Mineral optik

BAB I

PENDAHULUAN  

1.1.  Latar Belakang

              Mineral adalah suatu bahan atau unsur kimia, gabungan kimia atau suatu campuran dari gabungan-gabungan kimia anorganis, sebagai hasil dari proses-proses fisis dan kimia khusus secara alami. Mineral merupakan suatu bahan yang homogen dan mempunyai susunan atau rumus kimia tertentu. Bila kondisi memungkinkan, mendapat suatu struktur yang sesuai, di mana ditentukan bentuknya dari kristal dan sifat-sifat fisiknya. Bumi tersusun dari beberapa jenis batuan dan batuan terdiri dari mineral-mineral dan sejumlah kecil bahan lain seperti bahan organik. Mineral sendiri terdiri dari unsur-unsur yang bersenyawa. Unsur dalam hal ini adalah benda yang tak dapat lagi dipisahkan secara kimia. Atom adalah partikel terkecil dari suatu unsur yang memiliki sifat-sifat unsur tersebut dan terlalu kecil untuk dapat dilihat meskipun menggunakan mikroskop.

              Pengamatan yang dilakukan salah satunya berupa pengamatan mineral melalui nikol silang dan nikol sejajar dan penganatan konoskop. pengamatan ini sangat penting sebab dalam pengamatan ini akan diketahui sifat-sifat optik mineral, sehingga dapat ditentukan nama mineral dari hasil pengamatan. Beberapa hal diatas merupakan faktor yang melatar belakangi dilaksanakannya praktikum acara mineral inosilikat dan nesosilikat.

1.2.       Maksud dan Tujuan                                                                                         

Maksud diadakannya praktikum ini yaitu untuk mengaplikasikan apa yang didapatkan proses belajar mengajar atau dalam perkuliahan. Sedangkan tujuan dilakukannya praktikum ini yaitu diharapkan praktikan dapat:

1)      Menentukan sifat-sifat optik mineral dalam pengamatan nikol sejajar, nikol silang dan pengamatan konoskop

2)      Menentukan nama mineral dari sifat-sifat optik yang diamati

3)      Dapat membedakan antara pengamatan nikol sejajar, nikol silang, dan pengamatan konoskop

4)      Mampu menentukan sifat optik mineral yang diamati antara mineral inosilikat dan Philosilikat.

1.3. Alat dan Bahan

               Alat dan bahan yang digunakan dalam Praktikum ini yaitu :

1.      kertas A4

2.      Lembar kerja praktikum

3.      Alat tulis menulis

4.      Lap kasar

5.      Lap halus

6.      Mikroskop polarisasi

7.      Sayatan mineral

8.      Pensil warna

9.      Penuntun praktikum

1.3.  Prosedur Kerja                                                                                                                                        

 Prosedur kerja dalam pengamatan ortoskop nikol sejajar dan nikol silang untuk menentukan sifat-sifat optik mineral adalah sebagai berikut:

a)      Meletakkan mikroskop polarisasi di atas meja dengan cara memegang lengan Mikroskop Polarisasi sedemikana rupa sehingga mikroskop berada dihadapan Pemakai.

b)      Menyentringkan mikroskop

c)      Menentukan nomor urut sampel

d)      Menentukan nomor peraga dengan cara malihat nomor yang ada pada sampel mineral yang diamati

e)      Menentukan perbesaran lensa objektif, lensa okuler dan perbesaran total dengan cara malihat perbesaran lenda objektif dan lensa okuler.

f)        Menentukan bilangan skala

g)      Menentukan kedudukan mineral (X,Y) dengan cara melihat kedudukan mineral pada skala sumbu absis dan sumbu ordinat

h)      Menentukan ukuran mineral dengan cara menentukan panjang mineral dengan menggunakan benang silang berskala (mm) kemudian hasilnya dikalikan dengan bilangan skala

i)        Menentukan warna mineral dengan cara diamati langsung warna yang nampak pada mikroskop

j)        Menentukan pleokroisme dengan cara mengamati perubahan warna mineral pada ortoskop tanpa nikol atau nikol sejajar bila meja objek diputar 90^o. Pleokroisme lemah jika perbedaan warna yang terjadi sangat kontras

k)      Menentukan intensitas

l)        Menetukan indeks bias mineral dengan cara:

1.      Menutup sebagian jalan masuknya cahaya kedalam mineral dengan menggunakan benda yang tidak tembus cahaya

2.      Apabila bayangan gelap nampak pada posisi yang berlawanan dengan arah posisi penutupnya, maka n min < n cb

3.      Sebaliknya jika terlihat bayangan gelap nampak pada posisi yang searah dengan arah penutup datangnya sinar, maka n min> n cb

m)    Menentukan belahan mineral dengan cara: jika pada mineral terdapat berupa garis-garis lurus yang sejajar satu dengan yang lainnya maka belahannya satu arah

n)      Menentukan pecahan pada mineral dengan cara:

1)      Jika pecahan memperlihatkan gelombang yang melengkung di permukaanya maka pecahannya adalah concoidal

2)      Jika pecahanya memperlihatkan permukaan bidang pecah kecil-kecil dengan bidang pecahan yang masih mendekati bidang data maka pecahanya adalah even

3)      Jika pecahan memperlihatkan permukaan yang tidak teratur dengan ujung-ujung yang runcing maka pecahannya adalah hackly

4)      Jika pecahan memperlihatkan pecahan kasar dengan permukaan yang tidak teratur dengan ujung-ujung yang runcing maka pecahanya adalah uneven

5)      Jika pecahan memperlihatkan pecahan yang halus kecil-kecil yang tajam menyerupai benang atau serabut maka pecahannya adalah splintery

o)      Menentukan bentuk mineral dengan cara:

                                            I.            Melihat bentuk mineral dengan kondisi dua dimensi

                                         II.            Jika kristal dibatasi oleh bidnag kristalnya sendiri maka bentuk mineralnya euhedral

                                       III.            Jika kristalnya dibatasi oleh sebagian kristalnya sendiri maka bentuk mineralnya subhedral

                                      IV.            Jika kristalnya sama sekali tidak dibatasi oleh bidang-bidang kristalnya sendiri maka bentuk mineralnya Anhedral

p)        Menentukan relief mineral dengan cara: semakin besar indeks bias, maka semakin tinggi relief mineral tersebut.

q)        Menentukan inklusi mineral

r)          Menentukan W.I. maksimum mineral

s)         Menentukan bias rangkap mineral

t)           Menentukan kembaran mineral

u)         Menentukan sudut gelap dengen cara:

                                            I.            Memutar meja objek ke kiri hingga terang maksimum dan mencatat skala noniusnya

                                         II.            Memutar lagi meja objek ke kanan hingga gelapnya maksimum dan mencatat skala noniusnya

v)         Menentukan jenis gelapnya dengan cara:

1.      Jika sudut gelapnya 0^o atau 90^o, maka gelapnya adalah gelapa sejajar (paralel).

2.      Jika sudut gelapnya 45^o, maka gelapnya dalah gelap simetris

3.      Jika sudut gelapnya 1^o-44^o atau 46^o-89^o maka gelapnya adalah gelap miring.

4.      Jika sudut gelapnya 3^o maka gelapnya bergelombang.

w)         Menentukan TRO dengan cara:

                                            I.            Memasukkan komparator keping gips

                                         II.            Jika terjadi gejala adisi, gambar kedudukan sumbu indikatrik mineral

                                       III.            Melihat posisi sumbu indikatrik mineral terhadap sumbu panjang kristalografi mineral

                                      IV.            Jika Z sejajar atau kurang dari 45^o terhadap sumbu panjang kristalografi, maka tanda rentang optikalnya adalah length-slow

                                         V.            Jika sumbu X sejajar atau 45^o terhadap sumbu panjang kristalografi, maka orientasinya adalah length-fast

x)         Menentukan sumbu optik

y)         Menentukan tanda optik mineral

z)         Menentukan gambar interferensi :

                                                            I.            Penentuan isogir

                                                         II.            Penentuan gelang warna

                                                       III.            Penentuan sudut 2V

aa)     Menentukan nama mineral.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Struktur Silikat

                Golongan silikat merupakan mineral yang terpenting mengingat bahwa 25% dari mineral-mineral yang diketahui berupa silikat. Mereka ini membentuk 90% lithosfer. Satuan struktur dasar dari semua silikat ialah tetrareader dimana atom-Si dikelilingi oleh 4 atom-O. didalam tetrareader bola-bola-O dengan radius 1,32 AE (satuan Angstrom) terdapat ion-Si+, dengan radius 0,39 AE.

Silikat-silikat brupa kisi ion-ion (ionentralies), dimana anion-anionnya Si-O atau Si-Al-O sedangkan kation-kationnya ialah unsur-unsur elektro-positif. Telah lama diketahui bahwa perbandingan Si : O dalam silikat dapat mempunyai macam-macam nilai. Dalam silikat-silikat, maka tetrareader-tetrareader-SiO4 dapat berada dalam 4 cara yang berbeda-beda:

a.       Dalam gugus-gugusan.

b.      Dalam bentuk rantai.

c.       Dalam bentuk lapisan-lapisan.

d.      Dalam bentuk susunan kisi berdimensi tiga.

               STRUNZ (1941) membagi silikat-silikat dalam beberapa golongan yaitu:

1. Inosilikat

2. Nesosilikat

3. Tektosilikat

4. Sorosilikat

5. Phyllosilikat

6. Siklosilikat.

Dalam pembahasan ini khusus akan membahas tentang Inosilikat dan Philosilikat.

1. Inosilikat

              Inosilikat (Chain Structure) (inos = serabut) dimana tetrareader-tetrareader-SiO4 membentuk rantai yang rendah dan tidak terbatas panjangnya.  Jika dua dari oksigen digunakan bersama dalam suatu cara untuk membuat satu rantai panjang terhubung SiO4 tetrahedral, kita mendapat satu rantai silikat atau inosilikat. Dalam hal ini dasar unit struktural Si2O6-4 atau SiO3-2. Kelompok ini merupakan dasar bagi kelompok piroksin mineral, seperti orthopiroksin (Mg, Fe)SiO3 atau klinopiroksin Ca(Mg,Fe)Si2O6.

                 Terdapat dua macam perluasan berdimensi satu yang terdiri atas tetrareader-tetrareader-SiO4 yang saling berhubungan.

1) Rantai SiO4 yang tunggal/sederhana

                  Rantai disini merupakan keseluruhan panjang dari suatu Kristal.  Contoh-contoh mineralnya yaitu:

a. Golongan Amfibol

·        Anthophyllit

·        Deret tremolo-actinolit

a.       Tremolit

b.      Actinolit

c.       Deret hornblende

d.      Hornblende

e.       Arfvedsonit

b. Golongan piroksin

a)      Deret enstatit

b)      Enstatit

c)      Hyperstene

d)      Deret diopsit

e)      Diopsit

f)        Augit

g)      Aegirit

h)      Jadeit

i)        Spodumen

Rhodonit MnSiO3 

Wallastonit CaSiO3

Pectolit Ca2NaSiO8(OH)

Chrysocolla CuSiO3.2H2O

2) Rantai SiO4 yang majemuk/ganda

Keadaan ini terdapat pada amfibol-amfibol (Si4O11)6-. Pita-pita disini merupakan penyambungan-penyambungan dari (SiO4O11). Dalam segi-6 yang dibentuk ion-ion O terdapat cukup tempat bagi gugusan-OH yang tidak memerlukan yang lebih luas daripada ion-ion-O (1,32 AE) tetapi juga untuk ion-F” dimana radiusnya sebesar 1,33 AE. Bila Al menduduki sebagian daripada tempat Si maka dalam kisi kristal akan terikat ion-ion positif yang bervalensi satu seperti ion-K, sehingga akan netral lagi sifat kisi Kristal tadi.

Sudut-sudut belahannya sebesar 87o pada piroksin-piroksin dan 124o pada amfibol-amfibol, ditentukan oleh tipe/jenis rantai yang berbeda-beda ini. Keadaan ini berjalan sejajar dengan sumbu-c kristalografis. Hubungan rantai yang satu dengan yang lain disambung logam. Pengikat ini ternyata lebih lemah daripada ikatan rantai-SiO4 sehingga bidang belahannya selalu terjadi diantara rantai-rantainya. (lihat gambar 2.3)

2.        Pilosilikat

v  Kelompok serpentin

Ø  Antigorit - Mg₃Si₂O₅(OH)₄

Ø  Krisotil - Mg₃Si₂O₅(OH)₄

Ø  Lizardit - Mg₃Si₂O₅(OH)₄

v  Kelompok mineral tanah liat

Ø  Haloysit - Al₂Si₂O₅(OH)₄

Ø  Kaolinit - Al₂Si₂O₅(OH)₄

Ø  Ilit - (K,H₃O)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀[(OH)₂,(H₂O)]

Ø  Montmorilonit - (Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂Si₄O₁₀(OH)₂·nH₂O

Ø  Vermikulit - (MgFe,Al)₃(Al,Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O

Ø  Talek - Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂

Ø  Paligorskit - (Mg,Al)₂Si₄O₁₀(OH)·4(H₂O)

Ø  Pirofilit - Al₂Si₄O₁₀(OH)₂

v  Kelompok mika

Ø  Biotit - K(Mg,Fe)₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂

Ø  Muskovit - KAl₂(AlSi₃)O₁₀(OH)₂

Ø  Flogopit - KMg₃(AlSi₃)O₁₀(OH)₂

Ø  Lepidolit - K(Li,Al)_2-3(AlSi₃)O₁₀(OH)₂

Ø  Margarit - CaAl₂(Al₂Si₂)O₁₀(OH)₂

Ø  Glaukonit - (K,Na)(Al,Mg,Fe)₂(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂

v  Kelompok klorit

Ø  Klorit - (Mg,Fe)₃(Si,Al)₄O₁₀(OH)₂•(Mg,Fe)₃(OH)₆

3.         

2.2. Pengamatan Konoskop                                                                                   

               Cahaya pada kenampakan konoskop adalah cahaya konvergen, karena lensa kondensor akan menghasikan cahaya mengkuncup yang menghasilkan suatu titik yang terfokus pada sayatan mineral. Cahaya tersebut kemudian melewati sayatan kristal dan kemudian ditangkap oleh lensa obyektif.

1. Sumbu Optik

             Cahaya terpolarisir yang melewati mineral anisotrop, akan dibiaskan menjadi dua sinar yang bergetar kesegala arah dengan kecepatan yang berbeda. Tetapi pada arah sayatan tertentu sinar akan dibiaskan kesegala arah dengan kecepatan sama. Garis yang tegak lurus dengan arah sayatan tersebut di.kenal sebagai Sumbu Optik.

             Pada mineral-mineral yang bersisitim kristal tetragonal, hexagonal dan trigonal terdapat dua sumbu indikatrik (sumbu arah getar sinar), yaitu sumbu dari sinar ordiner (biasa) dan sinar ekstra ordiner (luar biasa). Pada mineral yang bersistim kristal tersebut, hanya ada satu kemungkinan arah sayatan, dimana sinar yang terbias bergetar ke segala arah dengan kecepatan sama. Oleh karena itu, mineral-mineral yang bersistin Kristal tetragonal, hexagonal dan trigonal mempunyai Sumbu Optik Satu (Uniaxial). Sedangkan pada mineral-mineral yang bersistim kristal orthorombik, nonoklin dan triklin terdapat tiga macam sumbu indikatrik, yaitu sumbu indikatrik sinar X (paling cepat), sinar Y (intermediet) dan sinar Z (palinglambat). pada mineral-mineral ini, ada dua kemungkinan arah sayatan, dimana sinar yang terbias bergetar ke segala arah dengan kecepatan sama. Oleh karena itu mineral-mineral yang bersistem kristal demikian mempunyai Sumbu Optik Dua (Biaxial).

2. Tanda Optik

Ø Tanda Optik Mineral Sumbu Satu

               Kecepatan sinar ordiner dan ekstra ordiner pada kristal sumbu satu (uniaxial) adalah tidak sama. Pada mineral tertentu sinar ekstra ordiner lebih cepat dari sinar ordiner, tetapi pada mineral lain sinar ordiner bisa lebih cepat dari sinar ekstra ordiner. Untuk mempermudah pembahasan dari keragaman tersebut dibuat kesepakatan bahwa mineral uniaxial yang mempunyai sinar ekstra ordiner lebih cepat dari sinar ordiner diberi Tanda Optik Negatif. Sebaliknya untuk mineral uniaxial yang mempunyai sinar ordiner lebih cepat dari sinar ekstra ordiner diberi Tanda Optik Posltif.

Ø Tanda Optik Mineral Sumbu Dua

               Pada mineral sumbu dua, kecepatan sinar X,sinar Y dan sinar Z adalah tertentu, artinya pada setiap mineral sinar X merupakan sinar yang paling cepat, sinar Y merupakan sinar intermediet dan sinar Z merupakan sinar paling lambat. Yang membedakan antara mineral satu dengan lainnya adalah kedudukkan/posisi dari sumbu indikatrik sinar-sinar tersebut dikaitkan dengan Garis Bagi Sudut Sumbu Optik. Mineral sumbu dua dikatakan nempunyai Tanda Optik Positif, jika sumbu indikatrik sinar Z berimpit dengan Garis Bagi Sudut Lancip (BSl) atau Centred Acute Bisectrix (Bxa) dan sumbu indikatrik sinar X berimpit dengan Garis Bagi Sudut Tumpul (BSt) atau Centred Obtuse Bisectrix (Bxo). Sebaliknya jika sumbu indikatrik sinar Z berimpit dengan Garis Bagi Sudut Tumpul (BSt) dan sumbu indikatrik sinar X berimpit dengan Garis Bagi sudut Lancip (BSl), maka mineral tersebut mempunyai Tanda Optik Negatif.

3. Sudut Sumbu Optik (2V)

             Sudut Sumbu Optik (2V)  adalah sudut yang dibentuk oleh dua sumbu optik. oleh karena itu sudut sumbu optik hanya didapatkan pada mineral sumbu dua. pada sayatan tertentu, dengan memperhatikan gambar lnterferensinya, dapat dihitung besarnya sudut sumbu optik.

4. Gambar Interferensi Kristal Sumbu Satu (Uniaxial) dan Penentuan Tanda Optiknya.

              Ada beberapa kenampakkan gambar interferensi pada kristal sumbu satu. Kenampakkannya ini sangat bergantung pada arah sayatan terhadap sumbu optik.

v  Gambar Interferensi Terpusat

v  Terdapat pada sayatan yang dipotong tegak lurus sumbu optiknya (sayatan isotropik).

v  Memperlihatkan isogire dengan empat lengan, serta melatop persis di tengah.

v  Memperilhatkan gelang-gelang warna (isofase), banyaknya gelang-gelang ini sangat bergantung pada harga bias rangkap masing-masing mineral. Makin besar harga bias rangkapnya, makin banyak gelang-gelang warnanya.

v  Bila meja obyek diputar 360°, gambar interferensi tidak berubah sama sekali

Cara Penentuan Tanda Optik Gambar Interferensi Terpusat

a.       Komponen sinar luar biasa selalu bergetar di dalam bidang yang memotong bidang pandangan sebagai jari-jari.

b.      Untuk mengetahui apakah sinar luar biasa merupakan sinar lambat atau cepat, maka dipergunakan komparator.

c.       Jika kwadran l dan 3 menunjukan gejala adisi (warna biru), sedang kwadran 2 dan 4 menunjukkan gejala substraksi (warna kuning-orange)berarti sinar luar biasa merupakan sinar lambat, maka kristal mempunyai tanda optik positip. Sebaliknya jika kwadran l dan 3 menunjukkan gejala substraksi, kwadran 2 dan 4 menunjukkan gejala adisi, mineral mempunyai tanda optik negatif.

5. Gambar Interferensi Tak Terpusat .

Terdapat pada sayatan Kristal yang dipotong miring terhadap sumbu optik.

Melatop dapat kelihatan dapat tidak (tetapi tidak ditengah-tengah).

Penentuan tanda optik sama dengan gambar interferensi terpusat, tetapi harus terlebih dahulu menentukan posisi setiap kwadrannya.

6. Gambar Interferensi Sumbu Optik

·        Terdapat pada sayatan yang dipotong tegak lurus sb optik .

·        Tanya nampak satu lengan isogir .

·        Tergerakkan isogir berlawanan dengan pergerakan meja objek.

·        Gambar interferensi ini paling baik untuk menentukan sudut sumbu optik ( 2V ).

Penentuan Tanda Optik Gambar Interferensi Sumbu Optik

Ø  Pada mineral sumbu dua berlaku ketentuan bahwa tanda optik positif jika sinar yang berimpit dengan Bsl adalah sinar Z, dan tanda optic negatif jika sinar yang berimpit dengan Bsl adalah sinar X (Bst berimpit dengan sinar Z).

Ø  Arah getar sinar Y selalu tegak lurus dengan bidang sumbu optik (Bso). Maka pada gambar interferensi sumbu optik arah getar sinar Y merupakan garis singgung dari isogir.

Ø  Sinar yang bergetar adalah sinar Y dan sinar yang berimpit dengan Bst ( karena pada sayatan ini Bst membentuk sudut kurang dari 45° terhadap sayatan putar meja obyek sehingga kedudukan isogir diagonal

Ø  Masukkan komparator dan amati perubahan warna interferensi pada sisi cembung isogir.

Ø  Jika terjadi gejala adisi maka sinar Y adalah sinar yang lebih cepat, berarti sinar lain yang bergetar tegak lurus terhadapnya adalah sinar yang lebih lambat yaitu sinar Z

Ø  Dengan demikian sinar Z berimpit dengan Bst, maka tanda optiknya adalah negatif.

Ø  Sebaliknya jika terjadi gejala subtraksi, maka tanda optiknya positif

BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:

1. Pada pengamata ini, dilakukan 3 macam pengamatan yaitu:

a.       Pengamatan nikol sejajar yang sifat-sifat optik yang diamati yaitu pleokroisme, intensitas, indeks bias, belahan, pecahan, bentuk, relief, dan inklusi.

b.      Pengamatan nikol silang yang sifat-sifat optik yang diamati yaitu warna interferensi maksimum, bias rangkap, kembaran, sudut gelapan, dan jenis gelapan.

c.       Pengamatan konoskopik yang sifat-sifat optik yang diamati yaitu sumbu optik, tanda optik, dan gambar interferensi yang meliputi isogir, gelang warna, dan sudut 2V.

2. pada pengamatan mineral ini diketahui bahwa nama mineral yang menjadi objek pengamatan adalah mineral Quarsa dan Leucit

3. Perbedaan antara pengamatan nikol sejajar, nikol silang dan pengamatan konoskop yaitu pada pengamatan nikol sejajar tidak mengginakan anslisator dan pada pengamatan konoskop menggunakan analisator sedangkan pada pengamatan konoskop menggunakan pinhole dan lesa amici betrand yang pada pengamatan nikol sejajar dan nikol silang tidak digunakan.

4. Perbedaan antara mineral inosilikat dan nesosilikat yaitu:

a.       Pada mineral inosilikat memiliki belahan 1 arah, pecahan uneven, sedangkan pada mineral nesosilikat tidak memiliki belahan dan pecahan.

b.      Pada mineral inosilikat sudut gelapan lebih kecil dibandingkan pada mineral nesosilikat.

c.       Gelang warna pada mineral inosilikat yaitu bias ganda lemah sedangkan pada mineral nesosilikat gelang warnanya bias ganda kuat.