kristalografi dan mineralogi - sgcobinsus.files.wordpress.com fileasosiasi dan genesa mineral sistem...

Kristalografi dan MineralogiKristalografi dan Mineralogi

Dr. I Wayan WarmadaLab Bahan Galian, Jurusan Teknik Geologi, FT-UGM

URL: http://warmada.staff.ugm.ac.id/ Twitter: @warmada

IV-MineralogiVer. 1.0/20120905

Asosiasi dan Genesa MineralAsosiasi dan Genesa Mineral

Sistem magmatikSistem magmatik Sistem pegmatik granitikSistem pegmatik granitik Sistem hidrotermal dan fumarolikSistem hidrotermal dan fumarolik Sistem air permukaan dan air bawah tanahSistem air permukaan dan air bawah tanah Sistem metamorfik dan parametamorfikSistem metamorfik dan parametamorfik

Sistem magmatikSistem magmatik

Komposisi Komposisi magmamagma Pelelehan sebagian Pelelehan sebagian (partial melting)(partial melting) batuan asal batuan asal

Pelelehan batuan asal disebabkan oleh 3 hal: 1) Pelelehan batuan asal disebabkan oleh 3 hal: 1) pemanasanpemanasan, 2) , 2) masuknya airmasuknya air pada suhu bawah pada suhu bawah pelelehan kering, 3) pelelehan kering, 3) penekanan kembalipenekanan kembali batuan batuan di bawah suhu awal pelelehan.di bawah suhu awal pelelehan.

MagmaMagma merupakan material mobil (mudah merupakan material mobil (mudah berpindah), sehingga sangat mudah lepas dari berpindah), sehingga sangat mudah lepas dari sumbernya.sumbernya.


Perubahan komposisi magmaPerubahan komposisi magma Perubahan Perubahan difusionaldifusional, terjadi pada sisa magma , terjadi pada sisa magma

dalam kamar magma. Misalnya, pengayaan dalam kamar magma. Misalnya, pengayaan alkali-feldspar pada bagian atas suatu pluton, alkali-feldspar pada bagian atas suatu pluton, terjadi akibat difusi alkali ion (K, Na)terjadi akibat difusi alkali ion (K, Na)

Kristalisasi sebagianKristalisasi sebagian (fractional crystallization)(fractional crystallization) →→ diferensiasi magma diferensiasi magma

PercampuranPercampuran magma magma (magma mixing)(magma mixing) AsimilasiAsimilasi, masuknya material asing, masuknya material asing


Kristalisasi magmaKristalisasi magma Alasan magma mengalami pemadatan: hilangnya Alasan magma mengalami pemadatan: hilangnya

panaspanas dan/atau hilangnya dan/atau hilangnya fase cairfase cair.. Kristalisasi Kristalisasi sebagiansebagian kristalisasi terjadi bertahap, kristalisasi terjadi bertahap,

misalnya pembentukan tekstur misalnya pembentukan tekstur porfiriporfiri diawali diawali oleh pertumbuhan oleh pertumbuhan fenokrisfenokris, dan terakhir , dan terakhir massa massa dasardasar..

Urutan kristalisasi mineral pada batuan beku Urutan kristalisasi mineral pada batuan beku dapat dilihat pada gambar berikut:dapat dilihat pada gambar berikut:


Deret reaksi Bowen pada kristalisasi magma


Suhu dan tekananSuhu dan tekanan Mineral-mineral magmatik mempunyai variasi Mineral-mineral magmatik mempunyai variasi

suhu pembentukansuhu pembentukannya.nya. Ada dua faktor yang berpengaruh terhadap Ada dua faktor yang berpengaruh terhadap

ketergantungan suhu: (1) ketergantungan suhu: (1) level suhulevel suhu, dan (2) , dan (2) laju laju pendinginan mineralpendinginan mineral..

Awal pengkristalan sistem Awal pengkristalan sistem granitik keringgranitik kering memiliki suhu relatif tinggi, membentuk sanidin memiliki suhu relatif tinggi, membentuk sanidin atau ortoklas, sedangkan pada atau ortoklas, sedangkan pada granitik basahgranitik basah, , suhu lebih rendah, membentuk ortoklas.suhu lebih rendah, membentuk ortoklas.

Sistem magmatikSistem magmatikKlasifikasi kimia batuan beku


Mineral pada batuanbeku (rock-forming mineral)

Sistem pegmatik granitikSistem pegmatik granitik

Pegmatit granitik adalah tubuh batuan mengandung Pegmatit granitik adalah tubuh batuan mengandung kristal besarkristal besar dari kuarsa dan feldspar yang dari kuarsa dan feldspar yang terbentuk oleh proses magmatikterbentuk oleh proses magmatik

Ada Ada 66 karakteristik: (1) kristal sangat besar, (2) karakteristik: (1) kristal sangat besar, (2) penzonaan dan perlapisan, (3) kuarsa-feldspar penzonaan dan perlapisan, (3) kuarsa-feldspar saling tumbuh, (4) “saling tumbuh, (4) “cleavelanditic albitecleavelanditic albite”, (5) ”, (5) mineral-mineral unsur jarang, (6) kehadiran aplit.mineral-mineral unsur jarang, (6) kehadiran aplit.

Ukuran kristal bias mencapai Ukuran kristal bias mencapai 15 meter15 meter..

Sistem pegmatit granitikSistem pegmatit granitikAspek ekonomiAspek ekonomi

Beberapa pegmatit mengandung kumpulan mineral-Beberapa pegmatit mengandung kumpulan mineral-mineral unsur jarang, seperti alanit (Ce), ambligonit mineral unsur jarang, seperti alanit (Ce), ambligonit (Li), autunit (U), spodumen (Li), topaz (F), (Li), autunit (U), spodumen (Li), topaz (F), turmalin (Li, B), bavenit (Be), berilonit (Be), euklas turmalin (Li, B), bavenit (Be), berilonit (Be), euklas (Be), litiofilit (Li), mikrolit (Ta, Nb), penakit (Be), (Be), litiofilit (Li), mikrolit (Ta, Nb), penakit (Be), polucit (Ce), tobernit (U), trifilit (Li), dan uraninit polucit (Ce), tobernit (U), trifilit (Li), dan uraninit (U).(U).

Juga mengandung kumpulan fosfat, seperti Juga mengandung kumpulan fosfat, seperti fluorapati.fluorapati.

Sistem pegmatit granitikSistem pegmatit granitikDistribusi mineralDistribusi mineral

Berhubungan dengan cara pemadatan lelehan Berhubungan dengan cara pemadatan lelehan magma: (1) distribusi mineral magma: (1) distribusi mineral berzonaberzona, dan (2) , dan (2) orientasiorientasi kristal-kristal panjang. kristal-kristal panjang.

Penzonaan pada pegmatit (konsentris) terdiri atas: Penzonaan pada pegmatit (konsentris) terdiri atas: (a) (a) zona basazona basa, biasanya terisi oleh aplit dengan , biasanya terisi oleh aplit dengan plagioklas-Na dan kuarsa; (b) plagioklas-Na dan kuarsa; (b) zona dindingzona dinding, , mengandung kristal mika besar, juga pertit, kuarsa mengandung kristal mika besar, juga pertit, kuarsa dan plagioklas-Na; (c) dan plagioklas-Na; (c) zona menengahzona menengah, , mengandung kristal besar pertit, dan (d) mengandung kristal besar pertit, dan (d) zona intizona inti, , terdiri dari kuarsa dan REE.terdiri dari kuarsa dan REE.

Sistem pegmatit granitikSistem pegmatit granitik

Sistem hidrotermal dan fumarolikSistem hidrotermal dan fumarolikProses hidrotermalProses hidrotermal

Dihasilkan oleh presipitasi larutan Dihasilkan oleh presipitasi larutan airpanasairpanas (hidrotermal).(hidrotermal).

Larutan hidrotermal bisa berupa air magmatik, air Larutan hidrotermal bisa berupa air magmatik, air meteorik atau air magmatik bercampur dengan air meteorik atau air magmatik bercampur dengan air meteorik.meteorik.

Contoh mineral hidrotermal: Contoh mineral hidrotermal: kalsitkalsit Kalsit terbentuk melalui 2 tahap secara berulang-Kalsit terbentuk melalui 2 tahap secara berulang-

ulang: (1) ulang: (1) pelarutanpelarutan Ca Ca2+2+ dan CO dan CO33

2-2- ke dalam ke dalam

larutan, (2) larutan, (2) presipitasipresipitasi (kristalisasi) kalsit [CaCO (kristalisasi) kalsit [CaCO33] ]

dari larutan.dari larutan.

Sistem hidrotermalSistem hidrotermalParagenesa mineralParagenesa mineral

Menggambarkan Menggambarkan presipitasi sekuensialpresipitasi sekuensial dari suatu dari suatu mineral hidrotermal.mineral hidrotermal.

Paragenesa mineral dapat dibedakan berdasarkan: Paragenesa mineral dapat dibedakan berdasarkan: (1) (1) warnawarna kristal, (2) kristal, (2) morfologimorfologi kristal, (3) kristal, (3) asosiasiasosiasi fisik dengan mineral lain, (4) fisik dengan mineral lain, (4) suhusuhu, (5) , (5) salinitassalinitas, , dan (6) dan (6) isotop stabilisotop stabil..

Waktu kristalisasi dapat dibagi menjadi: (1) Waktu kristalisasi dapat dibagi menjadi: (1) sekuensial, (2) simultan, (3) kedua-duanya.sekuensial, (2) simultan, (3) kedua-duanya.

Sistem hidrotermalSistem hidrotermalLingkungan aktivitas hidrotermalLingkungan aktivitas hidrotermal

Dapat dikelompokkan berdasarkan proses Dapat dikelompokkan berdasarkan proses pembentukan kumpulan mineralnya: (1) fumarol, pembentukan kumpulan mineralnya: (1) fumarol, (2) mataair panas, (3) ekshalasi bawah air (laut), (4) (2) mataair panas, (3) ekshalasi bawah air (laut), (4) bawah permukaan dangkal, (5) vulkanik bawah permukaan dangkal, (5) vulkanik endomagmatik, dan (6) sub-vulkanik.endomagmatik, dan (6) sub-vulkanik.

Lingkungan fumarol: mineral terbentuk oleh Lingkungan fumarol: mineral terbentuk oleh proses: (1) sublimasi dari pendinginan gas proses: (1) sublimasi dari pendinginan gas vulkanik, (2) sublimasi dari pendinginan gas vulkanik, (2) sublimasi dari pendinginan gas vulkanik yang bercampur dengan udara, dan (3) vulkanik yang bercampur dengan udara, dan (3) pada permukaan batuan vulkanik.pada permukaan batuan vulkanik.


Lingkungan mataair panas banyak dijumpai di Lingkungan mataair panas banyak dijumpai di dekat dekat gunungapi aktifgunungapi aktif atau atau geotermalgeotermal. Contoh . Contoh mineralnya: sinabar (HgS), emas, silika, belerang mineralnya: sinabar (HgS), emas, silika, belerang (solfatara), dll.(solfatara), dll.

Lingkungan ekshalatif bawah air (laut), terjadi Lingkungan ekshalatif bawah air (laut), terjadi dibawah laut dibawah laut (submarine exhalative)(submarine exhalative), misalnya , misalnya white smokerswhite smokers menghasilkan mineral kalsium sulfat menghasilkan mineral kalsium sulfat (barit) dan silika koloid; sedangkan (barit) dan silika koloid; sedangkan black smokersblack smokers menghasilkan mineral sulfida.menghasilkan mineral sulfida.


Lingkungan bawah Lingkungan bawah permukaan dangkalpermukaan dangkal (istilah (istilah geologi ekonomi, lingkungan epitermal). geologi ekonomi, lingkungan epitermal). Lingkungan ini menghasilkan endapan-endapan Lingkungan ini menghasilkan endapan-endapan yang ekonomis, seperti emas, perak, seng, dan yang ekonomis, seperti emas, perak, seng, dan timbal.timbal.

Lingkungan vulkanik Lingkungan vulkanik endomagmatik endomagmatik adalah adalah lingkungan hidrotermal lingkungan hidrotermal vesiclesvesicles, , vesicular cavitiesvesicular cavities, , amygdulesamygdules. Lingkungan ini banyak menghasilkan . Lingkungan ini banyak menghasilkan mineral zeolit, tembaga murni, ametis.mineral zeolit, tembaga murni, ametis.


Lingkungan sub-vulkanik, berasosiasi dengan: (1) Lingkungan sub-vulkanik, berasosiasi dengan: (1) pluton dangkal, (2) pluton dalam, (3) komplek pluton dangkal, (2) pluton dalam, (3) komplek migmatik atau anateksis. Endapan yang sering migmatik atau anateksis. Endapan yang sering dijumpai berupa endapandijumpai berupa endapan sulfida sulfida atau atau oksidaoksida dari dari tembaga porfiritembaga porfiri atau atau skarnskarn, misalnya: pirit [FeS, misalnya: pirit [FeS

22], ],

kalkopirit [CuFeSkalkopirit [CuFeS22], magnetit [Fe], magnetit [Fe

33OO

44], atau mineral-], atau mineral-

mineral alterasi seperti kaolin, montmorilonit, dll.mineral alterasi seperti kaolin, montmorilonit, dll.

Sistem air permukaanSistem air permukaan

Lingkungan air permukaan dapat dibagi Lingkungan air permukaan dapat dibagi menjadi:menjadi: Freshwater lacustrine,Freshwater lacustrine,

Alkaline/saline lacustrine,Alkaline/saline lacustrine,

Open marine,Open marine,

Restricted marine,Restricted marine, dan dan

Groundwater/formational water of the basinal, Groundwater/formational water of the basinal, phreatic, and vadose zones.phreatic, and vadose zones.

Sistem air permukaanSistem air permukaanKelompok mineralKelompok mineral

chloride/sulfate/borate,chloride/sulfate/borate, carbonate,carbonate, phospate,phospate, siliceous,siliceous, aluminous,aluminous, ferruginous,ferruginous, manganiferous.manganiferous. sulfatesulfate

Sistem air permukaanSistem air permukaanFreshwater lacustrineFreshwater lacustrine

Relatif Relatif rendah akan karbonat dan kloridarendah akan karbonat dan klorida,,

Kalau pakan cukup (Kalau pakan cukup (nitrogennitrogen dan dan fosforfosfor), fauna ), fauna yang mengandung karbonat, seperti ostrakoda dan yang mengandung karbonat, seperti ostrakoda dan snails dapat terbentuk,snails dapat terbentuk,

Masukan silika dalam bentuk abu vulkanik Masukan silika dalam bentuk abu vulkanik menyebabkan pembentukan diatomae dari opal-A.menyebabkan pembentukan diatomae dari opal-A.

Sistem air permukaanSistem air permukaanSaline and alkaline lacustrineSaline and alkaline lacustrine

Evaporasi air danau pada sistem tertutup atau semi-Evaporasi air danau pada sistem tertutup atau semi-tertutup,tertutup,

Material klorida/sulfat/boratMaterial klorida/sulfat/borat

brines brines →→ halit [NaCl] halit [NaCl] larutan kalsium/Na-sulfat/karbonat larutan kalsium/Na-sulfat/karbonat → gipsum → gipsum

[CaSO[CaSO44·2H·2H

22O], glauberit, sulfohalit O], glauberit, sulfohalit

[Na[Na66(SO(SO

44))

22·FCl].·FCl].

larutan soda dan/atau kalsium larutan soda dan/atau kalsium → borak, hanksit, → borak, hanksit, uleksit, colemanit.uleksit, colemanit.

Sistem air Sistem air permukaanpermukaan

Kristal borak yang terlingkupi oleh tinkalkonit. Panjang kristal mencapai 3 cm.

Sistem air permukaanSistem air permukaanSaline and aklaline lacustrineSaline and aklaline lacustrine

Material karbonatMaterial karbonat Kalsium – karbonat – air Kalsium – karbonat – air →→ ikaitikait

CaCa2+2+ + HCO + HCO33

-- + 5H + 5H22O + OHO + OH-- →→ CaCO CaCO

33··6H6H

22OO

Air alkali Air alkali →→ trona/nahkolit [NaHCO trona/nahkolit [NaHCO33]/gaylusit/ ]/gaylusit/

nortupit [Na3Mg(CO3)2Cl]nortupit [Na3Mg(CO3)2Cl]

3Na3Na++ + 2HCO + 2HCO33

-- + H + H22O + OHO + OH-- →→

NaNa33H(COH(CO

33))

22·2·2HH

22OO

Sistem air permukaanSistem air permukaanOpen marine (laut terbuka)Open marine (laut terbuka)

Material karbonat:Material karbonat:

larutan larutan →→ aragonit/kalsit/dolomit aragonit/kalsit/dolomit

CaCa2+2+ + 2HCO + 2HCO33

-- →→ CaCO CaCO33 + H + H

22O + COO + CO

22

Material fosfat:Material fosfat:

Karbonat-fluorapatit Karbonat-fluorapatit →→ larutan larutan →→ karbonat- karbonat-fluorapatitfluorapatit

5Ca5Ca2+2+ + 5PO + 5PO55

3-3- + 2HCO + 2HCO33

-- + F + F-- →→

Ca(POCa(PO44,CO,CO

33))

33(F,OH) + CO(F,OH) + CO

22 + OH + OH--

Sistem air permukaanSistem air permukaanOpen marine (laut terbuka)Open marine (laut terbuka)

Material silikaMaterial silika

opal-A (biogenik) opal-A (biogenik) →→ gel silika + air gel silika + air →→ larutan larutan silika asamsilika asam

larutan silika asam larutan silika asam →→ gel silika + air gel silika + air →→ opal-A opal-A

SiOSiO22··2HO == H2HO == H

44SiOSiO

4(aq)4(aq)

Pelarutan silika biogenik yang berasal dari Pelarutan silika biogenik yang berasal dari cangkang radiolaria, diatom terkayakan oleh larutan cangkang radiolaria, diatom terkayakan oleh larutan silika asam silika asam →→ chertchert..

Sistem air permukaanSistem air permukaanRestricted marineRestricted marine

Material klorida/sulfatMaterial klorida/sulfat

Larutan Larutan →→ gipsum gipsum

CaCa2+2+ + SO + SO44

2-2- + 2H + 2H22O O →→ CaSO CaSO

44··2H2H

22OO

Pembentukan Pembentukan gipsumgipsum dan dan anhidritanhidrit masing- masing-masing memiliki koefisien presipitasi (Ksp):masing memiliki koefisien presipitasi (Ksp):

KKspsp(gyp)(gyp)

= 10 = 10-45-45 dn dn KKspsp(anh)(anh)

= 10 = 10-46-46..

Sistem air Sistem air permukaanpermukaan

Gambar sebelah: SEM dari kristal gibsit di dalam bauksit, merupa-kan salah satu dari bahan untuk logam aluminium

Sistem air permukaanSistem air permukaanSEM kristal klinoptilolitSEM kristal klinoptilolit

Sistem air permukaanSistem air permukaanSEM kristal kasolitSEM kristal kasolit

Sistem air permukaanSistem air permukaanSEM kristal platneritSEM kristal platnerit (PbO (PbO

22))

Sistem air permukaanSistem air permukaanSEM kristal ferimolibditSEM kristal ferimolibdit

Sistem metamorfikSistem metamorfik

kristalografi dan mineralogi - sgcobinsus.files.wordpress.com fileasosiasi dan genesa mineral sistem...

Documents