Kuliah 2

(Mineral dan Batuan)

Pengenalan

Tanah terbentuk dari batuan dan mineral

Luluhawa fizik dan kimia memecah batuan dan mineral

dan mengubah ciri-ciri fizik dan kimianya. Bahan-bahan

yang larut dan butiran diangkut

Bahan yang tinggal dipanggil regolitos : bahagian atasnya

ialah tanah dan bawah adalah bahan induk

Kajian barikut mengkaji batuan dan mineral dari mana

regolitos dan seterusnya tanah terbentuk

Mineral adalah unsur dan sebatian kimia bukan organik secara semulajadi dan mempunyai komposisi dan struktur atom yang tertentu

Lebih daripada 2000 jenis mineral dikenali, tetapi hanya lebih kurang 20 sahaja yang sering dijumpai di dalam kerak bumi dan mineral-mineral ini terdiri dari 95% daripada kerak bumi

Mineral yang paling banyak ialah mineral SILIKAT dan OKSIDA di mana mineral-mineral inilah yang kebanyakkannya membentuk BATUAN

Mineral

Mineral boleh dibahagikan kepada 2 bahagian

berdasarkan proses pembentukannya dari

magma/lava

Mineral primer adalah mineral yang terbentuk dari

penyejukan lava/magma manakala mineral

sekunder adalah mineral yang terbentuk hasil dari

proses luluhawa mineral primer

Berdasarkan tekstur, mineral primer adalah dari

kelas PASIR (kasar) manakala mineral sekunder

adalah dari kelas LEMPUNG (halus)

Mineral Primer

Mineral silikat

Oksida dan hidroksida

Oksida silikon

contoh: Opal, Kalsidoni, Kuarza, dan Tridimit

Hidroksida Alumina

contoh: Boehmite, Diaspore, Korundum, Gibsit,

Oksida dan Hidroksida besi

contoh: Geotit, Lepidokrosit, Limonit, Hematit, Maghemit, dan Magnetit

Oksida Titanium

contoh: Anatas, Rutil, dan Ilmenit

Fosfat

contoh: Apatit

Halida

contoh: NaCl (garam biasa)

Sulfat

contoh: Gipsum, Jarosit, Barit, Anhidrite

Sulfida

contoh: Galena, Pirit

Unsur

contoh: Emas, Sulfan, Grafit, Berlian

Mineral Silikat

Mineral Primer

MINERAL FORMULA KETAHANAN LULUHAWA

Kuarza SiO2 Paling Tahan

Paling Mudah Diluluhawa

Mikroklin KAlSi3O8

Ortoklas KAlSi3O8

Biotit KAI(Mg,Fe)3Si3O10(OH)2

Albit NaAISi3O8

Hormblen Ca2(Al,Fe)4(Mg,Fe)4Si6O24

Augite Ca2(AI,Fe)4(Mg,Fe)4Si6O24

Anortit CaAl2Si2O8

Olivin (Mg,Fe)2SiO4

Mineral sekunder

Mineral sekunder adalah mineral yang terbentuk dari proses luluhawa ke atas mineral primer

Kebanyakan hablur mineral sekunder adalah dalam kelas kelodak dan lempung

Contoh mineral sekunder:

Gibsit Al(OH)3

Kaolinit Al4Si8O10(OH)8

Montmorolonit Al4Si8O20(OH)4nH2O

Goethit FeOOH

Kalsit CaCO3

MINERAL FORMULA KETAHANAN LULUHAWA

Goetit FeOOHPaling Tahan

Paling Mudah Diluluhawa

Hematit Fe2O3

Gibsit Al2O3.3H2O

Mineral Lempung Silikat Al

Dolomit CaCO3

Kalsit CaCO3

Gipsum CaSO4

Mineral Sekunder

Sifat mineral

Mineral dikenalpasti berdasarkan kepada:

1) sifat kimia (formula kimia)

2) sifat fizikal rupabentuk hablur

warna

kekerasan

coreng (streak)

kilauan (luster)

belahan/pecahan (cleavage)

ketumpatan dan spefifik graviti

rujuk kepada website ini untuk maklumat lanjut tentang mineral

http://www.galleries.com/minerals

(mineral)(batuan)

Beberapa mineral

+ +

Batuan

Pengelasan Batuan

Igneus

Mendapan

Jelmaan

Terbentuk daripada penyejukan cecair magma yang

berasal dari teras bumi

Jika penyejukan berlaku dalam kerak bumi dipanggil

batuan igneus intrusif (plutonik). Berhablur kasar sebab

penyejukan perlahan.

Jika penyejukan berlaku di permukaan bumi dipanggil

batuan igneus ekstrusif (volkanik). Berhablur halus

sebab penyejukan berlaku dengan cepat.

Batuan igneus boleh dikelaskan mengikut komposisi

mineral dan saiz butiran mineralnya

Igneus

Batuan Plutonik

(intrusif)

Batuan Volkanik

(ekstrusif)

Terbentuk di bawah di

permukaan bumi

Proses penyejukan dan

pembekuan magma

perlahan, memakan masa

yang lama

tekstur kasar (hablur

besar)

GRANIT, GABRO

Terbentuk di permukaan bumi

permukaan bumi bila

lava/magma melimpah ke luar

penyejukan cepat

tekstur halus (hablur kecil)

BASALT, RIOLIT

Siri Kuantan, Segamat

Pengelasan batuan igneus

Mengikut kandungan mineral (Cerah atau Gelap)

a. Mineral Gelap (Mafic) – banyak Fe, Mg (Ferromagnesium)

contoh: olivin, amfibol, piroksin, mika, magnetit, Ilmenit

b. Mineral cerah (Felsic) – banyak Si, K, Na

contoh: feldspar, Kuarza, Felspatoid

Tekstur (Saiz hablur yang kasar atau halus)

a. intrusif (plutonik) - kasar

contoh: granit, gabbro

b. ekstrusif (volkanik) - halus

contoh: basalt, rhyolit

c. tiada struktur hablur (amorfos)

contoh: obsidian, pumis

Tekstur

Mineral

Mineral

CerahSederhana Mineral gelap

Kasar Granit Diorit GabroPeridot

Hornblendit

Pertengahan Riolit Andesit Basalt

HalusFelsit

Obsidian

Kaca

Basalt

Pengelasan Batuan Igneus

Lapisan nipis Gabbro (batuan plutonik)

Lapisan nipis Basalt (batuan volkanik)

Terbentuk daripada bahan-bahan hasil luluhawa dan hakisan batuan (igneus/metamorfik) yang diangkut dan dimendakkan

Agen-agen pengangkutan : angin, ais (glasiar), air dan graviti

Contoh:

Kuarza dari batu granit diluluhawa, diangkut dan mendakkan dan pengukuhan oleh bahan-bahan penyimen menjadi batupasir

Dengan proses yang sama lempung ditukar menjadi syel

Mendapan

Pengelasan Batuan Endapan

Klastik

Longgokan kimia

Longgokan organik

Klastik (serpihan)

Pemendapan butiran (serpihan) yang

dipanggil klas yang telah berganjak dari

tempat bahan induk dan pengerasan oleh

sebab bahan simen CaCO3 atau SiO2

Batuan mendap jenis klastik boleh dibahagikan kepada 3 bahagian:

1) Rudit

terdiri dari bahan yang kasar > 2 mm

bahagian batu kelkir kebanyakannya terdiri daripada bahan-bahan keras dan stabil seperti kuartz, kurazit dan chert

contohnya :

Konglomerat (kelikir bulat)

Breksia (kelikir bersegi atau separa bersegi)

2) Psamit (Psammites)

terdiri dari pasir (0.05 – 2 mm)

butiran pasir boleh dilekatkan dengan lempung dan

bahan kimia yang lain

pengkelasan bergantung kepada warna dan agen

penyimenan

contohnya:

batu pasir merah (red sandstone)

batu pasir berkapur (calcareous sandstone)

3)Pleit

terbentuk dari kelodak dan lempung

pengelasan mengikut warna

contohnya:

syel hitam (black shale)

syel berkarbon (carbonaceous shale)

batu lumpur berfosil (fossiliferous mudstone)

Longgokan Kimia Batuan ini terbentuk dari proses pemendakan kimia

Ia mempunyai struktur yang berhablur

Bisanya terdiri dari satu atau dua mineral sahaja

Termasuk dalam kumpulan ini ialah batuan yang terbentuk dari himpunan kulit kerang

Pengelasannya bergantung kepada jenis bahan kimia

Bahan Kimia Jenis batuan

CaCO3 batu kapur (Limestone)

NaCl garam batuan

CaSO4 Anhydrite

SiO2 Cert

Ca3PO4 Fosforit (Phosphorite)

Longgokan Organik

terjadi daripada bangkai hidupan halus serta

tumbuhan

contoh batuan:

gambut

Lignit

Arang batu (Coal)

Apa yang mengikat batuan?

Butiran mineral dalam batuan dipegang dengan kuat

pada sesetengah batuan manakala pada sesetengah

butiran mineral mudah dipecahkan

Butiran mineral diikat dengan kuat pada batu igneus

dan batu jelmaan kerana batuan ini mempunya butiran

mineral yang “interlocked”seperti “jigsaw puzzle”

dalam 3D

Semasa pembentukan batuan ini butiran mineral yang

membesar memenuhi ruang antara satu sama lain

Tenaga yang memegang butiran mineral pada batu endapan kurang nyata

Terdapat dua cara bagaimana sedimen menjadi batu endapan:

Penyimenan oleh bahan seperti kalsit (CaCO3), kuarza (SiO2) dan geotit (FeOOH)

Pengkristalan semula disebabkan suhu yang meningkat dengan kedalaman. Butiran mineral dilapisan bawah mula mengkristal semula menyebabkan berlaku “interlocking” dan membentuk aggregate yang kukuh. Seperti kristal ais membentuk timbunan ais yang keras.

Jelmaan

Apabila magma daripada bawah bumi bergerak dipermukaan bumi, batu-batuan disekelilingnya dipanaskan. Apabila batu-batuan ini mengalami tekanan dan kepanasan, maka batuan ini akan berubah.

Pergerakan lapisan bumi seperti gempabumi juga boleh menyebabkan berlakunya tekanan yang tinggi kepada batuan dan mengubah bentuknya

Batuan yang terbentuk kerana perubahan batuan asal yang disebabkan oleh suhu yang tinggi dan tekanan yang tinggi dipanggil BATUAN METAMORFIK (JELMAAN)

Faktor yang menyebabkan pembentukan batuan

jelmaan adalah suhu dan tekanan

Contoh batu jelmaan yang terbentuk oleh suhu

yang tinggi adalah honfel, marmar dan kuarzit

Contoh batu jelmaan yang terbentuk oleh

tekanan adalah gneis, syis, filit dan batu loh

(slate)

Batu jelmaan yang terbentuk oleh tekanan

biasanya berfoliasi

Mineral Utama

Jenis Batuan

Endapan Metamorfik

Kalsit

(CaCO3)Batu kapur Marmar

Dolomit

(CaCO3.MgCO3)Dolomit Marmar

Kuarza

(SiO2)Batupasir

Kuarzit

Lempung SyelLoh

Beberapa mineral Konglomerat Gneis, Syis

Kitaran batuan

Kitaran batuan merujuk kepada aliran peredaran yang mungkin dari satu jenis batuan kepada satu jenis yang lain berdasarkan kepada faktor-faktor pembentukan

Magma adalah cairan bahan silikat yang terbentuk dari pencairan batuan metamorfik di dalam perut bumi

Tekanan terhasil dari lapisan batuan yang tebal dan suhu yang tinggi terhasil dari pereputan radioaktif (radioactive decay)

Penghabluran magma membentuk batuan igneus intrusif (plutonik) semasa magma naik keatas kerak bumi

Batuan igneus ekstrusif (volkanik) terbentuk bila magma sampai ke permukaan bumi

Batuan di permukaan bumi yang diluluhawakan oleh kesan angin, air, dan ais akan dibawa dan dimendakkan menjadi sedimen. Sedimen ini akan tertanam dan menjadi mampat dan disimenkan. Proses ini dipanggil PEMBATUAN atau LITIFIKASI dan membentuk batuan mendapan (sedimentary)

Batuan igneus dan batuan mendapan akan bertukar menjadi batuan metamorfik (jelmaan) disebabkan oleh kesan suhu dan tekanan

Pencairan batuan yang tertanam di dalam perut bumi akan menghasilkan magma baru

Bahan yang panas yang naik akan menghasilkan angkatan ke atas (uplift) yang mana akan meningkatkan hakisan tanah

Oleh itu kitaran batuan yang disebabkan oleh pemanasab radioaktif akan berterusan dan menajdi satu sistem yang mendiri (self-sustaining) selama berjuta-juta tahun

Sila rujuk rajah di bawah untuk mendapatkan gambaran tentang proses kitaran batuan

Batuan granit meliputi kawasan pergunungan (ketinggian >

2000 m dari aras laut) ; kecuali Gunung Tahan (daripada Batu

pasir)

Basalt hanya terdapat di Kuantan dan Segamat sahaja

Gabro dijumpai di tengah Johor Selatan dan Pahang

Di Pahang tengah terdapat pengaliran batuan jenis asid

seperti riolit dan dasit

Sebahagian besar daripada Semenanjung Malaysia diliputi

oleh lanar (mendak Kuatenari), lazimnya di pinggir laut dan

di teres sungai

Batu pasir di Langkawi merupakan batu tertua di Malaysia

terbentuk dalam era Paleos (570 juta tahun dahulu)

Taburan Batuan di

Semenanjung Malaysia

Igneus & Metamorfik

95% daripada kerak bumi

25% daripada permukaan bumi

Endapan

5% daripada kerak bumi

75% daripada permukaan bumi

Oleh itu batu endapan adalah lebih penting dalam

pembentukan tanah

Taburan Jenis Batuan di Bumi