buku ajar agrogeologi dan mineralogi tanah

Modul Pembelajaran Agrogeologi dan Mineralogi Tanah 1

BUKU AJAR

AGROGEOLOGI DAN MINERALOGI TANAH

Oleh:

DR. IR. BACHRUL IBRAHIM, M.Sc.

ASMITA AHMAD, ST.MSi.

PROGRAM HIBAH PENULISAN BUKU AJAR TAHUN 2012

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2012


Puji dan syukur kami haturkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat,

hidayah dan inayahnya penulisan buku ajar pembelajaran mata kuliah

Agrogeologi dan MIneralogi Tanah dapat diselesaikan tepat pada waktunya.

Penulisan buku ajar ini bertujuan untuk membuat pedoman bahan ajar

bagi dosen dan mahasiswa sehingga proses belajar mengajar menjadi lebih

baik dan aktif, serta untuk membantu mahasiswa dalam mempelajari dan

memahami mata kuliah Agrogeologi dan Mineralogi Tanah yang disampaikan di

kelas, dipraktekan di laboratorium dan dalam praktek lapangan. Dalam

perkembangannya materi Agrogeologi dan Mineralogi Tanah dapat berubah

sejalan dengan informasi terbaru dalam bidang agrogeologi dan mineralogi

tanah yang berkaitan dengan manajemen lahan, utamanya tentang kesuburan

tanah.

Pada kesempatan ini kami ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. LKPP Universitas Hasanuddin atas bantuan dan kesempatan yang diberikan

kepada kami, sehingga kami dapat melaksanakan penulisan buku ajar ini.

2. Bapak Dekan Fakultas Pertanian Universitas Hasanuddin

3. Serta semua pihak yang turut membantu dalam penyelesaian penulisan buku

ajar ini.

Kami menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penulisan buku ajar ini.

Untuk itu segala kritik dan saran sangat diharapkan demi kesempurnaan buku ajar ini.

Semoga buku ajar ini bermanfaat bagi dunia pendidikan dan masyarakat, Amin.

Makassar, November 2012

Tim penulis


Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................... xiDAFTAR GAMBAR ........................................................................... xiiSENARAI KATA PENTING ............................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN.................................................................... 1Profil Lulusan Program Studi ........................................................ 1

Kompetensi Lulusan ..................................................................... 1

Analisis Kebutuhan Pembelajaran ................................................ 2

Garis Besar Pokok Pengajaran..................................................... 4

BAB II PENGANTAR INTERIOR BUMI ........................................... 8Pendahuluan................................................................................. 8

Latar Belakang ...................................................................... 8

Ruang Lingkup Isi.................................................................. 8

Sasaran Pembelajaran .......................................................... 8

Pembahasan................................................................................. 9

Interior Bumi .......................................................................... 9

Interior Bagian Dalam............................................................ 9

Interior Bagian Luar............................................................... 14

Penutup ........................................................................................ 20

Tugas .................................................................................... 20

Daftar Pustaka....................................................................... 20

BAB III MINERALOGI TANAH DAN BATUAN ................................ 21Pendahuluan................................................................................. 21

Latar Belakang ...................................................................... 21



Pembahasan................................................................................. 23

Pengertian Mineral ................................................................ 23

Asal Usul Mineral................................................................... 23

Golongan Mineral .................................................................. 26


Sifat Fisik dan Kimia Mineral ................................................. 28

Penutup ........................................................................................ 34

Tugas .................................................................................... 34

Daftar Pustaka....................................................................... 34

BAB IV BATUAN BEKU................................................................... 35Pendahuluan................................................................................. 35

Latar Belakang ...................................................................... 35



Pembahasan................................................................................. 36

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Beku............. 36

Sifat Fisik Batuan Beku ......................................................... 37

Proses Pelapukan Batuan Beku............................................ 39

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Beku ............. 40

Penutup ........................................................................................ 42

Tugas .................................................................................... 42

Daftar Pustaka....................................................................... 42

BAB V BATUAN PIROKLASTIK...................................................... 43Pendahuluan................................................................................. 43

Latar Belakang ...................................................................... 43



Pembahasan................................................................................. 44

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Piroklastik .... 44

Sifat Fisik Batuan Piroklastik ................................................. 45

Proses Pelapukan Batuan Piroklastik.................................... 46

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Piroklastik ..... 47

Penutup ........................................................................................ 49

Tugas .................................................................................... 49

Daftar Pustaka....................................................................... 49

BAB VI BATUAN SEDIMEN............................................................. 50Pendahuluan................................................................................. 50


Latar Belakang ...................................................................... 50



Pembahasan................................................................................. 51

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Sedimen....... 51

Sifat Fisik Batuan Sedimen ................................................... 53

Proses Pelapukan Batuan Sedimen...................................... 55

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Sedimen ....... 56

Penutup ........................................................................................ 57

Tugas .................................................................................... 57

Daftar Pustaka....................................................................... 57

BAB VII BATUAN METAMORF ....................................................... 58Pendahuluan................................................................................. 58

Latar Belakang ...................................................................... 58



Pembahasan................................................................................. 59

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Metamorf...... 59

Sifat Fisik Batuan Metamorf .................................................. 61

Proses Pelapukan Batuan Metamorf ..................................... 64

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Metamorf ...... 65

Penutup ........................................................................................ 66

Tugas .................................................................................... 66

Daftar Pustaka....................................................................... 66

BAB VIII MINERAL SILIKAT............................................................ 67Pendahuluan................................................................................. 67

Latar Belakang ...................................................................... 67



Pembahasan................................................................................. 68

Kelompok Mineral Silikat ....................................................... 68

Alterasi Silikat ke Silikat......................................................... 72


Penutup ........................................................................................ 75

Tugas .................................................................................... 75

Daftar Pustaka....................................................................... 75

BAB IX PERBEDAAN SILIKAT DAN NON SILIKAT ....................... 76Pendahuluan................................................................................. 76

Latar Belakang ...................................................................... 76



Pembahasan................................................................................. 77

Mineral Silikat Sekunder........................................................ 77

Mineral Liat............................................................................ 77

Mineral Silikat Primer............................................................. 78

Mineral Oksida-Hidroksida .................................................... 78

Penutup ........................................................................................ 82

Tugas .................................................................................... 82

Daftar Pustaka....................................................................... 82

BAB X SIFAT-SIFAT MINERAL LIAT TANAH ................................ 83Pendahuluan................................................................................. 83

Latar Belakang ...................................................................... 83



Pembahasan................................................................................. 84

Mineral Liat Kelas Filosilikat .................................................. 84

Mineral Liat Al-Silikat ............................................................. 84

Struktur Mineral Liat .............................................................. 85

Kelompok Kaolin-Serpentin ................................................... 88

Struktur 2:1............................................................................ 93

Mineral tanpa Substitusi Isomorfik......................................... 94

Mineral dengan Substitusi Isomorfik...................................... 96

Mineral-mineral Trioktahedral................................................ 100

Mineral-mineral dengan Basal Spacing yang Variabel .......... 101

Struktur 2:1:1......................................................................... 107


Penutup ........................................................................................ 110

Tugas .................................................................................... 110

Daftar Pustaka....................................................................... 110

BAB XI IDENTIFIKASI MINERAL LIAT ........................................... 111Pendahuluan................................................................................. 111

Latar Belakang ...................................................................... 111



Pembahasan................................................................................. 112

Difraktometer Sinar-X (XRD) ................................................. 112

Differential Thermal Analysis (DTA-TGA).............................. 119

Scanning Elektron Mikroskop ................................................ 125

Penutup ........................................................................................ 127

Tugas .................................................................................... 127

Daftar Pustaka....................................................................... 127

EVALUASI PROSES BELAJAR MENGAJAR.................................. 128Rencana Evaluasi PBM ................................................................ 128

Daftar Pertanyaan untuk Mengumpulkan Data ............................. 131

Kuesioner untuk PBM ................................................................... 133

PENUTUP .......................................................................................... 135Rangkuman .................................................................................. 135

Pesan dan Motivasi ...................................................................... 138

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................... 139


Halaman

1 Komposisi kerak litosphere.......................................................... 12

2 Kandungan unsur penyusun atmosfer bumi ................................ 17

3 Mineral sekunder yang umum didapatkan di tanah ..................... 25

4 Tingkat kekerasan mineral berdasarkan skala mohs................... 30

5 Alat-alat yang dapat digunakan untuk mengukur tingkatKekerasan mineral....................................................................... 30

6 Klasifikasi ukuran butir dan nama batuan piroklastik ................... 45

7 Klasifikasi ukuran butir dan nama batuan sedimen...................... 53

8 Klasifikasi grup silikat................................................................... 69

9 Klasifikasi mineral liat .................................................................. 87

10 Konversi dari Nilai Sudut 2 ke Dalam d-Spacing Difraksi

Sinar-x ......................................................................................... 118

11 Nilai puncak endotermik mineral liat ............................................ 124


Halaman

1 Kenampakan tiga dimensi interior dalam bumi ............................ 10

2 Karateristik lima interior dalam bumi............................................ 10

3 Proses pelepasan energi dari astenosphere................................ 12

4 Model pergerakan lempeng ......................................................... 13

5 Bagian-bagian atmosfer bumi ...................................................... 16

6 Siklus hidrologi............................................................................. 18

7 Perbandingan bentuk morfologi ................................................... 19

8 Mineral galena dengan sistem isometrik...................................... 23

9 Variasi mineral hasil pembekuan magma .................................... 24

10 Sistem kristal mineral................................................................... 32

11 Proses kritalisasi magma, jenis mineral dan batuan bekuyang terbentuk ............................................................................. 36

12 Proses pelapukan batuan beku ................................................... 39

13 Faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan batuan beku......... 40

14 Profil tanah yang berkembang dari batuan beku ......................... 41

15 Aktivitas vulkanisme secara eksplosif dan effusif ........................ 44

16 Kenampakan fisik batuan piroklastik yang berbutir...................... 47

17 Kenampakan kristal mineral penyusun batuan piroklastik yang

mengalami keretakan dan kehancuran kristal.............................. 47

18 Kenampakan profil tanah yang terbentuk dari batuan piroklastik. 48

19 Jenis-jenis batuan sedimen ......................................................... 51

20 Kenampakan bidang perlapisan pada batuan sedimen ............... 54

21 Siklus diagenesis batuan sedimen............................................... 56

22 Kenampakan bahan induk tanah yang berkembang daribatuan induk metamorf ................................................................ 64

23 Struktur silikat grup nesosilikat, sorosilikat, siklosilikat danInosilikat....................................................................................... 70

24 Struktur silikat grup filosilikat dan tektosilikat ............................... 71

25 Proses pergantian kation dalam struktur silikat primer ................ 72

26 Nilai elektronegativitas unsur ....................................................... 74


27 Beberapa kemungkinan terhadap asal dari mineral liat silikatdan oksida ................................................................................... 84

28 Proyeksi pada bidang ab dari lembaran tetrahedral .................... 86

29 Bagan proyeksi pada bidang b c dari Kaolinit ............................. 88

30 Struktur kaolin.............................................................................. 89

31 Bagan proyeksi pada bidang bc dari Pyrophyllit .......................... 95

32 Bagan proyeksi pada bidang bc dari Talk.................................... 96

33 Bagan proyeksi pada bidang bc dari Muskovit............................. 98

34 Bagan projeksi pada bidang bc dari Vermikulit ............................ 104

35 Bagan projeksi pada bidang bc dari Smektit................................ 105

36 Bagan proyeksi pada bidang bc dari Chlorit ................................ 108

37 Gambar Secara skematis sinar.................................................... 114

38 Interpretasi dan identifikasi mineral liat Kaolinit denganmenggunakan pola difraksi sinar-X.............................................. 117

39 Interpretasi dan identifikasi mineral-mineral illit danMontmorillonit dengan menggunakan pola difraksi sinar-x .......... 117

40 Kurva DTA yang ideal.................................................................. 119

41 Kurva DTA pasir, pasir halus, debu, liat kasar dan liat halus....... 121

42 Ciri kurva DTA dari beberapa mineral liat .................................... 123

43 Scanning elektron mikroskop mineral Kaolin dan Haloysit .......... 125

44 Scanning elektron mikroskop mineral Kaolin, Haloysit, nacritdan dickit...................................................................................... 126

45 Scanning elektron mikroskop mineral Montmorillonit ................... 126


Alterasi : Perubahan batuan atau mineral tanpa melibatkanperubahan fisik secara menyeluruh. Perubahan inidominan diakibatkan oleh aspek kimiawi.

Ameliorasi : pemberian bahan/material ke dalam tanah yangbertujuan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanahsehingga menjadi media yang subur untukpertumbuhan tanaman.

Diagenesis : Proses perubahan material lepas menjadi bahan yangpadu. Hal ini biasa dikenal dengan proses pembatuan.

Endoterm : reaksi kimia yang menyerap kalor atau energi

Elektronegativitas : Kecenderungan sebuah atom untuk menarik elektron

Exoterm : reaksi kimia yang melepaskan kalor atau energi

Gletser : sebuah bongkahan es yang besar yang terbentuk diatas permukaan tanah yang merupakan akumulasiendapan salju yang membatu selama kurun waktu yanglama

Gradien geothermal : Gradient geothermal adalah naiknya tempratur bumisetiap 1 km naik 25oC. Semakin ke bawah, temperaturbawah permukaan bumi semakin meningkat atausemakin panas. Panas yang berasal dari dalam bumidihasilkan dari reaksi peluruhan unsur-unsur radioaktifseperti uranium.

Interlocking : Kenampakan tekstur batuan beku dan metamorf,dimana mineral yang terdapat di dalamnya salingtumbuh.

Kepundan : Mulut gunungapi tempat keluarnya bahan piroklastikdan lava.

Kerak bumi : adalah nama lain dari litosfer, yaitu bagian terluar bumiyang kontak dengan atmosfer bumi.

Kristal : Benda padat homogen yang dibatasi oleh bidang-bidang rata yang merupakan perwujudan luar dari suatupengaturan ion-ion yang teratur.


Magma : Cairan silikat yang memiliki temperatur >1200oC danmenempati lapisan astenosfer bumi.

Makroskopis : Pengamatan dengan indera mata tanpa menggunakanbantuan alat.

Masif : Kondisi batuan yang sangat kompak, keras, tidakberpori dan memiliki berat jenis yang tinggi.

Pedogenetik : Ilmu yang mempelajari tentang proses pembentukanformasi tanah

Subduksi : Zona tumbukan antara dua lempeng, dimana lempenglempeng samudera bergerak kea rah bawah lempengbenua.

Sesquioksida : Persenyawaan antara logam dan oksigen denganperbandingan 2:3, contohnya Al2O3 dan Fe2O3

Substitusi isomorfik : Pergantian kation yang bervalensi tinggi dengan kationbervalensi rendah yang memiliki jari-jari atom yangrelatif sama, sehingga tidak terjadi perubahan morfologimineral. Contoh substitusi Si4+ oleh Al3+.

Topografi : Bentuk morfologi (relief) dipermukaan bumi yangmemiliki nilai ketinggian.


Profil Lulusan Program Studi

Program studi Agroteknologi memiliki misi untuk Mengembangkan Pendidikan,

Penelitian dan Pengabdian pada masyarakat secara terpadu menuju pertanian

tangguh dan berkelanjutan. Oleh karena itu lulusan yang dihasilkan diharapkan

tanggap terhadap perubahan dan kemajuan ilmu dan teknologi pertanian,

mampu menghasilkan karya ilmiah, inovasi ilmu dan teknologi pertanian, serta

mampu untuk menyebarluaskan informasi dan ide inovatif bidang pertanian

untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Lulusan yang dihasilkan

diharapkan dapat bersikap sebagai :

1. PELAKU dibidang pertanian (birokrat;teknorat; pengambil kebijakan)

2. MANAJER (planner, designer, organizer, evaluator, mediator)

3. PENGUSAHA, (entrepre-neur, initiator, adaptor, cooperator)

4. PENELITI, dan

5. PENDIDIK, (fasilitator, motivator, mediator)

Kompetensi Lulusan

Kompetensi utama :

1. Memiliki kemampuan dalam manajemen sumber daya lahan danpenggunaan ipteks dalam meningkatkan potensi kesuburan tanah.

2. Kemampuan merancang dan melekasanakan penelitian sertamenginterpretasikan data secara profesional.

3. Kemampuan dalam memberikan rekomendasi penyelesaianmasalah secara tepat dalam sistem pertanian yang berkelanjutan

4. Kemampuan berfikir analitis dan sintesis dengan memperhitungkandampak penyelesaian masalah di lingkup global dalamberkehidupan bermasyarakat

5. Kemampuan sebagai fasilitator, motivator dan mediator secarasistematik dan efektif.

Kompetensi pendukung:

1. Kemampuan mengelola sumberdaya alam secara terpadu dalamoptimalisasi kemampuan lahan yang sustainable.


2. Kemampuan menerapkan aplikasi teknologi dalam memecahkanpermasalahan lahan-lahan marginal.

Kompetensi lainnya :

Kemampuan berkontribusi dalam kehidupan sosial dan tanggapdalam menyelsaikan masalah lingkungan dan pertanian yangbermasalah.

Analisis Kebutuhan Pembelajaran

Mata kuliah agrogeologi dan mineralogi tanah dapat membantu mahasiswa

dalam memahami perberbagai gejala alam yang terdapat di lingkungan kita,

baik bersifat positif maupun negatif. Pemahaman ini dapat membantu

mahasiswa dalam memberikan rekomendasi perbaikan baik yang bersifat

sementara maupun yang berkelanjutan (sustainable). Mata kuliah ini

merupakan dasar dalam memahami mata kuliah lanjutan.

Dalam bidang survey lahan mahasiswa diharapkan :

Mampu mencari dan menemukan lahan-lahan yang potensial dan

produktif untuk pertanian dan perkebunan

Mampu mengetahui dan membedakan jenis-jenis batuan induk sebagai

sumber hara untuk tanaman.

Mampu mengetahui sumber air permukaan dan air tanah yang berguna

untuk pertanian

Mampu menginterpretasi faktor pembatas lahan

Dalam bidang genesis tanah mahasiswa diharapkan:

Mengetahui batuan induk

Menginterpretasi lingkungan pembentukan tanah (utamanya iklim)

Mengetahui perkembangan mineral primer dan sekunder (mineral liat)

yang berguna untuk perkembangan tanah dan pertanian.


Dalam bidang geomorfologi/bentang alam mahasiswa diharapkan:

Mengetahui batuan induk

Mengenal bentuk-bentuk lahan/bentang alam dan mengetahui proses

terjadinya

Dalam bidang pemupukan mahasiswa diharapkan:

Mengetahui dan dapat memberikan rekomendasi pemupukan dari sifat

tanah dan batuan asalnya.

Dalam bidang konservasi tanah dan air mahasiswa diharapkan:

Mengetahui batuan reservoir

Mengenal bentuk-bentuk perkembangan sungai.

Air tanah dan air permukaan

Dalam bidang mitigasi bencana alam dan lingkungan

Gerakan massa : longsoran,rayapan (soil creep)

Banjir


Garis Besar Pokok Pengajaran (GBRP)

MINGGUKE-

SASARANPEMBELAJARAN MATERI PEMBELAJARAN

STRATEGIPEMBELAJARAN

KRITERIAPENILAIAN

BOBOTNILAI

(%)

1-2

Menjelaskan permasalahan

mineralogi dalam konteks

potensinya sebagai bahan

induk tanah dan penyusun

kulit bumi

Kontrak Perkuliahan

Menjelaskan sifat fisik dan

kimia mineral

Menjelaskan perbedaan dan

persamaan mineralogi tanah dan

batuan

Kuliah

Small grupdiscussion with casestudy

Praktikum

Keaktifan individu

Laporan

praktikum7,5

3-4

Mahasiswa mampu

memahami dan

menjelaskan perbedaan dan

menganalisis jenis dan sifat

dari batuan beku, serta

potensi pengembangannya.

Proses dan mekanisme

pembentukan batuan beku

Menjelaskan sifat fisik dan kimia

batuan beku

Proses pelapukan batuan beku

Menjelaskan potensi lahan yang

berkembang dari batuan beku.

Discovery learning

Poster

Praktikum

Keaktifan individu

Laporan

praktikum

10

5-6 Mahasiswa mampu

memahami dan


pembentukan batuan piroklastik

Case study combine

with discoveryKeaktifan individu 10




dari batuan piroklastik

serta potensi

pengembangannya


batuan piroklastik

Proses pelapukan batuan

piroklastik


berkembang dari batuan

piroklastik.

learning

Praktikum

dan kelompok

Laporan

praktikum

7-8

Mahasiswa mampu

memahami dan



dari batuan sedimen dan

metamorf serta potensi

pengembangannya.


pembentukan batuan sedimen

dan metamorf


mineral penyusun batuan

sedimen dan metamorf


sedimen dan metamorf


berkembang dari batuan sedimen

dan metamorf.

Cooperative learning

Praktikum

Praktik Lapang

Keaktifan individu

dan kelompok

Makalah

Teknik Presentasi

Laporan

Praktikum

Laporan Praktik

Lapang

25


9-10 Mahasiswa mampu

menjelaskan tentang

struktur mineral silikat

Struktur mineral silikat

Alterasi silikat ke silikat

Kuliah + DiskusiAlat peraga /

Poster/FotoPraktikum

Keaktifan,kerjasama

Laporan Praktikum7,5

11 Mahasiswa mampu

menjelaskan tentang sifat

mineral silikat dan mineral

non silikat

Sifat-sifat mineral silikat

Mineral non silikat

(oksida/hidroksida)

Discovery learning Keaktifan dankerjasama

7,5


menjelaskan tentang

berbagai sifat-sifat mineral

liat/ tanah

Kristalin Vs non kristalin

(amorf)

Muatan

KTK

Pertukaran kation dan anion

Kelekatan

Plastisitas

Pemuaian

Kuliah Cooperative

learning

Keaktifan dankerjasama

penguasaan materidan poster 7,5


mengidentifikasi mineral

liat tanah dengan teknik

Identifikasi mineral liat (mineral

sekunder)

Diffraksi sinar X (XRD)

Diskusi + skilllaboratorium +Poster

Kerja individu /kelompok

Keaktifan dankerjasama

kemampuanidentifikasimineral liat

7,5


XRD, bentuk morfologi

dan DTA-TGA

Elektron micrograph mineral liat

Differential thermal analysis

(DTA)-Thermalgravimetric

Analysis (TGA)

Scanning electron microscope

(SEM)

penguasaan alat

16 Final test Uji kompetensi &Remidial

20


PENDAHULUAN

Latar Belakang

entuk bumi yang ada saat ini merupakan sebuah proses yang

memakan waktu jutaan tahun hingga sampai pada bentuk yang ada

sekarang ini. Proses pengelolaan lahan untuk pemanfaatan dalam

bidang pertanian, perkebunan, pertambangan dan perkotaan harus memahami

proses-proses yang menyertai pembentukan bumi. Hal ini bertujuan agar

pemanfaatan lahan tidak salah posisi dan dapat berkelanjutan. Pemanfaatan

lahan tanpa mengetahui sejarah pembentukannya dapat mengakibatkan

terjadinya bencana alam, seperti longsor dan lain sebagainya. Untuk ini bab ini

akan memberikan penjelasan secara ringkas bagaimana sejarah pembentukan

bumi sehingga mahasiswa dapat lebih mudah dalam memahami konsep bumi

yang berguna dalam pemanfaatannya dalam bidang pertanian yang

berkelanjutan.

Ruang Lingkup Isi

Modul ini membantu mahasiswa dalam memahami proses-proses dinamis yang

menyertai pembentukan bumi dari awal hingga keberadaan bumi saat ini.

Sasaran Pembelajaran

Modul ini sebagai pengantar bagi mahasiswa dalam memahami sifat dan

karateristik bumi yang bermanfaat dalam bidang pertanian.

B


Pembahasan

Interior Bumi

Bumi adalah benda langit yang merupakan planet ke tiga dari sistem tata surya.

Sejauh ini hanya planet bumi yang merupakan satu-satunya planet yang dapat

ditempati oleh mahluk hidup. Proses pembentukan planet bumi telah dijelaskan

oleh beberapa ahli terdahulu; seperti teori Kabut oleh Kant-Laplace (1755), teori

planetesimal, teori bintang kembar, dan lain sebagainya. Salah satu teori yang

paling terkenal adalah teori Big bang. Teori ini menjelaskan proses

terbentuknya bumi berawal dari kabut raksasa (yang berisi gas hidrogen, gas

helium dan elemen lainnya) yang berputar pada porosnya. Putaran tersebut

memungkinkan bagian-bagian kecil dan ringan terlempar ke luar dan bagian

besar berkumpul di pusat, membentuk cakram raksasa. Perbedaan massa dan

temperatur menyebabkan gumpalan kabut raksasa meledak dengan dahsyat di

luar angkasa yang kemudian membentuk galaksi dan nebula-nebula. Selama

jangka waktu 4,6 milyar tahun, nebula-nebula tersebut membeku dan

membentuk suatu galaksi yang disebut dengan nama Galaksi Bima Sakti yang

membentuk sistem tata surya. Sedangkan bagian ringan yang terlempar ke luar

mengalami kondensasi membentuk gumpalan-gumpalan yang mendingin dan

memadat, membentuk planet-planet, termasuk planet bumi.

Proses pembentukan planet bumi menghasilkan dua interior, yaitu

interior luar dan dalam. Kedua interior ini memberikan interaksi yang membawa

keberkahan pada mahluk hidup yang menempati planet bumi.

Interior Bagian Dalam

Kesejukan yang kita rasakan pada kondisi bumi pada saat ini sangat jauh

berbeda pada awal pembentukan bumi. Proses pendinginan bumi membuat

elemen yang memiliki massa yang besar bergerak ke pusat membentuk inti

bumi. sedangkan massa yang kecil semakin menjauhi pusat bumi. Hasil

konsolidasi massa bumi membentuk lima lapisan interior bumi (Gambar 1),

yaitu:


1. Inti bumi bagian dalam (Inner core)

2. Inti bumi bagian luar (Outer core)

3. Mantel bumi bagian bawah (Lower mantle)

4. Mantel bumi bagian luar (Upper mantle)

5. Kerak bumi (Crust)

Sifat dari kelima interior bumi bagian dalam disajikan pada Gambar 2.

Gambar 1 Kenampakan tiga dimensi interior dalam bumi yang terdiri dari limabagian penting, yaitu inner core, outer core, mantle, upper matledan crust.

Gambar 2 Karateristik lima interior dalam bumi


Bagian upper mantle terdapat lapisan asthenophere yang bersifat liquid.

Bagian ini merupakan bagian yang paling aktif dari interior bumi. Perbedaan

temperatur dan massa menyebabkan terjadinya perputaran cairan liquid yang

disebut dengan arus konveksi (convention currents). Arus konveksi (Gambar 3)

yang timbul akan terus bergerak dan jika energi yang terakumulasi semakin

bertambah besar dapat menyebabkan terjadinya pelepasan energi ke arah

bagian bumi yang memiliki suhu lebih rendah, yaitu pada bagian crust.

Pelepasan energi pada bagian crust menyebabkan ledakan yang maha dahsyat

pada kerak bumi (crust), khususnya pada kerak litosfer. Hal ini disebabkan

karena kerak litosfer merupakan bagian bumi yang bersifat rigid (kaku).

Ledakan yang terjadi pada kerak litosfer menyebabkan terjadinya retakan dan

pergeseran pada kerak lithosphere yang berakibat pada keluarnya cairan

astenosphere (magma) ke permukaan yang disebut dengan lava. Jika ledakan

arus konveksi terjadi pada beberapa titik dibawah kerak lithosphere akan

mengakibatkan pergeseran kerak lithosphere ke arah yang saling berlawanan

yang mengakibatkan terjadinya tumbukan antar kerak listosphere. Hal ini sesuai

dengan teori pergerakan lempeng dari Wegener (1912). Kerak lithosphere

tersusun oleh elemen/unsur yang sangat banyak dan penting (Tabel 1).

Berdasarkan kandungan unsurnya maka kerak lithosphere terbagi atas dua

bagian, yaitu; kerak (lempeng) yang bersusunan silikat-magnesium (SIMA) dan

kerak (lempeng) yang bersusunan silikat-aluminium (SIAL). Lempeng SIMA

memiliki massa yang lebih besar dibanding lempeng SIAL. Oleh karena itu

kedudukan lempeng SIMA lebih rendah dibandingkan lempeng SIAL. Lempeng

SIMA dikenal dengan nama lempeng samudera dan lempeng SIAL dikenal

dengan nama lempeng benua. Dalam kondisi normal, jika terjadi tumbukan

lempeng maka lempeng SIMA akan bergerak ke bawah lempeng SIAL

(Gambar 3).

Pada kondisi ekstrim, jika gaya tekan lempeng SIMA lebih besar

terhadap lempeng SIAL, dapat menyebabkan lempeng SIMA bergeser ke arah

atas dari lempeng SIAL. Hal ini menyebabkan terdapatnya batuan kerak

samudera pada kerak benua, seperti terdapatnya batuan ultrabasa yang

banyak mengandung unsur nikel dari kerak SIMA di kabupaten Luwu Sulawesi

Selatan.


Tabel 1 Komposisi kerak lithosphere (Holmes, 1964)

Gambar 3 Memperlihatkan proses yang terjadi pada lempeng pada saat terjadipelepasan energi dari astenosphere (A dan B). Proses subduksidan pembentukan gunung api pada pertemuan lempeng benuadan samudera (C) serta pembentukan gunung api padaperpisahan lempeng di kerak samudera (B).

Unsur Oksida

Nama Simbol danValensi % Nama Komposisi %

Oksigen O2- 46.60Silikon Si4+ 27.72 Silika SiO2 59.26Aluminium Al3+ 8.13 Alumina Al2O3 15.35Besi Fe3+ 5.00 Besi (Ferric) Fe2O3 3.14

Fe2+ 5.00 Oksida (Ferrous) FeO 3.74Kalsium Ca2+ 3.63 Kapur CaO 5.08Natrium Na2+ 2.83 Natrium Oksida Na2O 3.81Kalium K+ 2.59 Kalium Oksida K2O 3.12Magnesium Mg2+ 2.09 Magnesium Oksida MgO 3.46Titanium Ti4+ 0.44 Titanium Oksida TiO2 0.73Hidrogen H+ 0.14 Air H2O 1.26Phospor P5+ 0.12 Phospor pentoksida P2O5 0.28

99.29 99.23

A

B

C


Proses pergerakan lempeng akibat arus konveksi dapat menyebabkan lempeng

bergerak secara:

1. Divergen, merupakan pergerakan lempeng yang saling menjauh akibat

gaya tension (tarikan) (Gambar 4). Proses ini biasanya terjadi pada

lempeng samudera dan menghasilkan gunung api bawah laut.

2. Konvergen, merupakan pergerakan lempeng yang saling mendekat

akibat gaya compresion (tarikan) (Gambar 4). Proses ini biasanya terjadi

pada pertemuan lempeng samudera dan lempeng benua, serta

menghasilkan pembentukan gunung api, pegunungan lipatan dan

dataran rendah pada kerak benua. Jika gaya yang dihasilkan tidak terlalu

besar maka efek yang terjadi hanya dapat terlihat dari pergesaran muka

air laut, seperti yang terjadi pada gempa di aceh yang menghasilkan

Tsunami.

3. Transform, merupakan pergerakan lempeng yang saling bergeser akibat

gaya tekan (Gambar 4). Proses ini mengakibatkan zona depression yang

merupakan awal pembentukan danau.

Gambar 4 Model pergerakan lempeng akibat gaya tekan (compression)dan gaya tarik (tension).

Proses pergerakan lempeng ini menghasilkan interior yang sangat indah

pada permukaan lempeng benua dan samudera.

Arah gaya


Interior Bagian Luar

Aktivitas bumi bagian dalam menyumbang sekitar 50% pada bentuk interior

bumi bagian luar. Proses pendinginan massa membentuk bahan padat dan

liquid pada interior dalam bumi sedangkan massa yang berukuran lebih kecil

(volatil) membentuk lapisan atmosfer bumi dan sebagian massa yang banyak

mengandung partikel hidrogen, helium, karbon, oksigen, nitrogen dan sulfur,

berkondensasi membentuk massa cair akibat perbedaan temperatur volatil,

yang akhirnya oleh gaya gravitasi bumi (berasal dari inti bumi yang banyak

mengandung nikel dan besi) turun sebagai massa cair H2O yang dikenal

dengan nama air. Massa cair ini kemudian mengisi bagian bumi yang cekungdan berpori yang dikenal dengan nama air laut di lempeng samudera, air

permukaan dan air tanah pada lempeng benua. Dalam perkembangannya air

laut berubah menjadi asin, air permukaan serta air tanah tetap seperti

sediakala. Perubahan sifat air laut diakibatkan oleh aktivitas pelapukan oleh

media air di daratan (lempeng benua) yang kemudian oleh gaya gravitasi

membawa unsur-unsur hasil pencucian (akan dibahas lebih lanjut pada bab

selanjutnya) ke bagian yang lebih rendah yaitu lautan. Di lautan unsur-unsur

yang terbawa tadi saling berinteraksi membentuk unsur yang lebih sederhana,

yaitu garam-garaman atau golongan halida.

Secara garis besar interior bagian luar dari bumi terdiri dari :

1. Lima puluh persen (50%) bentukan yang dihasilkan oleh interior bumi

bagian dalam, seperti pegunungan, perbukitan, lembah, dataran, lautan dan

sungai.

2. Mahluk hidup (biosfer)

3. Lapisan atmosfer

4. Lapisan hidrosfer

Pada bab ini akan dibahas secara lebih detail tentang lapisan atmosfer

dan hidrosfer. Lapisan atmosfer dan hidrosfer memberikan kontribusi sebesar

empat puluh persen (40%) terhadap interior bagian luar bumi. Pembentukan

pegunungan telah kita bahas pada interior bagian dalam, sedangkan peranan


aktivitas manusia, hewan dan tanaman (10%) akan disinggung pada mata

kuliah lanjutan.

Lapisan volatil (lebih banyak mengandung gas dan berukuran

halus/ringan). Lapisan volatil ini terpisah dari lapisan yang lebih liquid-padat

pada saat pembentukan bumi. lapisan liquid-padat membentuk interior dalam

bumi dan lapisan volatil membentuk lapisan atmosfer bumi (interior luar dari

bumi).

Lapisan Atmosfer bumi (Gambar 5) terdiri dari :

1. Lapisan Troposfer; merupakan lapisan terbawah dari atmosfer (lapisan

yang terdekat dengan lempeng benua). Lapisan ini mengandung 80%

massa gas dari seluruh massa gas yang terdapat di atmosfer bumi. oleh

sebab itu lapisan ini memberikan kontribusi yang paling besar terhadap

perubahan cuaca dan iklim dipermukaan bumi. Lapisan pembatas

antara lapisan Troposfer dan stratosfer adalah lapisan tropopause yang

bersuhu relatif konstan.

2. Lapisan Stratosfer; merupakan lapisan kedua setelah troposfer. Pada

lapisan ini tidak dijumpai lagi uap air, awan ataupun debu atmosfer.

Lapisan ini biasa disebut dengan lapisan isotermis, yaitu; lapisan paling

bawah dari stratosfer dimana terdapat lapisan ozon (O3) yang mampu

menyerap sinar ultraviolet yang dipancarkan sinar matahari.

3. Lapisan Mesosfer; merupakan lapisan udara ke tiga. Lapisan ini

merupakan lapisan pelindung bumi dari jatuhan meteor atau benda-

benda angkasa luar lainnya. Antara lapisan mesosfer dan termosfer

terdapat lapisan mesopause yang memiliki temperature berkisar -100oC.

4. Lapisan Termosfer; merupakan lapisan udara ke empat. Lapisan ini

disebut juga lapisan ionosfer, yaitu; lapisan tempat terjadinya ionisasi

partikel-partikel yang menimbulkan perambatan gelombang panjang

maupun pendek.


5. Lapisan Eksosfer; merupakan lapisan ke lima atau lapisan paling luar

dari bumi. Pada lapisan ini terjadi gerakan-gerakan atom secara tidak

teratur yang dapat menghancurkan meteor dari angkasa luar.

Gambar 5 Bagian-bagian dari atmosfer bumi, jarak dan temperatur


Bagian-bagian atmosfer pada bumi memberikan manfaat:

1. Memperkecil perbedaan temperatur siang dan Malam

2. Menjaga stabilitas suhu udara siang dan malam

3. Menyerap radiasi dan sinar ultraviolet

Manfaat ini tidak terlepas dari kandungan unsur/gas yang terkandung

dalam setiap lapisan atmosfer bumi (Tabel 2).

Tabel 2 Kandungan unsur penyusun atmosfer bumi

Penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa lapisan hidrosfer

merupakan lapisan yang dihasilkan dari aktivitas lapisan atmosfer bumi yang

dihasilkan pada 13,7 milyar tahun lalu. Lapisan hidrosfer sejak terbentuk hingga

saat ini jumlahnya selalu tetap dan hanya mengalami perubahan bentuk.

Lapisan hidrosfer terdiri dari segala bentuk massa cair (air) dipermukaan bumi,

yaitu; lautan, sungai, air tanah, salju atau gletser, danau, serta uap air yang

terdapat di udara. Perubahan bentuk massa cair, mengalami suatu siklus yang

dikenal dengan nama siklus hidrologi (Gambar 6). Massa cair yang dihasilkan

dari aktivitas atmosfer bersifat agak masam, sehingga ketika jatuh ke

permukaan bumi dapat merusak bentuk permukaan bumi melalui proses

hidrolisis, hidratasi, pelarutan (solution), dan karbonasi. Oleh sebab itu wilayah


di permukaan bumi yang tinggi curah hujannya, umumnya mengalami

perombakan bentuk permukaan cukup intensif dibanding daerah kering dan

lembab. Hal ini dapat terlihat dari perbedaan musim diseluruh dunia, dimana

Indonesia yang merupakan Negara dengan curah hujan tinggi sangat berbeda

bentuk landformnya (bentuk morfologi permukaan) dengan negara-negara

eropa yang beriklim temperat (Gambar 7). Lapisan hidrosfer merupakan lapisan

yang paling aktif merubah bentuk bentang lahan (landform) permukaan bumi

dan merupakan sumber kehidupan bagi lingkungan biosfer karena

mengandung unsur yang sangat dibutuhkan bagi perkembangan mahluk hidup.

Gambar 6 A dan B adalah contoh siklus hidrologi

B

A

Modul Pembelajaran Agrogeologi dan Mineralog

Gambar 7 Perbandingan bentuk morfologi Indonesia (A) deyang beriklim temperat (B) dan beriklim kering (C)i Tanah 19

ngan NegaraC

C

B

A


Penutup

Tugas

1. Jelaskan apa yang menyebabkan terjadinya gempa bumi di kepulauan

Sumatera, Jawa dan Sulawesi bagian utara dan Papua.

2. Jelaskan apa yang menyebabkan rusaknya lapisan atmosphere bumi.

Daftar Pustaka

Grolier Incorporated. 1984. Popular Science. Grolier Incorporated Publishing.

Holmes, A. 1964. Principles of Physical Geology. Nelsons Australian

Papaerbacks.


PENDAHULUAN

Latar Belakang

alah satu aspek penting dalam pembentukan tanah adalah bahan induk

tanah. Bahan induk tanah dihasilkan dari proses pelapukan batuan

induk. Batuan induk merupakan hasil akumulasi mineral-mineral baik

yang saling interlocking (batuan beku dan metamorf) maupun yang tidak

interlocking (batuan sedimen dan piroklastik). Proses lanjutan yang dialami oleh

batuan (dalam hal ini proses pelapukan fisik dan kimia), sangat ditentukan dari

sifat fisik dan kimia dari mineral penyusunnya. Batuan yang didominasi oleh

mineral yang memiliki tingkat resistensi yang tinggi seperti kuarsa dan orthoklas

akan mengalami proses pelapukan yang berjalan sangat lambat, dibandingkan

batuan yang tersusun atas mineral olivin dan piroksin. Demikian juga batuan

yang komponen mineralnya saling interlocking akan lebih sulit untuk dilapukkan

dibandingkan batuan dengan mineral yang tersementasi (proses

diagenesis/pembatuan). Perkembangan tanah yang dihasilkan dari bahan induk

yang berasal dari batuan induk yang resisten (batuan beku dan metamorf) akan

berjalan sangat lambat dibanding yang dihasilkan dari bahan induk yang

berasal dari batuan induk yang tidak resisten (batuan sedimen dan piroklastik).

Sedangkan tingkat kesuburan tanah yang dihasilkan juga dapat diprediksi dari

kandungan mineral bahan induknya. Proses pembentukan dan jenis mineral

sekunder yang terbentuk dalam tanah dapat ditentukan berdasarkan suplai

elemen dari komponen mineral primer.

Untuk mengetahui sifat dan karateristik tanah yang dihasilkan maka

sangat penting untuk mempelajari sifat dan karateristik dari mineral penyusun

bahan induk (batuan induk).

S


Ruang Lingkup Isi

Modul ini membantu mahasiswa dalam memahami perbedaan mineral dalam

tanah dan batuan dengan memahami karateristik sifat fisik dan kimia mineral.


Modul ini dapat membantu mahasiswa dalam memahami jenis mineral yang

terdapat di batuan dan tanah serta memahami perbedaan sifat dan karakteristik

mineral yang terdapat dalam batuan dan tanah.


PEMBAHASAN

Pengertian Mineral

Mineral adalah benda padat homogen yang terbentuk secara alami oleh proses

anorganik, mempunyai susunan kimia tertentu serta pengaturan ion-ion atau

atom yang teratur (Mason, et. al., 1968). Pengaturan ion-ion teratur melalui

sebuah bidang rata tergambar melalui bentuk kristal (Gambar 8).

Gambar 8 Mineral Galena dengan sistem kristal isometrik

Asal Usul Mineral

Mineral sebagai penyusun utama batuan dan tanah memiliki karateristik yang

unik baik dari segi bentuk kristal maupun susunan kimianya. Semakin rumit

susunan kimianya maka bentuk kristal yang dihasilkan dari konfigurasi atom-

atom penyusunnya juga semakin rumit. Variasi kandungan senyawa kimia

suatu mineral sangat ditentukan oleh materi penyusunnya dan proses

pembentukannya.

Mineral primer dihasilkan dari hasil pembekuan magma yang berasal

dari lapisan astenosfer bumi (Gambar 3). Mineral ini merupakan penyusun

utama batuan beku yang terdapat pada kerak litosfer. Variasi jenis batuan beku

dihasilkan dari variasi kristlisasi cairan magma membentuk mineral primer ini

dapat terlihat pada seri pembentukan mineral dari Bowen (1900) (Gambar 9).

Modul Pembelajaran Agrogeologi dan Mineralogi Tanah

Gambar 9 Variasi mineral hasil pembekuan magma pada temperatur yangberbeda.

Mineral yang terdapat pada gambar 9 di atas merupakan mineral primer

sebagai penyusun utama batuan. tidak semua mineral primer tersebut terdapat

di tanah sebagai penyusun mineral tanah

primer menyebabkan mineral yang tidak resisten akan terubah menjadi miner

sekunder. Hanya mineral resisten yang bisa dijumpai di tanah, yaitu mineral

yang terbentuk pada temperatur

yaitu:

1. Perbedaan temperatur pembentukan mineral dengan temperatur bumi saat

ini. Mineral yang t

pelapukan.

2. Perbedaan sifat mineral dengan agen pelapukan (ai

air hujan maupun air sungai atau air tanah cenderung memiliki pH

sehingga batuan induk ya

dilapukkan.


iasi mineral hasil pembekuan magma pada temperatur yang



sebagai penyusun mineral tanah. Proses pelapukan pada mineral

primer menyebabkan mineral yang tidak resisten akan terubah menjadi miner

anya mineral resisten yang bisa dijumpai di tanah, yaitu mineral

yang terbentuk pada temperatur 900oC. Hal ini disebabkan karena dua faktor,

erbedaan temperatur pembentukan mineral dengan temperatur bumi saat

erbentuk pada temperatur tinggi lebih cepat mengalami

Perbedaan sifat mineral dengan agen pelapukan (air). Air yang turun sebagai

air hujan maupun air sungai atau air tanah cenderung memiliki pH

sehingga batuan induk yang banyak mengandung kation logam

BOWENS REACTION SERIES


iasi mineral hasil pembekuan magma pada temperatur yang



ses pelapukan pada mineral

primer menyebabkan mineral yang tidak resisten akan terubah menjadi mineral

anya mineral resisten yang bisa dijumpai di tanah, yaitu mineral

. Hal ini disebabkan karena dua faktor,

erbedaan temperatur pembentukan mineral dengan temperatur bumi saat

lebih cepat mengalami

r). Air yang turun sebagai

air hujan maupun air sungai atau air tanah cenderung memiliki pH 6,

ng banyak mengandung kation logam akan mudah

Temperatur

1500oC

300oC

900oC


Mineral sekunder (Tabel 3) dihasilkan dari proses pelapukan mineral

primer dan hasil ubahan mineral primer. Proses ini meliputi alterasi dan

persenyawaan baru. Proses alterasi dapat dilihat pada proses pembentukan

mineral liat illit (K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] dari mineral

primer muscovit KAl2(Si3Al)O10(OH,F)2. Sedangkan proses persenyawaan

baru dapat dilihat pada pembentukan mineral oksida, contoh :

Tabel 3 Mineral sekunder yang umum didapatkan di dalam tanah

Grup/Kelompok Mineral

Liat Smektit; monmorillonit,

vermikulit

Kaolinit; kaolin, halloisit, nakrit,

dickit.

Klorit

Besi-Oksida Hematit

Goethit

Magnetit

Maghemit

Lepidocrosit

Ferrihydrit

Aluminium-Oksida Gibsit

Amorf Alophan

Imogilit


Golongan Mineral

Berdasarkan sifat dan unsur pembentuknya, maka mineral dapat dibagi menjadi

8 (delapan) golongan, sebagai berikut :

1. Golongan Unsur (native element)

Golongan ini adalah golongan mineral yang memiliki 8 elektron pada kulit

terluarnya, sehingga tidak membutuhkan ikatan dengan unsur lain untuk

menstabilkan pengaturan ion-ion kristalnya. Contoh dari golongan ini

adalah emas (Au), perak (Ag), dan tembaga (Co).

2. Golongan Sulfida (S)

Kelas Sulfida, hampir serupa dengan Kelas Oksida, pembentuk bijih

(ores). Contohnya termasuk pirit (terkenal dengan sebutan emas palsufools gold), chalcopirit (tembaga besi sulfida), pentlandit (nikel besisulfida), dan galena (timbal sulfida). Termasuk juga selenida, tellurida,arsenida, antimonida, bismuthinida, dan sulfosalts.

3. Golongan Oksida (O2) dan Hidroksida (OH)

Kelas Oksida, Oksida sangatlah penting dalam dunia pertambangan

karena bijih (ores) terbentuk dari mineral-mineral dari kelas oksida. Kelas

mineral ini juga mempengaruhi perubahan Kutub Magnetik Bumi.

Biasanya terbentuk dekat dengan permukaan bumi, teroksidasi dari hasil

pelapukan mineral lain dan sebagai mineral asesori pada batuan beku

kerak dan mantel bumi. Contoh mineral Oksida; hematit (besi oksida),magnetit (besi oksida), chromit (besi khromium oksida), spinel(magnesium aluminium oksida mineral pembentuk mantel), ilmenit(besi titanium oksida), rutil (titanium dioksida), dan ice (hidrogen oksida)juga termasuk mineral-mineral hidroksida.

4. Golongan Halida (Grup Halogenida; F, Cl, Br, I)

Halida adalah grup mineral yang membentuk garam alami (salts) dan

termasuk flourit (kalsium fluorida), halit (natrium khlorida), silvit (kalium


khlorida), dan sal amoniak (amonium khlorida). Halida, seperti halnya

sulfat, ditemukan juga di daerah evaporitik

5. Golongan Karbonat (CO3), Nitrat (NO3) dan Borat (BO3 atau BO4)

Golongan Karbonat, merupakan mineral yang terdiri dari anion (CO3)2-

dan termasuk kalsit dan aragonit (keduanya merupakan kalsium

karbonat), dolomit (magnesium/kalsium karbonat) dan siderit (besi

karbonat). Karbonat terbentuk pada lingkungan laut oleh endapan sisa

organisme laut.

6. Golongan Sulfat (SO4)2- dan Kromat (CrO4)2-

Kelas Sulfat. terdiri dari anion sulfat, SO42-. Biasanya terbentuk di daerah

evaporitik yang tinggi kadar airnya perlahan-lahan menguap sehingga

formasi sulfat dan halida berinteraksi. Contoh sulfat: anhydrit (kalsium

sulfat), barit (barium sulfat).

7. Golongan Posfat (PO4)3-

Kelas Fosfat, termasuk mineral dengan tetrahedral unit PO4phosphorus, antimoni, arsenik atau vanadium. Fosfat yang umumadalah apatite yang merupakan mineral biologis yang ditemukan dalamgigi dan tulang hewan. Termasuk juga mineral arsenate, vanadate, danmineral-mineral antimonat.

8. Golongan Silikat (SiO)4-

Golongan Silikat: merupakan grup terbesar dalam mineral. Sebagian

besar batuan yang ada di bumi >95% adalah termasuk kelompok silikat.

Silikat terdiri dari silikon dan oksigen dengan ion tambahan seperti

aluminium, magnesium, besi dan kalsium. Contoh mineral seperti

feldspar, kuarsa, olivin, piroksen, amphibol dan mika. Golongan ini masih

terbagi ke dalam beberapa kelompok mineral silikat, yaitu : Nesosilikat,

sorosilikat, inosilikat, siklosilikat, tektosilikat dan phylosilikat. Kelompok

mineral silikat ini akan dibahas lebih detail pada bab selanjutnya.


Sifat Fisik dan Kimia Mineral

Setiap mineral memiliki karateristik tertentu. Untuk membedakan mineral satu

dengan yang lainnya, dapat dilakukan dengan pengamatan beberapa sifat fisik

dan kimia mineral, yaitu:

1. Warna Mineral

Warna merupakan refleksi dari daya serap mineral terhadap cahaya yang

mengenainya. Warna adalah sifat fisika mineral yang paling mudah dikenali,

tetapi tidak dapat dijadikan dasar untuk menentukan jenis mineralnya,

karena ada mineral yang sama tapi warnanya berbeda (contohnya rose

kuarsa dan smoky kuarsa) dan ada juga mineral yang berbeda tapi

warnanya sama (contohnya mineral piroksin dan amphibol sama-sama

berwarna hitam dengan bentuk mineral yang prismatik).

2. Cerat

Adalah warna mineral dalam keadaan bubuk. Warna ini biasanya berbeda

dengan warna aslinya, warna bubuk dapat dilihat dengan jalan

menggoreskannya pada plat porselen.

3. Kilap

Kilap merupakan kenampakan atau kualitas cahaya yang terefleksi dari

permukaan suatu mineral. Kilap ini dibagi dua, yaitu :

Kilap logam (metallic luster)

Kilap non logam (non metallic luster)

Kilap logam pada umumnya terdapat pada mineral-mineral yang bersifat

logam, sedangkan kilap non logam terdapat pada mineral yang bukan

logam dan ini terdiri atas:

Kilap kaca (gelas), contohnya : Kuarsa

Kilap sutera, contohnya : Gypsum (CaSO42H2O)

Kilap damar, contonya : Belerang (S)

Kilap lemak, contohnya : Sphalerit (ZnS)

Kilap Intan, contohnya : Anglesit (PbSO4)


4. Belahan

Adalah sifat mineral yang cenderung pecah sepanjang bidang yang teratur

(bidang kristal) atau melalui bidang tertentu dalam bentuk bidang yang rata.

Belahan ini dibagi menjadi :

Sempurna, bila mineral cenderung untuk pecah pada bidang

belah yang rata dan sukar untuk terbelah pada bidang lain.

Tidak sempurna, juga terdapat bidang belah tapi juga dapat pecah

arah lain.

Tidak jelas, kecenderungan untuk pecah pada semua arah sama

besarnya.

5. Pecahan

Adalah sifat mineral untuk pecah tidak mengikuti bidang belahnya.

sehingga terjadi suatu retakan atau pecahan atau patahan. Berdasarkan

bentuk pecahannya, mineral dapat dibedakan: pecahan rata, pecahan tidak

rata, dan pecahan kulit kerang (concoidal). Berdasarkan sifat permukaan

pecahannya, pecahan dibedakan menjadi pecahan licin, pecahan berbutir

kasar, pecahan berbutir halus, pecahan tajam dan pecahan serbuk.

6. Kekerasan

Merupakan daya tahan mineral terhadap tekanan ataupun goresan-goresan

dari luar. Mineral yang lunak akan mudah tergores sedang mineral yang

keras lebih tahan terhadap goresan. Untuk penentuan tingkat kekerasan

suatu mineral, digunakan skala Mohs (Tabel 4) sebagai standart kekerasan

suatu mineral.

Tingkat kekerasan suatu mineral dapat juga diukur dengan

menggunakan alat-alat seperti yang terdapat pada Tabel 5. Alat ini

digunakan dengan cara menggoreskannya pada mineral yang akan diuji

tingkat kekerasannya. Jika mineralnya tahan terhadap goresan alat yang

diujikan berarti kekerasan di atas alat tersebut demikian juga sebaliknya.


Tabel 4 Tingkat kekerasan mineral berdasarkan skala mohs (Friedrich Mohs1822).

MINERAL TINGKAT KEKERASAN

Talk 1

Gypsum 2

Calcite 3

Flourite 4

Apatite 5

Feldspar 6

Quartz 7

Topaz 8

Corundum 9

Diamond 10

Tabel 5. Alat-alat yang dapat digunakan untuk mengukur tingkat kekerasansuatu mineral (Lange,1967).

Nama Tingkat kekerasan

Pensil 1

Garam 2

Kuku jari 2,5 3

Kawat 4

Kaca 5 7

Pisau baja atau jarum 5,5 6

7. Berat Jenis

Berat jenis dipengaruhi oleh kepadatan struktur atom mineral tersebut.

Penentuannya dapat dilakukan dengan cara menimbangnya dalam udara

atau dalam air.

Untuk penentuan berat jenis digunakan standart :

a. 3 : untuk mineral logam

b. < 3 : untuk mineral non logam


Contoh mineral dan berat jenisnya; karbonat dengan berat jenis 2,71,

chalcopirit dengan berat jenis 4, intan denan berat jenis 3-5 dan galena

dengan berat jenis 5-7.

8. Sistem Kristal

Ada tujuh sistem kristal mineral (Gambar 10), yaitu:

1. Kubus (kubik) adalah sistem kristal yang mempunyai bentuk paling

teratur dan tetap dan ketiga sumbunya (sumbu a, b dan c) mempunyai

panjang sama dan saling tegak lurus.

2. Tetragonal adalah sistem kristal mempunyai tiga sumbu yang saling

tegak lurus, dua diantaranya sama panjang (sumbu a dan b) dan sumbu

lainnya lebih panjang (sumbu c)

3. Trigonal adalah sistem kristal yang mempunyai empat sumbu, tiga

sumbu sama panjang (sumbu a, b dan d), sedangkan sumbu c lebih

panjang atau lebih pendek dari ketiga sumbu lainnya. Sifat kristal yang

hampir sama dengan sistem heksagonal menyebabkan sistem ini sering

digabungkan ke dalam sistem heksagonal.

4. Heksagonal adalah sistem kristal yang mempunyai empat sumbu. Tiga

sumbu saling membentuk sudut 600 dalam satu bidang, mempunyai

panjang sama dan sumbu lainnya membentuk sudut tegak lurus

terhadap ketiga sumbu itu, panjang berbeda dengan ketiga sumbu

lainnya

5. Orthorhombik adalah sistem krital yang mempunyai tiga sumbu yang

saling tegak lurus, tetapi ketiga sumbu tersebut memiliki panjang yang

berbeda-beda.

6. Triklin adalah sistem kristal yang mempunyai tiga sumbu yang berbeda

panjang sumbu dan ketiga sumbu tersebut membentuk sudut miring

7. Monoklin adalah Sistem kristal yang mempunyai panjang sumbu

berbeda, dua diantaranya membentuk sudut miring dan sumbu ketiga

tegak lurus terhadap kedua sumbu itu.


Gambar 10 Sistem kristal mineral

9. Tenacity

Merupakan sifat fisik dari mineral yang berupa kemampuan mineral untuk

ditempa atau dengan kata lain ketahanan mineral terhadap

pematahan,pengerusan, pembengkokan ataupun pengirisan. Adapun

peristilahan yang digunakan untuk menyatakan ketahanan ini, antara lain:

Brittle (rapuh), bila mudah retak/hancur

Elastis; suatu mineral bila dibengkokkan akan kembali pada posisi

semula bila tekanan dihilangkan.

Flexible; bila tekanan dihilangkan tidak dapat kembali pada posisi

semula.

Sectile; bila mineral dapat diiris dengan pisau (tipis-tipis).

Ductile; suatu mineral yang dapat dibentuk seperti kawat.

Maleabel; suatu mineral yang dapat ditempa.


10. Komposisi (susunan) kimia

Komposisi kimia suatu mineral merupakan hal yang sangat mendasar,

karena beberapa sifat-sifat mineral sangat tergantung dari susunan

kimianya. Selain komposisi kimia, sifat-sifat mineral juga tergantung kepada

susunan meruang dari atom-atom penyusun dan ikatan antar atom-atom

penyusun mineral. Contoh: unsur Kalsium, Karbon dan Oksigen padabatuan Karbonat (CaCO3), dll.


PENUTUP

Tugas

1. Jelaskan faktor apa saja yang mendasari pembagian kelompok mineral.

2. Apa manfaat mengetahui sifat fisik mineral dalam manajemen

sumberdaya lahan

3. Suatu lahan dengan bentuk morfologi bergelombang lemah (3-8%),

bahan induknya adalah batuan yang banyak mengandung mineral

plagioklas. Tanahnya mengandung mineral kuarsa sekitar 80%, jelaskan

bagaimana potensi pengembangan lahan tersebut dan tindakan apa saja

yang dapat diberikan?.

4. Suatu lahan dengan bentuk morfologi bergelombang lemah (3-8%),

bahan induknya adalah batuan yang banyak mengandung mineral olivin

dan piroksin. Tanahnya mengandung mineral ferromagnesian sekitar

60%, jelaskan bagaimana potensi pengembangan lahan tersebut dan

tindakan apa saja yang dapat diberikan?.

Daftar Pustaka

Kerr, P.F. 1959. Optical Mineralogy. McGraw Hill Book Co. Inc, New York.

Lange, O., Ivanova, M., Lebedeva. 1967. General Geology. Foreign LanguagesPublishing House, Moscow. 83 h.

Miller, J.P. and R. Scholten. 1966. Laboratory Studies in Geology. W.HFreeman and Company. San Fransisco and London.

Putnis A. 1992. Introduction to Mineral Sciences. Cambridge University Press.

Tyrrell, G.W. 1958. The Principles of Petrology. E.P. Dutton and Co Publishing.Inc, New York.

http://webmineral.com


Pendahuluan

Latar Belakang

alah satu bahan induk yang banyak mengandung unsur-unsur hara

yang penting bagi tanaman adalah bahan induk yang berasal dari

batuan beku. Secara umum batuan beku mengandung unsur

magnesium (Mg), kalsium (Ca), natrium (Na), besi (Fe), kalium (K), zink (Zn),

dan lain sebagainya. Proses pelepasan hara dari batuan beku berbeda-beda,

ada yang mudah melepaskan elemen/hara ke dalam larutan tanah dan ada

juga yang sangat lambat. Hal ini disebabkan karena setiap jenis batuan beku

mengandung mineral yang berbeda-beda dan memiliki ketahanan yang

berbeda pula.

Oleh karena itu sangat penting untuk mempelajari sifat dan karaterstik

dari setiap jenis batuan beku. Hal ini berguna dalam memprediksi potensi

kesuburan lahan pada suatu wilayah yang tersusun atas batuan beku.

Ruang Lingkup Isi

Modul ini membantu mahasiswa dalam memahami proses dan mekanisme

pembentukan batuan beku, jenis dan karateristik berbagai jenis batuan beku,

proses pelapukan yang terjadi pada batuan beku serta potensi tanah yang

dihasilkan dari pelapukan batuan beku.


Modul ini dapat membantu mahasiswa dalam memahami manajemen lahan

yang berkembang dari batuan beku.

S


Pembahasan

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Beku

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari hasil pembekuan magma atau

hasil kristalisasi (Gambar 11) dari mineral-mineral dalam bentuk agregasi yang

saling interlocking. Secara umum batuan beku disusun oleh mineral : olivin,

piroksin, hornblende (amphibole), biotit, Ca dan Na plagioklas, K-feldspar,

muscovit dan kuarsa. Kandungan mineral yang terdapat dalam batuan beku

menunjukkan perbedaan jenis batuan beku.

Gambar 11 Proses kritalisasi magma, jenis mineral dan batuan beku yangterbentuk.

Kristalisasi mineral dan batuan beku yang terbentuk

Kristalisasi mineralolivin, serpentin danCa-plagioklas.Batuan beku yangterbentuk adalahbatuan bekuultrabasa (ultramafic)dengan kandungansilika 65%


Sifat Fisik Batuan BekuBerdasarkan proses pembentukan dan tempat keterdapatannya, maka batuan

beku terbagi atas tiga, yaitu :

1. Batuan beku plutonik/intrusif (batuan beku dalam), adalah batuan beku

yang terdapat pada bagian bawah dari kerak litosfer. Batuan ini tersusun

atas kristal-kristal mineral dalam ukuran makroskopis yang cukup besar

dengan struktur batuan yang masif (padat).

2. Batuan beku gang (korok), adalah batuan beku yang terdapat diantara

batuan beku plutonik dan batuan beku ekstrusif. Batuan ini tersusun atas

kumpulan kristal-kristal mineral yang tidak seragam ukurannya, sebagian

dapat diamati secara makroskopis dan sebagian lagi harus dengan

pengamatan mikroskopis. Struktur batuan beku gang bersifat masif

(padat).

3. Batuan beku ekstrusif (batuan beku luar), adalah batuan beku yang

terbentuk dekat atau dipermukaan (bagian terluar dari kerak litosfer).

Batuan ini sebagian besar tersusun atas kristal-kristal mineral yang

berukuran sangat halus dan sebagian besar hanya dapat teramati

secara mikroskopis. Struktur batuan ini bersifat vesiculasi

(memperlihatkan lubang bekas pelepasan gas), hal ini disebabkan

karena magma yang keluar ke permukaan mengalami perubahan

temperatur secara tiba-tiba sehingga panas yang terdapat dalam cairan

magma berubah menjadi gas.

Perbedaan tempat pembentukan mengakibatkan terjadinya perbedaan fisik

pada batuan beku. Perbedaan ciri-ciri fisik dapat terlihat dari :

1. Tekstur batuan, meliputi :

Kristalinitas adalah tingkat kristalisasi mineral, yaitu; holokristalin

(seluruhnya tersusun oleh kristal mineral), hipokristalin (sebagian kristal

dan sebagian gelas), dan holohialin (seluruhnya tersusun oleh gelas).

Granularitas adalah kenampakan ukuran kristal mineral, yaitu; fanerik

(kristal mineral dapat teramati dengan jelas secara makroskopis), porfiritik

(hanya sebagian kristal mineral yang dapat teramati secara makroskopis),

dan afanitik (kristal mineral tidak dapat teramati secara makroskopis).


Fabrik adalah hubungan dan susunan antara kristal mineral. Fabrik terbagi

dua, yaitu:

a. Bentuk adalah kenampakan dua dimensi

euhedral (bidang batas kristal nampak jelas), subhedral (batas kristal

hanya sebagian yang memiliki bidang batas yang jelas) dan anhedral

(bidang batas kristal tidak nampak dengan jelas).

b. Relasi adalah hubungan antara butir kri

equigranular (butir kristal mineral relatif seragam), dan inequigranular

(butir kristal mineral tidak seragam).

2. Struktur batuan terbagi atas dua bagian, yaitu:

a. Struktur massif adalah

kenampakan hubungan

menunjukkan pori

b. Struktur vesiculasi adalah struktur batuan yang

lubang-lubang akibat pelepasan gas sew

ini terdiri dari;

Vesicle : struktur berpori, dimana lubang

Scoria: struktur berpori, dimana lubang



Bentuk adalah kenampakan dua dimensi dari kristal mineral, yaitu;



(bidang batas kristal tidak nampak dengan jelas).

Relasi adalah hubungan antara butir kristal mineral, yaitu;


(butir kristal mineral tidak seragam).

terbagi atas dua bagian, yaitu:

Struktur massif adalah struktur kompak dari batuan ditunjukkan denga

kenampakan hubungan dari mineral-mineral dalam batuan yang tidak

menunjukkan pori-pori atau bentuk aliran.

Struktur vesiculasi adalah struktur batuan yang memperlihatkan adanya

lubang akibat pelepasan gas sewaktu magma membeku

Vesicle : struktur berpori, dimana lubang-lubangnya menyudut.

Scoria: struktur berpori, dimana lubang-lubangnya relatif membulat

Bentuk kristal subhedral


Relasi equigranular; karena dominandisusun oleh bentuk kristal subhedral



dari kristal mineral, yaitu;



stal mineral, yaitu;


struktur kompak dari batuan ditunjukkan dengan

mineral dalam batuan yang tidak

memperlihatkan adanya

aktu magma membeku. Struktur

lubangnya menyudut.

lubangnya relatif membulat



Relasi equigranular; karena dominandisusun oleh bentuk kristal subhedral


Pumice; struktur berpori, dimana lubang

dan dapat memperlihatkan arah aliran buih.

Proses Pelapukan Batuan Beku

Batuan beku secara fisik merupakan batuan yang sangat masif (kompak).

Struktur yang masif menyebabkan pelapukan pada batuan beku berjalan

sangat lambat. Lubang bekas pelepasan gas pada permukaan batuan tidak

memiliki koneksi pada b

pada bagian luar permukaan batuan (Gambar 12).

beku yang dimulai dari arah luar ke dalam biasanya menunjukkan struktur

pengelupasan seperti kulit bawang yang dikenal dengan nama

waethering. Selain struktur, komposisi kimia

dan temperatur pada saat pembekuan

pelapukan batuan (Gambar 13)

.

Gambar 12 Proses pelapukan batuan beku yang dimulai dari luardalam


Pumice; struktur berpori, dimana lubang-lubangnya agak memanjang

dan dapat memperlihatkan arah aliran buih.

Pelapukan Batuan Beku



Lubang bekas pelepasan gas pada permukaan batuan tidak

da bagian dalam sehingga proses pelapukan harus dimulai

pada bagian luar permukaan batuan (Gambar 12). Proses pelapukan batuan


pengelupasan seperti kulit bawang yang dikenal dengan nama

Selain struktur, komposisi kimia, warna batuan, derajat butir kristal

temperatur pada saat pembekuan magma juga mempengaruhi proses

(Gambar 13)

roses pelapukan batuan beku yang dimulai dari luar


lubangnya agak memanjang



Lubang bekas pelepasan gas pada permukaan batuan tidak

agian dalam sehingga proses pelapukan harus dimulai



pengelupasan seperti kulit bawang yang dikenal dengan nama spheroidal

derajat butir kristal

uga mempengaruhi proses

roses pelapukan batuan beku yang dimulai dari luar ke arah


Gambar 13 Faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan batuan beku.Dari warna dan komposisi kimia; batuan beku A dan Clebih mudah melapuk dibanding batuan beku B dan D.Dari ukuran butir kristal dan temperatur pembekuan makabatuan beku A lebih mudah melapuk dibanding C danbatuan beku B lebih mudah melapuk dibanding D.

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Beku

Daerah yang berkembang dari bahan induk yang berasal dari batuan beku,

umumnya memiliki bentuk morfologi yang bergelombang kuat (berbukit-

bergunung). Hal ini disebabkan karena batuan induknya sulit mengalami

pelapukan. Oleh sebab itu perkembangan tanah pada daerah berbahan induk

batuan beku umumnya lambat sehingga tanah yang mungkin terbentuk adalah

tanah-tanah yang bersolum dangkal (Gambar 14). Hal tersebut akan berbeda

jika dibandingkan pada daerah yang berbatuan beku dengan curah hujan yang

tinggi. curah hujan yang tinggi akan mempercepat proses pelapukan batuan

beku, terutama batuan beku yang bersifat ultrabasa dan basa (Gambar 14).

Sifat air hujan yang memiliki pH 5,5 akan lebih mudah melepaskan kation-

kation logam alkali yang terdapat dalam mineral pada batuan beku ultrabasa

dan basa dibanding pada batuan beku intermediat dan masam.

A B

C D


Selain jenis batuan beku dan curah hujan, potensi lahan yang

berkembang dari batuan beku juga dipengaruhi dengan bentuk morfologi yang

terbentuk. Topografi bergelombang kuat (berbukit-bergunung) dengan curah

hujan yang tinggi mengakibatkan kation/hara yang terlepas dari batuan akan

mudah tercuci (leaching) dan hilang dari tanah sehingga tanah menjadi kurang

subur dan didominasi oleh mineral oksida besi. Oleh sebab itu pengembangan

lahan pada daerah berbatuan beku harus memperhatikan jenis batuan

bekunya, curah hujan dan bentuk morfologi (topografi), sehingga manajemen

pengelolaan lahan yang berkesinambungan dapat dilakukan dengan baik.

Gambar 14 A. profil tanah yang berkembang daribatuan beku yang bersifat masam dikabupaten Pangkep Sulawesi Selatan,curah hujan berkisar 1623 mm/thn-2195 mm/thn, topografi berbukitdengan ketebalan tanah (horison A)berkisar 30-50cm. B. profil tanah yangberkembang dari batuan beku yangbersifat ultrabasa di kabupaten LuwuSulawesi Selatan, curah hujan2800mm/thn-3980mm/thn, topografiberbukit-bergunung dengan ketebalansolum tanah berkisar 1-1,5meter.

Batuan induk

Horison tanah

A B


Penutup

Tugas

1. Buatlah poster tentang proses pembentukan batuan beku beserta

karateritik masing-masing jenis batuan beku dan faktor-faktor yang

menyebabkan magma sebagai sumber batuan beku mengalami

pembekuan.

2. Presentasikan poster yang dibuat perkelompok.

Daftar Isi

Birkeland PW. 1999. Soils and Geomorphology. 3th Edition. Oxford UniversityPress. New York.

Kerr, P.F. 1959. Optical Mineralogy. McGraw Hill Book Co. Inc, New York.

Miller, J.P. and R. Scholten. 1966. Laboratory Studies in Geology. W.HFreeman and Company. San Fransisco and London.

Raymond LA. 1995. Petrology: The Study of Igneous, Sedimentary,Metamorphic Rocks. WCB Publisher. USA.

Rogers JJW, Adams JAS. 1966. Fundamentals of Geology. Harper and RowPublisher. New York

Tyrrell, G.W. 1958. The Principles of Petrology. E.P. Dutton and Co Publishing.Inc, New York.

Travis, R.B. 1955. Classification of rocks. Quaterly of the Colorado School ofMines, Volume 50, Number 1.


Pendahuluan

Latar Belakang

ndonesia merupakan daerah vulkanik, baik vulkanik aktif maupun yang

tidak aktif lagi. Aktivitas vulkanisme memberikan keuntungan positif

selain kerusakan yang diberikan. Keuntungan positif yang diberikan

berupa penambahan mineral-mineral yang kaya akan unsur hara ke dalam

tanah. Penambahan ini tentu saja akan berdampak pada peningkatan

kesuburan tanah.

Dibandingkan batuan beku, batuan piroklastik jauh lebih mudah

melapuk, sehingga kecepatan pelepasan hara jauh lebih besar. Padahal

ditinjau dari proses pembentukannya, keduanya dihasilkan dari aktivitas tekto-

vulkanisme yang sama. Hal ini merupakan sesuatu sangat menarik dan akan

kita bahas lebih lanjut pada bab ini.

Ruang Lingkup Isi

Modul ini membantu mahasiswa dalam memahami proses dan mekanisme

pembentukan batuan piroklastik, jenis dan karateristik berbagai jenis batuan

piroklastik, proses pelapukan yang terjadi pada batuan piroklastik serta potensi

tanah yang dihasilkan dari pelapukan batuan piroklastik.


Modul ini dapat membantu mahasiswa dalam memahami manajemen lahan

yang berkembang dari batuan piroklastik.

I


Pembahasan

Proses dan Mekanisme Pembentukan Batuan Piroklastik

Aktivitas vulkanisme (erupsi) gunung api terbagi atas dua bagian (Gambar 15).

Pada bagian pertama terjadi aktivitas vulkanisme yang bersifat eksplosif, yaitu

aktivitas gunung api, dimana bahan piroklsatik (dapat berupa magma, runtuhan

kepundan, dan dinding gunung api) dilemparkan keluar dari kepundan dengan

tekanan yang tinggi sehingga menjadi hancur di udara akibat perbedaan

temperatur yang berubah secara drastis. Material ini sebagian jatuh disekitar

lereng gunungapi dan sebagian lagi yang berukuran lebih ringan

ditransportasikan oleh angin atau gas (gas yang dihasilkan dari magma pada

waktu erupsi) dan dibawa ke tempat tertentu, kemudian terendapkan dengan

segera dari udara di atas tanah kering atau dalam tubuh air. Untuk erupsi

bawah laut, bahan piroklastik segera terendapkan melalui tubuh air ke dalam

dasar laut ke tempat yang jauh dari tubuh gunungapi. Hasil diagenesis material

yang dikeluarkan oleh aktivitas vulkanisme yang bersifat eksplosif ini kemudian

membentuk batuan piroklastik (WTG, 1954; Heinrich, 1956). Sedangkan bagian

kedua dari aktivitas vulkanisme bersifat effusif, yaitu aktivitas gunungapi dimana

bahan piroklastik tidak lagi dilemparkan keluar dengan tekanan yang tinggi,

tetapi berganti dengan lava yang keluar kepermukaan dengan tekanan yang

rendah tetapi dengan temperatur yang tinggi. Lava ini kemudian oleh

perbedaan temperatur akhirnya mengalami pembekuan di permukaan

membentuk batuan beku ekstrusif.

Gambar 15 Aktivitas vulkanisme secara eksplosif dan effusif.


Sifat Fisik Batuan PiroklastikBatuan piroklastik yang dihasilkan dari proses yang berbeda dengan batuan

beku memiliki kandungan hara yang tinggi dengan karateristik batuan yang

khas. Karateristik yang khas dari batuan piroklastik dapat terlihat dari sifat

fisiknya, yaitu :

1. Tekstur; adalah kenampakan ukuran butir mineral atau partikel dalam tubuh

batuan. Tekstur batuan piroklastik terbagi dua, yaitu:

a. Klastik kasar; jika ukuran butir dari partikel penyusun batuan piroklastik

berukuran >2mm (Tabel 4). Ukuran butir juga digunakan untuk

memberikan penamaan pada batuan piroklastik.

b. Klastik halus; jika ukuran butir dari partikel penyusun batuan piroklastik

berukuran 2-0,0625mm (Tabel 6).

Tabel 6 Klasifikasi ukuran butir dan nama batuan piroklastik

Ukuranbutir Penamaan Batuan Piroklastik

(mm) Wentworth & William(1932)

Twenhofel(1950)

Fisher(1963)

256 Blocks (volcanicbreccia) Bombs Coarse Blocks

and126

Bombs (agglomerate) Bombs

64 Lapilli32 Lapilli10 Lapilli (Lapilli tuff)842 Coarse ash

(Coarse tuff) Coarse ash

0.5 (Coarse tuff) Coarse ash0.2500.125

Fine ash (Fine tuff) Fine ash(Fine tuff)0.0625 Fine ash (Fine tuff)


Perbedaan ukuran butir partikel mengakibatkan batuan piroklastik memiliki;

sortasi, kemas, porositas dan permeabilitas yang berbeda. Sortasi adalah

tingkat pemilahan butir batuan, jika ukuran butirnya seragam (berukuran

relatif sama) maka sortasi batuan akan bagus dan sebaliknya. Sedangkan

kemas adalah hubungan antar butir batuan, jika sortasinya bagus maka

kemas batuan akan tertutup jika sortasi jelek maka kemas batuan akan

terbuka. Sortasi dan kemas akan mempengaruhi kemampuan menyerap

cairan (porositas) dan kemampuan melewatkan cairan (permeabilitas)

batuan.

2. Struktur; adalah kenampakan hubungan antara butir partikel di dalam tubuh

batuan piroklastik. Hubungan ini terlihat dari gradasi butiran ataupun warna

butiran akibat waktu pengendapan. Hal ini ditunjukkan dengan terbentuknya

perlapisan batuan.

Proses Pelapukan Batuan Piroklastik

Tekstur dan struktur batuan merupakan hal yang paling penting dalam proses

pelapukan batuan piroklastik. Butiran partikel yang menyusun batuan piroklastik

(Gambar 16) dari ukuran besar hingga sangat halus akan membentuk pori

dalam tubuh batuan. Adanya pori membuat cairan, utamanya air mudah masuk

ke dalam tubuh batuan sehingga proses pelapukan kimia pada batuan berjalan

dua arah, yaitu dari arah luar dan arah dalam tubuh batuan. Hal inilah yang

membuat batuan piroklastik lebih mudah mengalami pelapukan dibandingkan

batuan beku. Faktor lain yang membuat batuan piroklastik mudah mengalami

pelapukan dan melepaskan kation-kation logamnya adalah proses di awal

pembentukannya, dimana bahan piroklastik yang terlempar dari kepundan

gunungapi ke permukaan mengakibatkan perubahan temperatur yang dratis

pada kristal mineral yang berakibat pada retak hingga hancurnya kristal mineral

(Gambar 17). Keretakan dan kehancuran kristal mineral pada batuan piroklastik

merupakan celah bagi cairan untuk masuk ke dalam kristal dan

merusak/melapukkan kristal mineral, sehingga unsur hara lebih mudah untuk

dilepaskan.


Gambar 16 Kenampakan fisik batuan piroklastik yang berbutir

Gambar 17 Kenampakan kristal mineral penyusun batuanpiroklastik yang mengalami keretakan dankehancuran kristal.

Potensi Lahan yang Berkembang dari Batuan Piroklastik

Batuan piroklastik yang dihasilkan dari aktivitas vulkanisme yang eksplosif,

mengandung banyak mineral-mineral (olivin, piroksen, Ca-Na plagioklas, bioit,

amphibol, orthoklas, muscovit dan kuarsa) yang kaya akan unsur hara (Ca,

Mg, Fe, Zn, Na, S dan K) yang sangat bermanfaat bagi tanaman. Tekstur

batuan piroklastik yang berbutir membuat batuan ini lebih mudah

buku ajar agrogeologi dan mineralogi tanah

Documents