Geology and Mining

Mikroskop Polarisasi adalah sebuah mikroskop yang menggunakan cahaya lampu sebagai pengganti cahaya matahari sebagaimana yang digunakan pada mikroskop konvensional. Pada mikroskop konvensional, sumber cahaya masih berasal dari sinar matahari yang dipantulkan dengan suatu cermin datar ataupun cekung yang terdapat dibawah kondensor. Cermin ini akan mengarahkan cahaya dari luar kedalam kondensor.
Mikroskop polarisasi menggunakan cahaya terpolarisasi guna menganalisa struktur yang birefringent. Birefringence – suatu property spesimen yang transparan dengan 2 indeks refraktif yang berbeda pada orientasi yang berbeda untuk membedakan cahaya terpolarisasi ke dalam kedua komponen. Cahaya terpolarisasi, hanya berfluktuasi/bergerak di satu dataran karena polar hanya meneruskan cahaya pada dataran tersebut.
Jika 2 polar diletakkan di atas yang lainnya, arahkan sinar ke atas dan putar relative terhadap yang lain, akan ada 1 posisi dimana 2 dataran tertransmisi bertemu, yang akan tampak cerah. Pada 90° terhadap orientasi ini, semua cahaya akan berhenti (gelap).
Mineral Optik
Ilmu pengetahuan mineralogi menitik beratkan pada studi tentang pengamatan dan  pendeskripsian minera-mineral penyusun batuan yang merupakan litologi dari permukaan bumi.
Dengan kemampuan mata manusia yang terbatas maka untuk pengamatan mineral penyusun batuan lebih lanjut harus menggunakan alat yaitu mikroskop. Yang dimaksud di sini adalah mikroskop polarisasi yang berbeda dengan mikroskop biasa, dimana mikroskop biasa hanya memperbesar benda yang diamati. Mikroskop polarisasi menggunakan cahaya yang dibelokkan atau terbias, bukan cahaya terpantul.
Selain itu, perbedaannya pada beberapa komponen khusus yang hanya terdapat pada mikroskop ini, antara lain keping analisator, polarisator, kompensator, dan lensa amici bertrand. Jenis/tipe dari mikroskop ini cukup beragam, ada beberapa tipe yang biasa digunakan misalnya tipe Olympus, Bausch & Lomb, dan Reichert.
Mikroskop yang dipergunakan untuk pengamatan sayatan tipis dari batuan, pada prinsipnya sama dengan mikroskop yang biasa dipergunakan dalam pengamatan biologi. Keutamaan dari mikroskop ini adalah cahaya (sinar) yang dipergunakan harus sinar terpolarisasi. Karena dengan sinar itu beberapa sifat dari kristal akan nampak jelas sekali. Salah satu factor yang paling penting adalah warna dari setiap mineral, karena setiap mineral mempunyai warna yang khusus.
Untuk mencapai daya guna yang maksimal dari mikroskop polarisasi maka perlu difahami benar bagian-bagiannya serta fungsinya di dalam penelitian. Setiap bagian adalah sangat  peka dan karenanya haruslah dijaga baik-baik. Kalau mikroskop tidak dipergunakan sebaiknya ditutup dengan kerudung plastik. Bagian-bagian optik haruslah selalu dilindungi dari debu, minyak dan kotoran lainnya. Perlu kiranya diingat bahwa butir debu yang betapapun kecilnya
akan dapat dibesarkan berlipat ganda sehingga akan mengganggu jalannya pengamatan.

Bagian - Bagian Mikroskop Polarisasi

a.       Kaki Mikroskop
Merupakan tempat tumpuan dari seluruh bagian mikroskop, bentuknya ada yang bulat dan ada yang seperti tapal kuda (U). Pada mikroskop tipe Bausch & Lomb, kaki mikroskop juga digunakan untuk menempatkan cermin. Pada tipe olympus yang akan kita gunakan, kaki mikroskop sebagai tempat lampu halogen sebagai sumber cahaya pengganti cermin.

   Dalam bidang pertambangan alat angkut adalah suatu alat yang digunakan untuk mengangkut material-material tambang baik itu material yang bernilai ekonomis ataupun tidak dari satu tempat ke tempat yang lain (tempat penimbunan atau pengolahan). Adapun jenis-jenis alat angkut tersebut yaitu:
1.    Dump Truck
Biasanya dump truck digunakan untuk mengangkut material bahan bangunan pada proyek konstruksi, seperti pasir, kerikil, batu bara, dan lain-lain. Dump Truck khas dilengkapi dengan hidrolik dengan tidur terbuka-kotak yang dioperasikan berengsel di bagian belakang. Sedangkan pada pertambangan batu bara dump truck tergolong ke dalam alat angkut material.
2.    Excavator
Excavator merupakan salah satu alat berat multifungsi yang banyak digunakan pada pekerjaan konstruksi dan kehutanan. Sedangkan dalam pertambangan batu bara alat ini berfungsi sebagai pengangkat material seperti tanah dan bebatuan. Pada tambang terbuka, excavator tergolong dalam alat berat gali dan muat.
3.    Bulldozer
Bulldozer digunakan untuk mendorong, menghancurkan, dan meremukkan material-material yang keras seperti batu-batuan besar. Dalam pekerjaan pengaspalan alat ini biasanya digunakan untuk meratakan aspal. Sedangkan dalam pertambangan batu bara, buldozer termasuk ke dalam alat muat.

Kira-kira 550 juta tahun yang lalu longsoran lumpur terjadi di dasar laut purba. Tumbuhan dan binatang terangkut pada proses tersebut ke dasar laut yang lebih dalam dan terjebak dalam lapisan sedimen lumpur yang kemudian mengalami litifikasi menjadi serpih. Selanjutnya serpih mengalami pengangkatan membentuk pegunungan yang tinggi pada batuan tersebut ditemukan sejumlah sisa-sisa organisme tadi yang beberapa jenis diantaranya masih tetap hidup sampai sekarang sedang lainnya telah musnah.
      Sisa-sisa kehidupan dimasa lampau dan telah mengalami pembatuan disebut fosil. Sampai saat ini telah dijumpai banyak jenis fosil dari unsur yang berbeda-beda. Fosil yang tertua adalah jejak yang sangat kecil dari organisme yang menyerupai bakteri yang pernah hidup 3000 juta tahun lalu. Cabang ilmu geologi yang memperlajari tentang kehidupan yang pernah ada dimasa lampau disebut paleontologi. Paleontologi sangat membantu ahli geologi dalam melakukan interpretasi mengenai sejarah bumi.

1.    Proses Pembentukan Fosil
      Untuk mengetahui bagaimana fosil terbentuk, tergantung apa yang terjadi setelah organisme tersebut mati. Kebanyakan organisme yang telah mati dimakan oleh binatang atau hancur karena organisme lainnya. Selain itu proses dekomposisi dapat juga menghancurkan organisme tersebut. Proses tersebut kadang sangat aktif, sehingga dapat menghilangkan sama sekali jejak-jejak dari organisme yang telah mati. Tetapi pada kondisi tertentu sisa dan atau jejak dari organisme yang mati tersebut dapat terawetkan dan menjadi fosil.

a.     Fosil yang terbentuk oleh proses pengawetan
      Proses pengawetan adalah proses yang menyebabkan suatu organisme baik seluruh atau sebagian dari tubuhnya tetap terawetkan dengan sedikit perubahan sifat kimia maupun fisikanya.
      Di Siberia pernah ditemukan bayi mammoth (gajah purba) yang berumur sekitar 44.000 tahun terawetkan pada tanah yang membeku. Tubuh mammoth tersebut ditemukan lengkap dengan kulit dan bulunya. Daging mammoth yang telah terawetkan tersebut ternyata masih tetap segar dan merupakan salah satu hidangan yang disajikan pada pertemuan para ahli geologi dan ahli biologi telah mempelajari informasi genetik dari sel yang mengalami pembekuan. Organisme kecil semacam insekta dapat pula membentuk fosil. Organisme kecil tersebut dapat terjebak dalam lapisan-lapisan kayu, dan apabila kayu tersebut mengalami fosilisasi dan membentuk material yang sebut amber, organisme tersebut dapat terawetkan didalamnya.
      Pada lingkungan gurun, sisa-sisa binatang dapat mengalami proses dehidrasi yang disebut proses mummifikasi. Salah satu contoh dari fosil yang mengalami mummifikasi pernah dijumpai di New Meksiko. Kulit dari organisme tersebut masih tetap ada dan tulang-tulangnya masih terikat satu dengan lainnya oleh ligament.
      Bagian organisme yang keras seperti tulang, gigi atau cangkang pada umumnya tahan terhadap proses dekomposisi, dan apabila lingkungan fisika dan kimia memungkinkan, bagian-bagian tersebut terawetkan untuk jangka waktu yang cukup lama.

b.     Mineralisasi
      Pengawetan tanpa perubahan sifat fisika dan kimia sangat jarang terjadi dan fosil dengan tipe ini sangat jarang terjadi. Pada kondisi lain, seluruh atau sebagian dari tubuh organisme mengalami penggantian oleh mineral yang disebut proses mineralisasi. Meski material yang menyusun organisme tersebut telah digantikan oleh mineral, struktur sel organisme tersebut masih dapat terlihat jelas dengan menggunakan mikroskop. Proses mineralisasi dapat terjadi dengan bermacam cara, yaitu rekristalisasi, permineralisasi dan penggantian (replacement).
Rekristalisasi. Kebanyakan cangkang dari organisme invertebrata laut seperti koral, kerang dan oyster terutama disusun  oleh Kalsium karbonat. Kebanyakan invertebrata yang masih hidup menyerap kalsium karbonat untuk membuat rangkanya dengan menghasilkan mineral aragonit. Setelah organisme tersebut mati, struktur kristal aragonit akan berubah menjadi mineral kalsit yang lebih stabil. Perubahan ini terjadi karena atom-atom penyusun mineral aragonit akan menyesuaikan diri dan membentuk kristal yang lebih solid. Fosil yang telah mengalami proses rekristalisasi akan mempunyai bentuk dan struktur dalam yang tetap hanya komposisi mineralnya yang berubah.
Permineralisasi. Pada tulang dan cangkang binatang kadang dijumpai rongga arau lubang yang saluran darah, syaraf dan bagian lunak organisme lainnya. Ketika organisme tersebut mati, air dapat mengalir melalui rongga-rongga tersebut. Jika air masuk ke dalam rongga tersebut mengandung ion-ion terlarut seperti silika, kalsium karbonat atau oksida besi, ion-ion tersebut akan mengalami presipitasi dan mengisi rongga-rongga tersebut dengan mineral. Proses tersebut disebut proses permineralisasi. Selama proses tersebut, tulang dan cangkang asli dari organisme tidak mengalami perubahan. Tetapi karena adanya mineralisasi di dalam rongga dan pori-porinya, maka fosil organisme tersebut lebih berat dan lebih tahan. Proses permineralisasi dapat juga terjadi pada bagian lunak dari tumbuhan. Air yang membawa larutan silika masuk ke dalam jaringan tumbuhan yang tumbang dan mengkristal membentuk mineral kuarsa. Fosil yang dihasilkan dari proses tersebut disebut fosil kayu atau petrified wood. Lingkaran tahun dan jaringan pada fosil kayu ini sama dengan yang terdapat pada pohon yang hidup jutaan tahun yang lalu.
Replacement. Material yang menyusun organisme dapat mengalami pelarutan dan digantikan oleh mineral lainnya. Proses ini disebut dengan replacement atau penggantian. Selama proses tersebut volume dan bentuk organisme yang asli tetap tetapi material penyusunnya mengalami perubahan. Sebagai contoh cangkang binatang yang tadinya tersusun oleh kalsium karbonat, pada waktu menjadi fosil cangkang tersebut sudah mengalami perubahan disusun oleh silika atau pirit.

c.     Mold dan Cast
      Bayangkan cangkang binatang yang tertinggal di dasar laut dan tertutupi oleh sedimen. Kemudian sedimen tersebut mengalami kompaksi dan membentuk batuan sedimen, dan cangkang tersebut mengalami pelarutan dan meninggalkan cetakan pada batuan sedimen tersebut yang disebut mold. Apabila yang tercetak adalah bagian luar dari cangkang tersebut di sebut eksternal mold, sedangkan bila yang tercetak bagian dalamnya disebut internal mold. Bila cetakan tersebut terisi oleh material lain maka akan terbentuk cast.

d.     Carbonisasi
      Fosil dapat juga terbentuk oleh proses karbonisasi. Pada proses ini bagian-bagian lunak dari organisme seperti daun, ubur-ubur dan cacing, pada waktu mati dengan cepat mengalami penimbunan oleh sedimen. Karena penimbunan tersebut material mengalami kompresi sehingga komponen yang berupa gas akan menghilang, meninggalkan unsur karbon yang tercetak pada batuan sedimen yang terbentuk.

e.     Fosil Jejak
      Beberapa fosil tidak terdiri dari sisa tubuh organismenya, tetapi organisme tersebut meninggalkan jejak, lubang atau sarang atau tanda-tanda lain yang dibuatnya. Apabila jejak-jejak tersebut terawetkan, maka disebut fosil ejak (trace fossils). Jejak-jejak binatang telah banyak dijumpai pada batuan sedimen. Fosil jejak tersebut dapat memberikan informasi kepada kita bagaimana organisme tersebut bergerak semasa hidupnya, apakah organisme tersebut berjalan dengan dua kaki atau empat kaki dan memberikan petunjuk bagaimana kebiasaan hidup dari organisme tersebut.

2. Kegunaan Fosil Dalam Geologi
      Para ahli geologi selalu tertarik terhadap bagaimana batuan, mineral dan bentang alam mangalami perubahan dengan berubahnya waktu. Ukuran waktu dalam skala waktu geologi akan di uraikan pada bab lain, tetapi di sini akan diuraikan bagaimana para ahli geologi mengunakan fosil.

A.    Fosil dan pengukuran umur.
      Fosil dapat digunakan untuk menentukan umur relatif dari batuan sedimen. Lapisan sedimen yang mengandung fosil tertentu dapat dikatakan bahwa batuan sedimen berbentuk pada waktu binatang-binatang yang membentuk fosil tersebut hidup. Jadi batuan sedimen tersebut terbentuk bersamaan rentang waktu kehidupan binatang tersebut. Setiap organisme mengalami perubahan dengan perubahan waktu, sehingga setiap organisme mempunyai rentang waktu yang berbeda-beda. Jadi fosil tertentu akan dapat menunjukkan batuan sediman yang mengandung fosil tersebut terbentuk pada waktu tertentu. Jadi umur relatif dari batuan sedimen dapat ditentukan dengan mempelajari fosil-fosil yang terkandung didalamnya.

B.    Fosil dan Korelasi
      Korelasi adalah menghubungkan antara dua alam atau lebih unit batuan yang berada pada tempat yang berbeda dan mempunyai kesamaan umur. Korelasi merupakan pekerjaan yang sangat penting dalam geologi, karena pada kenyataanya batuan-batuan yang menyusun kerak bumi isi tersingkap setempat-setempat dan kadang mempunyai jarak yang berjauhan.
      Jika proses evolusi terjadi sangat cepat pada suatu organisme tersebut mempunyai jangka waktu hidup yang pendek. Fosil dan organisme tersebut dapat menunjukkan umur batuan dengan rentang waktu yang sangat pendek. Fosil dengan rentang waktu hidup yang sangat pendek tersebut di sebut fosil indeks atau fosil penunjuk, karena fosil tersebut dapat digunakan untuk menentukan umur batuannya. Fosil indeks yang sangat baik adalah yang berevolusi dengan cepat, sangat melimpah pada jangka waktu yang pendek, mempunyai penyebaran yang luas dan dengan cepat mengalami pemusnahan dan terawetkan dengan baik pada batuan. Bahan-bahan yang mengandung fosil yang sama dikatakan mempunyai umur yang sama jadi batuan yang mengandung fosil dengan umumr yang sama dan berasal dari tempat yang berbeda dapat diselesaikan.

Batuan beku dapat diklasifikasikan berdasarkan kandungan oksida tertentu. Berdasarkan kandungan silikanya batuan beku dibagi menjadi empat, yaitu batuan beku asam, intermediet, basa dan ultrabasa.  Adapun tahap penamaan batuan beku didasarkan pada tekstur dan komposisi mineralnya. Hal yang pertama dilihat adalah warnanya. Apabila terang maka batuan tersebut termasuk kelompok batuan beku asam dan sebaliknya apabila batuan makin gelap kemungkinan termasuk kelompok batuan beku  intermediet, basa sampai ultrabasa. Kemudian hal yang dilakukan lagi ialah melihat teksturnya antara lain yaitu derajat kristalisasi, granularitas dan hubungan antar butiranya serta tekstur khusus yang ada pada batuan tersebut. Keterangan tersebut dapat diperoleh dari melihat mineral yang terkandung. Mineral yang ada pada sebuah batuan yang didiskripsi dibuat persentasenya.

a)        Batuan Beku Asam

Pada kelompok batuan basa asam yang dominan adalah kuarsa, plagioklas, orthoklas dan sedikit kehadiran hornblende dan biotit. Kandungan SiO2 lebih dari 66%. Kelompok batuan ini melimpah pada wilayah-wilayah dengan tatanan tektonik kratonik (benua), seperti di Asia (daratan China), Eropa dan Amerika. Ia membeku pada suhu 650-800oC. Dapat dikelompokkan dalam tiga kelompok, yaitu batuan beku  kaya kuarsa, batuan beku kaya feldspathoid (foid) dan batuan beku miskin kuarsa maupun foid. Batuan beku kaya kuarsa berupa kuarzolit, granitoid, granit dan tonalit; sedangkan yang miskin kuarsa berupa syenit, monzonit, monzodiorit, diorit, gabro dan anorthosit. Jika dalam batuan beku tersebut telah mengandung kuarsa, maka tidak akan mengandung mineral foid, begitu pula sebaliknya.

Batuan beku intrusif yang bersifat felsik atau asam terbagi menjadi granit dan granodiorit, tergantung pada banyaknya kandungan potasium. Keduanya berwarna terang dan mengandung mineral kuarsa dan felspar berukuran kristal besar. Batuan beku ekstrusif yang memiliki komposisi kimia yang sama dengan granit adalah riolit, dan yang sama dengan granodiorit adalah dasit. Riolit dan dasit, keduanya berwarna terang dan mineralnya berukuran halus. Berikut adalah beberapa batuan yang bersifat asam :