 : barit (BaSO4), selestit (SrSO4), anglesit (PbSO4), anhidrit (CaSO4)
Sulfat hidrat
- Tipe AXO4.xH2O : gipsum (CaSO4.2H2O), khalkantit (CuSO4.5H2O),
melanterit (FeSO4.7H2O), epsomit (MgSO4.7H2O)
Sulfat anhidrat mengandung hidroksil
- Tipe Am(XO4)pZq : brokhantit [Cu4(SO4)(OH)6], antlerit [Cu3(SO4)(OH)4]
- Tipe A2(XO4)Zq (Kelompok alunit : alunit [KAl3(SO4)2(OH)6] dan jarosit
[KFe3(SO4)2(OH)6]).
2. Golongan Khromat anhidrat
-
Krokoit (PbCrO4)
3. Golongan Molibdat dan Tungstat
-Tipe AXO4 : wolframit [(Fe,Mn)WO4], skhelit (CaWO4), dan wulfenit (PbMoO4).
2.7 Kelas VII, Fosfat, Arsenat dan Vanadat
Sebagian besar berupa oxysalt dengan kelompok anion bertipe (XO4)n ; X adalah P,
As, atau V, dan n = 3.
Mineral-mineralnya adalah :
1. Fosfat normal anhidrat
- Tipe A(XO4) : xenotim (YPO4), monasit [(Ce,La,Y,Th)PO4]
2. Fosfat normal hidrat
- Tipe A3(XO4)2.8H2O: vivianit Fe3(PO4)2.8H2O, eritrit Co3(AsO4)2.8H2O.
3. Fosfat anhidrat dengan hidroksil atau halogen
- Tipe AB(XO4)Zq : Seri ambligonit : (Li,Na)Al(PO4)(F,OH)
- Tipe A5(XO4)3Zq :
Kelompok apatit :
Seri apatit : Ca5(PO4)3(F,Cl,OH):
@ Fluorapatit [Ca5(PO4)3F]
@ Khlorapatit [Ca5(PO4)3Cl]
@ Hidroksilapatit [Ca5(PO4)3(OH)]
@ Apatit-karbonat [Ca10(PO4)6(CO3)H2O]
Seri piromorfit :
@ Piromorfit [Pb5(PO4)3Cl]
@ Mimetit [Pb5(AsO4)3Cl]
@ Vanadinit [Pb5(VO4)3Cl]
4. Fosfat hidrat mengandung hidroksil
Turquois [CuAl6(PO4)4(OH)8.4H2O]
5. Fosfat uranil
Torbernit [Cu(UO2)2(PO4)2.8-12H2O]
Autunit [Ca(UO2)2(PO4)2.10-12H2O]
6. Vanadium oxysalt
Karnotit [K2(UO2)2(VO4)2.3H2O]
Tyuyamunit [Ca(UO2)2(VO4)2.5-8,5H2O]
2.8 Kelas VIII, Silikat
-
Mineral yang paling banyak jumlahnya, kira-kira sepertiga dari jumlah semua mineral.
Dalam kerakbumi, terdapat 95% mineral silikat ; dari jumlah itu, feldspar ada 60%, kuarsa 12%,
dan sisanya mineral silikat yang lain.
2.8.1 Struktur dan Klasifikasi Silikat
Bentuk umum semua struktur silikat adalah tetrahedra, dengan atom Si terletak di tengah
sebagai inti, yang dikelilingi 4 atom O. Ikatan antara atom O dan Si sangat kuat, lebih kuat bila
dibandingkan dengan ikatan atom O dan logam.
Ada beberapa tipe silikat yang dibedakan berdasarkan macam hubungan antara satu
tetrahedra SiO dan yang lainnya, sehingga silikat-silikat dapat diklasifikasi menjadi 6 kelompok,
yaitu :
1. Kelompok tetrahedra tunggal.
2. Kelompok tetrahedra ganda.
3. Kelompok struktur cincin/lingkaran.
4. Kelompok struktur rantai.
5. Kelompok sruktur lembar.
6. Kelompok jaringan tiga dimensi.
2.8.2 Jenis-jenis Mineral Silikat
Berdasarkan tipe-tipe hubungan antar tetrahedra SiO tsb di atas, maka mineral-mineral
silikat dapat dikelompokkan menjadi 6 subkelas, dengan beberapa jenis mineralnya sbb :
1. Subkelas Tektosilikat
Kelompok Silika: Kuarsa (SiO2), Tridimit (SiO2), Kristobalit (SiO2), Opal (SiO2.nH2O)
Kelompok Feldspar: Sanidin (KAlSi3O8), Ortoklas (KAlSi3O8), Mikroklin (KAlSi3O8) Seri
Plagioklas : Triklin, Albit, Oligoklas, Andesin, Labradorit, Bytownit, Anortit
Kelompok Feldspatoid : Leusit (KAlSi2O6), Nefelin (NaAlSi2O4), Sodalit Na8(AlSiO4)6Cl2,
Kankrinit Na8(AlSiO4)6(HCO3)2
Kelompok Zeolit : Heulandit (CaAl2Si7O18.6H2O), Stilbit (CaAl2Si7O18.7H2O),
Laumontit (CaAl2Si4O12.4H2O), Khabasit (CaAl2Si4O12.6H2O), Analsim
(NaAlSi2O6.H2O), Natrolit (Na2Al2Si3O10.2H2O)
2. Subkelas Filosilikat
Kaolinit Al4Si4O10(OH)8 Serpentinit Mg6Si4O10(OH)8 Pirofilit
Al2Si4O10(OH)2 Talk Mg3Si4O10(OH)2 Monmorilonit
Al2Si4O10(OH)2.xH2O Vermikulit Mg3Si4O10(OH)2.xH2O
Kelompok Mika :
Muskovit KAl2(AlSi3O10)(OH)2 Flogopit KMg3(AlSi3O10)(OH)2
-
Biotit K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Lepidolit KLi2Al(Si4O10)(OH)2
Glaukonit K(Fe,Mg,Al)2(Si4O10)(OH)2
Seri Khlorit : (Mg,Fe,Al)6(Al,Si)4O10(OH)2
Apofilit KCa4(Si4O10)2F.8H2O
3. Subkelas Inosilikat
Kelompok Amfibol :
Seri Antofilit (Mg,Fe)7Si8O22(OH)2
Seri Kumingtonit (Fe,Mg)7Si8O22(OH)2
Seri Tremolit-Aktinolit Ca2(Mg,Fe)Si8O22(OH)2
Seri Hornblenda NaCa2(Mg,Fe,Al)5(Si,Al)8
Seri Amfibol-Alkali Na2(Mg,Fe,Al)5Si8
Kelompok Piroksen :
Seri Hipersten-enstatit (Mg,Fe)SiO3
Seri Hedenbergit-diopsid Ca(Mg,Fe)Si2O6
Augit Ca(Mg,Fe,Al)(Al,Si)2O6
Aegirin NaFeSi2O6
Jadeit NaAlSi2O6
Spodumen LaAlSi2O6
Kelompok Piroksenoid :
Wolastonit CaSiO3
Pektolit Ca2NaHSi3O9
Rodonit MnSiO3
4. Subkelas Siklosilikat
Aksinit (Ca,Mn,Fe)3Al2(BO3)Si4
Beril Be3Al2Si6O18
Kordierit (Mg,Fe)2Al4Si5O18
Turmalin Na(Mg,Fe)3Al6(BO3)3(Si6O18)(OH)4
5. Subkelas Sorosilikat
Lawsonit CaAl2Si2O7(OH)2.H2O
Hemimorfit Zn4Si2O7(OH)2.H2O
Idokras Ca10Mg2Al4(Si2O7)2(SiO4)5(OH)4
Kelompok Epidot :
Zoisit Ca2Al3Si3O12(OH)
Klinozoisit Ca2Al3Si3O12(OH)
-
Epidot Ca2(Al,Fe)3Si3O12(OH)
Alanit (Ca,R*)2(Al,Fe,Mg)3Si3O12(OH)
6. Subkelas Nesosilikat
Seri Olivin : (Mg,Fe)2SiO4
Wilemit Zn2SiO4
Kelompok Silikat Aluminium :
Andalusit Al2SiO5 Silimanit Al2SiO5
Kianit Al2SiO5 Staurolit Al4FeSi2O10(OH)2
Topas Al2SiO4(OH,F)2
Kelompok Garnet :
Almandit Fe3Al2(SiO4)3 Pirop Mg3Al2(SiO4)3
Spesartit Mn3Al2(SiO4)3 Grosularit Ca3Al2(SiO4)3
Andradit Ca3Fe2(SiO4) Uvarovit Ca3Cr2(SiO4)3
Zirkon ZrSiO4 Torit (thorite) ThSiO4
Sfen (sphene) CaTiSiO5 Datolit Ca(OH)BSiO4
7. Silikat-silikat Dengan Struktur Tak dikenal
Prehnit CaAl2Si3O10(OH)2
Chrysocolla CuSiO3.2H2O
Dumortierit (Al,Fe)7BSi3O18
