28/09/2012
2. Kalsifikasi 2. Kalsifikasi Î Di daratan benua yang curah hujannya rendah sehingga proses pencucian jarang terjadi Î Sering terjadi horizon kalsik Sering terjadi horizon kalsik Æ Æ merupakan tempat terkumpulnya kalsium karbonat (CaCO3) 3. Ferrallitisasi 3. Ferrallitisasi Î Di daerah tropika yang lembab udaranya Î Proses perubahan BI menjadi tanah yang mengandung kaolinit dan seskuioksida (Al2O3 dan Fe2O3) Î Menghasilkan tanah Menghasilkan tanah Latosol Latosol dan dan Laterit Laterit
4. Salinisasi ~ Di daerah kering (arid & semi arid) ~ Proses penimbunan garam2 dalam tanah, terutama NaCl di tanah bagian atas, karena adanya penguapan air tanah shg tertinggallah garam‐garam ~ Air laut mengalami interusif ke daratan tanpa ada pencucian i ~ Menghasilkan tanah alkali putih atau Solonchak yg memiliki horizon salik ~ Jika ion Na sangat banyak di daerah komplek lempung & humus Æ komplek teruraiÆ struktur tidak stabil Æ pH tinggi Æ menghasilkan tanah alkali hitam atau tanah Solonetz yg mempunyai horizon natrik
5. Solonisasi ~ Proses pencucian ~ Menghilangkan garam‐garam pada proses salinisasi sampai ke keadaan netral ~ Ion‐ion garam seluruhnya diganti ion hidrogen Æ reaksi asam ~ Menghasilkan tanah Solod
INTERIOR STRUCTURE OF THE EARTH
Unsur Bumi 8‐35 km crust
% bobot dalam kerak O = 49.2 Si = 25.7 Al = 7.5 Fe = 4.7 Ca = 3.4 Na = 2.6 K = 2.4 Mg = 1.9 lainnya = 2.6
82.4%
12500 km dia 30
1
28/09/2012
Mineralogi Bahan Induk
What is a mineral ?
Suatu zat padat alami yang mempunyai struktur internal dan komposisi atom kimia eg QUARTZ, EMERALDS, ETC Mineral : ‐ naturally forming ‐ inorganic ‐ crystalline solid ‐ known chemical composition ‐ known physical properties
1. Mineral Primer: Mineral penyusun batuan dg ukuran debu/pasir (0,002 – 1,00 mm). Misal: feldspar, amfibol, piroksin, kuarsa dll., 2. Mineral Sekunder: Hasil pelapukan Mineral primer secara fisik, kimia & biologi membentuk koloid dg ukuran < 0 002 mm & bersifat aktif koloid dg ukuran < 0,002 mm & bersifat aktif. Misal: lempung kaolinit, montmorilonit, illit, mika & limonit, 3. Mineral Asesoria: Mineral yg tahan pelapukan & bergabung dg kuarsa atau campuran bermacam mineral. Ex. apatit, magnetit, zircon & pirit.
Dari batuan sampai komponen tanah
Golongan Mineral bukan Silikat: Oksida‐ oksida, hidroksida‐hidroksida, sulfat, klorida, karbonat dan fosfat dengan struktur yang sederhana Golongan Mineral Silikat: Mempunyai struktur yg komplek dg satuan utamanya (A) “silica‐ oksigen tetrahedron” 1 ion Si dikelilingi oleh 4 ion oksigen. Yang penting dalam struktur tetrahedron ini adalah penggantian ion Si oleh Al yang disebut “pergantian isomorfik” yg menyebabkan ketidakseimbangan muatan listrik yg akan mengikat Na, K, Mg & Fe. Satuan lain (B) adalah “alumunium hidrolsil octahedron” yg tersusun 1 ion A; dikelilingi oleh grup hidroksil (OH)
Mineral sangat lambat hancur (kwarsa, muskovit)
Mineral tahan lapuk (kwarsa)
Mineral lambat hancur (feldspar, biotit)
Sintesis liat silikat
Mineral mudah hancur (augit, hornblende, kalsit)
Hasil hancuran resisten (Fe, Al, dll)
Mineral sangat mudah hancur (olivin)
Bahan-bahan larut (ion-ion)
Slide from UB
Minerals : nutrient sources …
Sulit dilapuk
Mineral Olivin Hornblende Augit Biotit Apatit Anortit A d i Andesin Oligoklas Albit Garnet Orthoklas Muskovit Titanit Ilmenit Magnetit Zircon Kwarsa
Utama Mg, Fe, Si Mg, Fe, Ca, Al, Si Ca, Mg, Al, Si K, Mg, Fe, Al, Si Ca, P, F Ca, Al, Si C Na, Ca, N Al Al, Si Na, Ca, Al, Si Na, Al, Si Ca, Mg, Fe, Al, Si K, Al, Si K, Al, Si Ca, Ti, Si Fe, Ti Fe Zr, Si Si
Unsur yang terkandung Asesori Ni, Co, Mn, Li, Zn, Cu, Mo Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn, Cu, Ga Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn, Pb, Cu, Ga Rb, Ba, Ni, Co, Mn, Sc, Li, V, Zn, Cu, Ga Pb, Sr Sr, Cu, Ga, Mn S C Sr, Cu, G Ga, M Mn Cu, Ga Cu, Ga Mn, Cr, Ga Rb, Ba, Sr, Cu, Ga F, Rb, Ba, Sr, Ga, V V, Sr Co, Ni, Cr, V Zn, Co, Ni, Cr, V Hf
36
Slide from UB
2
28/09/2012
Struktur Dasar
Short-hand Symbols
Silicon
hydroxyl or oxygen
Oxygen
oxygen
aluminium or magnesium
silicon
0.26 nm
Silicon tetrahedron
tet
oct
Short hand, Block notation
0.29 nm
Aluminium Octahedron 37 Slide from UB
Lembar Tetrahedral
SILIKAT‐‐TETRAHEDRAL SILIKAT TERDIRI 1 ATOM Si DIKELILINGI 4 ATOM O
Several tetrahedrons joined together form a tetrahedral sheet.
OH‐
OH‐
OH‐ tetrahedron
ALUMINIUM‐‐OKTAHEDRAL ALUMINIUM TERDIRI 1 ATOM Al DIKELILINGI 6 ATOM OH ATOM O H ATAU HIDROKSIL
hexagonal hole OH‐
OH‐ OH‐ 40
Lembar Tetrahedral & Octahedral
Kombinasi lempeng tetrahedral dan oktahedral menghasilkan:
For simplicity, let’s represent silica tetrahedral sheet by: Liat 1:1 (1 tetra: 1 okta)
Liat 2:1:1 (2 tetra: 1 okta: 1 okta)
Liat 2:1 (2 tetra: 1 okta)
Si
and alumina octahedral sheet by: Al
tet
tet
tet
oct
oct
oct tet
tet
tet
oct
oct
tet
tet
tet
oct
oct
oct
tet
Kaolinit, haloysit 41
tet klorit
Montmorilonit, vermikulit Slide from UB
3
28/09/2012
Different Clay Minerals
Different Clay Minerals
Different combinations of tetrahedral and octahedral sheets form different clay minerals:
Different combinations of tetrahedral and octahedral sheets form different clay minerals:
1:1 Clay Mineral (e.g., kaolinite, halloysite):
2:1 Clay Mineral (e.g., montmorillonite, illite)
43
44
Kaolinite
Kaolinite ¾ used in paints, paper and in pottery and
pharmaceutical industries Al
¾ (OH)8Al4Si4O10
Si
Typically 70‐100 Typically 70 100 layers
Al
0.72 nm
Si
¾ kaolinite family; hydrated and tubular structure
Al
joined by strong H‐bond ∴no easy separation
Si Al
Halloysite ¾ (OH)8Al4Si4O10.4H2O
joined by oxygen sharing
Si 46
Montmorillonite
Montmorillonite
¾ disebut juga smectite; mengembang jika basah
¾ A highly reactive
(expansive) clay
Si ¾ (OH)4Al4Si8O20.nH2O
Al
swells on contact with water
Si
Bentonite
Si
∴easily separated by water joined by weak van der Waal’s bond
Al
0.96 nm
high affinity to water
Si
¾ montmorillonite family
Si
¾ used as drilling mud, in slurry trench walls,
stopping leaks
Al Si
47
48
4
28/09/2012
Illite
Others… Chlorite
Si Al
¾ A 2:1:1 (???) mineral.
Si
joined by K+ ions
Si Si
fit into the hexagonal holes in Si‐sheet
Al
Al
Al or Mg
Vermiculite
0.96 nm
Si
¾ montmorillonite family; 2 interlayers of water
Si
Attapulgite
Al Si
¾ chain structure (no sheets); needle‐like appearance 49
50
Any Question?
Silika Oksigen tetrahedron tunggal Silika Oksigen tetrahedron tunggal
Al‐‐oktahedron (dioktahedron) Al
Struktur Rantai Silika Oksigen tetrahedron Struktur Rantai Silika Oksigen tetrahedron
O
O
Al
Mg
Mg‐‐oktahedron (trioktahedron) Mg Pic. By: Cahyo Proyogo
5
