SIFAT-SIFAT FISIK MINERAL

1.       Bentuk kristal (Crystal Form)

Suatu bentuk mineral dapat berupa kristal tunggal atau rangkaian kristal. Struktur kristal berkembang pada saat penghabluran dari larutannya. Bentuk ini mempunyai pola teratur pada sisi-sisinya dengan sudut aturannya yang dapat digolongkan ke dalam sistim kristal utama (Gambar 1.1) merupakan ciri setiap mineral. Bentuk-bentuk kristal yang sempurna jarang ditemukan dan sulit untuk dapat melakukan pemerian.

2.       Warna (Colour)

Adalah yang ditampilkan dan dapat terlihat dipermukaan mineral oleh mata telanjang. Warna biasanya lebih bersifat umum daripada menunjuk yang spesifik.

Pada umumnya warna mineral ditimbulkan karena penyerapan beberapa jenis panjang gelombang yang membentuk cahaya putih, jadi warna itu timbul sebagai hasil dari cahaya putih yang dikurangi oleh beberapa panjang gelombang yang terserap.

Mineral berwarna gelap adalah mineral yang secara merata dapat menyerap seluruh panjang gelombang pembentuk cahaya putih.

Mineral-mineral yang mempunyai warna-warna tetap dan tertentu disebut IDIOCHROMATIC, sedangkan mineral yang mempunyai warna yang dapat berubah-ubah disebut ALLOCHROMATIC.

Adapun faktor-faktor yang menimbulkan warna dalam mineral antara lain :

-          Komposisi Kimia

Contoh : warna biru dan hijau pada mineral-mineral Cooper sekunder.

-          Struktur kristal dan ikatan atom

Contoh : polymorph dari Carbon : intan tidak berwarna dan transparant sedangkan graphite berwarna hitam dan opaque.

Polymorph adalah suatu unsur atau senyawa yang dapat membentuk lebih dari satu susunan atom. Tiap-tiap susunan mempunyai sifat-sifat fisik dan struktur kristal yang berbeda. Jadi atom-atom/ion-ion disusun secara berbeda dalam polymorph yang berbeda untuk zat yang sama. (bentuk lain, rumus kimia analog)

-          Pengotoran mineral

Contoh : Calcedon yang berwarna

Sedangkan ion-ion maupun kelompok-kelompok ion yang dapat menimbulkan warna khas pada mineral disebut CHROMOPHORES, sebagai contoh :

-          Ion-ion Cu² yang terkena hidrasi merupakan chromophore di dalam mineral-mineral Cu sekunder yang berwarna hijau dan biru.

-          Ion-ion Cr³ adalah chromophore di dalam uvarovite (garnet hijau); di dalam muscovite yang mengandung chrom (hijau) dan juga di dalam emerald.

3.       Belahan (Cleavage)

Sifat mineral untuk pecah sepanjang satu atau lebih arah tertentu dan bentuk rata, umumnya sejajar dengan salah satu sisi kristal (Gambar 1.2).

Dengan memperhatikan cleavage yang terdapat dalam fragmen-fragmen mineral maka kita dapat menentukan sistem kristal dari mineral itu. Contohnya mineral yang hanya memperlihatkan sebuah cleavage saja, tidak mungkin termasuk dalam sistem kristal isometrik, karena pada kenyataannya setiap bentuk yang terdapat di dalam sistem kristal tersebut terdapat lebih dari dua permukaan. Demikian juga suatu mineral yang menunjukkan tiga buah arah cleavage yang tidak sama satu sama lain, mungkin termasuk sistem orthorombik, monoklin, triklin; sedangkan apabila ke-3 arah cleavage tersebut masing-masing tegak lurus satu sama lain maka sistem kristalnya orthorombik.

Cleavage merupakan suatu reflesesi daripada struktur dalamnya. Adanya cleavage pada mineral-mineral disebabkan oleh kekuatan dalam struktur yang berbeda-beda. Cleavage dapat dibagi berdasarkan baik/bagus tidaknya permukaan bidangnya (sifat cleavage dapat dinyatakan dengan menggunakan istilah-istilah) :

-          Sempurna (Perfect)

Bila bidang belahan sangat rata (terbelah melalui cleavagenya) diperoleh permukaan licin dan berkilauan (contohnya mika), sedangkan bila pecah tidak melalui bidang belahan agak sukar untuk memecahnya.

-          Baik (Good)

Bidang belahan rata, tetapi tidak sebaik yang sempurna, masih dapat pecah pada arah lain, contohnya Feldspar.

-          Jelas (Distinct)

Bidang belahan jelas, tetapi tidak begitu rata, dapat pecah pada arah lain dengan mudah, contohnya Scapolite.

-          Tak Jelas (Indistinct)

Kemungkinan membelah melalui bidang belahan/pecah melalui permukaan pecahan kesegala arah, akibat adanya tekanan, contohnya Beryl.

4.       Pecahan (Fracture)

Suatu permukaan yang terbentuk akibat pecahnya suatu mineral dan umumnya tidak teratur, disebabkan suatu mineral mendapat tekanan yang melebihi batas-batas elastis dan plastisnya. Bentuk pecahan secara umum dibagi lima, yaitu :

a.          Conchoidal

Pecah bergelombang melengkung seperti kulit bawang atau botol pecah. Contohnya Kuarsa, Olivin, Chalcedony, diamond.

b.          Hackly

Pecah tajam-tajam, seperti besi pecah. Contohnya Stibnite, Silver, Gold, Platinum.

c.          Fibrous/Splintery

Pecahan menunjukkan bentuk seperti serat. Contohnya Kernite, Asbestos, Gypsum, Anhydrite.

d.          Even

Bidang pecah halus-agak kasar, masih mendekati bidang datar. Contohnya Cuprite, Galena.

e.          Uneven

Permukaan pecah kasar dan tidak teratur seperti kebanyakan mineral. Contohnya Hematite, Siderite, Brucite.

5.       Kilap (Luster)

Cahaya yang dipantulkan oleh permukaan mineral. Kilap tergantung pada kualitas fisik permukaan (jumlah cahaya yang dipantulkan). Sebagian luster tidak dipengaruhi oleh warna dari mineral itu.

Kilap/Luster secara umum dapat dibedakan menjadi :

a.          Metallic Luster/Kilap logam

Mineral-mineral yang dapat menyerap pancaran secara kuat, disebabkan oleh sifat opaque atau hampir opaque walaupun mineral-mineral ini terbentuk sebagai fragmen-fragmen yang tipis. Mineral-mineral ini mempunyai indeks bias sebesar 3 ke atas. Mineral-mineral yang mempunyai Metallic Luster seperti Logam Mulia (Native Element) serta sebagian besar Sulfida Logam, contohnya Cooper, Bysmuth, Arsenic, Antimony, Pyrite, Chalcopyrite, Galena, Grafit, Hematite, Magnetite.

b.          Non-Metallic Luster/Kilap non-Logam

Mineral-mineral yang dapat meluluskan cahaya pada bagian-bagian yang tipis dari mineral tersebut. Kilap bukan logam umumnya terdapat pada mineral-mineral yang warna muda (light coloures).

Kilap bukan logam dapat dibedakan menjadi 7, yaitu :

-          Intan (adamantine)

Kilap sangat cemerlang, seperti pada intan permata. Contohnya Diamond, Wulfenite, Vanadinite, Pyrargyrite.

-          Kaca (vitreous)

Kilap seperti pada pecahan kaca. Contohnya Celestine, Beryl, Tourmaline.

-          Damar (resineous)

Kilap seperti damar, contohnya Sphalerit, Realgar.

-          Lemak (greasy)

Kilap seperti lemak, seakan-akan permukaan mineral tersebut berlemak/berminyak, contohnya Nefelin, Zircon, Jadeite, Chrysolite, Talk, Carnalite.

-          Mutiara (pearly)

Kilap seperti mutiara, biasanya terlihat pada bidang-bidang belah mineral. Contohnya Muscovite, Glacaophone, Lepidolite, Albite.

-          Sutera (silkly)

Kilap seperti sutera, biasanya terlihat pada mineral-mineral menyerat, contohnya Serpentin, Asbes, Aurichalcite.

-          Tanah (earthy)

Biasanya juga disebut kilap guram (dull), biasanya terlihat pada mineral yang kompak. Contohnya Lazurite, Glauconite, Kaolinite, Chamosite.

6.       Gores atau Cerat (Streak)

Warna yang dihasilkan apabila mineral dalam keadaan bubuk yang sangat halus. Gores dapat diperoleh dengan jalan menggoreskan di atas porselen goresan yang berwarna putih (streak plate). Gores sebuah mineral dianggap sebagai salah satu unsur penentu yang baik, lebih konstan daripada warna mineralnya. Pada mineral yang mempunyai kilap bukan logam akan menghasilkan goresan warna muda atau lebih ringan dibandingkan warna mineralnya. Pada mineral logam (Kilap Logam) kadang-kadang mempunyai gores yang berwarna lebih gelap daripada mineralnya sendiri. Gores dapat sama atau berbeda dengan warna mineralnya.

7.       Kekerasan (Hardness)

Ukuran daya tahan mineral terhadap goresan (scratching). Kekerasan relatif dari suatu mineral dapat ditetapkan dengan membandingkan mineral tersebut dengan urutan mineral yang dipakai sebagai standar kekerasan. MOHS (1822) telah membuat sekala kekerasan mineral secara kualitatip (scale of relative hardness).

MOHS SCALE (1822) :

Kekerasan	Nama Mineral	Unsur/Senyawa Kimia	Alat Penguji
1	Talc (Talk)	Hydrat Magnesium Silikat
2	Gypsum (Gipsum)	Hydrat Kalsium Fosfat	Tergores kuku manusia
3	Calcite (Kalsit)	Kalsium Karbonat	Tergores koin perunggu
4	Fluorspar (Fluorit)	Kalsium Flour	Tergores paku besi
5	Apatite (Apatit)	Kalsium Fosfat	Tergores kaca
6	Feldspar/Ortoklas	Alkali Silikat	Tergores pisau lipat
7	Quartz (Kuarsa)	Silika	Tergores pisau baja
8	Topaz	Alumina Silikat	Tergores amplas
9	Corondum	Alumina
10	Diamond (Intan)	Karbon

8.       Perawakan (Crystal Habit)

Bentuk khas mineral yang ditentukan oleh bidang-bidang yang membangunnya, termasuk bentuk dan ukuran relatif bidang-bidang itu. Artinya ; bentuk bangunan suatu mineral yang benar-benar terlihat, bukan bentuk sempurna atau bukan bentuk sistim kristal utama.

Perawakan kristal bukan merupakan ciri yang tetap, karena bentuknya sangat dipengaruhi dengan keadaan lingkungan sewaktu pembentukkannya, sedang keadaan itu sangat berubah-ubah. Untuk mineral tertentu sering menunjukkan perawakan kristal tertentu, seperti mineral Mika memperlihatkan perawakan mendaun (foliated), mineral Amphibole perawakan meniang/tiang (columnar).

9.       Berat jenis (Density)

Adalah suatu bilangan murni (tidak mempunyai satuan), yaitu angka yang menyatakan berapa kali berta suatu benda jika dibandingkan dengan berat air yang mempunyai volume sama dengan benda itu, dengan kata lain, ialah perbandingan antara berat jenis benda tersebut dengan berat jenis air.

Berat jenis suatu mineral terutama ditentukan oleh struktur kristal dan komposisi kimianya. Berat jenis akan berubah sesuai dengan perubahan suhu dan tekanan, hal ini disebabkan perubahan kedua faktor ini dapat mengakibatkan pemuaian dan pengkerutan, maka mineral dengan komposisi kimia dan struktur kristal tertentu akan mempunyai suatu berat jenis yang tetap apabila pengukuran dilakukan pada suhu dan tekanan tertentu.

Cara menentukan Berat Jenis pada mineral-mineral antara lain dengan pengukuran sebagai berikut :

-          Berat mineral diukur secara langsung, kemudian isinya diukur berdasarkan prinsip Archimides.

Isinya ditentukan dengan jalan mengukur kehilangan berat yang terdapat ketika fragmen mineral yang sebelumnya telah ditimbang beratnya (ditimbang beratnya dalam keadaan kering), kita masukkan ke dalam air. Fragmen mineral tersebut akan memindahkan sejumlah zat cair dengan isi/berat yang sama dengannya, dan beratnya seolah-olah berkurang sebesar berat zat cair yang dipindahkan.

Jika :              W₁ = Berat fragmen mineral kering di udara

                        W₂ = Berat fragmen mineral di dalam air

Maka Berat Jenisnya (B.J.) adalah :

                        B.J. = W₁ / (W₁ – W₂)

Setiap jenis mineral mempunyai berat jenis tertentu, sedangkan Berat Jenis ditentukan struktur atom/kristalnya dan komposisi kimianya.

10.    Tenacity

Tenacity yaitu kemampuan mineral untuk ditempa atau dibentuk (tingkat kekenyalan mineral). Tenacity terdiri atas :

1. Brittle (rapuh), bila mineral mudah retak atau dihancurkan.
2. Elastis, bila mineral dapat kembali kekeadaan semula setelah dibentuk.
3. Fleksibel, bila mudah dibentuk tetapi tidak dapat kembali kekeadaan semula.
4. Sectile, bila dapat diiris dengan pisau.
5. Ductile, bila mineral dapat ditempa.

11.    Magnetisme

Hanya beberapa mineral saja yang bersifat magnet, diantaranya yang paling umum adalah Magnetite (Fe₃O₄), Phyrotite (Fe_1-nS) dan polymorph dari Fe₂O₃ maghnite. Sebenarnya semua mineral mempunyai sifat magnetis. Mineral yang bersifat sedikit di tolak oleh magnet disebut Diamagnetis, sedangkan yang sifatnya sedikit tertarik oleh magnet disebut Paramagnetis. Semua mineral yang mengandung besi bersifat Paramagnetis, tetapi ada juga mineral-mineral yang tidak mengandung besi seperti Beryl dapat juga bersifat Paramagnetis.

Sifat-sifat magnetis dari mineral telah dipergunakan di dalam penyelidikan-penyelidikan geofisis dengan menggunakan sebuah magnetometer, sebuah alat yang dapat mengukur segala perubahan dari medan magnet bumi yang kemudian kita nyatakan di dalam Peta. Penyelidikan magnetis ini sangat berguna untuk menentukan suatu cebakan bijih, juga untuk mengetahui perubahan-perubahan jenis batuan dan untuk mengikuti formasi-formasi batuan yang mempunyai sifat-sifat magnetis tertentu.

12.    Sifat Listrik

Berdasarkan sifat-sifat listriknya, mineral dibagi menjadi 2, yaitu :

-          Konduktor

Terdiri dari mineral-mineral yang mempunyai ikatan logam (metallic type of Bonding) dan atas logam murni (Native Element) serta beberapa Sulfida.

-          Non-konduktor

Pada umumnya mineral yang bersifat konduktor jumlahnya lebih sedikit daripada mineral non-konduktor.

Sifat mineral tergantung pada arah kristalografinya, contoh :

Hematite tegak lurus sumbu c à konduktivitasnya dua kali lebih besar daripada konduktivitasnya.

13.    Sifat permukaan

Sifat permukaan daripada mineral yang dianggap mempunyai arti penting dalam bidang teknik ialah : WETTABILIT (Kemampuan basah) suatu sifat kebasahan relatif daripada permukaan sebuah mineral. Menurut sifat ini mineral dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu :

a.          Mineral-mineral Lyophile

Mineral-mineral yang dapat dengan mudah dibasahi oleh cairan. Pada umumnya mineral-mineral dengan ikatan ion (ionic boinding) bersifat Lyophile.

b.          Mineral-mineral Lyophobe

Mineral-mineral yang tidak dapat dengan mudah dibasahi oleh cairan. Pada umumnya mineral-mineral Metallic atau covalent bonding bersifat Lyophobe.

Kegunaan yang utama dari perbedaan sifat permukaan mineral adalah dalam teknik ore dressing yang dikenal sebagai Flotasi. Flotasi terutama dipakai untuk :

-          Memisahkan mineral-mineral Sulfida dan mineral-mineral Gangue.

-          Memisahkan mineral-mineral Sulfida dari campurannya.

-          Memisahkan intan dari mineral-mineral berat lainnya (seperti garnet).

14.    Radioaktifitas

Radioaktifitas suatu mineral dihubungkan dengan adanya unsur Uranium dan Thorium di dalam mineral tersebut dapat sangat berguna dalam penentuan umur geologi spesimen itu. Atom-atom Uranium dan Thorium terurai (disintergate) dengan kecepatan yang tetap tanpa dipengaruhi oleh suhu, tekanan maupun sifat persenyawaan yang mengelilinginya; ternyata gejala disintregasi ini disertai oleh tiga jenis radiasi sinar alfa yang terdiri dari :

-          Inti Atom Helium bermuatan positif (alfa-particles).

-          Radiasi Sinar Beta yang terdiri dari elektron bermuatan negatif.

-          Radiasi Sinar Gamma yang berbentuk sinar-X.

Radioaktifitas dapat dengan mudah diketahui dengan memperhatikan radiasi yang dipancarkan baik dengan melihatnya pada sebuah film (effect on photographic film) maupun dengan Geigercounter atau Scintillometer.

Timah hitam (Lead) merupakan hasil disintegrasi Uranium dan Thorium, seperti dapat dilihat di bawah ini :

        U²³⁸ à Pb²⁰⁶ + 8 He⁴

        U²³⁵ à Pb²⁰⁷ + 7 He⁴

        U²³³ à Pb²⁰⁸ + 6 He⁴

Kecepatan reaksi-reaksi di atas telah kita ketahui sehingga umur radioaktif mineral dapat kita perhitungkan apabila jumlah Uranium, Thorium dan Timah Hitam telah diketahui dan selain itu harus diperhatikan bahwa mineral yang kita periksa sebelumnya tidak mengandung Timah Hitam (Primary Lead) juga tidak pernah mengalami alterasi maupun leaching, maka spesimen segar yang mengandung mineral-mineral radioaktif dapat sangat berguna dalam penentuan umur geologi spesimen itu.