Geomorfologi

MATERI PEMBELAJARAN

GEOMORFOLOGI
A. Pengertian Geomorfologi
Geomorfologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bentuk permukaan bumi dan perubahan-perubahan yang terjadi pada bumi itu sendiri. Geomorfologi biasanya diterjemahkan sebagai ilmu bentang alam. Mula-mula orang memakai kata fisiografi untuk ilmu yang mempelajari tetang ilmu bumi ini, hal ini dibuktikan pada orang-orang di Eropa menyebut fisiografi sebagai ilmu yang mempelajari rangkuman tentang iklim, meteorologi, oceanografi, dan geografi. Akan tetapi orang, terutama di Amerika, tidak begitu sependapat untuk memakai kata ini dalam bidang ilmu yang hanya mempelajari ilmu bumi saja dan lebih erat hubungannya dengan geologi. Mereka lebih cenderung untuk memakai kata geomorfologi.
B. Konsep dasar Geomorfologi
10 Konsep dasar geomorfologi yang berada dalam buku Principles of Geomorphology adalah:
Proses-proses fisik dan hukumnya yang terjadi saat ini berlangsung selama waktu geologi,
Struktur geologi merupakan faktor pengontrol yang dominan dalam evolusi bentuk lahan,
Tingkat perkembangan relief permukaan bumi tergantung pada proses-proses geomorfologi yang berlangsung,
Proses-proses geomorfik terekam pada land forms yang menunjukan karakteristik proses yang berlangsung,
Keragaman erosional agents tercermin pada produk dan urutan land forms yang terbentuk,
Evolusi geomorfologi bersifat kompleks,
Obyek alam di permukaan bumi umumnya berumur lebih muda dari Pleistosen,
Interpretasi yang sempurna mengenai landscapes melibatkan beragam faktor geologi dan perubahan iklim selama Pleistosen,
Apresiasi iklim global diperlukan dalam memahami proses-proses geomorfik yang beragam, dan
Geomorfologi, umumnya mempelajari land forms / landscapes yang terjadi saat ini dan sejarah pembentukannya.
C. Proses Geomorfologi.
Proses geomorfologi adalah perubahan-perubahan baik secara fisik maupun kimiawi yang dialami permukaan bumi. Penyebab proses tersebut yaitu benda-benda alam yang kita kenal dengan nama geomorphic agent, berupa air dan angin. Keduanya merupakan ad penyebab yang dibantu dengan adanya gaya berat, dan keseluruhannya bekerja bersama-sama dalam melakukan perubahan terhadap permukaan muka bumi. Tenaga-tenaga perusak ini dapat kita golongkan dalam tenaga asal luar (eksogen), yaitu yang datang dari luar atau dari permukaan bumi, sebagai lawan dari tenaga asal dalam (endogen) yang berasal dari dalam bumi. Tenaga asal luar pada umumnya bekerja sebagai perusak, sedangkan tenaga asal dalam sebagai pembentuk. Kedua tenaga inipun bekerja bersama-sama dalam mengubah bentuk permukaan muka bumi ini.
Pembentukan
Perusakan
Pengangkutan
Tenaga asala dalam
Pembentukan struktur
Pembentukan gunung api
Tenaga asal luar
Gradasi
Pelapukan
Tenaga dari luar bumi
Adanya jatuhan dari meteor
Tenaga asal luar
Pengangkutan bahan
Erosi
Gelombang
D. Ada beberapa terapan geomorfologi menurut Thornbury dalam Sutikno yaitu:
Terapan geomorfologi dalam hidrologi, yang membahas hidrologi di daerah karst dan air tanah daerah glasial. Masalah hidrologi di daerah karst dapat diketahui dengan baik apabila geomorfologinya diketahui secara mendalam. Air tanah di daerah glasial tergatung pada tipe endapannya, dan tipe endapan ini dapat lebih mudah didekati dengan geomorfologi.
Terapan geomorfologi dalam geologi ekonomi, yaitu membahas pendekatan geomorfologi untuk menentukan tubuh bijih, jebakan residu, mineral epigenetik, dan endapan bijih.
Terapan geomorfologi dalam keteknikan, aspek keteknikan yang dibahas meliputi jalan raya, penentuan pasir, dan kerakal, pemilihan situs bendungan dan geologi militer. Terapan geomorfologi dalam keteknikan ini semua aspek geomorfologi dipertimbangkan
Terapan geomorfologi dalam ekplorasi minyak, banyak unsur-unsur minyak di AS yang ditentukan dengan pendekatan geomorfologi terutama bentuklahan termasuk topografi, untuk mengenal struktur geologi dalam penentuan terdapatnya kandungan minyak.
Terapan geomorfologi dalam bidang lain, yaitu menyangkut pemetaan tanah, kajian pantai, dan erosi.
E. Ringkasan
Geomorfologi bukan hanya sekedar mempelajari bentuk lahan yang tampak saja, tetapi juga mentafsirkan bagaimana bentuk-bentuk tersebut bisa terjadi, proses apa yang mengakibatkan pembentukan dan perubahan muka bumi. Jadi meliputi bentuklahan (landform), proses-proses yang menyebabkan pembentukan dan perubahan yang dialami oleh setiap bentuklahan yang dijumpai di permukaan bumi termasuk yang terdapat di dasar laut/samudera serta mencari hubungan antara bentuk lahan dengan proses-proses dalam tatanan keruangan dan kaitannya dengan lingkungan. Dengan demikian bahwa dalam mempelajari geomorfologi terkait pada geologi, fisiografi, dan proses geomorfologi yang menjadi faktor yang tidak dapat diabaikan dalam perubahan bentuk lahan. Konsep dasar Geomorfologi perlu dipahami secara baik untuk mempelajari Geomorfologi dalam membantu mengenal dan menganalisa kenampakan bentuk lahan di permukaan bumi, sehingga pada akhirnya dapat mengenal peristilahan baik secara deskriptif maupun secara empiris, terutama nanti dalam melakukan klasifikasi bentuk lahan. Geomorfologi mempunyai peran dan terapan dalam survei dan pemetaan, survei geologi, hidrologi, vegetasi, penggunaan lahan pedesaan, keteknikan, ekplorasi mineral, pengembangan dan perencanaan, analisis medan, banjir, serta bahaya alam disebabkan oleh gaya endogen.
Contoh daerah yang mengalami perubahan bentuk permukaan muka bumi:
Palung laut merupakan bentuk paritan memanjang dengan kedalaman mencapai lebih dari 6.500 meter. Umumnya palung laut ini merupakan batas antara kerak samudera India dengan tepian benua Eurasia sebagai bentuk penunjaman yang menghasilkan celah memanjang tegak lurus terhadap arah penunjaman (Gambar 4).
Gambar 1.3. Satuan geomorfologi palung samudra di sebelah selatan Jawa (PPPGL, 2008).
Beberapa patahan yang muncul di sekitar palung laut ini dapat reaktif kembali seperti yang diperlihatkan oleh hasil plot pusat-pusat gempa atau episentrum di sepanjang lepas pantai pulau Sumatera dan Jawa. Sesar mendatar Mentawai yang ditemukan pada Ekspedisi Mentawai Indonesia-Prancis tahun 1990-an terindikasi sebagai sesar mendatar yang berpasangan namun di berarapa bagian memperihatkan bentuk sesar naik. Hal ini merupakan salah satu sebab makin meningkatnya tekanan kompresif dan seismisitas yang menimbulkan kegempaan.
Di bagian barat pulau Sumatera, pergerakan lempeng samudera India mengalibatkan terangkatnya sedimen (seabed) di kerak samudera dan prisma-prisma akresi yang merupakan bagian terluar dari kontinen. Sesar-sesar normal yang terbentuk di daerah bagian dalam yang memisahkan prisma akresi dengan busur kepulauan mengakibatkan peningkatan pasokan sedimen yang lebih besar. Demikian pula akibat terjadinya pengangkatan tersebut maka morfologi palung laut di kawasan ini memperlihatkan bentuk lereng yang terjal dan sempit dibandingkan dengan palung yang terbentuk di kawasan timur Indonesia.
Daerah lain terjadinya geomorfologi yaitu daerah semarang yang merupakan salah satu kota pantai yang di indonesia. Dikawasan pantainya terdapat berbagai fasilitas publik yang bernilai sangat tinggi, seperti pelabuhan dan terminal bus antar kota. disamping itu juga terdapat tempat kawasan perumahan yang bernilai sejarah seperti kawasan kota lama, perumahan mewah, kawasan wisata pantai, permukiman kumuh, perikanan, sawah, dsb. Kita dapat melihat kondisi geomorfologi dan kondisi kawasan yang dijumpai pada kota semarang
Gambar 1.4 Tanah Longsor yang terjadi di semarang.
Pada tahun 2001, diperkirakan permukaan air laut naik 1,00 m yang disebabkan oleh berbagai kerusakan lingkungan hidup, antara lain oleh pemanasan global. Dalam kaitan ini, telah dilakukan pengkajian wilayah pantai Kota Semarang menggunakan metoda deskriftif melalui identifikasi dan inventarisasi permasalahan kawasan dan geomorfologi yang ada saat ini untuk mendapatkan dampak atau resiko terhadap fisik lingkungan wilayah, geomorfologi perairan dan daratan, lingkungan, ekonomi sosial serta kemungkinan teknik adaptasi manusia pada genangan banjir, yang kelak akan digunakan untuk bahan penyusunan metoda perhitungan kerugian wilayah, adaptasi dan mitigasi bencana banjir
Berdasarkan dari bencana rob atau banjir, pemda dan masyarakat wilayah pantai Kota semarang sudah berusaha secara teknologi menghadapi/mengadaptasi bencana banjir melalui penerapan teknologi sistem drainase yang tepat.

terima kasih.. 

Metode Penambangan

Metode penambangan dibagi atas :
I. Tambang terbuka (surface mine) menurut materi yang ditambang, dibagi menjadi :
“open pit / open cut  / open cast / open mine”
“strip mine”
kuari (quarry)
tambang alluvial (alluvial mine), menurut jenis peralatannya terdiri dari :
a)  – manual (sistem dulang / panning)
b)   – tambang semprot
- tambang mekanis
- tambang mobil
c)   – kapal keruk (multi bucket dredge)
- kapal isap (suction dredge)
Pengelompokkan berdasarkan pada proses penambangannya, berhubungan dengan air atau tidak, yaitu :
1)metode ekstraksi secara mekanik
2)metode ekstraksi dengan air
1)  metode ekstraksi secara mekanik :
Penambangan endapan bijih, batubara atau batuan yang dilakukan di permukaan dikenal sebagai tambang terbuka.
Metoda ini prinsipnya berdasarkan pada “permukaan”.
Metoda ekstraksi mekanik yang mengguna-kan proses mekanik pada lingkungan yang kering dapat dibedakan atas :
Open pit mining
Quarry
Open cast mining
Auger mining
Keempat metoda ini adalah penanggung jawab 90% dari produksi permukaan.
2)  metode ekstraksi dengan air
Metoda ini berhubungan dengan air atau cairan untuk memperoleh mineral dari dalam bumi, baik dengan aksi hidrolik maupun dengan serangan cairan.
Masih sangat kurang pemakaiannya pada tambang terbuka.
Ada 2 (dua) jenis penambangan di dalam metoda ini yaitu :
Placer mining
menggunakan air untuk menggali,   mengtransportasi dan mengkonsen-  trasikan mineral-mineral berat
Solution mining
metoda yang membuat cair mineral-  mineral sehingga dapat ditranspor-  tasikan dengan menggunakan air     atau cairan pelarut
Keuntungan dan kerugian tambang terbuka
Keuntungan :

• Ongkos penambangan per ton atau per bcm bijih lebih murah karena tidak    perlu adanya penyanggaan, ventilasi      dan penerangan.
• Kondisi kerjanya baik, karena berhu-bungan langsung dengan udara luar     dan sinar matahari.
• Penggunaan alat-alat mekanis dengan ukuran besar dapat lebih leluasa, sehingga produksi bisa lebih besar.

• Pemakaian bahan peledak bisa lebih efisien, leluasa dan hasilnya lebih baik
• Perolehan tambang (mining recovery) lebih besar, karena batas endapan dapat dilihat dengan jelas.

Mekanika Batuan

Mekanika batuan merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku mekanik batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya dari lingkungan sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968)
Mekanika batuan mempelajari :
1)  Mekanisme deformasi kristal-kristal mineral yang mengalami tekanan tinggi pada temperatur tinggi
2)  Perilaku triaksial batuan di laboratorium
3)  Stabilitas dinding terowongan, bahkan :
4)  Mekanisme pergerakan-pergerakan kerak bumi sendiri, dalam hal ini jelas geologi berperan, antara lain material-material yang terlibat :
- masa batuan yang keberadaannya tidak terlepas dari  lingkungan geologi  atau dihasilkan dari lingkungan geologi
- karakter fisiknya, yang merupakan fungsi dari cara terjadinya dan dari semua proses yang terlibat
- stabilitas dinding terowongan, bahkan
- sejarah geologi pada lokasi kejadian
PENTINGNYA LITOLOGI DAN JENIS BATUAN        
Litologi suatu batuan memberikan acuan tentang mineraloginya, tekstur, kemas yang mengarahkan kepada klasifikasi yang dapat diterima ;  (lithology = ilmu tentang batuan).
Pentingnya klasifikasi yang dapat diterima :
Jenis batuan,  mineralogy, tekstur, fabric (kemas)  —> deskriptif terminologi —> sistem klasifikasi yang dapat diterima, misalnya: oolitic limestone, bituminous shale.
Jenis batuan sama bisa memberikan rentang nilai sifat mekanik yang panjang Cenderung lithologic name ditinggalkan, diganti dengan nama kelas yang menggunakan sifat mekanik —> tetap dipertahankan untuk beberapa alasan :
1) Setidaknya ada rentang nilai
Untuk jenis batuan tertentu sebagian rentang harganya tinggi/panjang, sebagian lagi pendek. Misalnya: limestone 5.000 lb/in² hingga 35.000 lb/in² (rentang harga 30.000; 1 lb/in² = 0,70307 Ton/m²); rock salt, garam batuan, 3.000 – 5.000 lb/in² —> rentang harga 2.000 saja.
2)  Sehubungan dengan tekstur, fabric, structural anisotropy dalam batuan yang terbentuk secara khusus (a particular origin); misalnya:
a. batuan beku, umumnya punya suatu fabric yang padat dan interlocking, yang hanya sedikit saja memiliki perbedaan sifat mekanik ke arah-arah yang berbeda.
b. batuan sedimen berlapis anisotropy in mechanical properties
c. batuan metamorf, foliasi —> lebih-lebih anisotropy

Prinsip Dasar Mekanika Batuan

Mengenal dan menafsirkan tentang asal-usul dan mekanisme pembentukan suatu struktur geologi akan menjadi lebih mudah apabila kita memahami prinsip-prinsip dasar mekanika batuan, yaitu tentang konsep gaya (force), tegasan (stress), tarikan (strain) dan faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi karakter suatu materi/bahan.
·         Gaya (Force)
Gaya merupakan suatu vektor yang dapat merubah gerak dan arah pergerakan suatu benda. Gaya dapat bekerja secara seimbang terhadap suatu benda (seperti gaya gravitasi dan elektromagnetik) atau bekerja hanya pada bagian tertentu dari suatu benda (misalnya gaya-gaya yang bekerja di sepanjang suatu sesar di permukaan bumi).
Gaya gravitasi merupakan gaya utama yang bekerja terhadap semua obyek/materi yang ada di sekeliling kita.  Besaran (magnitud) suatu gaya gravitasi adalah berbanding lurus dengan jumlah materi yang ada, akan tetapi magnitud gaya di permukaan tidak tergantung pada luas kawasan yang terlibat.  Satu gaya dapat diurai menjadi 2 komponen gaya yang bekerja dengan arah tertentu, dimana diagonalnya mewakili jumlah gaya tersebut. Gaya yang bekerja diatas permukaan dapat dibagi menjadi 2 komponen yaitu: satu tegak lurus dengan bidang permukaan dan satu lagi searah dengan permukaan.
Pada kondisi 3-dimensi, setiap komponen gaya dapat dibagi lagi menjadi dua komponen membentuk sudut tegak lurus antara satu dengan lainnya. Setiap gaya, dapat dipisahkan menjadi tiga komponen gaya, yaitu komponen gaya X, Y dan Z.
·         Tekanan Litostatik
Tekanan yang terjadi pada suatu benda yang berada di dalam air dikenal sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik yang dialami oleh suatu benda yang berada di dalam air adalah berbanding lurus dengan berat volume air yang bergerak ke atas atau volume air yang dipindahkannya.
Sebagaimana tekanan hidrostatik suatu benda yang berada di dalam air, maka batuan yang terdapat di dalam bumi juga mendapat tekanan yang sama seperti benda yang berada dalam air, akan tetapi tekanannya jauh lebih besar ketimbang benda yang ada di dalam air, dan hal ini disebabkan karena batuan yang berada di dalam bumi mendapat tekanan yang sangat besar yang dikenal dengan tekanan litostatik. Tekanan litostatik ini menekan kesegala arah dan akan meningkat ke arah dalam bumi.
·         Tegasan (Stress forces)
Tegasan adalah gaya yang bekerja pada suatu luasan permukaan dari suatu benda. Tegasan juga dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi pada batuan sebagai respon dari gaya-gaya yang berasal dari luar. Tegasan dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada luasan suatu permukaan benda dibagi dengan luas permukaan benda tersebut: Tegasan (P)= Daya (F) / luas (A).
Tegasan yang bekerja pada salah satu permukaan yang mempunyai komponen tegasan prinsipal atau tegasan utama, yaitu terdiri daripada 3 komponen, yaitu: σ_P, σ_Q dan σ_R.  Tegasan pembeda adalah perbedaan antara tegasan maksimal (σ_P) dan tegasan minimal (σ_R). Sekiranya perbedaan gaya telah melampaui kekuatan batuan maka retakan/rekahan akan terjadi pada batuan tersebut. Kekuatan suatu batuan sangat tergantung pada besarnya tegasan yang diperlukan untuk menghasilkan retakan/rekahan.
·         Gaya Tarikan (Tensional Forces)
Gaya Tegangan merupakan gaya yang dihasilkan oleh tegasan, dan melibatkan perubahan panjang, bentuk (distortion) atau dilatasi (dilation) atau ketiga-tiganya.
Bila terdapat perubahan tekanan litostatik, suatu benda (homogen) akan berubah volumenya (dilatasi) tetapi bukan bentuknya. Misalnya, batuan gabro akan mengembang bila gaya hidrostatiknya diturunkan.
Perubahan bentuk biasanya terjadi pada saat gaya terpusat pada suatu benda. Bila suatu benda dikenai gaya, maka biasanya akan dilampaui ketiga fasa, yaitu fasa elastisitas, fasa plastisitas, dan fasa pecah. Bahan yang rapuh biasanya pecah sebelum fase plastisitas dilampaui, sementara bahan yang plastis akan mempunyai selang yang besar antara sifat elastis dan sifat untuk pecah. Hubungan ini dalam mekanika batuan ditunjukkan oleh tegasan dan tarikan.
Kekuatan batuan, biasanya mengacu pada gaya yang diperlukan untuk pecah pada suhu dan tekanan permukaan tertentu. Setiap batuan mempunyai kekuatan yang berbeda-beda, walaupun terdiri dari jenis yang sama. Hal ini dikarenakan kondisi pembentukannya juga berbeda-beda.
Batuan sedimen seperti batupasir, batugamping, batulempung kurang kuat dibandingkan dengan batuan metamorf (kuarsit, marmer, batusabak) dan batuan beku (basalt, andesit, gabro).
Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus menerus mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan dapat mengalami pelengkungan atau keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak, maka kita menyebutnya batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan ukurannya). Penyebab deformasi pada batuan adalah gaya tegasan (gaya/satuan luas). Oleh karena itu untuk memahami deformasi yang terjadi pada batuan, maka kita harus memahami konsep tentang gaya yang bekerja pada batuan. Tegasan (stress) dan tegasan tarik (strain stress) adalah gaya gaya yang bekerja di seluruh tempat dimuka bumi. Salah satu jenis tegasan yang biasa kita kenal adalah tegasan yang bersifat seragam (uniform-stress) dan dikenal sebagai tekanan (pressure). Tegasan seragam adalah suatu gaya yang bekerja secara seimbang kesemua arah. Tekanan yang terjadi di bumi yang berkaitan dengan beban yang menutupi batuan adalah tegasan yang bersifat seragam. Jika tegasan kesegala arah tidak sama (tidak seragam) maka tegasan yang demikian dikenal sebagai tegasan diferensial.
Tegasan diferensial dapat dikelompokaan menjadi 3 jenis, yaitu:
·         Tegasan tensional (tegasan extensional) adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami peregangan atau mengencang.
·         Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan batuan mengalami penekanan.
·         Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya dan berpindahnya batuan.
Ketika batuan terdeformasi maka batuan mengalami tarikan. Gaya tarikan akan merubah bentuk, ukuran, atau volume dari suatu batuan. Tahapan deformasi terjadi ketika suatu batuan mengalami peningkatan gaya tegasan yang melampaui 3 tahapan pada deformasi batuan.
di bawah memperlihatkan hubungan antara gaya tarikan dan gaya tegasan yang terjadi pada proses deformasi batuan.
·         Deformasi yang bersifat elastis (Elastic Deformation) terjadi apabila sifat gaya tariknya dapat berbalik (reversible).
·         Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation) terjadi apabila sifat gaya tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible).
·         Retakan / rekahan (Fracture) terjadi apabila sifat gaya tariknya yang tidak kembali lagi ketika batuan pecah/retak.
Kita dapat membagi material menjadi 2 (dua) kelas didasarkan atas sifat perilaku dari material ketika dikenakan gaya tegasan padanya, yaitu :
·         Material yang bersifat retas (brittle material), yaitu apabila sebagian kecil atau sebagian besar bersifat elastis tetapi hanya sebagian kecil bersifat lentur sebelum material tersebut retak/pecah
·         Material yang bersifat lentur (ductile material) jika sebagian kecil bersifat elastis dan sebagian besar bersifat lentur sebelum terjadi peretakan / fracture
Bagaimana suatu batuan / material akan bereaksi tergantung pada beberapa faktor, antara lain adalah:
Temperatur – Pada temperatur tinggi molekul molekul dan ikatannya dapat meregang dan berpindah, sehingga batuan/material akan lebih bereaksi pada kelenturan dan pada temperatur, material akan bersifat retas.
Tekanan bebas – pada material yang terkena tekanan bebas yang besar akan sifat untuk retak menjadi berkurang dikarenakan tekanan disekelilingnya cenderung untuk menghalangi terbentuknya retakan. Pada material yang tertekan yang rendah akan menjadi bersifat retas dan cenderung menjadi retak.
Kecepatan tarikan – Pada material yang tertarik secara cepat cenderung akan retak. Pada material yang tertarik secara lambat maka akan cukup waktu bagi setiap atom dalam material berpindah dan oleh karena itu maka material akan berperilaku / bersifat lentur.
Komposisi – Beberapa mineral, seperti Kuarsa, Olivine, dan Feldspar bersifat sangat retas. Mineral lainnya, seperti mineral lempung, mica, dan kalsit bersifat lentur. Hal tersebut berhubungan dengan tipe ikatan kimianya yang terikat satu dan lainnya. Jadi, komposisi mineral yang ada dalam batuan akan menjadi suatu faktor dalam menentukan tingkah laku dari batuan. Aspek lainnya adalah hadir tidaknya air. Air kelihatannya berperan dalam memperlemah ikatan kimia dan mengitari butiran mineral sehingga dapat menyebabkan pergeseran. Dengan demikian batuan yang bersifat basah cenderung akan bersifat lentur, sedangkan batuan yang kering akan cenderung bersifat retas.

KLASIFIKASI KETEKNIKAN —> BATUAN PADU (INTACT ROCK)
a. Batuan padu (Intact rock) 
merupakan material batuan yang dapat diambil sebagai sample dan diuji di laboratorium, dan bebas dari kemampuan structural berskala besar, misalnya kekar, bidang-bidang perlapisan, zona gerusan (shear zones).
Klasifikasi batuan padu berdasarkan 2 sifat keteknikan, yaitu:
- Ketahanan kompresif satu-sumbu σa(ult) (uni axial compressive strength)
- Modulus of elasticity, Et  = tangen modulus pada 50% ultimate strength), ketahanan kompresif hasil uji spesimen dengan nisbah ukuran panjang : diameter (h : D) paling tidak =  2 : 1. h : D = 2:1, malah boleh lebih besar
Batuan diklasifikasikan baik atas dasar strength maupun modulus ratio —> sebagai AM, BL, BH, CM dan seterusnya.
Modulus-ratio  =  Et / σa (ult)
Et      = target modulus pada 50% ultimate (final maximum) strength
σa(ult) = qu = unconfined / uniaxial compressive trength (UCS)
(http://bosstambang.com/Surface-Mining/mekanika-batuan.html)

Sifat Fisik Batuan
Porositas
Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (yaitu volume yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Ada dua jenis porositas yaitu porositas antar butir dan porositas rekahan. Secara matematis porositas dapat dituliskan sebagai berikut:
Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan volume 0,001 m³, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023 m³, maka porositasnya adalah:
Pada kenyataannya, porositas didalam suatu sistem panasbumi sangat bervariasi. Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar sedikit lebih besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada rekahannya. Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori berharga antara 5 – 30%.
Kecepatan Aliran Fluida
Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata volume flux per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan rata-rata fluida yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u). Hubungan antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:
Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10^-6 m/s. Besarnya interstitial velocity digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau tracer) yang mengalir pada media berpori.
Permeabilitas
Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan suatu fluida untuk mengalir pada media berpori. Parameter ini dihubungkan dengan kecepatan alir fluida oleh hukum Darcy seperti di bawah ini
Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila tekanan bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah dengan pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan bahwa kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m, dimana didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.
Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.
Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun vertikal disebut sistem isotropik.
Satuan permeabilitas adalah m². Pada umumnya pada reservoir panasbumi, permeabilitas vertikal berkisar antara 10^-14 m², dengan permeabilitas horizontal dapat mencapai 10 kali lebih besar dari permeabilitas vertikalnya (sekitar 10^-13 m²). Satuan permeabilitas yang umum digunakan didunia perminyakan adalah Darcy (1 Darcy = 10^-12 m²).
Densitas Batuan
Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat terhadap volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah perbandingan antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada tekanan dan temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 10³ kg/m³.
Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui, dalam mekanika
batuan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu ;
a. Sifat fisik batuan seperti bobot isi ”Spesific Gravity” porositas dan absorbsi ”Void Ratio”.
b. Sifat mekanika batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, ”   Poisson `s Ratio”.
Kedua sifat tersebut dapat ditentukan, pada umumnya ditentukan terhadap sampel yang diambil dari lapangan. Satu persatu dapat digunakan untuk menentukan kedua sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang merupakan pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian merusak (Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).
Pembutan contoh batuan dapat dilakukan dilaboratorium maupun dilapangan (insitu). Pembuatan percontohan dilaboratorium dilakukan dari blok batuan yang diambil dilapangan hasil pemboran Core (inti). Sampel yang didapat berbentuk selinder dengan diameter pada umumnnya antara 50-70 mm dan tingginya dua kali diameter tersebut. Ukuran percontohan dapat lebih kecil dari ukuran yang disebut diatas tergantung maksud pengujian.
Pengujian ini dilakukan pada inti bor (core) dengan contoh berbentuk silinder dengan dimeter 50-70 mm kemudian dipotong dengan mesin untuk mendapatkan ukuran tinggi dua kali diameternya.
Kemudian conto yang diambil dimasukkan eksikator dan udara yang ada dalam eksikator dihisap sehingga conto dalam keadaan vacum.
Dari conto yang didalam eksikator didapatkan nilai berat jenis,berat jenuh tergantung dalam air dan berat kering conto.

Genesa Bahan Galian

GENESA BAHAN GALIAN

Secara umum genesa bahan galian mencakup aspek-aspek keterdapatan, proses pembentukan, komposisi, model (bentuk, ukuran, dimensi), kedudukan, dan faktor-faktor pengendali pengendapan bahan galian (geologic controls).

Tujuan utama mempelajari genesa suatu endapan bahan galian adalah sebagai pegangan dalam menemukan dan mencari endapan-endapan baru, mengungkapkan sifat-sifat fisik dan kimia endapan bahan galian, membantu dalam penentuan (penyusunan) model eksplorasi yang akan diterapkan, serta membantu dalam penentuan metoda penambangan dan pengolahan bahan galian tersebut.


Beberapa Bahan Galian

Sumber daya minerals merupakan bagian dari sumber daya alam atau biasa disebut juga BAHAN GALIAN , proses pembentukannya berlangsung dalam jangka waktu lama (jutaan tahun). Keberadaannya jika dibandingkan dengan masa hidup di alam seperti manusia maka bahan galian digolongkan kepada sumber daya alam yang tidak terbarukan (Un renewable).

Keberadan mineral yang berbentuk bahan galian di alam dijumpai dalam dua bentuk yaitu yang pertama dalam bentuk ASLI nya atau native element, serta bahan galian tersebut dapat langsung diambil serta digunakan untuk keperluan manusia, sedangkan bentuk kedua berbentuk SENYAWA dengan unsur lain, serta untuk mendapatkan mineral yang diinginkan bahan galian tersebut harus diolah lebih dahulu.

Berdasarkan jenisnya BAHAN GALIAN secara garis besar digolongkan menjadi 4 jenis, yaitu :

1. Bahan Galian LOGAM
a. Logam Mulia ( Au, Ag, Pt dan Hg )
b. Logam Besi ( Fe, Ni, Mn, Cr, Wo dan Mo )
c. Logam Bukan Besi ( Sn, Al, Cu, Pb, Zn, Bi, Sb dan Ti )
d. Mineral Jarang (Cr, Co, Mg)

2. Bahan Galian BUKAN LOGAM
a. Mineral Industri
b. Batu Mulia

3. Bahan Galian BATUAN / Konstruksi

4. Bahan Galian RADIO AKTIF
a. Uranium
b. Rhadium, Thorium dll


Berdasarkan UU PMB Nomor 4 Tahun 2009, Tgl 12 Januari 2009

GENESA BAHAN GALIAN

Emas (Au), Mineral Emas dialam bijihnya dapat diperoleh sebagai emas murni (Native Gold) , Elektum (Au,Ag). Biasanya emas terdapat dalam cebakan pada berbagai macam batuan seperti batuan sedimen, batuan volkanik, batuan beku dan batuan metamorf.

Perak (Ag), kebanyakan perak berasal dari cebakan hidrotermal tipe pengisian ( Fisure filling) pada urat-urat (Vein) .

Platina (Pt), Bijih platina terjadi secara konsentrasi magmatik didalam batuan beku ultra basa. Bijih platina placer (Endapan sekunder) terbentuk karena proses pengendapan kembali dari hasil pelapukan / erosi terhadap endapan bijih primer.

Air Raksa (Hg), hampir semua bijih air raksa terjadi dari larutan hydrothermal sebagai aktifitas pengisi rongga (Cavity Filling) dan alih tempat (Replacement).

Bauksit (Al), bijih bauksit terjadi karena proses pelapukan (Residual Concentration ) dari batuan yang kaya akan mineral feldspar atau mineral alumina silikat lainnya. Adapun batuan induknya tersebut antara lain Granit, Granodiorit, Syenit, Dasit , Riolit dll.

Besi (Fe), bijih besi seperti logam yang lainnya terbentuknya akibat proses magmatik, kontak metasomatik dan replacemen. Bijih besi yang didapat dialam antara lain Magnetit, Hematit, Pirit dan Siderit.

Tembaga (Cu), Hampir sebagian besar cebakan Tembaga terjadi dari Proses larutan Hidrothermal, dengan tipe alih tempat (Replacemen) dan pengisian rongga (Cavity filling) pada batuan beku, sedimen maupun metamorf.

Timah Hitam (Pb), Dialam timah hitam selalu bersosiasi dengan mineral seng, yang terjadi karena proses hydrothermal suhu rendah dengan type endapan pengisian rongga ( Cavity filling ) dan alih tempat (Replacemen ). Bahan tambangnya di alam antara lain didapat sebagai mineral Galena, Serusit dan Anglesit.

Antimoni (Sb), Kebanyakan bijih antimoni terjadi dari larutan Hidrothermal temperatur rendah dan dangkal, mengisi celah-celah dan rongga-rongga yang bentuknya tak beraturan. Beberapa endapan primer telah mengalami pengayaan oleh residu pelapukan, membentuk bijih oksida.

Mangan (Mn), Kebanyakan endapan mangan yang prospek merupakan endapan sedimenter dan residual. Secara primer bisa terjadi akibat proses Hidrothermal dan Metamorfosa (Malihan ).

Barit , Secara primer merupakan hasil endapan larutan hydrothermal dalam bentuk pengisian rekahan (Fissure filling), pengisian antar breksi (Breccia filling) atau merupakan hasil alih tempat (Replacemen deposits).

Feldspar, Mineral feldspar merupakan mineral pembentuk batuan beku terutama batuan beku dalam, terjadi selama proses kristalisasi magma baik melalui proses pneumatolitic ataupun proses hydrothermal dalam urat pegmatite.

Garam Alam, Yodium atau Garam Alam sebagai bahan galian berasosiasi dengan cekungan minyak bumi dan gas bumi ataupun pada mata air garam. Biasanya Yodium berasosiasi dengan Bromium.

Batugamping, Batugamping terjadinya dilaut karena proses biologi, yakni sisa-sisa binatang laut seperti koral, foram, kerang yang mati dan terkumpul . Atau karena proses kimiawi yakni pengendapan secara kimiawi larutan-larutan karbonat yang terbawa sungai kelaut dan pada kedalaman tertentu mengendap.

Kalsit, Kalsit biasa terdapat dalam batugamping atau batuan sedimen lainnya yang merupakan hasil rekristalisasi larutan kalsium karbonat dari batugamping atau batuan karbonat lainnya, mengisi celah-celah atau goa didalam tanah.

Batu Sabak, Terjadi akibat proses metamorfosa regional pada batuan sedimen (Batu lanau dan Batu Lempung) dan mengakibatkan kekerasannya cukup tinggi.

Intan (C), Terjadinya karena proses metamorfosa dibawah permukaan bumi yang sangat dalam sekali. Intan Primer terdapat sebagai Xenocryst pada batuan Kimberlit. Endapan Intan Placer/Alluvial terjadi karena “Rework” dari endapan primer.

Agate, Agate merupakan kelompok Kalsedon atau mineral yang terjadi oleh pembekuan larutan magma yang mengisi rekahan (Cavity filling) dan urat-urat (Vein) batuan.

KRISTALOGRAFI

Definisi Kristalografi

KRISTALOGRAFI

            Kristalografi adalah ilmu yang mempelajari tentang sifat-sifat geometri dari kristal terutama perkembangan, pertumbuhan, kenampakan bentuk luar, struktur dalam (internal) dan sifat-sifat fisis lainnya.

·    Sifat Geometri, memberikan pengertian letak, panjang dan jumlah sumbu kristal yang menyusun suatu bentuk kristal tertentu dan jumlah serta bentuk luar yang membatasinya.

·    Perkembangan dan pertumbuhan kenampakkan luar, bahwa disamping  mempelajari bentuk-bentuk dasar yaitu suatu bidang pada situasi permukaan, juga mempelajari kombinasi antara satu bentuk kristal dengan bentuk kristal lainnya yang masih dalam satu sistem kristalografi, ataupun dalam arti kembaran dari kristal yang terbentuk kemudian.

·    Struktur dalam, membicarakan susunan dan jumlah sumbu-sumbu kristal juga menghitung parameter dan parameter rasio.

·    Sifat fisis kristal, sangat tergantung pada struktur (susunan atom-atomnya). Besar kecilnya kristal tidak mempengaruhi, yang penting bentuk dibatasi oleh bidang-bidang kristal: sehingga akan dikenal 2 zat yaitu kristalin dan non kristalin.

Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu (Senechal, 1995 dalam Hibbard,2002). Jadi, suatu kristal adalah suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Kristal secara sederhana dapat didefinisikan sebagai zat padat yang mempunyai susunan atom atau molekul yang teratur. Keteraturannya tercermin dalam permukaan kristal yang berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu. Bidang-bidang datar ini disebut sebagai bidang muka kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yang saling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Bidang muka kristal itu baik letak maupun arahnya ditentukan oleh perpotongannya dengan sumbu-sumbu kristal. Dalam sebuah kristal, sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusat kristal. Sumbu kristal tersebut mempunyai satuan panjang yang disebut sebagai parameter.

·         Kimia Kristal

Kristal merupakan susunan kimia antara dua atom akan terbentuk bilamana terjadi penurunan suatu energi potensial dari sistem ion atau  molekul yang akan dihasilkan dengan penyusunan ulang elektron pada tingkat yang lebih rendah. Kristalografi dapat diartikan sebagai cabang dari ilmu geologi, kimia, fisika yang mempelajari bentuk luar kristal serta cara penggambarannya.

Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yang sangat mendasar, beberapa sifat-sifat mineral / kristal tergantung kepadanya. Sifat-sifat mineral/kristal tidak hanya tergantung kepada komposisi tetapi juga kepada susunan meruang dari atom-atom penyusun dan ikatan antar atom-atom penyusun kristal / mineral.

·         Komposisi kimia kerak bumi

a. Kerak

b. Mantel, dan

c. Isi bumi

Ketebalan kerak bumi di bawah kerak benua sekitar 36 km dan di bawah kerak samudra berkisar antara 10 sampai 13 km. Batas antara kerak dengan mantel dikenal dengan Mohorovicic discontinuity. Kimia kristal Sejak penemuan sinar X, penyelidikan kristalografi sinar X telah mengembangkan pengertian kita tentang hubungan antara kimia dan struktur. Tujuannya adalah:

1).Untuk mengetahui hubungan antara susunan atom dan komposisi kimia dari suatu jenis kristal.

2).Dalam bidang geokimia tujuan mempelajari kimia kristal adalah untuk memprediksi struktur kristal dari komposisi kimia dengan diberikan temperatur dan tekanan

            Perubahan energi yang dihasilkan oleh ikatan kimia yang terbentuk oleh dua macam ikatan yaitu ikatan elektrovalen dan ikatan kovalen.

a.Isomorfisme

Isomorfisme adalah suatu substansi yang mempunyai rumus analog serta keamanan

dari pada kristalografi dalam merefleksikan struktur dari dalamnya.

b.Polimorfisme

Polimorfisme adalah kemampuan unsur atom untuk membentuk lebih satu macam kristal. perbedaan dari sifat fisik kristal akan membentuk substansi polimerfic sebagai morfic, trimorficdan seharusnya. Polimorfisme menunjukan bahwa struktur kristal tidak hanya ditentukan oleh unsur kimia saja akan tetapi dapat disebabkan juga oleh unsur dari susunan atom yang dibangaun kristal.

1.         Enantriotrop yaitu suatu proses timbal balik

2.         Monotropisme yaitu merupakan suatu proses yang tidak timbal balik

Contoh : Markasit menjadi pyrite

c.         Pseudomorfisme

Mineral dapat mengalami perubahan mineral lain tanpa merubah ikatan kimianya proses ini dikenal sebagai proses pseudomorfisme.

Pseudomorfisme ini terbagi menjadi dua yaitu :

1.Tidak terjadi perubahan unsur kimianya, akan tetapi terjadi perubahan sistem dari pada kristalografinya.

2.Unsur lama diganti unsur baru.

Pseudomorfisme disebabkan mineral lama tidak stabil dalam lingkungan yang baru.

·         Daya Ikat dalam Kristal

Daya yang mengikat atom (atau ion, atau grup ion) dari zat pada kristalin adalah bersifat listrik di alam. Tipe dan intensitasnya sangat berkaitan dengansifat-sifat fisik dan kimia dari mineral. Kekerasan, belahan, daya lebur, kelistrikan dan konduktivitas termal, dan koefisien ekspansi termal berhubungan secara langsung terhadap daya ikat

Secara umum, ikatan kuat memiliki kekerasan yang lebih tinggi, titik leleh yang lebih tinggi dan koefisien ekspansi termal yang lebih rendah. Ikatan kimia dari suatu kristal dapat dibagi menjadi 4 macam, yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der Waals.

·         Identifikasi Kristal.

Untuk dapat mengelompokan Kristal kedalam tujuh sistem serta 32 kelas, maka dipanjang perlu untuk mengrtahui cara-cara penentuan dari sistem dan kelas kristal adalah :

1.Langkah-langkah dalam penentuan sistem kristal adalah :

a. Ambil sampel kristal yang akan di diskripsikan.

-        Perkiraan letak sumbu-sumbu simetri utama dengan mengingat bahwa sumbu vertikal c adalah sumbu yang terpendek atau terpanjang, kecuali sistem cubic.

-        Tentukan konstanta Kristalografi, meliputi : besar sudut antara sumbu dan Axial Rationya.

-         Kelompok kristal tersebut kedalam sistemnya berdasarkan konstanta Kristalografinya.

b. Langkah dalam penentuan kelas kristal adalah :

-        Ambil sampel kristal yang akan di diskripsikan

-        Tentukan sistem kristalnya.

-        Tentukan unsur-unsur simetrinya, meliputi : sumbu-sumbu simetri berikut nilai sumbunya dan bidang simetrinya serta pusat simetrinya.Tentukan kelas kristalnya berdasarkan pada ciri-ciri pemilikan simetri di atas, dengan cara menyusun.

·         Bidang simetri Kristal

Bidang simetri adalah bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan dari yang lain. Bidang simetri ini dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri aksial dan bidang simetri menengah. Bidang simetri aksial bila bidang tersebut membagi kristal melalui dua sumbu utama (sumbu kristal). Bidang simetri aksial ini dibedakan menjadi dua, yaitu bidang simetri vertikal, yang melalui sumbu vertikal dan bidang simetri horisontal, yang berada tegak lurus terhadap sumbu c. Bidang simetri menengah adalah bidang simetri yang hanya melalui satu sumbu kristal. Bidang simetri ini sering pula dikatakan sebagai bidang siemetri diagonal.

·         Sumbu simetri Kristal

Ada beberapa jenis sumbu kristal, yaitu :

1. Sumbu utama, yaitu sumbu yang mempengaruhi  dalam penentuan sistemkristal terdiri dari sumbu a, b, dan sumbu c.

2. Sumbu miring adalah sumbu yang mempengaruhi dari penentuan sistem kristal yang terdiri dari dua macam :

-        Sumbu  diagonal  yaitu sumbu yang menghubungkan/menyatukan sudut-sudut kristal yang biasanya terletak antara sumbu a, sumbu b dan sumbu c.

-        Sumbu oblique yaitu sumbu selain dari sumbu diagonal.

3.  Sudut antara sumbu utama hal ini merupakan hal yang sangat penting dalam penentuan sistem dari kristal dimana sudut tersebut antara lain :

-        α sudut antara sumbu b dan sumbu c

-        β  sudut antara sumbu a dan sumbu c

-        γ  sudut antara sumbu a dan sumbu b

4. Sumbu rotasi merupakan sumbu simetri apabila diputar akan menyatakan kenampakan yang sama dan sisi depan kristal, tetap tidak didapatkan kenampakan kombinasi interversi pembalikannya pada belakang sisi kristal tersebut.

5. Sumbu rotasi inversi merupakan sumbu simetri dan dapat menunjukan kenampakan kombinasi antara kenampakan ulang pada sisi depan kristal dengan kenampakan inversi/pembalikanya pada sisi yang lain. Jumlah kenampakan antara kenampakan ulang dengan kenampakan inversinya adalah nilai dari sumbu tersebut.

6. Sumbu Sekrup merupakan sumbu simetri sebagai dan bentuk kombinasi antara pemutaran dengan suatu pergeseran dimana selama pemutaran selain akan menunjukan kenampakan ulang disertai juga dengan pergeseran/translasi

 

·         Pusat simetri Kristal

Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garis bayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat kristal dan akan menjumpai titik yang lain pada permukaan di sisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristal pada garis bayangan tersebut. Atau dengan kata lain, kristal mempunyai pusat simetri bila tiap bidang muka kristal tersebut mempunyai pasangan dengan kriteria bahwa bidang yang berpasangan tersebut berjarak sama dari pusat kristal, dan bidang yang satu merupakan hasil inversi melalui pusat kristal dari bidang pasangannya.

Secara umum, ikatan kuat memiliki kekerasan yang lebih tinggi, titik leleh yang lebih tinggi dan koefisien ekspansi termal yang lebih rendah. Ikatan kimia dari suatu kristal dapat dibagi menjadi 4 macam, yaitu: ionik, kovalen, logam dan van der Waals.

TRAINING MOTIVASI NASIONAL BERSAMA Setia Furqon Kholid

Jangan sampai ketinggalan...
Momentum special
TRAINING MOTIVASI NASIONAL dan Beda Buku "Jangan Kuliah Kalau Gak Sukses" bersama TAINER DAN MOTIVATOR Termuda Se Asia Tenggara SETIA FURQON KHOLID
INSYA Allah Sabtu 18 Oktober 2014 pukul 07.30~12.15 wita @Auditorium Al Jibra Kampus II UMI Makassar
Berminat
Pesan tiketnya segera cp : +6281328962629 (Adi)
(Htm : 25 rb)
Fasilitas (sertifikat training,snack,doorprize,ilmu,dll)

Presented by :
KAMMI KOMISARIAT UMI

BATUAN DAN MINERAL

A. Batuan dan Mineral
Batuan adalah suatu massa mineral yang dapat terdiri atas satu jenis mineral atau lebih.
Mineral adalah adalah suatu bahan atau unsur kimia, atau gabungan beberapa unsur kimia  sebagai hasil proses alam, bersifat homogen dan mempunyai susunan atau rumus kimia tertentu.

B. Penggolongan batuan:
1. Batuan beku
Batuan beku adalah batuan yang berasal dari hasil pembekuan magma. Magma adalah massa batuan dalam keadaan cair, bersuhu sangat tinggi (1000^o-2000^oC).
Magma berada di dalam bumi yang disebut dapur magma. Letak kedalaman, volume dan sifat-sifat dapur magma bermacam-macam. Magma umumnya mengandung bermacam-macam gas. Gas-gas yang ada di dalam magma mempunyai energi yang besar sehingga mendorong magma ke atas hingga kadang-kadang sampai ke permukaan bumi, seperti yang terjadi gunungapi yang aktif, seperti di G. Merapi. Di Puncak G. Merapi terdapat kubah lava yang merupakan hasil pembekuan magma berkomposisi andesit.
Komposisi mineral batuan beku tidak selalu sama dengan magma asalnya karena ada kemungkinan bereaksi dengan batuan yang dilalui atau diterobos.
Berdasar tempat terjadinya proses pembekuan, batuan beku dipilahkan menjadi 2 kelompok, yaitu batuan beku dalam dan batuan beku luar.

Gambar 1. Berbagai macam tubuh batuan beku berdasar atas letaknya

Gambar 2. Siklus terbentuknya berbagai jenis batuan

a. Batuan beku dalam (intrusive rocks)
Batuan beku dalam adalah batuan beku yang terjadi dari magma yang membeku di dalam bumi. Batuan beku dalam ada berberapa macam bentuk, yaitu batolit, lakolit, diatrema, gang, dan urat.
Batolit dan lakolit dapat berukuran sangat besar, seperti gunung atau bukit. Batolit, diatrema dan gang menerobos lapisan-lapisan batuan yang sudah ada, sedang lakolit mengangkat lapisan-lapisan batuan yang sudah ada. Batuan beku dalam umumnya mempunyai struktur granitis, yaitu suatu struktur batuan yang terdiri atas mineral-mineral berukuran besar karena karena proses pembekuannya relatif lambat sehingga kristal-kristalnya dapat berkembang baik. Batuan beku dalam yang sangat terkenal adalah granit.
b. Batuan beku luar (extrusive rocks) 
Batuan beku luar/ekstrusif adalah batuan beku yang terjadi dari magma yang membeku di permukaan/luar bumi. Magma yang mengalir ke permukaan bumi melalui lubang kawah gunungapi disebut lava. Magma yang keluar permukaan bumi masih mempunyai suhu yang tinggi yaitu 800^o hingga 1200^o C.  Selain lava yang terbentuk secara efusif (mengalir) ada batuan beku luar yang terbentuk secara eksplosif (letusan) yang menghasilkan batuan piroklastik yang berukuran sangat halus berupa abu volkanik sampai dengan ukuran yang kasar, yaitu lapili (ukuran kedelai) hingga bomb yang mencapai diameter sampai beberapa puluh cm. Batuapung merupakan salah satu batuan piroklastik yang sangat terkenal, berkomposisi gelas volkanik yang berkomposisi SiO₂ amorf. Batuan beku luar mempunyai ukuran kristal yang kecil hingga amorf karena proses pembekuan magma berlangsung sangat cepat. Obsidian merupakan salah satu contoh batuan ekstrusif yang proses pembekuannya sangat cepat sehingga tidak terbentuk kristal (amorf).
2. Batuan sedimen
Batuan sediment adalah batuan yang terbentuk dari hasil proses pelapukan, erosi, pengangkutan dan pengendapan dari batuan yang sudah ada, baik batuan beku, sediment maupun batuan metamorf. Batuan sedimen yang terbentuk melalui proses-proses ini dinamakan batuan sdimen klastik. Selain batuan sediment klastik ada batuan sediment non klatik yaitu batuan sediment yang terbentuk dari unsur-unsur organisme ataupun kimiawi, misalnya garam dapur terjadi karena proses penguapan, batugamping koral terbentuk karena organisme moluska.
Batuan sediment klastik yang sangat terkenal antara lain batupasir, batulempung. Batuan sediment non klastk yang sangat terkenal antara lain batugamping, garam dapur dan batu gips.
3. Batuan metamorf
Batuan metamorf adalah jenis batuan yang merupakan hasil ubahan dari batuan yang sudah ada karena pengaruh suhu dan tekanan yang sangat tinggi dalam waktu yang cukup lama. Batuan metamorf dapat berasal dari batuan beku, batuan sediment maupun batuan metamorf sendiri.
Batuan metamorf yang sangat terkenal antara lain : marmer (merupakan ubahan dari batugamping), batusabak (merupakan hasil ubahan dari batulempung) dan kwarsit (merupakan ubahan dari kwarsa).
C. Mineral
Mineral adalah benda alam yang bersifat homogen dan mempunyai sifat fisik dan kimia tertentu. Sifat fisik mineral antara lain : warna, cerat, kilap, kekerasan, belahan, pecahan, berat jenis, struktur dan sifat optik. Sifat kimia mineral antara lain kandungan unsur atau senyawa kimia.
Mineralpembentuk batuan dikelompokkan menjadi :

1. Mineral utama
2. Mineral tambahan
3. Mineral penyerta

Mineral utama sebagai penyusun utama batuan antara lain : kuarsa (SiO2), felspar (ortoklas KalSiO2 dan plagioklas (Na,Ca) AlSi₃O₈)  , mika (muskovit KAl₂(OH)₂(AlSi₃O₁₀) dan biotit K₂(MgFe)₂(OH)₂(AlSi₃O₁₀) ), amfibol (Ca₂(MgFeAl)₃(OH)₂(SiAl₁₄O₁₁)₂, piroksen (Ca (MgFe)(SiO₃)₂((AlFe)₂O₃), olivin (FeMg)₂SiO₄), kalsit (CaCO3), grafit (C).
Mineral tambahan merupakan mineral yang berfungsi sebagai tambahan, berasal dari hasil pelapukan atau metamorfose, antara lain klorit (Mg₅(AlFe)(OH)₈(AlSi₄O₁₀) yang berasal dari metamorfose mineral biotit, amfibol, dan piroksen.
Mineral penyerta berfungsi sebagai penyerta di dalam batuan, terdapat dalam jumlah sangat sedikit di dalam batuan, antara lain magnetit (Fe₃O₄),  hematit (Fe₂O₃).


 Daftar Pustaka
Alzwar, M, 1988, Pengantar Dasar Ilmu Gunungapi, Nova, Bandung
Doddy Setya Graha, 1987, Batuan dan Mineral, Nova, Bandung
Suwadi Basari, 1974, Bahan-Bahan Galian di Indonesia sebagai Bahan Bangunan, Departemen Pekerjaan Umum, Dirjen Cipta Karya, Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan, Bandung

Geologi Fisik

GEOLOGI FISIK

1.       Pengertian Ilmu Geologi

Geologi (berasal dari Yunani: γη- [ge-, "bumi"] dan λογος [logos, "kata", "alasan"]) adalah Ilmu (sains) yang mempelajari bumi, komposisinya, struktur, sifat-sifat fisik, sejarah, dan proses pembentukannya.

2.       Ilmu Dasar yang Mendukung Disiplin Keilmuan Geologi

·            Geofisika merupakan bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip – prinsip  fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Dalam aplikasinya, geofisika sering dimanfaatkan sebagai ilmu pendukung dalam melakukan eksplorasi minyak dan gas bumi, ait tanah dan lain sebagainya.

·         Geokimia merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari komposisi-komposisi kimia bagian dari bumi.  

·         Geologi Struktur merupakan studi mengenai distribusi tiga dimensi tubuh batuan dan permukaannya yang datar ataupun terlipat, beserta susunan internalnya. Menurut John Suppe dalam bukunya “Principle of Structural Geology”, 1985; geologi struktur merupakan studi yang mempelajari mengenai deformasi (perubahan bentuk) batuan yang menyusun lapisan atas bumi.

·                 Geologi Sejarah merupakan ilmu dasar geologi yang menggunakan prinsip – prinsip geologi untuk merekonstruksi dan memahami sejarah bumi. Seorang ahli geologi dapat menganalisa sejarah pembentukan batuan di suatu daerah atau lokasi penelitian dengan memperhatikan umur batuan penyusun daerah penelitian tersebut.

·         Geomorfologi merupakan sebuah studi ilmiah terhadap permukaan bumi dan poses yang terjadi terhadapnya. Secara luas, berhubungan dengan landform (bentuk lahan) tererosi dari batuan yang keras, namun bentuk konstruksinya dibentuk oleh runtuhan batuan, dan terkadang oleh perilaku organisme di tempat mereka hidup. “Surface” (permukaan) jangan diartikan secara sempit; harus termasuk juga bagian kulit bumi yang paling jauh. Kenampakan subsurface terutama di daerah batugamping sangat penting dimana sistem gua terbentuk dan merupakan bagian yang integral dari geomorfologi.

·           Hidrogeologi (hidro- berarti air, dan -geologi berarti ilmu mengenai batuan) merupakan bagian dari hidrologi yang mempelajari penyebaran dan pergerakan air tanah dalam tanah dan batuan di kerak Bumi (umumnya dalam akuifer).

·                  Mineralogi merupakan ilmu bumi yang berfokus pada sifat kimia, struktur kristal, dan fisika (termasuk optik) dari mineral. Studi ini juga mencakup proses pembentukan dan perubahan mineral.

·                   Oseanografi merupakan (berasal dari bahasa Yunani oceanos yang berarti laut dan γράφειν atau graphos yang berarti gambaran atau deskripsi juga disebut oseanologi atau ilmu kelautan) adalah cabang dari ilmu bumi yang mempelajari segala aspek dari samudera dan lautan. Secara sederhana oseanografi dapat diartikan sebagai gambaran atau deskripsi tentang laut.

·                Paleontologi, berasal dari kata paleo, yang berarti purba dan logos yang berarti ilmu, jadi paleontologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang sejarah kehidupan di bumi termasuk hewan dan tumbuhan zaman lampau yang telah menjadi fosil. Fosil dalam disiplin ilmu geologi digunakan sebagai parameter penentuan umur suatu daerah atau lokasi penelitian.

·              Mikropaleontologi merupakan cabang paleontologi yang mempelajari mikrofosil. Mikrofosil adalah fosil yang umumnya berukuran tidak lebih besar dari empat millimeter, dan umumnya lebih kecil dari satu milimeter, sehingga untuk mempelajarinya dibutuhkan mikroskop cahaya ataupun elektron. Fosil yang dapat dipelajari dengan mata telanjang atau dengan alat berdaya pembesaran kecil, seperti kaca pembesar, dapat dikelompokkan sebagai makrofosil. Secara tegas, sulit untuk menentukan apakah suatu organisme dapat digolongkan sebagai mikrofosil atau tidak, sehingga tidak ada batas ukuran yang jelas.

·                  Petrologi merupakan bidang geologi yang berfokus pada studi mengenai batuan dan kondisi pembentukannya. Ada tiga cabang petrologi, berkaitan dengan tiga tipe batuan: beku, metamorf, dan sedimen. Kata petrologi itu sendiri berasal dari kata Bahasa Yunani petra, yang berarti "batu".

·                 Sedimentologi merupakan ilmu geologi yang mempelajari secara medalam megenai segala sesuatu yang berhubungan dengan material sedimen, mulai dari transportasi metrial sedimen, sifat fisik material sedimen, komposisi material sedimen, struktru sediemen, lingkungan pengendapan dan berbagai hal lainnya berhubungan dengan material sedimen.

·              Stratigrafi, berasal dari dua kata, yaitu strata/ strato yang berarti lapisan, perlapisan dan grafi/ grafik yang berarti gambaran; jadi stratigrafi  merupakan studi mengenai gambaran perlapisan batuan yan dapat menceritakan sejarah pembentukan batuan, komposisi dan umur relatif. Dari hasil perbandingan atau korelasi antarlapisan yang berbeda dapat dikembangkan lebih lanjut studi mengenai litologi (litostratigrafi), kandungan fosil (biostratigrafi), dan umur relatif maupun absolutnya (kronostratigrafi). stratigrafi kita pelajari untuk mengetahui luas penyebaran lapisan batuan.

·                   Tektonik Lempeng (bahasa Inggris: Plate Tectonics) merupakan teori dalam bidang geologi yang dikembangkan untuk memberi penjelasan terhadap adanya bukti-bukti pergerakan skala besar yang dilakukan oleh litosfer bumi. Teori ini telah mencakup dan juga menggantikan Teori Pergeseran Benua yang lebih dahulu dikemukakan pada paruh pertama abad ke-20 dan konsep seafloor spreading yang dikembangkan pada tahun 1960-an. 

             Vulkanologi merupakan studi tentang gunung berapi, lava, magma. 

Struktur planet Bumi terdiri atas 3 (tiga) lapisan utama, yaitu  Barysphere atau centrosphere (inti), Mesosphere atau mantel (selubung) atau Chalkosphere, dan Lithosfer.

 Barysphere atau Centrosphere (Inti Bumi)

  Barysphere atau Centrosphere (Inti Bumi) mempunyai jari – jari ± 3.475 km dan terdiri atas unsur – unsur besi (Fe) dan nikel (Ni), sehingga sering disebut lapisan Ni – Fe. Inti bumi terbagi 2 (dua), yaitu : 

a.   inti dalam (inner core) yang padat, tersusun dari kristal besi atau kristal besi-nikel, jari-jarinya ± 1.200 km dengan  suhu ± 4.800°C.

b.   inti luar (outer core) yang berupa zat cair, sangat kental, ketebalannya ± 2.250 km dengan suhu ± 3.900°C.

·      Mesosphere (Mantel)

 Mesosphere (mantel) adalah lapisan yang menyelubungi inti bumi, karena itu disebut mantel yang berarti selubung. Lapisan ini merupakan lapisan antara lithosfer dan inti, karena itu disebut pula Mesosphere. Ketebalannya ± 2.900 km dengan suhu ± 1500°C - 3000°C, tersusun atas batuan yang mengandung sisik oksida dan sulfida. Karena kandungan kimiawinya ini, disebut Chalkosphere. Mantel terdiri atas mantel dalam dan mantel luar. 

 1.  Mantel dalam, memiliki ketebalan 190 mil/ 300 km dan berjarak 1.800 mil/ 2.890 km dari permukaan bumi. Kaya akan sulfida, Si dan Mg. Berat jenisnya antara 4.3g/cm³ dan 5.4g/cm³.

2.  Mantel luar, tebalnya antara 7 mil/ 10 km dan kedalaman 190 mil (300 km) dari permukaan bumi. Mantel bagian luar memiliki dua lapisan yang berbeda. Lapisan yang dibawah tersusun atas batuan yang solid (kompak) dan mengandung besi serta magnesium, temperaturnya antara 2520 ºF/ 1400ºC dan 5400 º F/ 3000ºC dan massa jenisnya 3.4g/cm³ dan 4.3g/cm³. Lapisan yang lainnya mengandung material yang sama dengan lapisan sebelumnya, namun sifatnya kaku akibat temperatur yang lebih rendah. Pada selubung luar yang berbatasan dengan litosfer terdapat lapisan cair yang disebut astenosfer.

                Diantara lapisan – lapisan itu terdapat lapisan-lapisan tak bersambungan (discontinu), yaitu : 

• Mohorovivic Discontinuity (disebut juga lapisan Moho atau M-Discontinuity). Lapisan ini membatasi kerak bumi (crust) dengan mantel bagian atas pada kedalaman + 35 – 60 km. Dikemukakan pertama kali oleh A. Andrija Mohorovivic (1.857 – 1.936) pada tahun 1.909. Kecepatan gelombang gempa bertambah setelah melewati lapisan ini. 

• Gutenberg Discontinuity. Lapisan ini ditemukan oleh Beno Gutenberg, membatasi mantel dengan inti luar dan terletak pada kedalaman + 2.900 km.

·       Litosfer

Litosfer berasal dari kata lithos (= batuan) dan sphere atau sphaira (= lapisan), merupakan bagian luar yang membungkus Bumi. Litosfer terdiri atas batuan yang relatif lebih ringan (light rock) dibanding astenosfer dan mesosfer. Sebagian besar unsur kimianya adalah Silikat (SiO₂) yang merupakan gabungan antara oksigen dan silikon. Unsusr-unsur kimia lainnya adalah oksigen (46,6%), silikon (27,7%), alumunium (8,1%), besi (5%), kalsium (3,6%), natrium (2,8%), kalium (2,6%), dan magnesium (2.1%).

Lapisan litosfer merupakan lapisan yang sangat tipis, padat, keras, kuat, dan paling rigid, namun bersifat elastis (kenyal) di antara semua lapisan Bumi, karena itu disebut kerak (crust). Bentuk kerak ini terjadi karena perbedaan suhu (amplitudo suhu) yang besar antara lapisan astenosfer yang bisa mencapai > 1000⁰ C dengan muka bumi. Tebal litosfer sekitar 100 km, mencakup kerak bumi dan bagian atas lapisan mantel. selain sebagai tempat berpijak, beraktivitas, dan media tumbuh tanaman, litosfer adalah wahana bahan tambang dan mineral.

 Menurut teori tektonik lempeng (plate tectonic theory), litosfer terdiri atas lempengan-lempengan yang saling berpasangan, sehingga muka Bumi menyerupai permainan bongkar – pasang (puzzle). Lempeng – lempeng itu terus menerus bergerak saling menjauh atau saling geser atau saling menumbuk, akibatnya bentuk muka Bumi tidak rata. Lempeng-lempeng litosfer terbagi atas dua macam, yakni lempeng benua dan lempeng samudra.

Lempeng benua adalah lempeng yang tidak terendam air laut dan di atasnya berdiri benua-benua dengan ketebalan rata-rata ± 30 km dan di daerah pegunungan ± 70 km. Lempeng ini terbagi lagi menjadi 3 (tiga) lapisan :

1.       lapisan atas dengan tebal + 15 km (tipe magma granit), unsur kimia utamanya silicium dan aluminium ;

2.        lapisan tengah setebal + 25 km (tipe magma basalt), unsur kimia utamanya silicium dan aluminium ; dan

3.       lapisan bawah setebal + 20 km (tipe magma peridotit dan eklogit), unsur kimia utamanya silicium dan magnesium.

   Lempeng samudra memenuhi ± 65% litosfer. Unsur kimia utamanya adalah silicium dan magnesium, sehingga disebut lapisan Si-Ma, ketebalannya di dasar samudra mencapai ± 6 km.

 Bagian – bagian atmosfer, yaitu:

1.      Troposfer

Troposfer merupakan lapisan atmosfer terendah dengan ketebalan kurang lebih 7 mil/ 12 km. Lapisan ini mengandung lebih dari 75 % dari keseluruhan gas yang ada di atmosfer dan mengandung banyak air dan debu. Saat panas sampai ke permukaan, semuanya akan bercampur. Cuaca yang ada disebabkan oleh perombakan massa troposfer yang ada. Troposfer merupakan merupakan kondisi secara normal yang paling hangat di bagian permukaan dan akan jauh lebih dingin saat troposfer berada pada batas atas (tropopause). Tropopause bervariasi ketinggiannya. Dari equator berkisar antara 11,2 mil/ 8 km tingginya, pada 50 N dan 50 S; 5,6 mil (9 km) dan dari kutub berkisar antara 3,7 mil/ 9 km tingginya.

2.      Stratosfer

Stratosfer secara meluas terbentuk dari bagian atas tropopause hingga di batasnya (stratopause), jaraknya 31 mil/ 50 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini mengandung 19 % gas dari atmosfer dan mengandung sedikit uap air. Bila dibandingkan dengan troposfer, kondisi lapisan ini lebih tenang pada lapisannya. Pergerakan daripada gas sangat lambat. Lapisan stratosfer merupakan lapisan ozon, kumpulan gas ozon, penyerapan sinar ultraviolet dari matahari sangat berbahaya. Kondisi demikian akan lebih besar dijumpai pada atmosfer, kondisi udaranya lebih hangat. Temperatur meningkat dari -76 ⁰F/ -60 ⁰C di bagian bawah suhunya berkisar 5 ⁰F/ 10 ⁰C pada stratopause.

3.      Mesosfer

Mesosfer merupakan lapisan selanjutnya yang terletak di atas stratopause dan terbentuk secara meluas di bagian batas atas (mesopause), berjarak 50 mil/ 80 km dari atas permukaan. Kandungan gas pada lapisan ini juga tipis yang dapat menyerap banyak panas dari sinar matahari. Temperatur pada lapisan ini menurun ke -184 ⁰F/ -120 ⁰C pada mesopause.

4.      Termosfer

Termosfer merupakan lapisan yang berada di atas mesopause. Gas pada lapisan ini lebih tipis daripada yang terdapat pada mesosfer, namun keduanya menyerap sinarultraviolet dari matahari. Dengan demikian, temperaturnya mengalami peningkatan hingga 3.600 ⁰F/ 2.000 ⁰C di bagian atas. Ketinggian lapisan ini, yaitu 430 mil/ 700 km dari permukaan bumi. Pada lapisan ini terdapat lapisan lain yang terpisah, inosfer. Luasnya antara 62 mil/ 100 km hingga 190 mil/ 300 km dari permukaan bumi.

5.      Inosfer

Lapisan ini merupakan bagian daripada lapisan termosfer. Lapisan ini terbentuk dari pengisian secara elektrik partikel gas (ionised). Partikel mengalami pengisian elektrik oleh sinar ultraviolet dari matahari. Inosfer memberikan pengaruh yang penting terhadap pemantulan sinyal radio yang dipancarkan ke bumi.

6.      Exosfer

Exosfer merupakan merupakan lapisan paling luar dari atmosfer dan terbentuk secara meluas dari 430 mil/ 700 km hingga 500 mil/ 800 km dari atas permukaan. Pada lapisan ini gas terbentuk pada lapisan yang tipis dan mengapung di dalam ruang.