Aplikasi Metode Geolistrik Untuk Alat Monitoring Rembesan Limbah

Metode geolistrik memanfaatkan variasi resistivitas listrik berdasarkan pengukuran beda potensial akibat arus listrik yang diinjeksikan kedalam bumi. Metode geolistrik dapat digunakan dalam pemetaan bawah permukaan, pencarian reservoir air, pencemaran air tanah dan eksplorasi geotermal. Dalam penelitian ini dibuat suatu model fisis di laboratorium, menggunakan metoda geolistrik sebagai alat monitoring transport limbah dalam pasir. Konfigurasi elektroda yang digunakan dalam penelitian ini adalah Wenner-Schlumberger dengan jarak elektroda potensial 5 cm.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa penyebaran polutan jonduktif dapat dideteksi berdasarkan variasi hambatan jenis listrik. Penambahan polutan kedalam medium pasir menyebabkan harga resistivitas listriknya berkurang, hal ini karena polutan yang digunakan bersifat konduktif. Setelah dilakukan monitoring melalui pengukuran sebanyak lima kali, dengan polutan yang diinjeksikan kedalam pasir bertambah masing-masing sebanyak 600 ml, jelas bahwa pola rembesan polutan meluas setiap selang pengukuran.

Salah satu metode yang digunakan dalam eksplorasi geofisika adalah metode geolistrik hambatan jenis. Geolistrik hambatan jenis memanfaatkan sifat resistivitas listrik batuan untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan. Metode ini dilakukan melalui pengukuran beda potensial yang ditimbulkan akibat injeksi arus listrik ke dalam bumi. Sifat-sifat suatu formasi dapat digambarkan oleh tiga parameter dasar yaitu konduktivitas listrik, permeabilitas magnet, dan permitifitas dielektrik). Sifat konduktivitas batuan berpori dihasilkan oleh sifat konduktivitas dari fluida yang mengisi pori, interkoneksi ruang pori dan sifat konduktivitas dari interfase butiran dan fluida pori). Berdasarkan pada harga resistivitas listriknya, suatu struktur bawah permukaan bumi dapat diketahui material penyusunnya). Metode geolistrik cukup sederhana, murah dan sangat rentan terhadap gangguan sehingga cocok digunakan dalam eksplorasi dangkal. Desain sistem monitoring menggunakan resistivitas listrik sangat penting untuk mendeteksi aliran air tanah).

Penelitian ini merupakan model fisik menggunakan geolistrik sebagai alat monitoring untuk mendeteksi transport polutan di bawah permukaan tanah. Dalam artikel ini dilaporkan hasil pengukuran resistivitas listrik suatu medium pasir yang diinjeksi dengan polutan, serta penampang resistivitas listrik yang menggambarkan penyebaran polutan dibawah permukaan pasir.

Sifat konduktivitas listrik batuan dekat permukaan bumi sangat dipengaruhi oleh jumlah air, kadar garam/salinitas air serta bagaimana cara air didistribusikan dalam batuan. Konduktivitas listrik batuan yang mengandung air sangat ditentukan terutama oleh sifat air, yakni elektrolit). Larutan garam terdiri dari anion dan kation yang bergerak bebas dalam air. Adanya medan listrik eksternal menyebabkan kation dalam larutan elektrolit dipercepat menuju kutup negatif sedangkan anion menuju kutup positif. Tentu saja, batuan berpori yang berisi air, nilai resistivitas listriknya berkurang dengan bertambahnya kandungan air.
Pendekatan paling sederhana dalam pembahasan gejala kelistrikan di dalam bumi adalah dengan menganggap bumi sebagai medium homogen isotropis. Dengan perlakuan tersebut kemudian medan listrik dari titik sumber di dalam bumi dianggap memiliki simetri bola).

IDENTIFIKASI MINERAL

Dalam geologi, mineral adalah senyawa yang terbentuk oleh proses alam melalui proses geologis, biasanya bersifat padat, mempunyai komposisi kimiawi tertentu serta mempunyai sifat fisik tertentu pula. Pada umumnya mineral bersifat padat, akan tetapi dapat juga berwujud cair atau gas. Karena memiliki sifat fisik dan kimia tertentu sehingga dengan mengetahui sifat-sifat tersebut dapat menentukan nama mineral.

Istilah mineral termasuk tidak hanya bahan komposisi kimia, tetapi juga struktur mineral. Mineral termasuk dalam komposisi unsur mur

ni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks dengan ribuan bentuk yang diketahui. Mineral tersusun dari unsur-unsur kimia, dimana unsur-unsur tersebut banyak dijumpai sebagai penyusun kerak bumi, lebih dari 70% adalah silikon oksigen. Mineral silikat adalah mineral utama pembentuk batuan, mineral lainnya yang penting adalah sulfida, karbonat, sulfat, dan fosfat. Komposisi kimia terbentuk akibat bersatunya satu atau lebih anion dan kation dalam perbandingan tertentu. Pada satu komposisi, jumlah muatan positif dan negatif harus nol atau netral. Komposisi beberapa mineral dapat bervariasi, tetapi ada batas tertentu. Hal ini dapat terjadi akibat adanya pertukaran subtitusi ion dalam struktur mineral, sehingga mengakibatkan perubahan susunan kimia dalam batas tertentu.

Agar dapat diklasifikasikan sebagai mineral sejati, senyawa tersebut haruslah berupa padatan dan memiliki struktur kristal. Namun bahan padat yang tidak memiliki struktur dalam (amorf) tidak dapat dikatakan sebagai mineral, meskipun beberapa kriterianya terpenuhi. Material alamiah yang tidak memenuhi sebagian atau seluruh kriteria mineral dikelompokkan dalam kelompok mineraloid. Menurut The International Mineralogical Association (1955), mineral suatu unsur atau senyawa yang dalam keadaan normalnya memiliki unsur kristal dan terbentuk dari hasil proses geologi. Ada juga yang menyebutkan definisi mineral adalah suatu zat yang terdapat dalam alam dengan komposisi kimia yang khas dan biasanya memiliki struktur kristal yang jelas, yang terkadang dapat berubah dalam bentuk geometris tertentu. Istilah mineral sendiri dapat mempunyai bermacam-macam makna, sukar untuk mendefinisikan mineral, oleh karena itu kebanyakan mengatakan bahwa mineral adalah satu frase yang terdapat dalam alam.

Untuk membedakan mineral yang satu dengan yang lainnya, dapat menggunakan berbagai sifat-sifatnya yang berbeda, seperti bentuknya, cara terjadinya, belahan, dan pecahannya, warna, kilap dan sifat tembus cahaya, kekerasan, berat jenis, kemagnetan, susunan kimia, dan beberapa sifat lainnya. Berikut ini adalah penjelasan sifat-sifat fisik suatu mineral, antara lain :

1. Warna (colour)

warna pada mineral adalah warna yang kita tangkap dengan mata apabila mineral terkena cahaya atau spektrum cahaya yang dipantulkan oleh mineral. Warna mineral dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Warna Idiokhromatik
apabila warna mineral selalu tetap, pada umumnya dijumpai pada mineral-mineral yang tidak dapat tembus cahaya atau berkilap logam.
b. Warna Allokhromatik
apabila warna mineral tidak tetap, tergantung pada material pengotornya, umumnya dijumpai pada mineral yang tidak tembus cahaya atau berkilap non-logam.

2. Kilap (luster)

adalah kesan mineral yang ditunjukkan oleh pantulan cahaya yang dikenakan padanya, atau intensitas cahaya yang dipantulkan oleh permukaan kristal. Kilap mineral dapat dibedakan menjadi:
a. Kilap logam, apabila terkena cahaya, mineral akan memberikan kesan seperti logam, contohnya seperti galena dan pirit.
b. Kilap non-logam, apabila terkena cahaya, mineral tidak memberikan kesan seperti logam. Kilap non-logam ini dibedakan menjadi:

• Kilap kaca
• kilap intan
• kilap sutera
• kilap damar
• kilap mutiara
• kilap lemak
• kilap tanah

3. Kekerasan
adalah ketahanan mineral terhadap suatu goresan. Secara relatif kekerasan mineral dapat ditentukan dengan menggunakan Skala Mohs yang dimulai dari skala 1 untuk mineral terlunak sampai skala 10 untuk mineral terkeras:

1 Talk 6 Feldspar

2 Gipsum 7 Kuarsa

3 Kalsit 8 Topaz

4 Fluorit 9 Korundum

5 Apatit 10 Intan

Dalam menggunakan skala Mohs harus dimulai dari mineral yang terkeras dan digoreskan pada bagian yang rata pada mineral yang akan diselidiki. Sebagai pembanding juga dapat digunakan benda lain, seperti:

• Kuku jari 2,5
• Jarum 3,0
• Koin tembaga 3,5
• Paku besi 4,5
• Pisau baja 5,5
• Kaca 5,5-6,0
• Kikir Baja 6,0-7,0
• Amplas (kasar) 8,0-9,0

4. Cerat (streak)

adalah warna mineral dalam bentuk serbuk atau goresan. Cerat dapat sama atau berbeda dengan warna

mineral. Cerat diperoleh dengan menggoreskan mineral pada bagian belakang dari porselen.

5. Belahan (cleavage)

adalah kenampakkan mineral untuk membelah melalui bidang belahan yang rata, halus, dan

licin serta pada umumnya selalu berpasangan. Belahan dapat dibedakan menjadi:

a. Belahan sempurna : mudah dibelah (ex. muskovit, biotit)

b. Belahan baik : tidak mudah dibelah (ex. kalsit, orthoklas)

c. Belahan tak jelas: kenampakan striasi pada bidang belahannya (ex. plagioklas)

d. Belahan tak tentu: tidak ada bidang belahan (ex. kalsedon)

Apabila ditinjau dari arah belahannya, maka belahan dibedakan menjadi:

a. Belahan 1 arah (ex. muskovit)

b. Belahan 2 arah (ex. feldspar)
c. Belahan 3 arah (ex. halit, kalsit)

6. Pecahan (fracture)

adalah kenampakkan mineral untuk pecah melalui bidang yang tidak rata, tidak halus, tidak

licin, dan tidak teratur. Pecahan pada mineral dibedakan menjadi:

a. Konkoidal : memperlihatkan gelombang yang melengkung dipermukaan, seperti kenampakkan

bagian luar kulit kerang atau botol yang pecah.(ex. mineral kuarsa)

b. Fibrous : menunjukan gejala seperti serat atau daging. (ex. serpentin, asbes, augit)

c. Uneven : menunjukan kenampakan permukaan yang tidak teratur dan kasar. (ex.garnet)

d. Even : menunjukan kenampakan permukaan yang cukup halus (ex. mineral lempung)

e. Hackly : permukaannya tidak teratur, kasar, dan ujungnya runcing (ex. copper, gold)

7. Bentuk

bentuk mineral ada 2 macam, yaitu:

a. Kristalin : apabila mineral mempunyai bidang kristal yang ideal dan biasanya terdapat pada

mineral yang mempunyai bidang belahan.

- Bangun kubus (ex. galena, pirit)

- Bangun prismatik (ex. amfibol, piroksen)

-Bangun Dodecahedron (ex. garnet)

b. Amorf : apabila mineral tidak mempunyai batas-batas kristal yang jelas. (ex. dolomit)

8. Berat Jenis (specific grafity)

adalah perbandingan antara berat mineral di udara terhadap volumenya di dalam air, yaitu

berat volume air sama dengan volume mineral tersebut.

9. Sifat Dalam (tenacity)

adalah reaksi mineral terhadap gaya yang mengenainya, seperti penekanan, pemotongan, pembengkokan,

pematahan, pemukulan, ataupun penghancuran. Tenacity dibagi menjadi:

a. Rapuh (brittle) : bila digores menjadi tepung tapi bubuknya tidak meloncat kesegala arah

dan mudah hancur (ex. kuarsa, kalsit)

b. Dapat diiris (sectile) : dapat diiris dengan pisau dan memberikan kenampakan yang halus

dan rata pada bekas irisannya. (ex. gypsum)

c. Dapat dipintal (ductile) : mineral dapat dipintal seperti kapas. (ex. asbes)

d. Dapat ditempa (milleable) : bila mineral dipukul dapat menjadi lebih tipis dan melebar.(ex. emas, tembaga)

e. Lentur (elastic) : bila dibengkokan dapat kembali seperti semula kalau dilepaskan lagi. (ex. mika)

f. Fleksible : bila dibengkokan tidak dapat kembali seperti semula kalau dilepaskan lagi. (ex. copper)

10. Kemagnetan

adalah sifat mineral terhadap gaya tarik magnet. Kemagnetan dapat dibedakan menjadi:

a. Feromagnetik : tertarik kuat oleh magnet (ex. magnetit, pirotit)

b . Paramagnetik : tertarik agak kuat oleh magnet (ex. pirit)

c. Diamagnetik : tidak tertarik oleh magnet (ex. kuarsa, gypsum)

11. Sifat-sifat Lain

adalah sifat-sifat yang khas yang dimiliki oleh mineral diluar sifat-sifat fisik yang telah diuraikan

diatas,

contohnya:

a. belerang mempunyai bau yang menyengat seperti korek api

b. Halit memiliki rasa yang asin seperti garam

c. Grafit apabila digoreskan pada kertas, maka akan membekas

Sifat-sifat fisik mineral seperti warna, kilap, dan cerat merupakan sifat-sifat fisik mineral

yang ditentukan oleh penyinaran atau cahaya. Sedangkan kekerasan, belahan, pecahan, bentuk,

berat jenis, sifat dalam, kelistrikan, dan gaya lebur merupakan sifat-sifat yang berhubungan erat

dengan ikata n-ikatan molekul atau atom di dalam mineral.

Berbicara tentang mineral dan pembentukkannya, tidak akan lepas dari teori Bowen atau

lebih dikenal dengan "Reaksi Bowen"

Dalam reaksi Bowen, terdapat dua seri, yaitu seri Discontinu dan seri Continu. Pada seri discontinue meng hasilkan feromagnesian mineral, dimana setelah terbentuk setiap mineral ini akan bereaksi kembali dengan larutan sisa membentuk mineral dalam sekuen yang berikutnya. Pada seri ini juga dijelaskan bahwa pada saat magma mulai mendingin, maka mengkristallah mineral-mineral yang titik hablurnya sesuai dengan kondisi suhu ata

upun larutan magma, demekian seterusnya sampai semua ion-ion didalam magma saling mengikat menjadi kristal mineral. Sedangkan pada seri Continue meliputi proses transformasi kristal feldspar plagioklas dengan penggantian Calcium (Ca) dengan Sodium (Na).

PENDESKRIPSIAN MINERAL

1. Muskovit

Merupakan mineral yang memiliki warna bening transparan, bentuknya berupa lembaran (micac eous), memiliki kekerasan < 2,5 - 2,5, berkilap kaca, belahannya adalah sempurna, memiliki pecahan une ven, dan goresannya adalah berwarna putih. Mineral ini biasanya terdapat pada batuan metamorf. Muskovit adalah mineral yang dapat dibedakan dengan mudah karena mineral ini mudah untuk dibelah dan dapat dilengkungkan dan mengeper. Susunan senyawanya terdiri dari senyawa silikat dari alumunium, kalium, natrium atau litium dengan besi dan magnesium. Mineral ini menghablur dalam sistem monoklin, tetapi bentuk bentuk kristalnya selalu berisi enam dan berbentuk tablet.Muskovit dapat terbentuk pada lingkungan batuan beku, lingkungan metamorfik berderajat rendah dan menengah (dalam sekis dan gneiss) atau pada lingkungan metamorfik berderajat r endah. Muskovit dapat digunakan dalam pembuatan alat-alat listrik, kertas dinding, minyak pelumas, dsb.

2. Kalsit

Kalsit merupakan mineral yang memiliki kenampakkan warna putih, berbentuk masive, kekerasannya adalah 3, berkilap kaca, belahannya adalah sempurna, pecahannya adalah conchoidal, dan memiliki cerat berwarna putih. Kalsit dapat terbentuk di lingkungan batuan beku, sedimen, metamorf, dan melalui proses hidrotermal. Kalsit merupakan mineral utama dalam batu gamping ataupun marmer. Mineral ini dapat diendapkan disekitar mata air atau aliran air berupa travertine, tuva, atau sinter gamping. Unsur kimia pembentuk kalsit terdiri dari kalsium dan karbonat. Unsur kalsium dalam kalsit dapat tersubtitusi oleh unsur logam sebagai pengotor yang dalam prosentasi berat tertentu membentuk mineral lain. Kalsit merupakan sumber cahaya CaO yang digunakan untuk membuat semen, pupuk, kapur, industri kimia, industri besi baja dan pembenah tanah.

3. Sulfur

Sulfur merupakan mineral yang memiliki kenampakkan warna kuning sampai dengan kuning kecoklatan, memiliki kekerasan antara 1,5-2,5. Berkilap tanah, ceratnya berwarna kuning atau bahkan putih. Belahannya adalah sempurna dengan 3/2 arah. Pecahannya adalah uneven. Mineral sulfur ini banyak sekali ditemukan pada batuan sedimen vulkanik. Sulfur dapat dibentuk di daerah gunung api aktif, disekitar mata air panas, dan hasil aktifitas bakteri yang memisahkan sulfur dengan sul fat.Dapat pula terbentuk karena oksida-sulfida metal. Dijumpai pada batuan-batuan sedimen yang berasosiasi dengan anhidrit, gypsum, dan batugamping. sifat khas dari sulfur sendiri adalah memiliki bau yang sangat menyengat. Sulfur digunakan untuk membuat senyawa-senyawa sulfur, seperti asam sulfat;dalam pembuatan insektisida, pupuk buatan, vulkanisasi karet, dalam industri tekstil, kulit, kertas,cat,pencelupan, dan penggilingan minyak. Sulfur banyak ditemukan di daerah Kawah Papandayan, Jawa Barat.

4. Pirit
Pirit merupakan kategori dari sulfida mineral yang memiliki kenampakkan warna kuning keemasan sampai dengan hitam.

Kekerasannya antara 6-6,8 dan kilapnya adalah logam (metallic). Mineral ini tidak mempunyai belahan satupun dan pecahannya adalah conchoidal. Bentuk mineralnya adalah columnar/blocky, dan memiliki sistem kristal yang i sometri. Berat jenis dari mineral ini mencapai 4,95-5,10. Mineral ini juga memiliki kristal berbentuk kubus, berstruktur bulat, kasar, dan stalaktit. Pirit digunakan secara komersial untuk produksi belerang dioksida, digunakan dalam aplikasi seperti industri kertas, dan dalam penggunaan asam sulfat.

5. Aragonit

Aragonit merupakan mineral yang memiliki kenampakkan warna putih, coklat, abu-abu, kuning, merah muda, ungu

, biru, dan hijau terang. Kekerasannya mencapai 3,5-4. Mineral ini berkilap kaca, minyak, dan tanah. Ceratnya adalah berwarna putih. Belahannya adalah 3arah. Pecahannya adalah subconchoidal dan bentuk mineralnya adalah collu mnar. Berat jenisnya mencapai 2,9-3,0. Mineral aragonit terkadang mengandung sedikit stronsium sehingga memiliki warna lidah api merah kirmizi.

Proyeksi Stereografi

Kristalografi adalah suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari sistem-sistem kristal. Kristalografi merupakan ilmu yang mempelajari bentuk luar kristal serta cara penggambarannya. Kristal atau hablur adalah suatu benda padat homogen berbentuk polihedral teratur, dibatasi oleh bidang permukaan licin, rata, yang merupakan ekspresi bangun atau struktur dalamnya. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu. Jadi, kristal merupakan suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara tiga dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Hingga saat ini, baru diketahui 7 sistem kristal, yaitu Isometrik, Tetragonal, Ortorombik, Heksagonal, Trigonal, Monoklin, dan Triklin. Dari ketujuh sistem kristal tersebut, dapat dikelompokkan menjadi 32 kelas kristal. Pengelompokkan ini berdasarkan pada jumlah unsur simetri yang dimiliki oleh kristal tersebut. Sistem isometri terdiri dari 5 kelas, sistem tetragonal terdiri atas 7 kelas, sistem ortorombik terdiri dari 3 kelas, heksagonal terdiri dari 7 kelas, trigonal terdiri dari 5 kelas, dan sistem monoklin mempunyai 3 kelas. Tiap kelas kristal mempunyai singkatan yang disebut dengan simbol. Ada 2 macam cara simbolisasi yang sering digunakan, yaitu simbolisasi Schonflies dan Herman Maugin (simbolisasi internasional).

Unsur-unsur simetri kristalografi, terdiri dari:
1. Zona dan Sumbu Zona
Zona adalah satu set bidang-bidang hablur yang terletak sedemikian sehingga garis-garis potongnya saling sejajar satu sama lain. Sedangkan sumbu zona adalah suatu garis yang letaknya sejajar dengan garis potong dari bidang-bidang yang terletak dalam satu zona.

2. Pusat atau Inti simetri titik inversi (i)
Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri (i) jika setiap garis yang ditarik dari setiap titik pada permukaan kristal selalu melewati pusat kristal, sehingga menghasilkan titik-titik yang berlawanan arah dengan jarak yang sama. Keadaan ini berarti bidang-bidang yang berlawanan tersebut akan berjarak sama terhadap pusat simetri (i) tersebut dan saling sejajar.

3. Bidang Simetri atau Bidang Cermin (m)
merupakan bidang imajiner atau bidang khayal yang memisahkan dua bidang yang mempunyai bentuk muka yang sama dalam ukuran dan bentuk pada arah yang berlawanan. Bidang imajiner haruslah merupakan bidang pencerminan (m) antara satu bidang hablur terhadap bidang yang lainnya.

4. Sumbu Simetri atau Sumbu Lipat (n)
merupakan garis imajiner, dimana hablur dapat berotasi atau disebut pula sebagai sumbu putar/ sumbu ganda. Hasil rotasi bidang harus benar-benar berimpit dengan bentuk semula dari bidang kristal yang dipakai sebagai standar pengamatan awal pada perputaran sebesar 360 derajat.

Untuk mengamati objek 3 dimensi, suatu kristal menjadi bentuk 2 dimensi dilakukan dengan cara proyeksi kristalografi. prinsip proyeksi kristal adalah penyederhanaan penggambaran kembali setiap bidang kristal menjadi suatu titik, dengan cara menentukan posisi tersebut. Caranya adalah dengan menarik garis tegak lurus atau garis normal dari suatu pusat kristal terhadap muka/bidang kristalnya sehingga memotong bidang proyeksi. Berikut ini adalah macam-macam proyeksi kristalografi, antara lain adalah:
1. Proyeksi Bola
dimana bidang proyeksinya adalah bidang bolanya. Hasil proyeksi bola ini masih kurang sederhana, karena proyeksi kristal yang asalnya berbentuk 3 dimensi akan berupa titik-titik yang tersebar pada bidang bola yang masih berbentuk 3 dimensi.

2. Proyeksi Stereografi
adalah gambaran dua dimensi atau proyeksi dari permukaan sebuah bola sebagai tempat orientasi geometri bidang dan garis. Proyeksi ini hanya menggambarkan geometri kedudukan atau orientasi bidang dan garis, sehingga hanya memiliki kemampuan untuk memecahkan masalah yang berkaitan dengan geometri saja. Analisis geometri struktur geologi atau bidang-bidang diskontinu menerapkan prinsip-prinsip proyeksi stereografi menggunakan bantuan stereonet.

3. Proyeksi Gnomonik
proyeksi ini sama dengan proyeksi stereografi, tetapi bidang proyeksi gnomoniknya merupakan bidang singgung bola yang menyinggung bola pada titik kutub utara bola berupa bidang.

4. Proyeksi Ortografi
Pada proyeksi ortografi, bidang proyeksi dapat diletakkan dimana saja pada arah tertentu dari bola, tetapi pada umumnya bidang proyeksi ortografi terletak diutara bola yang tegak lurus terhadap sumbu U dan S diatas bidang proyeksi gnomonik.

Kristalografi

Mineralogi adalah suatu zat atau benda padat homogen yang terbentuk oleh proses alam, tersusun atas komposisi kimiawi tertentu dan mempunyai sifat fisik tertentu serta pada umumnya mempunyai sistem kristal. Mineral terbentuk dari atom-atom serta molekul-molekul dari berbagai unsur kimia yang atom-atom tersebut tersusun dalam suatu pola teratur. Mineral termasuk dalam komposisi unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks dengan ribuan bentuk yang diketahui (senyawa organik biasanya tidak termasuk). Untuk menjadi mineral, suatu zat atau benda harus memenuhi 4 syarat, yaitu:

1. Harus berupa zat padat (solid)
2. Harus terbentuk secara natural/ alami
3. Harus anorganik
4. Harus memiliki komposisi kimia tertentu

Mineralogi adalah salah satu cabang ilmu geologi yang mempelajari tentang mineral, baik dalam bentuk individu ataupun dalam bentuk kesatuan, antara lain mempelajari tentang sifat-sifat fisik, sifat kimia, cara-cara terdapatnya, cara terjadinya, serta kegunaannya. Mineralogi fisik adalah cabang ilmu geologi yang mempelajari sifat-sifat fisik mineral, seperti:
1. Kilap
merupakan kenampakkan yang ditunjukkan oleh pantulan cahaya yang dikenakan kepadanya atau intensitas cahaya yang dipantulkan oleh permukaan kristal. Kilap dibedakan menjadi 2, yaitu kilap logam dan kilap non-logam. Kilap non-logam terdiri dari: Kilap intan, kilap kaca, kilap sutera, kilap damar, kilap lemak, kilap mutiara, dan kilap tanah.

2. Warna
merupakan warna yang ditangkap dengan mata apabila mineral terkena cahaya atau spectrum cahaya yang dipantulkan mineral. Warna dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu: warna idiokhromatik, biasanya warna mineralnya selalu tetap; dan warna allokhromatik, biasanya warna mineral tidak tetap bergantung pada mineral pengotornya.

3. Kekerasan
merupakan ketahanan suatu mineral terhadap suatu goresan, dan untuk menentukan kekerasan, biasanya digunakan Skala Mohs.

4. Cerat
merupakan warna mineral dalam bentuk hancuran, dan biasanya diperoleh apabila mineral digoreskan pada bidang kasar, seperti porselen.

5. Belahan
merupakan kecenderungan mineral untuk membelah diri dengan satu atau lebih dengan arah tertentu. Belahan dapat dibedakan menjadi: Belahan sempurna, Belahan baik, Belahan tidak jelas, dan belahan tidak menentu. Apabila ditinjau dari arah belahannya, maka belahan dibedakan menjadi: Belahan searah, Belahan dua arah, dan belahan tiga arah.

6. Pecahan
merupakan kecenderungan mineral untuk terpisah-pisah dalam arah yang tidak teratur apabila mineral diberikan gaya. Macam-macam pecahan pada mineral: Konkoidal, pecahan berserat, pecahan tidak rata, pecahan rata, dan pecahan runcing.

7. Bentuk
Mineral yang ada di alam biasanya berbentuk kristal (kristalin), dan non-kristal (amorf)

8. Berat Jenis
merupakan perbandingan antara berat mineral diudara terhadap volumenya di dalam air.

9. Kemagnetan
merupakan sifat mineral terhadap gaya tarik menarik magnet, dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu ferromagnetik, paramagnetik, dan diamagnetik.


Kristalografi merupakan suatu cabang dari mineralogi yang mempelajari tentang sistem-sistem kristal. Suatu kristal dapat didefinisikan sebagai padatan yang secara esensial mempunyai pola difraksi tertentu. Jadi, kristal merupakan suatu padatan dengan susunan atom yang berulang secara 3 dimensional yang dapat mendifraksi sinar X. Secara sederhana kristal dapat didefinisikan sebagai zat padat yang mempunyai susunan atam atau molekul yang teratur. Keteraturan kristal ini tercermin dalam permukaan kristal yang berupa bidang-bidang datar dan rata yang mengikuti pola-pola tertentu. Bidang-bidang datar pada kristal ini disebut sebagai bidang muka kristal. Sudut antara bidang-bidang muka kristal yang saling berpotongan besarnya selalu tetap pada suatu kristal. Bidang muka kristal itu, baik letak maupun arahnya, ditentukan oleh perpotongannya dengan sumbu-sumbu kristal. Dalam sebuah kristal, sumbu kristal berupa garis bayangan yang lurus yang menembus kristal melalui pusat kristal. Sumbu kristal tersebut mempunyai satuan panjang yang disebut sebagai parameter.

Sistem-sistem kristal yang terdapat dibumi sangat banyak ragamnya, dari bentuk yang sangat sederhana, kebentuk yang yang sangat rumit. Bentuk-bentuk kristal tersebut dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok dasar. Pengelompokkan tersebut berdasarkan pada:
a. perbandingan panjang sumbu-sumbu kristalografi
b. letak atau posisi sumbu kristalografi
c. jumlah sumbu kristalografi
d. nilai sumbu c atau sumbu vertikal

Hingga saat ini baru diketahui 7 sistem kristal, antara lain adalah sebagai berikut:
1. Sistem Isometrik
Sistem ini dikenal sebagai sistem kubus/kubik. Jumlah sumbu kristalnya 3 dan saling tegak lurus satu dengan yang lainnya. Masing-masing sumbu sama panjangnya. sumbu-sumbu tersebut biasanya disebut a,b,c.

2. Sistem Tetragonal
Sistem ini sama dengan sistem isometrik, sistem ini memiliki 3 sumbu kristal yang masing-masing saling tegak lurus. Sumbu a sama panjang dengan sumbu b, sedangkan sumbu c bisa lebih panjang ataupun lebih pendek dari sumbu a atau b.

3. Sistem Ortorombik
Sistem ini memiliki 3 sumbu kristal yang saling tegak lurus satu dengan lainnya. Ketiga sumbu kristal tersebut mempunyai panjang yang berbeda. Sumbu a adalah sumbu terpendek, sumbu b adalah sumbu menengah, dan sumbu c adalah sumbu terpanjang.

4. Sistem Heksagonal
Sistem ini mempunyai 4 sumbu kristal, dimana sumbu c tegak lurus terhadap ketiga sumbu yang lainnya. Sumbu a, b, da d masing-masing saling membentuk sudut 120 derajat satu terhadap yang lain dan mempunyai panjang yang sama, sedangkan panjang c berbeda (dapat lebih panjang atau lebih pendek).

5. Sistem Trigonal
Beberapa ahli memasukkan sistem ini kedalam sistem heksagonal, sebab cara penggambarannya sama dengan sistem heksagonal, hanya saja pada sistem trigonal, setelah terbentuk bidang dasar, yang berbentuk segienam kemudian dibuat segitiga dengan menghubungkan dua titik sudut yang melewati satu titik sudutnya.

6. Sistem Monoklin
Monoklin artinya hanya mempunyai satu sumbu yang miring dari tiga sumbu yang dimilikinya. Sumbu a tegak lurus terhadap sumbu b, sumbu b tegak lurus terhadap sumbu c, tapi sumbu c tidak tegak lurus terhadap sumbu a. Ketiga sumbu tersebut mempunyai panjang yang tidak sama, umumnya sumbu c yang paling panjang dan sumbu b yang paling pendek. Sumbu a disebut sumbu klino, dan sumbu b disebut sumbu orto.

7. Sistem Triklin
Sistem ini mempunyai 3 sumbu, yang satu dengan yang lainnya tidak saling tegak lurus. emikian juga panjang masing-masing sumbu tidak sama. Salah satu dari sumbu-sumbu tersebut sebagai sumbu c, yaitu sumbu vertikal, dan dua sumbu lainnya adalah sumbu b, yaitu lebih panjang dari sumbu c yang disebut sumbu makro, dan sumbu a, yaitu sumbu terpendek yang disebut sumbu brakia.

Dari masing-masing sistem kristal tersebut, dapat dibagi lebih lanjut menjadi klas-klas. Penentuan klas-klas kristal tergantung dari banyaknya unsur-unsur simetri yang terkandung didalamnya, yang meliputi:
1. Bidang Simetri
merupakan bidang bayangan yang dapat membelah kristal menjadi dua bagian yang sama, dimana bagian yang satu merupakan pencerminan dari yang lain.

2. Sumbu Simetri
merupakan garis bayangan yang dibuat menembus pusat kristal, dan bila kristal diputar dengan poros sumbu tersebut sejauh satu putaran penuh, maka akan didapatkan beberapa kali kenampakkan yang sama.

3. Pusat Simetri
Suatu kristal dikatakan mempunyai pusat simetri bila kita dapat membuat garis bayangan tiap-tiap titik pada permukaan kristal menembus pusat kristal dan akan menjumpai titik-titik lain pada permukaan disisi yang lain dengan jarak yang sama terhadap pusat kristal pada garis bayangan tersebut.

Penentuan klas simetri didasarkan pada kandungan unsur-unsur simetri yang dimiliki oleh setiap bentuk kristal tersebut.

Mengenal Ilmu Geologi

Apa itu Geologi???

Geologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi. Bumi merupakan salah satu planet yang ada di sistem tatasurya kita. Bumi didiskripsikan berbentuk bulat pepat dan berputar pada poros pendeknya. Jari-jari bumi ± 6.370 km, yang terdiri dari benda padat (batuan), benda cair, dan gas (udara).

Secara umum interior bumi terdiri dari daratan (benua, pulau-pulau, lembah-lembah, dan pegunungan), serta lautan (lembah, palung, serta pegunungan bawah laut). Puncak gunung tertinggi > 8.000 m dpl (Pegunungan Himalaya), sedangkan palung yang terdalam mencapai kedalaman > 10.000 meter di bawah muka laut (Palung Philipina).

Informasi utama dari susunan dalam bumi diketahui berdasarkan informasi seismologi. Berdasarkan penyelidikan oleh H. Jeffreys dan K.E. Bullen (1932-1942) yang mengacu pada penyelidikan E. Wiechert (1890-an) dengan menggunakan cepat rambat gelombang P dan S, didefinisikan pembagian bentuk dalam (lapisan-lapisan) dari interior bumi, yaitu terdiri dari inti dalam, inti luar, mantel bawah, dan mantel atas, serta kerak bumi (Gambar 1 dan 2), dimana :

• Inti bumi (paling dalam), terdiri dari inti dalam (kedalaman 5.140-6.371 km, padat, berat, dan sangat panas), inti luar (kedalaman 2.883-5.140 km, cair atau lelehan lebih ringan, dan sangat panas).

• Mantel, terdiri dari mesosfer (kedalaman 350-2.883 km, padat, bertekanan tinggi, panas, dan keras), astenosfer (kedalaman 100-350 km, lemah, mudah terdeformasi oleh panas dan tekanan, serta plastis).

• Litosfer (kerak bumi), kedalaman 0-100 km, padat, dingin, kaku, rapuh, dan ringan, yang terdiri dari kerak benua (tebal), dan kerak samudera (tipis).

Pada batas bawah kerak bumi, terjadi penambahan cepat rambat gelombang dan disebut dengan bidang diskontinuitas Mohorivicic, dan ini juga berarti terjadinya perubahan komposisi mineral batuan (spesies mineral), yang diinterpretasikan sebagai perubahan komposisi dari gabbro menjadi suatu batuan ultrabasa (mineral dunit atau eklogit).

Kerak bumi yang merupakan bagian teratas dari interior bumi yang langsung kontak dengan oksigen dan merupakan tempat akumulasi mineral-mineral batuan merupakan sasaran utama dari ilmu genesa endapan bahan galian untuk dapat mengetahui sebaran mineral-mineral berharga. Keterdapatan mineral-mineral berharga tersebut sangat bergantung pada jumlah (konsentrasi) mineral-mineralnya, serta letak dan bentuk endapannya.

1. Kerak Bumi

Kerak bumi (earthcrust) merupakan padatan yang relatif dingin, rapuh, dan kaku (rigid) dengan BJ lebih rendah sehingga seolah-olah mengapung di atas mantel. Ini adalah bagian yang berada di permukaan bumi sampai kedalaman ±100 km.

Karena adanya perbedaan panas yang sangat tinggi antara bagian bumi yang tengah dengan bagian bumi yang lebih luar, maka akan terjadi perbedaan tekanan dimana tekanan pada bagian dalam lebih besar, sehingga pergerakan magma akan menghasilkan aliran konveksi di dalam mantel. Lelehan magma yang lebih panas akan bergerak ke atas dan lelehan magma yang lebih dingin tenggelam.

Akibat aliran konveksi lelehan magma tersebut lapisan kerak bumi yang padat dan relatif rapuh yang ada di atasnya (mengapung) ikut bergerak sesuai dengan gerakan lelehan magma. Pada suatu tempat tertentu lapisan kerak bumi akan retak dan bergerak saling menjauh, dan rekahan yang ditinggalkannya akan segera terisi oleh lelehan magma yang kemudian juga akan membeku (disebut sebagai daerah regangan dimana lempengan kerak bumi yang saling berdekatan menjauh), contohnya pada laut yang dalam di tengah samudera (Atlantik, Pasifik, dll).

Pada bagian bumi lain akan terjadi tumbukan antara lempeng-lempeng yang saling mendekat sehingga akan terjadi penunjaman dari salah satu lempeng tersebut. Lempeng yang lebih tipis (lempeng samudera) akan menunjam di bawah lempeng benua yang relatif lebih tebal, dan sering disebut sebagai sebagai zona subduksi (subduction zone). Pada bagian yang menunjam akan meleleh menjadi magma dan bagian dari lempeng yang lain akan mengalami perlipatan, pengangkatan, dan pensesaran.

Dengan adanya retakan/bukaan akibat terbentuknya sesar-sesar tersebut maka pada bagian-bagian tertentu pada zona tersebut kadang-kadang diterobos oleh lelehan batuan panas dari mantel (magma) dan membentuk kantong-kantong lelehan batuan panas yang disebut sebagai dapur magma (magma chamber).

Kalau penerobosan tersebut berlangsung sampai mencapai permukaan bumi, maka terjadilah pembentukan deretan gunung berapi. Magma yang keluar akan menghasilkan material hasil letusan gunung api, yang berupa tufa, lahar, maupun menghasilkan aliran lava panas yang akan membentuk batuan lava di permukaan. Magma yang tidak mencapai permukaan akan membeku di dalam bumi membentuk bermacam-macam jenis batuan beku.

2. Pembentukan Batuan

Batuan merupakan suatu bentuk padatan alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen (disusun oleh satu mineral atau monomineral). Tekstur dari batuan akan memperlihatkan karakteristik komponen penyusun batuan, sedangkan struktur batuan akan memperlihatkan proses pembentukannya (dekat atau jauh dari permukaan).

Batuan kristalin terbentuk dari tiga proses (fisika-kimia) dasar, yaitu kristalisasi dari suatu larutan panas (magma), presipitasi dari larutan, serta rekristalisasi dari suatu bentuk padatan. Proses-proses tersebut akan menghasilkan tipe atau produk akhir dari batuan sesuai dengan kondisi atau tahapan pembentukannya, dan kadang-kadang muncul sebagai suatu produk residual. Berdasarkan proses pembentukannya batuan dapat dikelompokkan sebagai batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

2.1 Batuan Beku

Batuan beku merupakan produk akhir dari magma, yang merupakan suatu massa larutan silikat panas, kaya akan elemen-elemen volatil, dan terbentuk jauh di bawah permukaan bumi melalui reaksi panas (fusion) dari massa padatan. Bagian dari pelarutan pada bagian tengah lapisan kerak bumi (hasil dari magma primer), biasanya mempunyai komposisi basaltik, dan muncul di permukaan bumi melalui proses erupsi membentuk batuan volkanik atau ekstrusif, atau melalui pen-injeksian pada perlapisan atau rekahan-rekahan dalam kerak bumi pada kedalaman yang bervariasi membentuk batuan hipabissal (hypabyssal rocks). Magma-magma lain yang berasal dari larutan basaltik yang melalui proses differensiasi kadang-kadang juga muncul ke permukaan bumi.

Mineral-mineral yang pertamakali mulai mengkristal dari basalt (pada temperatur 1100⁰C – 1200⁰C) membentuk mineral spinels (kromit) & sulfida, mineral-mineral jarang, serta logam-logam berharga (spt platinum), yang sering dikenal sebagai mineral-mineral aksesoris yang terbentuk dalam jumlah yang sedikit pada tipe batuan tersebut. Kadang-kadang pada temperatur terendah (pada range temperatur pembentukan), mengkristal silikat yang kaya akan besi & magnesium (olivin), sodium & kalsium (piroksen), serta kadang-kadang juga mengandung potasium & air (mika dan amfibol). Seri (reaksi-reaksi) pembentukan mineral pada batuan beku (basaltis) dipelajari oleh N.L. Bowen, dan urutannya dikenal dengan Deret (Series) Reaksi Bowen

Pada deret ini dapat dipresentasikan dua urutan pararel, yaitu :

• Seri kontinious, dimana tipe plagioklas berupa feldspar (mineral-mineral felsik) yang terbentuk setelah kristalisasi, dan dengan proses yang berkesinambungan dengan turunnya temperatur terbentuk komposisi yang kaya akan kalsium (anortit) s/d komposisi yang kaya akan sodium (albit).

• Seri diskontinious, dimana mineral-mineral besi dan magnesium terbentuk pada awal kristalisasi dari larutan dan terendapkan dengan sempurna membentuk mineral-mineral baru dengan suatu sekuen reaksi yaitu :

Olivine - hypersthene - augit - hornblende - biotit

Batuan beku juga dapat dikelompokkan berdasarkan perbedaan susunan kimianya, yaitu :

• Batuan beku asam, dengan kandungan SiO₂ > 55% (granit, monzonit).

• Batuan beku sedang, dengan kandungan SiO₂ 50-55% (granodiorit, diorit, andesit).

• Batuan beku basa, dengan kandungan SiO₂ <>

• Batuan beku sangat basa (ultra basa), tidak mengandung SiO₂, tetapi mengandung banyak plagioklas dan ortoklas (peridotit, hazburgit).

2.2 Batuan Sedimen

Karena adanya perubahan iklim (panas, dingin, kering, hujan) dan reaksi dengan zat-zat lain yang ada di permukaan bumi, termasuk juga pembuatan manusia dan makhluk hidup lainnya, maka batuan yang ada di permukaan bumi dapat berubah (terombak) sehingga menjadi tidak kuat dan kompak lagi. Akibatnya batuan tersebut akan mudah tererosi dan ter-transport oleh aliran sungai.

Secara umum proses-proses penghancuran pada bagian yang tinggi (lapuk, longsor, dan erosi), proses-proses pengangkutan dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah oleh media air, serta proses-proses pengendapan (sedimentasi) pada bagian yang lebih rendah atau tenang (danau, sungai, lembah, rawa, dan laut), selalu berlangsung di muka bumi. Kegiatan atau proses-proses tersebut akan terus berlangsung sampai ribuan atau jutaan tahun, sehingga akan terjadi pengompakan sehingga membentuk batuan-batuan sedimen yang kompak (batupasir, batulanau, batulempung, breksi, batugamping, dll),

Kekuatan batuan sedimen sangat bervariasi, tergantung dari tingkat konsolidasi (umur), tingkat pelapukan, dan kandungan materialnya. Batuan sedimen akan berkekuatan tinggi dan keras jika terkonsolidasi kuat, berumur sudah tua (tersier atau lebih), masih segar, mengandung material/mineral keras dan kuat (kuarsa, fragmen batuan beku, dll). Sedangkan kalau masih muda (belum terkonsolidasi dengan baik), sudah lapuk, dan mengandung banyak air atau terdiri dari material lunak, akan bersifat lemah dan mudah digali/dibongkar.

Batuan sedimen dapat tersebar sangat luas atau terbatas, tergantung pada luas cekungan pengendapan dan material pembentuk yang tersedia, juga pada kestabilan cekungan pada masa yang bersangkutan, serta dapat juga bersamaan dengan pembentukan cebakan endapan berharga/bahan tambang misalnya :

• pada proses pelapukan - endapan nikel, laterit, bauksit, dll.

• pada proses pengendapan - pasirbesi, timah, besi, batubara, pasir, kaolin, batugamping, dll

Batuan yang sudah ada/terbentuk, dapat juga mengalami perubahan menjadi batuan lain oleh proses metamorfosa (suatu proses yang dipengaruhi oleh aktivitas panas dan tekanan yang tinggi). Karena perubahan temperatur, tekanan, atau temperatur dan tekanan (secara bersama) akan merubah struktur dalam (kristal) dari mineral-mineral yang menyusun batuan tersebut. Dalam proses metamorfosa ini dianggap tidak ada penambahan unsur dari luar.

AB + CD ® AC + BD

Misalnya suatu batuan mengandung 2 mineral yang masing-masing mempunyai unsur AB dan CD. Setalah proses metamorfosa yang terbentuk adalah mineral baru dengan susunan unsur AC dan BD.

Contoh lain : CaCO₃ ¾¾¾® CaCO₃

(batugamping) (marmer)

Secara umum pada batuan metamorf dikenal mempunyai 3 macam struktur, yaitu :

• gneis, yang terdiri dari gabungan mineral-mineral pipih (mika) dengan mineral bulat (kuarsa, garnet, silimanit, dll).

• sekis, yang terdiri dari susunan mineral-mineral pipih (terutama mika).

• filit, yang terdiri dari mineral-mineral sangat halus (batu sabak).

3. Stratigrafi

Secara umum stratigrafi diartikan sebagai suatu kesatuan ciri batuan yang berbeda dengan di atas dan di bawahnya. Stratum dibatasi dari stratum lainnya oleh bidang perlapisan atau ciri-ciri lain yang membedakannya dari yang berbatasan.

Penggolongan batuan berdasarkan lapisan-lapisan batuan di bumi menjadi satuan-satuan batuan berdasarkan ciri-ciri litologinya disebut dengan litostratigrafi.

Beberapa konsep stratigrafi yang perlu diketahui antara lain :

• Superposisi (Steno, 1669), yaitu lapisan yang lebih muda selalu berada di atas lapisan batuan yang lebih tua.

• Kedataran (Steno, 1669), yaitu susunan lapisan yang kedudukannya tidak horizontal berarti telah mengalami proses geologi lain setelah pengendapannya.

• Kesinambungan (Steno, 1669), yaitu pada dasarnya batas hasil suatu pengendapan berupa bidang perlapisan akan menerus sampai penyebab kejadiannya menghilang pada suatu tempat.

Perubahan-perubahan posisi muka air laut (transgresi dan regresi) sangat mempengaruhi proses pembentukan batuan sedimen tersebut sehingga batuan sedimen yang terbentuk sangat tergantung pada kondisi lingkungan pengendapan pada waktu tersebut (sekuen stratigrafi). Jika hubungan antar lapisan tidak normal (karena urutannya tidak menerus, atau karena sebagian lapisan hilang akibat proses geologi) dikenal dengan istilah ketidakselarasan (unconformity).

Secara umum yang dapat dipelajari dari penampang stratigrafi suatu daerah antara lain : mengetahui urutan-urutan pengendapan batuan di daerah tersebut, mengetahui susunan batuan, ketebalan, dan hubungan setiap lapisan, dapat memberikan gambaran dalam melakukan interpretasi lingkungan pengendapan daerah tersebut.

4. Mineralogi

Mineral didefinisikan sebagai bahan/zat anorganik padat yang homogen, terbentuk di alam dan mempunyai susunan kimia dan sistem kristal tertentu.

Ada bahan lain yang tidak dapat disebut sebagai mineral, misalnya : SiO₂ (opal, karena amorf), C (batubara, karena merupakan bahan organik), H₂O (air, karena bukan benda padat).

Mineral dapat merupakan bahan berharga/bahan tambang seperti : Cu₅FeS₄ (bornit, merupakan bijih tembaga), CuFeS₄ (kalkopirit, merupakan bijih tembaga), Fe₂O₃ (hematit, merupakan bijih besi), Fe₃O₄ (magnetit, merupakan bijih besi), dll. Atau dapat merupakan gangue (pengotor) bahan tambang (dibuang), misalnya : SiO₂ (kuarsa, pada tambang timah), FeS₂ (pirit, pada tambang tembaga, emas), Na-Ca Si₃O₈ (felspar, pada tambang timah primer), dll.

5. Struktur Geologi

Struktur geologi adalah suatu struktur atau kondisi geologi yang ada di suatu daerah sebagai akibat dari terjadinya perubahan-perubahan pada batuan oleh proses tektonik atau proses lainnya. Dengan terjadinya proses tektonik, maka batuan (batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf) maupun kerak bumi akan berubah susunannya dari keadaannya semula. Struktur geologi (makro) yang penting untuk diketahui antara lain ; bidang perlapisan, sistem sesar, sistem perlipatan, sistem kekar, dan bidang ketidakselarasan.

5.1 Bidang Perlapisan

Bidang perlapisan hanya ditemukan pada batuan sedimen, yaitu suatu bidang yang memisahkan antara suatu jenis batuan tertentu dengan batuan lain yang diendapkan kemudian, misalnya batas antara lapisan batupasir dengan batugamping, atau batas lapisan batupasir yang satu dengan batupasir lainnya yang dapat dibedakan (Gambar 10). Biasanya batuan sedimen terdiri dari banyak sekali lapisan-lapisan yang berurutan dari tua ke muda, sehingga banyak pula bidang perlapisannya. Bidang perlapisan tersebut merupakan bagian yang lemah dibandingkan dengan kekuatan batuan sedimennya, karena itu dalam analisis kemantapan posisinya menjadi sangat penting.

5.2 Sistem Sesar

Sesar atau patahan (fault) adalah suatu bidang yang terbentuk karena kekuatan batuan tidak dapat menahan lagi tekanan/beban yang ada sehingga akhirnya batuan tersebut patah. Setelah terjadinya sesar tersebut, kedua bagian yang tadinya berhubungan dapat bergeser naik, turun, atau bergeser secara mendatar.

Sesar yang terbentuk karena proses tektonik yang kuat umumnya tidak berdiri sendiri (tunggal), tetapi akan menghasilkan sesar-sesar lain yang lebih kecil di sekitarnya sehingga dapat membentuk suatu sistem sesar yang kompleks.

5.3 Sistem Perlipatan

Karena aktivitas tektonik, lapisan batuan sedimen yang relatif elastis akan mengalami tekanan yang tinggi dan terlipat, dan membentuk sistem sinklin-antiklin. Pada sistem perlipatan maka lapisan batuan yang tadinya mendatar akan berubah posisinya menjadi miring dengan sudut kemiringan (dip) dan jurus (strike) yang bervariasi .

Apabila besarnya tegangan yang bekerja pada batuan sedimen tersebut melampaui batas elastisnya, maka sistem tersebut akan mengalami penyesaran dan pergeseran. Sedangkan kalau tidak terlalu besar, maka pada bagian-bagian tertentu mungkin akan terbentuk sistem kekar tarik (pada batuan yang rapuh/getas).

Perlipatan menghasilkan bagian punggungan perlipatan yang disebut sebagai antiklin dan bagian lembah yang disebut sebagai sinklin. Jarak antara antiklin dengan sinklin di dekatnya juga bervariasi, tergantung pada besarnya gaya yang membentuknya. Demikian juga mengenai kemiringan yang terbentuk pada perlipatan tersebut, yaitu tergantung pada amplitudo dan frekuensi yang terjadi.

Lapisan batuan yang tidak mendatar lagi (miring) posisinya dinyatakan dalam jurus dan kemiringannya (strike/dipnya), sehingga dibutuhkan interpretasi untuk mengkorelasikannya.

5.4 Sistem Kekar

Seperti juga pada sesar dan perlipatan, kekar umumnya terbentuk karena proses tektonik yang terjadi pada suatu daerah tertentu. Dalam hal ini kekar merupakan akibat lanjutan dan proses pembentuk sesar atau perlipatan. Kalau kekuatan suatu batuan (kuat tekan atau kuat tarik) tidak sanggup lagi melawan tegangan yang ada, maka batuan tersebut akan pecah atau retak. Jika ukuran dari retakan tersebut besar dan terjadi pergeseran yang besar disebut terjadi sesar, sedangkan dalam ukuran retakan tersebut kecil (hanya sampai beberapa meter) dan relatif tidak terjadi pergeseran disebut sebagai kekar.

Pada suatu batuan yang sama dalam daerah yang relatif kecil sering terdapat beberapa pasang kekar yang berbeda (sistem kekar). Kekar-kekar yang mempunyai orientasi (jurus dan kemiringan) sama disebut sebagai satu set kekar. Dalam suatu sistem kekar bisa terdapat lebih dari satu set kekar.

Permukaan bidang kekar ada yang halus, kasar, bergelombang, licin, dll, tergantung pada jenis batuan, kekuatan batuan, besarnya gaya, dan jenis gaya yang bekerja padanya.

Dalam analisis kekar yang perlu diperhatikan adalah : ukuran kekar (persistensi), kekasaran bidang kekar, bukaan kekar (separation), isi bukaan kekar (infilling), ada/tidaknya air pada kekar, besar aliran air pada sistem kekar, orientasi bidang kekar (jurus dan kemiringan), jumlah set kekar pada daerah yang sama, dan kerapatan/jarak kekar.