BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Mineral optic adalah Ilmu pengetahuan mineralogi menitik beratkan pada

studi tentang pengamatan dan pendeskripsian minera-mineral penyusun batuan secara

optic.

Selain itu mineral optik merupakan metode pengamatan dasar terhadap data geologi

(batuan dan struktur)

1.2. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dari diadakannya praktikum mineral optik di semester ketiga jurusan

teknik Geologi STTNAS Yogyakarta adalah mendidik mahasiswa agar

mempunyai kemampuan dalam menguasai materi praktikum dan mempunyai

ketrampilan dalam menggunakan mikroskop (khususnya mikroskop polarisasi)

untuk mengamati sayatan.

Tujuan di adakanya Praktikum Mineral Optik di semester ketiga jurusan

tekhnik Geologi STTNAS Yogyakarta adalah untuk membantu mahasiswa

mengetahui cara menentukan sifat sifat optik mineral, serta mengenal mineral

secara mikroskopik.

1

BAB II

2.1 Bagian-bagian dari Mikroskup Polarisasi :

2

2.1.1 Lensa Ocular

lensa dengan perbesaran biasanya 10x, yang berhubungan langsung dengan

mata saat mengamati sayatan tipis di bawah mikroskup.

Dalam lansa ini terdapat benangsilang yang dapat membantu menentukan

posisi utara-selatan (U-S) dan timur-barat (T-B).

Perbesaran dari obyek sayatan tipis di atas meja obyektif (gambar samping)

dihasilkan dari perbesaran okuler dan lensa obyektif (gambar bawah).

Contoh: jika praktikan melihat sayatan tipis dengan menggunakan obyektif

4X, dan okuler 10X, maka memiliki perbesaran total 40X.

2.1.2 Prisma Nikol

• Efek yang dibawa oleh sinar terpolarisasi secara umum tidak dapat dibedakan

tanpa kombinasi kedua prisma nikol .

• Yaitu nikol atas dan nikol bawah .

• Nikol atas tidak mampu berputar, terletak di antara lensa okuler danobyektif .

• Nikol atas dapat ditekan masuk atau keluar dari tube pada will, yang disebut

sebagai analyzer.

• Nikol bawah atau polarizer dapat diputar, terletak di bawah meja obyektif,

dapat dinaik-turunkan tanpa merubah centering-nya.

• Prinsip kerjanya: penampang analyzer berkedudukan kanan dan kiri; polarizer

berkedudukan depan dan belakang.

• Pada posisi ini obyek menjadi gelap dan nikol pada posisi silang.

Saat sayatan tipis diamati dengan nikol bawah tanpa sinar konvergen: parallel

nikol. Jika hanya nikol bawah yang digunakan, maka diketahui bidang vibrasi.

2.1.3 Lensa pada lampu konvergen

Mikroskop dioperasikan pada sinar lampu yang searah dengan tube dan obyek

Lensa konvergen menangkap sinar tersebut secara maksimal dan melan-

jutkannya melalui tube ke lensa polarizer

3

Sinar tersebut membawa data dari obyek yang selanjutnya dikirimkan ke lensa

obyektif dan ditangkap oleh lensa okuler

Yaitu dengan menaikkan nikol bagian bawah yang terletak di bawah meja

obyektif, sehingga:

Permukaan polarizer dapat menyentuh gelas preparat

2.1.4 Meja obyektif (meja putar)

Meja obyektif berbentuk melingkar atau kotak ---- kebanyakan bulat

Meja ini terletak di atas polarizer dan di bawah lensa obyektif

Merupakan tempat meletakkan sayatan tipis untuk diamati

Pada meja dilengkapi dengan sekala besaran (mikrometer) yang melintang

meja dan koordinat sumbu hingga 360O

Bagian pusat meja harus satu garis dengan pusat optis dari tube.

Centering dilakukan dengan memutar scroll (screws), centring 90o berada di

bawah tube.

Setelah posisinya centering, sayatan tipis diletakkan di atas meja obyektif,

agar tidak bergeser-geser maka dapat dijepit dengan kedua penjepit.

2.1.5 Benang Silang (Cross Hair)

Benang silang berada pada lensa okular, satu benang melintang ke kanan-kiri

dan benang yang lain melintang ke atas dan ke bawah.

Berfungsi untuk mengetahui kedudukan koordinat bidang sumbu mineral,

atau sudut interfacial kristall.

Meja obyektif harus berkedudukan centered dengan perpotongan benang sil-

ang, jika tidak centered maka benang silang tidak akan terlihat.

4

2.1.6 Cermin Pantul (The Mirror)

Cermin pantul berfungsi untuk mengirimkan sinar dari lampu ke sumber

obyek

Berbentuk bidang datar pada sisi belakang dan cekung pada sisi depan

Pembentuk yang pertama digunakan untuk perbesaran rendah, sedangkan

yang terakhir untuk perbesaran yang lebih tinggi.

Cermin ini berfungsi mengumpulkan sinar lampu dengan aperture yang meny-

udut pada sekitar 40o.

Untuk perbesaran yang lebih besar dan dengan menggunakan sinar konver-

gen, maka menggunakan sinar konvergen

Penggunaan cermin terutama untuk efisinsi penggunaan mikroskop.

Ketika menggunakan sinar datang yang sejajar sebagai ordinary daylight,

maka sinar tersebut direfleksikan dari cermin dengan intensitas yang rendah,

yang datang bersamaan dengan focal point.

Jika sumber sinar dekat dengan instrument, focal-length-nya besar, dan seba-

liknya.

2.1.7 Lensa Obyektif

Diklasifikaskan berdasarkan nilai perbesarannya.

Untuk obyektif yang memiliki power rendah, maka focal length-nya di atas 13

mm dan perbesarannya kurang dari 15 x; untuk power menengah focal length

antara 12- 5 mm dan perbesarannya 40 x; dan power tinggi focal length kur-

ang dari 4,5 mm dan perbesarannya mencapai 40 x.

5

Lensa obyektif yang sering digunakan adalah yang berukuran 3 dan 7 mm

Dalam satu sayatan tipis sering terdiri atas suatu seri bidang yang saling

menumpang, dan hanya salah satunya saja yang dapat diamati.

Dalam lens obyektif low-power, dapat dilihat obyek yang menumpang bidang

yang berbeda lainnya, tetapi dengan lensa high-power hal itu tidak mungkin

dilakukan.

Tingkat kecerahan (brightness) dari image akan meningkat jika hitungan aper-

turenya dapat diketahui dalam luasan pesegi.

2.1.8 Resolving Power

Bagian dari mikroskop yang berfungsi untuk pengaturan ketelitian alat.

Dengan meningkatkan resolving power untuk mempertajam obyek

pengamatan maka dapat mengurangi masa pemakaian alat.

Dalam praktik petrografis, dibutuhkan ketelitian maksimal sehingga sifat ter-

kecil pun terdeteksi.

Mata hanya mampu membedakan 250 garis dalam 1 inci

Ketika dua titik berpindah dari posisi 6.876x dari mata, maka yang terlihat

hanya satu titik.

Dengan bantuan resolving power dan okuler, mata mampu membedakan

pleurosigma angulatum sebanyak 50.000 garis .

2.1.9 Lensa Bertrand (Keping Gipsum)

Berada pada center dari microscope di atas analyzer yang melintas masuk /

keluar tube

Digunakan sebagai mikroskop kecil bersama-sama dengan okuler untuk mem-

perbesar gambaran interference

6

Terutama digunakan untuk mengetahui warna birefringence, sehingga dapat

diketahui ketebalan sayatannya

Pada penggunaan alat ini, juga dilengkapi dengan tabel warna interference

2.1.10 Mikrometer

Berfungsi untuk mengukur jarak dalam sekala yang sempit, contoh: diameter

mineral.

Terletak di atas meja obyektif.

Pada pembacaan langsung dalam meja obyektif, sekala dalam ratusan mm.

Jadi, dalam suatu pengamatan sayatan tipis dapat diketahui seberapa ratus mm

dalam suatu divisi kristal.

2.1.11 Adjustment Screws

Adjustment screw berfungsi untuk mengatur (bagian dalam 2) dan

menghaluskannya (bagian luar 1) kefokusan lensa okuler dan obyektif

Metodenya yaitu dengan memutar ke kanan untuk memperbesar dan ke kiri

untuk memperkecil.

Terletak pada gagang mikroskop (tube)

Akurasi kerja Adjustment screw mencapai 0,001 mm.

7

2.2Analisa PPL dan XPL

Dasar teori analisa PPL dan XPL

2.2.1 WARNA

2.2.1.1 Definisi

Terjadinya akibat dari gejala serapan cahaya yang melintasi kristal yang

sedang bergetar sejajar dengan arah getar polarisator, dimana warna adsorbsi

cenderung mendekati putih.

A. Idiocrhomatis : warna asli dari suatu mineral

B. Allochromatis : warna akibat pigmen lain, inklusi kristal kristal halus atau

adanya elektron-elektron dari logam transisi (Cr, Fe, Mn, Etc).

2.2.2.PLEOKROISME

2.2.1.Definisi

Pleokroisme adalah gejala perubahan warna yang terjadi apabila meja

objek di putar, karena adanya perbedaan absobsi dari sumbu-sumbu

kristalnya.

2.2.2.2. Macam-macamnya

Dikroik, biasanya dimiliki oleh mineral-mineral yang mempun-

yai sistem Kristal trigonal dan heksagonal : pada perputaran 00-

900 terjadi dua kali perubahan.

8

Trikorik, biasanya di miliki oleh mineral-mineral yang mem-

punyai sistem Kristal ortorombik, triklin, monoklin : warna-

warna pleokroik ini bergantung pada sumbu-sumbu X, Y, dan

Z. Contoh glaukofan (monoklin) dengan perubahan warna seba-

gai berikut α/X netral, β/Y ungu, dan y/Z biru.

Istilah yang umum dipakai : Lemah, Sedang , dan Kuat.

2.2.3.INDEKS BIAS

2.2.3.1 Definisi

Indeks bias adalah suatu angka (konstanta) yang menunjukan pernadingan an-

tara sinus sudut datang dengan sinus sudut pantul : ( n =sin a/sin r = 1/v).

Indeks bias juga merupakan fungsi dari sinar di dalam medium.

2.2.3.2 Cara Penentuan Indeks Bias

2.2.3.2.1 Reliatif

Dengan garis becke ( Central allumination)

Dengan metode oblique illumination.

2.2.3.2.2 Absolut

2.2.3.2.1.1 metode Garis Becke

Kalau diafragma ditutup sebagian, garis becke akan terlihat tepat pada

batas mineral (berimpit,warna putih kabur). Supaya garis Becke terse-

but terlihat maka tabung mikroskop dinaik-turunkan.

9

Batasan : kalau jarak antara obyektif dan obyek dijauhkan, garis Becke

akan bergerak ke arah media yang indeks biasnya lebih besar.

Keterangan : N : indeks bias mineral

n : indeks bias Balsem Kanada

2.2.3.2.1.2. Metode oblique Illumination

Caranya dengan menutup sebagian jalan sinar yang masuk (diberi

kartu).

Batasan : kalau bayangannya gelap (dark shadow) terjadi pada pihak

yang sama dengan penutupan sinar (jalan sinar yang ditutup), maka

N>n (dan sebaliknya).

2.2.3.2.2. Cara penetuan indeks bias mutlak (absolut)

Untuk penentuan ini digunakan immersion oil, yaitu larutan yang telah

di tentukan indeks biasnya.

Metode yang di gunakan adalah metode garis Becke.

Tahapan-tahapanya:

a) Mineral yang akan ditentukan N-nya diletakan di atas gelas preparat.

b) Kemudian ditetesi dengan salah satu immersion oil yang diketahui n-

nya (n1).

c) Dengan metode garis Becke, tentukan N > n atau N < n.

d) Kalau N > n, larutan immersion oil tadi diganti dengan larutan n2 di-

mana n2blebih besar dari pada n1.

e) Ulangi 9 c)-------dilihat lagi.

f) Demikian selanjutnya sampai garis Becke tidak bergerak, berarti N =

n : N =……(angka)

Catatan :di dalam praktikum metode 3.2.2. tidak dilakukan.

10

2.2.4.RELIEF

2.2.4.1 Definisi

Relief adalah kenampakan yang timbul karena adanya perbedaan indeks bias

mineral dengan media di sekitarnya. Makin besar perbedaan indeks bias terse-

but, makin tinggi reliefnya.

2.2.4.2 Macam-macamnya :

Relief tinggi (zircon , olivine , titanit)

Relief sedang ( analcit , natrolit)

Relief rendah ( andesine, oligoklas, albit).

Indrikatriks : gambaran geometrik dalam tiga dimensi yang memperli-

hatkan variasi indeks sinar monokromatis pada masing-masing arah

getaranya (pada suatu media transparan).

-media isotop : indrikatiks berupa bola dan jari-jari R = n (indeks

bias).

-media anisotop : indikratiks dengan tidak bola.

2.2.5.BIAS RANGKAP

2.2.5.1. Definisi

Biasrangkap adalah angka yang menunjukan perbedaan indeks bias sinar or-

diner dan ekstraordiner yang maksimun.

2.2.5.2 Faktor yang mempengaruhi

Macam sayatan (//c atau hamper //c dll)

Ketebalan sayatan

Macam sinar yang masuk

2.2.5.3 Cara menentukan Biasrangkap

11

Digunakan birefringence charl (hal. 168, buku Optical Mineralogy oleh kerr)

Pengamatan ortoskop, nikol bersilang.

Letakan mineral pada posisi maksimum terang (warna interferensi

maksimum)

Tentukan warnanya, dilihat pada table tersebut : misalnya warna kun-

ing orde I.

Kemudian tentukan angkanya (misalnya 0,007)

Jadi biasrangkap mineral tersebut: b.f=0,007 ; kuning order I.

Catatan :

Kadang-kadang b.f suatu mineral dikatakan : lemah, sedang , kuat , bahkan ekstrim,

tergantung warna ordenya.

Order I bawah…..lemah

Order II atas-order II….sedang

Order III bawah-atas…..kuat

Order IV….ekstrim

Bias rangkap akan sama dengan 0 (nol) atau bersifat isotrop kalau :

Sayatan dari mineral bersistem isometric.

Mineral bersumbu optic

I disayat -Ꞌ- c (sb.optik)

II disayat -Ꞌ- sumbu optik.

Gelas dan rongga pada sayatan

12

2.2.6.ORIENTASI

2.2.6.1. Tujuan

Menentukan kedudukan indikatriks di dalam suatu mineral.

2.2.6.2. Macamnya

Lengt Slow Orientation

Orientasi suatu mineral lengt slow artinya sumbu panjang indikatriks (y meru-

pakan arah getaran sinar lambat) sejajar atau hampir sejajar dengan arah me-

manjang kristal /sumbu panajng Kristal.

Leng Fast Orientation

Orientasi suatu mineral length fast artinya sumbu panjang indikatriks tegak lu-

rus dengan arah memanjang Kristal.

13

2.2.6.2.2 Cara Menuntunkan Orientasi

Ortoskop , nikol bersilang

1. Letakan mineral pada posisi sumbu panjang sejajar arah getar polarisator.

2. Putar meja mikroskop sedemikian rupa sehingga mineral mencapai ke-

dudukan maksumum terang; catat warna interferensi yang di timbulkan

(warna apa, orderberapa)

3. Pada kedudukan (b), setelah dicatat warnanya, masukan komparator, maka

akan terjadi perubahan warna interferensi. Catat warna order pada kedudukan

ini kemudian bandingkan keadaan (b), sebelum dan sesudah diberi kompara-

tor.

Apabila terjadi kenaikan order → gejala addisi

Apabila terjadi penurunan order → gejala subtraksi

2.2.7. PEMADAMAN

Pemadaman terjadi apabila sumbu-sumbu indrikatiks mineral sejajar dan tegak lurus

dengan bidang-bidang getar polarisator dan analisator.

2.2.7.1. Macam- macam Pemadaman

Pararalel

Miring

Simetri

2.2.7.1.1. Pemadaman Pararel

Bila pemadaman terjadi pada posisi sumbu panjang mineral (belahan yang

//C) sejajar dengan polarisator atau analisator.

2.2.7.1.2. Pemadaman miring

Bila pemadaman terjadi pada posisi sumbu panjang mineral (belahan yang

//C) memebentu sudut dengan arah gerak polarisator atau analisator.

14

2.2.7.1.3. Pemadaman simetri

Bila pemadaman terjadi pada posisi dimana diagonal bentuk rhombik seja-

jar dengan polarisator / analisator ; pemadaman ini khusus untuk mineral-

mineral dengan sistem belahan berpola rhombik atau sayatanya rhombik.

2.2.7.2. Cara menentukan Sudut Pemadaman (untuk pemadaman miring)

Letakan mineral pada posisi (sumbu panjang // polarisator, sejajar dengan be-

nang tegak).

Putar meja sayatan sedekimian rupa sehingga mineral pada posisi maksimum

terang.

Catat warna interferensinya (missal : warna….order…)

Masukan komparator pada posisi (b). perhatiakan gejala yang terjadi , addisi

atau subtraksi (dari warna interferensinya), tentukan kedudukan sumbu y in-

dikatriks.

Kalau ternyata gejala addisi, berarti sumbu y komparator // sumbu y indika-

tris, untuk menentukan sudut pemadaman , mineral diputar kekiri sampai

maksimum gelap. Catat posisi ini (Xo).

Kembalikan mineral pada posisi normal (sumbu panjang // polarisator). Catat

posisi (Y0).

Sudut pemadaman = X0-Yo =…

Catatan : posisi (Y0) bolehjuga ditentukan terlebih dahulu pada keadaan (a).

2.2.8. UKURAN MINERAL

Ukuran mineral dapat dinyatakan secara absolut dalam mm atau cm dan sebagainya.

Pengukuran lebar dan panjang atau diameter mineral dapat dilakukan dengan bantuan

lensa okuler yang berskala.

2.2.9 BELAHAN

Belahan dalam sayatan mineral bisa terlihat dalam bentuk garis-garis yang teratur

sepanjang bidang belahannya, di mana kenampakannya bisa sangat baik, baik, buruk

15

atau tidak ada. Dalam hal tertentu sebaiknya orientasi belahan inii ditentukan ke-

dudukannya terhadap sumbu kristalnya. Belahan merupakan sifat fisikyang tetap pada

satu jenis mineral yang menunjukkan sifat khas dari struktur atom

2.2.10 BENTUK KISTAL

Bentuk Kristal di tentukan dengan orientasi tepianya, terbagi atas tiga bentuk Kristal :

Bentuk Kristal yang tidak beraturan pada seluruh sisinya disebut anhedral.

Jika sebagian sisi kristalnya yang tidak beraturan disebut subhedral.

Jika seluruh sistem Kristal beraturan maka disebur euhedral.

2.2.11 KEMBARAN

Terjadi akibat perbedaan orientasi kristal (struktur atom) sehingga menghasilkan sifat

yang berbeda, baik dari kenampakan warna interferensi maupun pemadaman.

Berdasarkan genesa, kembaran pada mineral dapar dibedakan menajdi 2 (dua) yaitu :

A. Growth twinning>bid.batas lurus

B. Deformation twinning>bid.batas melengkung

Pada kenampakan mikroskopis kembaran nampak sebagai lembar-lembar yang

memperlihatkan warna interferensi dan pemadaman yang berbeda.

Macam-macam kembaran :

16

Kalsbad, Albit, Kalsbad-Albit, Periklin / polisintetik, Baveno.

MENENTUKAN JENIS PLAGIOKLAS DENGAN KEMBARAN

ALBIT DAN KARLBAD-ALBIT

Identifikasi Plagioklas

Mineral plagioklas terdiri dari Anortit/An, Bitownit, Labradorit, Andesin,

Oligoklas dan Albit.

Sangat penting dalam penentuan komposisi batuan beku dengan cara

mengetahui jenis plagioklas.

Metode Michael Levy

Menggunakan plagioklas yang terpotong tegak lurus bidang atau sejajar sumbu b

yang dicirikan oleh

17

Garis-garis perpotongan antara bidang komposisi dengan bidang sayatan

(garis-garis kembaran) nampak jelas

Bila garis kembaran diletakan sejajar dengan benang silang tegak maka

semua lembar kembaran memberikan warna interferensi yang sama dan

merata.

Sayarat-sayarat metode Michael levy :

Besarnya sudut pemadaman untuk lembar kembaran yang menjadi gelap pada

pemutaran meja objek searah putaran jarum jam ( I Xo – X1I) = P ) adalah

sama dengan harga sudut pemadaman untuk lembaran yang menjadi gelap

bila meja objek di putar berlawanan arah jarum jam ( I Xo – X2 I ) = Q

Selisih antara kedua susdut pemadaman tersebut tidak boleh lebih dari 60 ( I

P – Q I ≤ 60

18

Jika syarat-syarat tersebut terpenuhi maka harga sudut pemedamannya =

(P+Q)/2 = Z0

Contoh :

Xo – X2 = Q Xo – X1= P Rumus : (P+Q)/2 = Z0

SYARAT : ( I P – Q I ≤ 60)

Diket :

P = 40

Q = 35

Z = …???

Jawab :

(P+Q)/2 = Z0

(40+35)/2 = 37,50

19

Jika harga harga sudut pemadaman kurang dari 200 , maka diukur

indeks biasnya.

Jika Nm < Nkb , maka gunakan kurva bagian kiri. Dan jika Nm >

Nkb maka digunakan kurva bagian kanan.

Metode karlsbad – albit

Cara mencari sudut pada kembaran karlsbat – albit (sama seperti pada metode

michel levy)

pada kembaran karlsbat dengan cara :

IXo – X1I + IXo – X2I = S0

20

2

Pada kembaran albit pada karlsbat dengan cara :

IYo – Y1I + IYo – X2I = T0

2

Selisih antara kedua susdut pemadaman tersebut tidak boleh lebih dari 60 ( I

P – Q I ≤ 60 )

21