MINERALOGI

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Pengertian mineral

Mineralogi adalah ilmu yang membicarakan persoalan dunia mineral. Dunia  mineral merupakan bagian yang mati dari apa yang terdapat di alam, sedangkan dunia  lain ruang hidup adalah dunia maqluk hidup dan dunia tanaman. Jadi jelas perbedaan terletak pada dunia mineral tidak dapat berkembang biak seperti maqluk hidup.

Mineral ialah suatu benda padat homogen yang terdapat di alam, terbentuk secara anorganik, mempunyai komposisi kimia pada batas-batas tertentu dan mempunyai atom-atom yang tersusun secara teratur teratur.

Benda padat homogen artinya bahwa mineral itu hanya terdiri satu fase padat, hanya satu macam material, yang tidak dapat diuraikan menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana oleh suatu proses fisika. Dengan adanya suatu persyaratan mineral-mineral itu benda padat, maka cairan dan gas-gas tidak termasuk. Es adalah mineral, tetapi air bukan mineral.

Terbentuk secara anorganik  artinya benda-benda padat homogen yang dihasilkan oleh binatang dan tumbuh-tumbuhan tidak termasuk, maka dari itu kulit tiram (dan mutiara di dalamnya), meskipun terdiri dari calcium carbonat yang tidak dapat dibedakan secara kimia maupun fisika dari mineral aragonit, tidak dianggap sebagai mineral.

Mempunyai komposisi kimia pada batas-batas tertentu  artinya bahwa mineral itu ialah merupakan senyawa kimia, dan senyawa kimia  mempunyai komposisi pada batas-batas tertentu yang dinyatakan dengan suatu rumus . Rumus kimia mineral dapat sederhana maupun komplek, tergantung dari banyaknya unsur-unsur yang ada dan proporsi kombinasinya.

Ataom-atom yang tersusun secara teratur merupakan ukuran dari keadaan kristalisasinya, cara ini untuk pembentukan, susunan atom yang teratur ini dapat tergambar pada bentuk luar kristalnya, dari kenyataan bahwa adanya susunan atom-atom yang teratur di dalam kristalin yang padat telah disimpulkan dari teraturnya bentuk luar, lama sebelum sinar X diketemukan dan membuktikan dalam hal ini. Bagaimanapun ada pengecualian dalam batasan ini.

1.2. Maksud dan tujuan :

Maksud : dengan mempelajari sifat fisis mineral kita dapat kita dapat membuat beberapa deduksi mengenai struktur kristal dan komposisi kimianya.

Tujuan : dengan mempelajari sifat fisis mineral, kita dapat mengerti kegunaan mineral dalam segi teknik karena pemakaian mineral di dalam dunia industri terutama bergantung pada sifat fisisnya, misalnya pemakaian intan sebagai pengasah yang baik, karena kerasnya yang luar biasa, sedangkan pemakaian kwarsa pada alat-alat elektronik disebabkan oleh piazo elektrisnya.

Dalam modul ini hanya dibicarakan masalah-masalah sifat fisis mineral, sesuai dengan  tujuan pembelajaran kita yaitu mengenal sifat fisis mineral, karena hanya dengan mempelajari sifat fisis mineral orang dapat mendeterminasi ratusan mineral bahkan ribuan mineral. Dari ratusan mineral tersebut kebanyakan adalah mineral bijih yaitu mineral yang mengandung logam.

Di dalam ketentuan umum mineral telah dinyatakan bahwa mineral mempunyai sifat–sifat fisik dalam batas-batas tertentu yang nanti akan kita akan dibahas dalam bab selanjutnya.

1.3. Alat dan bahan yang digunakan

Alat yang digunakan dalam analisa mineral secara megaskopis  adalah  :

1)    Loupe : alat ini merupakan lensa pembesar yang berguna untuk memperbesar mineral yang diamati supaya lebih jelas butiran-butiran atau bentuk mineral yang akan diselidiki.

2)    Skala kekerasan Mosh : alat berguna untuk menentukan kekerasan tiap mineral yang diamati dengan cara menggoreskan pada mineral yang diamati yang dimulai dari skala yang paling keras sampai mineral tersebut dapat tergores oleh alat skala Mosh.

3)    Keping porselin : alat ini berguna untuk menentukan warna cerat tiap mineral yang diamati dengan cara menggoreskan mineral pada keping porselin pada bagian yang kasar.

4)    Keping magnit :  alat ini berguna untuk menentukan apakah mineral yang diamati mengandung gaya magnit apa tidak.

5)    Tabel sifat fisik mineral.

6)    Rapido 0,5 mm

7)    Sablon 0,5 mm

8)    Alat tulis menulis : untuk mengindentifaikasi mineral yang diamati.

Adapun bahan yang digunakan adalah :

1)    Potongan – potongan mineral

2)    Format isian

3)    Pensil berwarna

BAB II

SIFAT FISIS MINERAL

M

acam-macam sifat fisis mineral yang terpenting dalam pengamatan mineral secara megaskopis adalah :

1.    Warna (Colour)

2.    Kilap (Luster)

3.    Cerat (streak)

4.    Belahan (cleavage)

5.    Pecahan (fracture)

6.    Kekerasan mineral (hardness)

7.    Sifat dalam  (tetanitas)

8.    Berat jenis (specific gravity)

9.    Kemagnitan (magnitisme)

10. Kelistrikan (electric)

2.1. Warna.

Warna mineral adalah warna yang kita tangkap dengan mata bilamana mineral tersebut terkena sinar. Warna ini penting untuk membedakan antara warna yang disebabkan oleh campuran atau pengotoran dan warna asli elemen-elemen utama pada mineral tersebut. Banyak pula mineral yang dinamakan berdasarkan warna mineralnya misalnya :

Albit (bahasa Yunani albus = putih)

Chlorit (bahasa Yunani chloro = hijau)

Melanit (bahasa Yunani melas = hitam)

Rhodonit (bahasa yunani rodon = merah jambu)

Eritorit (bahasa Yunani erythos =merah)

Warna asli dari elemen-elemen utama pada mineral (ediochromatis), yaitu merupakan warna yang tetap dan karakteristik, misalnya :

Pirit              = kuning loyang

Magnetit        = hitam

Malachit        = hijau

Belerang        = kuning

Azurit            = biru

Warna karena adanya pengotoran (allochromatis) ini merupakan warna yang tidak tetap atau tidak berubah-ubah, misalnya :

Kwarsa – tidak berwarna tetapi karena pengotoran warna dapat berubah-ubah menjadi :

-          violet (amesthyst)

-          merah jambu

-          coklat kehitam-hitaman dan lain sebagainya.

Halit – warnanya bermacam-macam :

-          abu-abu

-          kuning

-          coklat gelap

-          merah jambu

-          dan bervariasi biru.

Di samping itu ada beberapa elemen terutama pada mineral-mineral berat yang memberikan efek warna tertentu, misalnya :

Mineral sekunder mengandung :

-          Tembaga – hijau kebiruan

-          Vanadium – merah

-          Uranium – kuning

-          Mangan dalam silikat karbonat merah jambu

-          Silikat berbesi – hijau gelap sampai hitam.

Bagi orang yang berpengalaman dan mempunyai keahlian untuk membedakan, maka warna sangat berguna untuk menentukan nama mineral. Warna berhubungan langsung  dengan komposisi seprti pada mineral-mineral yang mengandung unsur : Ti, V, Mn, Fe, Ni, Co, dan unsur-unsur Cu. Ada kalanya warna mineral telah diperkuat oleh adanya sebuah unsur yang terdapat dalam dua jenis valensi, misalnya pada mineral yang mengandung besi, apabila besi itu seluruhnya terdapat dalam satu valensi (fero atau feri saja) biasanya berwarna pucat, tetapi jika terdapat dalam dua valensi (fero dan feri) akan berwarna hijau tua hingga hitam.

2.2. Kilap (luster)

Merupakan sifat optis dari mineral yang rapat hubungannya dengan refleksi dan refraksi. Kilap sebagai hasil pantulan cahaya dari permukaan mineral . Intensitas dari kilap sebenarnya tergantung kwantitas cahaya pantul dan pada umumnya tergantung pada besarnya indeks refraksi mineral.

          Kilap dapat dibagi mejadi ;

a) Kilap logam (metalic luster)

Mineral – mineral opak dalam fragmen-fragmen yang tipis dan mempunyai indeks refraksi ( n = 3 ) atau lebih pada umumnya mempunyai kilap logam, misal : pirit, galena, sulfida, logam alam.

b) Kilap sub metalik

Kilap sub metalik terdapat pada mineral –mineral semi opak sampai opak dan mempunyai indeks refraksi (n = 2,6 dan 3). Contoh : mineral cuprit, cinabar, hematit, alabandit.

c) Kilap bukan logam (non metalic luster) 

          Kilap bukan logam biasanya terlihat pada mineral-mineral yang mempunyai warna-warna muda dan dapat melukiskan cahaya pada bagian-bagian yang tipis. Kilap bukan logam dapat dibadakan menjadi :

-    Kilap kaca (vitreous luster)

Kilap seperti pada pecahan kaca, contoh : kwarsa, flourit, halit, karbonat, sulfat, silikat, spinel, corundum, garnet, leucit.

-    Kilap intan (adamantine luster)

Adalah kilap yang sangat cemerlang seperti berlian. Contoh : intan, zircon, kasiterit, belerang, rutil.

- Kilap damar (resinous luster)

kilap seperti pada damar, kombinasi dari warna kuning dan coklat. Contoh : sfalerit.

-    Kilap lemak (greasy luster)

Kilap seperti lemak, seakan-akan berlapis dengan lemak. Contoh : nefelin, halit yang sudah berhubungan dengan udara bebas.

- Kilap sutera ( silky luster)

Kilap seperti sutera, biasanya terdapat pada mineral-mineral yang menyerat. Misalnya : asbes, serpenten, gips.

-    Kilap mutiara ( pearly luster)

Kilap seperti mutiara, biasanya terlihat pada bidang-bidang belah dasar. Contoh : talk, mika, gips yang kristalnya kasar.

- Kilap tanah (earthy luster)

Kilap yang biasanya terlihat pada mineral-mineral yang kompak. Contoh : kapur, diatomea, kaolin, pirolusit.

-    Kilap lilin (waxy luster)

Kilap seperti lilin, contoh : serpenten, cerargirit.

Pada umumnya orang dapat dengan mudah sekali membedakan antara kilap logam, dan bukan logam. Akan tetapi biasanya tidak dapat atau sukar melihat dengan teliti perbedaan jenis kilap lainnya. Padahal justru perbedaan itulah yang sangat penting untuk penentuan (determinasi) dari suatu mineral.

2.3. Cerat/gores (streak)

          Cerat ini membedakan dari dua mineral yang warnanya sama akan tetapi warna ceratnya berbeda. Gores/cerat lebih dapat dipercaya dari pada warna, karena lebih stabil.

          Mineral yang kekerasannya kurang dari 6, cerat dapat diperoleh dengan menumbuk mineral tersebut sampai halus dengan menggunakan palu. Mineral-mineral silikat biasanya mempunyai gores putih kadang-kadang abu-abu coklat. Mineral-mineral oksida, sulfida, karbonat, dan phosphat, arsenat, sulfat juga mempuyai goresan yang karakteristik. Untuk mineral-mineral yang transparan dan translusent mempunyai kilap bukan logam mempunyai gores lebih terang dari warnanya, sedangkan mineral-mineral  dengan kilap logam kerap kali mempunyai gores yang lebih gelap dari warnanya. Pada beberapa mineral  warna dan gores sering menunjukkan warna yang sama.

Misalnya :

Cinabar    –  warna dan goresnya merah.

Magnetit  –  warna dan goresnya hitam

Lazurit     –  warna dan goresnya biru

Tetapi juga ada mineral warna dan goresnya berlainan.

Contohnya :

Hematit - warna abu-abu hitam – gores hitam

Pirit – warna kuning loyang – gores hitam

Biasanya mineral-mineral yang transparant dan translusent mempunyai gores yang putih atau tidak berwarna, atau warna-warna yang muda. Oleh karena itu gores ini sangat penting untuk  penentuan mineral-mineral opaque yang sangat translusent.

Contoh :

Emas – kuning

Molibdenit – kehijau-hijauan

Grafit – hitam

2.4. Belahan

Adalah suatu sifat fisika mineral yang mampu belah yang disebabkan oleh tekanan dari luar atau pemukulan dengan palu. Yang dimaksud dengan belah di sini adalah bila mineral kita pukul tidak hancur tetapi terbelah-belah melalui bidang-bidang belah yang licin. Tidak semua mineral mempunyai sifat ini, sehingga dipakai istilah mudah dibelah, sukar dibelah, atau tidak dapat dibelah. Mineral-mineral yang mempunyai belahan yang baik adalah ;

-          Muskovit atau biotit mempunyai belahan satu arah, jadi dapat terbelah berupa lempeng-lempeng tipis.

-          Feldsfar dan Pyroxene (augit) mempunyai belahan dua arah tegak lurus.

-          Hornblende mempunyai belahan dua arah yang membentuk sudut 124⁰.

-          Halit (NaCl) mempuyai belahan tiga arah yang saling tegak lurus.

-          Calcite mempunyai belahan tiga arah yang tidak saling tegak lurus.

2.5. Pecahan

          Bila tidak membelah secara teratur, maka mineral akan pecah dengan arah yang tidak teratur. Ada beberapa macam pecahan :- Concoidal : memperlihatkan gelombang yang melengkung di permukaan pecahan seperti kenampakan kulit kerang atau botol pecah.

Contoh : Kwarsa.

- Splintery / fibrous : menunjukkan gejala seperti serat. Contoh : Asbestos, Augit, Hypersthene.

- Uneven atau ireguler : permukaan kasar tidak teratur.

Contoh : garnet, hematite, chalcopyrite.

- Hackly : permukaan tidak teratur dengan ujung-ujungnya yang runcing.

Contoh : native metals (Cu Ag).

2.6. Kekerasan (hardness)

          Kekerasan mineral diperlukan untuk mendapatkan perbandingan kekerasan mineral satu terhadap mineral yang lain, denganj cara mengadakan saling gores antar mineral. Perlu diketahui bahwa kekerasan mineral ke segala arah ditentukan oleh parameter tiap-tiap poros kristalografinya. Sehingga untuk mineral satu mungkin ke segala arah sama keras dan untuk mineral lainnya tidaklah demikian. Untuk menguji kekerasan yang lazim ditentukan dengan menggunakan skala keras Mosh yang terdiri dari 10 macam kekerasan berturut-turut dari yang terlunak sampai yang terkeras adalah  dalam     tabel 1.

          Cara menentukan kekerasan dilakukan dengan menggores mineral skala Mosh pada mineral yang akan diselidiki. Agar tidak merusak mineral-mineral skala Mosh dalam penentuan kekerasan kita harus selalu memulai menguji kekerasan mineral yang diselidiki dengan mineral skala keras yang paling keras dalam hal ini adalah intan, dan selanjutnya secara bertahap kita turunkan pengujian dengan mineral skala keras di atasnya (lihat tabel 1). Pengujian akan kita hentikan bila mineral yang kita selidiki tidak tergores oleh mineral skala keras. Jadi skala kekerasan mineral itu sama dengan kekerasan mineral skala keras yang dipakai untuk mengujinya.

Tabel 1

Skala Keras Mosh

Kekerasan	Mineral	Keterangan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	Talk Gipsum Kalsit Flourit Apatit Ortoklas Kwarsa Topas Korundom Intan	Tergores kuku Tergores kuku, kekerasan kuku =2 Tergores pecahan botol, atau pisau Tergores pecahan botol, atau pisau Tergores dengan sukar oleh pisau Tergores pisau atau pecahan botol. Tergores pisau Tergores pisau Tergores pisau Tergores pisau

         

Dalam keadaan lain dapat juga terjadi umpama suatu mineral katakanlah tergores oleh kwarsa tetapi tidak tergores oleh ortoklas, di sini kita hadapi mineral yang memepunyai kekerasan 6½.

          Janganlah menguji pada satu muka mineral saja, tetapi juga pada bagian muka lainnya, sebab kemungkinan mineral tersebut kekerasannya tidak seragam pada segala arah.

2.7. Sifat dalam (tetanitas)

          Sifat mineral adalah sifat mienral itu bilamana kita berusaha untuk mematahkannya, menghancurkannya, membengkokkannya, ataupun mengiriskannya. Termasuk sifat dalam adalah :

- Rapuh : mudah hancur tetapi dapat dipotong-potong, contoh pada mineral kwarsa, ortoklas, kalsit, pirit.

- Mudah ditempa : dapat ditempa menjadi lapisan yang tipis, seperti pada emas dan tembaga.

- Dapat diiris atau sectile : dapat diiris dengan pisau, hasil irisan rapuh. Contoh pada Gipsum.

- Fleksibel : mineral berupa lapisa tipis dapat dibengkokkan  tanpa menjadi patah dan sesudah menjadi bengkok kembali lagi seperti semula. Contoh : pada mineral talk, selenit.

- Elastis : berupa lapisan tipis dapat dibengkokkan tanpa menjadi patah dan kembali sebagai semula bila kita berhenti menekannya. Contoh : mineral muskovit.

2.8. Berat Jenis (specific grafity)

          Berapa gram berat mineral, jika volumenya 1 cm³. Cara mengukur berat jenis mineral   ada beberapa macam :

1)    Dengan piknometer

2)    Dengan gelas ukur

3)    Dengan neraca air  

1) Dengan piknometer

Mineral ditimbang, misal beratnya = G gram. Piknometer penuh air dan mineral (diluar piknometer)   bersama-sama ditimbang beratnya =  p gram. Piknometer penuh air dimasuki mineral kemudian ditimbang beratnya = q gram.

Berat air yang tumpah = (p-q) gram.

Volume air yang tumpah = (p-q) cm³.

                                             G

Jadi berat jenis mineral = S = ----------- gram / cm³.

                                           (p-q)

2) Dengan gelas ukur

Mineral ditimbang misal beratnya =G gram.

Mineral diukur volumenya dengan gelas ukur misalnya = V cm³.

Jadi berat jenis mineral = S= G/V gram/cm³.

3) Dengan neraca air

Mineral di udara ditimbang, beratnya = G gram

Mineral di dalam air ditimbang , beratnya = A gram.

Gaya Archimides  =FA = (G-A) gram = berat air yang dipindahkan oleh mineral itu.

Volume air yang dipindahkan oleh mineral itu = volume mineral itu = (G-A) cm³

                                    G

Jadi berat mineral = S = --------- gram /cm³.

                                       G – A

2.9. Kemagnitan

          Kemagnitan, adalah sifat mineral terhadap gaya tarik magnit. Dikatakan sebagai Ferromagnetik bilamana mineral dengan mudah tertarik gaya magnetik, seperti mineral Magnetit dan Pyrrotite. Mineral-mineral yang menolak gaya magnit   disebut mineral Diamagnetik ; dan mineral yang hanya tertarik oleh gaya kuat dari elektromagnetik dkatakan sebagai Paramagnetik .

          Untuk melihat apakah mineral mempunyai sifat magnetik atau tidak, kita gantungkan pada seutas benang   sebuah magnit dan dengan sedikit demi sedikit mineral kita dekatkan padanya. Bila benang bergerak mendekatinya berarti mineral tersebut Magnetik. Kuat tidaknya bisa terlihat  dari besar kecilnya sudut yang dibuat benang tersebut dengan garis vertkal.

2.10. Kelistrikan

          Kelistrikan, sifat listrik mineral dapat dipisahkan menjadi dua yaitu sebagai pengantar arus atau konduktor dan yang tidak mengantarkan arus listrik atau non konduktor . Di dalam praktek batas ini tidak tegas demikian sehingga kita jumpai istilah semi konduktor, yaitu mineral bersifat sebagai konduktor dalam batas-batas tertentu.

          Ternyata terdapat keeratan hubungan antara konduktivitas dengan arah daripada poros – poros kristalografi. Umpamanya pada mineral Hematit konduktivitas ke arah tegak lurus poros c ada dua kali lipat bila dibandingkan dengan rah sejajar poros c.

          Beberapa mineral yang konduktiv adalah mungkin menimbulkann muatan listrik dengan jalan merubah-rubah suhu yang disebut Pyroelectricitas atau dengan jalan memberi tekanan tertentu atau piezoelektrisitas . Biasanya kristal yang tidak mempunyai titik pusat simerti adalah piezoelektrik  dan kristal yang berporos poler biasanya bersifat pyroelektrik.

          Sifat-sifat elektrik lainnya seperti diafanietas, Luminesensi, radioaktivitas, rabaan, rasa, dan sifat permukaan tidak dibicarakan di dalam modul ini.

Penulis: Abdul Hakim ST