IDENTIFIKASI MINERAL PADA BATUAN GRANIT DI GEOPARK MERANGIN PROVINSI JAMBI MENGGUNAKAN X-RAY DIFFRACTION (XRD) DAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI MINERAL PADA BATUAN GRANIT DI GEOPARK MERANGIN PROVINSI JAMBI MENGGUNAKAN X-RAY DIFFRACTION (XRD) DAN SCANNING ELECTRON MICROSCOPY Sr Oktamulan 1, Samsdar 1, Nasr MZ 1, Nehru 1 1 Prod Fska, Fakultas Sans dan Teknolog, Unverstas Jamb, Jl. Raya Jamb Muara Bulan KM. 15 Mendalo 36361, Indonesa E-mal: sroktamulan@unja.ac.d Abstrak Keragaman geolog (Geodversty) yang dmlk oleh Geopark Merangn provns Jamb menympan berbaga macam batuan, sepert batu Grant. Manfaat batu Grant bag pengembangan ndustr sebaga bahan bangunan sepert dalam pembuatan keramk. Peneltan n bertujuan mengdentfkas mneral pada batuan d Geopark Merangn. Pengamblan sampel batuan pada tga ttk koordnat yang berbeda yang terdentfkas sebaga batuan Grant. Batuan d preparas sampel menjad bubuk menggunakan Jaw Crusher, Pulverzer, dan Sevng Shaker. Identfkas unsur yang terkandung pada batuan sampel dgunakan EDS pada SEM dan XRD untuk menganalss jens dan sfat mneral yang terkandung d batuan berdasarkan pola dfraks yang dhaslkan oleh sampel. Peneltan lokas sampel pertama d Jeram Ladeh terdentfkas memlk tga fasa yatu Olgoclase dan Bytownte merupakan mneral Plagoclase dan Hornblende adalah mneral Amfbol. Kelebhan kandungan Plagoclase dar batuan d Jeram Ladeh n menandakan batuan n merupakan batuan Grandort. Lokas sampel kedua d Teluk Gadang Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk tga fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase merupakan mneral K-Feldspar dan Muskovt. Kandungan Kuarsa dan K-Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens batuan Grant. Lokas ketga d Dusun Baru Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk empat fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase, Mcroclne dan Sandne merupakan mneral K-Feldspar. Kandungan Kuarsa dan K-Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens batuan Grant. Dar sampel batuan d lokas Geopark Merangn terdapat dua jens batuan terdentfkas Grant dan satu Grandort. Hasl peneltan n dgunakan untuk melengkap data Geodversty Geopark Merangn. Kata kunc: Geopark, Grant, XRD, SEM Abstract [Identfcaton Mneral of Grante at Geopark Merangn of Jamb Provnce usng X-ray Dffracton (XRD) and Scannng Electron Mcroscopy (SEM)] Geodversty of Geopark Merangn Jamb provnce store varous knds of rocks, such as grante. Grante benefts for the development of the ndustry are used as buldng materals such as n the manufacture of ceramcs. Ths study ams to dentfy the mnerals n the rocks n the Geopark Merangn. Rocks samples taken n three dfferent coordnates. Preparaton sample of rock to powder usng a Jaw Crusher, Pulverzer, and Sevng Shaker. Identfcaton of the elements contaned n the rock samples used EDS n SEM and XRD analyze the mnerals contaned n the rocks by the dffracton pattern generated by the sample. The frst sample n Jeram Ladeh dentfed as havng three phases, namely Olgoclase and Bytownte s a mneral Plagoclase and Hornblende s an Amphbole. The second sample n Teluk Gadang has three phases, namely quartz and Anorthoclase s a mneral K-Feldspar and Muscovte. The thrd n Dusun Baru has four phases, namely Anorthoclase, Mcroclne and Sandne s a mneral of K- Feldspar dan Quartz. Rock samples at the ste of Geopark Merangn there are two rock types dentfed Grante and one Grandort. Results of ths research are used to complete the data geodversty Merangn Geopark. Keywords: Geopark, Grante, XRD, SEM PENDAHULUAN Keragaman geolog yang dmlk oleh Geopark Merangn menympan banyaknya batuan alam dantaranya batuan Grant. Batuan Grant merupakan batuan beku yang berasal dar dalam perut bum (muntahan magma) yang berstruktur grantk dan struktur holokrstaln, yang terdr dar elemen kuarsa dan feldspar, sedangkan mneral lannya dalam jumlah kecl sepert bott, muskovt, hornblende, dan proksen (ESDM, 015). Dalam bdang ndustr, pemanfaatan batuan Grant banyak dpaka dalam pembuatan keramk (G. Bayrak, 013) dan bahan beku pembuatan batu has, lanta ataupun ornamen dndng. Energy Dspersve Spectroscopy (EDS) pada Scannng Electron Mcroscopy (SEM) adalah metode untuk menganalss mengetahu komposs data kuanttatf unsur yang terkandung d dalam objek. 1

2 X-ray Dffracton (XRD) adalah metode yang mampu menganalss jens dan sfat mneral tertentu dengan melhat pola dfraks mneral yang dhaslkan. Banyaknya manfaat dar batuan Grant dan kurangnya data batuan yang merupakan grant d Geopark Merangn, sehngga dlakukan peneltan dentfkas mneral Grant pada batuan d Geopark Merangn, Jamb menggunakan EDS pada SEM dan XRD. METODE Metode yang dgunakan adalah metode peneltan lapangan dan metode peneltan laboratorum. Peneltan lapangan dlakukan dengan surve secara langsung d lapangan konds fsk geolog daerah peneltan, mengambl sampel dan memplot lokas pengamblan sampel pada peta lntasan berdasarkan data koordnat kontrol pada Global Poston System (GPS). Batuan Grant dambl dar tga lokas yang berbeda. Pengamblan contoh batuan dlakukan dengan membuat sayatan tps atau mengeruk pada bagan permukaannya krakra 10-0 cm ke arah dalam batuan sehngga pemelharaan batuan dapat terealsas. Peneltan laboratorum dlakukan untuk mengetahu lebh spesfk kandungan mneral dar batuan grant. Peneltan laboratorum n mencakup preparas sampel. Analss komposs unsur dengan metode EDS pada Sem dan analss kandungan mneral dengan metode XRD. Peneltan lapangan dlakukan dengan pengamblan sampel batuan Grant d tga lokas yang berbeda d sepanjang sunga Desa Ar Batu, Geopark Merangn, Jamb. Gambar 1, Gambar dan Gambar 3 menunjukkan lokas batuan yang ddentfkaskan sebaga batuan grant dengan konds berupa warna, tekstur, penyebaran dan mneral lan yang berada dsektarnya. Gambar 1. Lokas pengamblan sampel batu Grant d Jeram Ladeh Desa Ar Batu, Geopark Merangn. Ttk koordnat (X= dan Y= ) Gambar. Lokas pengamblan sampel batu Grant d Teluk Gadang Desa Ar Batu, Geopark Merangn. Ttk koordnat (X= dan Y= ) Gambar 3. Lokas pengamblan sampel batu Grant Pnksh d Dusun Baru Desa Ar Batu, Geopark merangn. Preparas Sampel Preparas sampel merupakan tahapan penghalusan bahan batuan yang ddentfkaskan sebaga batuan Grant atau Grandort menjad bubuk. Alat yang dgunakan adalah 1) Jaw Crusher adalah perangkat menghancurkan yang dgunakan untuk menghancurkan bahan besar dan keras menjad partkel kecl; ). Pulverzer dgunakan untuk menghancurkan sampel batu Grant menjad patkel yang halus atau bubuk hngga berukuran lebh kecl dar 13 mm. dan 3) Sevng Shaker dgunakan untuk penyarngan bahan partkel/bubuk. Batuan Grant dayak menggunakan ayakan berukuran (seve sze) 00 mm x 50 mm. Dameter lubang sektar 6 0,045 mm dengan kata lan bubuk batuan Grant berukuran sektar 6 0,045 mm. Pengujan SEM dan XRD SEM memanfaatkan nteraks antara elektron sumber dengan elektron penyusun sampel yang akan menghaslkan ems elektron ataupun foton. Hasl darnteraks tersebut akan drekam oleh detektor ataupun layar. Hasl data rekaman tersebut dapat dvsualsaskan sehngga dapat menghaslkan morfolog sampel. 13

3 SEM dar Phenom Pro X dlengkap dengan ftur EDS. Alat n memlk pembesaran elektron optkal x, resolus lebh dar 14 nm, penggambaran dan analss pada daya 5 15 kv. Ftur EDS dgunakan menganalss unsur kma yang ada d permukaan materal yang ddeteks dar nla energ snar-x yang dhaslkan. Gambar 4. Alat dan prnsp kerja SEM dar Phenom Pro-X Alat yang dgunakan untuk menentukan mneral pada peneltan n adalah X-ray Dffractometer. XRD merupakan sebuah alat yang dgunakan untuk memerksa struktur krstal dar bahan atau zat yang halus. Adapun komponen skematk proses dfraks snar-x terlhat pada Gambar 5. Gambar 5. Komponen dar alat X-ray dffractometer Karakterstk dar alat X-ray Dffractometer yang dgunakan sebaga berkut: - Tpe alat: PANalytcal X-Pert3 Powder - Logam sasaran snar-x : Cu (Copper) - Tegangan dan arus : 40 kv, 30 ma - Rentang sudut θ : 5,0 o 89,98 o - Pencacahan : 0,04 - Panjang gelombang : 1,54 Å - Ukuran slt : 91 mm - Scan Type : kontnu Pada peneltan n dgunakan metode analss Retveld menggunakan aplkas HghScore Plus database COD (Cystallography Open Database). Keunggulan metode Retveld dapat menganalss dan memsahkan puncak-puncak pola dfraks yang salng bertumpuk dan kompleks. Prnsp dasar metode analss Retveld adalah mencocokkan profl puncak perhtungan terhadap profl puncak pengamatan. Pencocokan profl tersebut dlakukan dengan menerapkan prosedur perhtungan kuadrat terkecl non lnear yang dber syarat batas, yang dapat dnyatakan dalam persamaan berkut: f ( x) w y ( o) y ( c) (1) dengan y (o) adalah ntenstas pengamatan (observaton), y (c) adalah ntenstas perhtungan (calculaton), dan w adalah faktor bobot. Metode Retveld menganggap bahwa setap ttk pada pola dfraks sebaga suatu pengamatan tunggal yang mungkn mengandung kontrbus terhadap sejumlah refleks Bragg yang berbeda dengan membuat model dugaan ntenstas hasl perhtungan, kemudan dmodelkan/dcocokan dengan ntenstas hasl percobaan. Parameter-parameter kecocokan yang dgunakan dalam melhat perkembangan penghalusan Retveld, yatu: Faktor profl R p Faktor profl bobot y y ( o ) y ( c) y ( o) 1/ () w ( ) ( ) o y c R wp (3) w y( o) Indeks goodness of ft (GoF) R wp N P GoF ; Rexp (4) Rexp w y( o) Faktor Bragg R B I ( o) I ( c) I ( o) (5) N adalah jumlah ttk data, P adalah jumlah parameter yang terlbat dalam sebuah penghalusan, Io dan Ic adalah ntenstas terukur dan terhtung untuk sebuah refleks Bragg. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasl karaktersas menggunakan SEM memperlhatkan struktur morfolog dan kandungan unsur dar batuan Grant dan Grandort. Berkut 14

4 adalah hasl nterpretas Batu Grant dengan menggunakan SEM dan EDS d tga lokas sampel. Gambar 6, Gambar 7 dan Gambar 8 menunjukkan data predks unsur yang terdapat d batuan sampel. Batuan d Jeram Ladeh mengandung unsur Oksgen,Slkon, Magnesum, Carbon, Bromne, Calcum, Natrum, dan Flourne. Batuan d Teluk Gadang mengandung Unsur Oksgen, Slkon, Carbon, Alumnum, Bromne, dan Potassum. Batuan d Dusun Baru mengandung unsur Slkon, Oksgen, Bromne, Carbon, Natrum, Potassum, Alumnum, dan Ntrogen. Hornblende adalah mneral Amfbol. Kelebhan kandungan Plagoclase dar batuan d Jeram Ladeh n menandakan batuan n merupakan batuan Grandort. Dar persamaan 1 hngga persamaan 5 dperoleh nla GoF sebesar 1,933, ndeks n menggambarkan tngkat kesesuaan model yang bak dar model yang dpredks dbandngkan dengan data sebenarnya. Gambar 10 adalahh batuan d Teluk Gadang Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk tga fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase merupakan mneral K- Feldspar dan Muskovt. Kandungan Kuarsa dan K- Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens batuan Grant. Gambar 11 adalah batuan d Dusun Baru Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk empat fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase, Mcroclne dan Sandne merupakan mneral K- Feldspar. Kandungan Kuarsa dan K-Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens batuan Grant. Gambar 6. Hasl karaktersas SEM sampel batu Grant d Jeram Ladeh Gambar 9. Hasl refnement dar pola dfraks snarx sampel batu Grant d Jeram Ladeh Desa Ar Batu, Geopark Merangn Gambar 7. Hasl karaktersas SEM sampel batu Grant d Teluk Gadang Gambar 10. Hasl refnement dar pola dfraks snar-x sampel batu Grant d Teluk Gadang Desa Ar Batu, Geopark Merangn Gambar 8. Hasl karaktersas SEM sampel batu Grant Pnksh d Dusun Baru Gambar 9, Gambar 10 dan Gambar 11 menunjukkan hasl refnement dar pola dfraks snar-x sampel batuan yang terdapat d tga lokas d Geopark Merangn. Gambar 9 menunjukkan batuan d Jeram Ladeh memlk tga fasa yatu Olgoclase dan Bytownte merupakan mneral Plagoclase dan Gambar 11. Hasl refnement dar pola dfraks snar-x sampel batu Grant Pnksh d Dusun Baru, Desa Ar Batu, Geopark Merangn 15

5 Tabel 4.1 menunjukkan bahwa Batuan d Jeram Ladeh memlk tga fasa yatu Olgoclase dan Bytownte merupakan mneral Plagoclase dan Hornblende adalah mneral Amfbol. Kelebhan kandungan Plagoclase dar batuan d Jeram Ladeh n menandakan batuan n merupakan Grandort. Dar persamaan 4.1 hngga persamaan 4.4 dperoleh nla GoF sebesar 1,933, ndeks n menggambarkan tngkat kesesuaan model yang bak dar model yang dpredks dbandngkan dengan data sebenarnya. Batuan d Teluk Gadang Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk tga fasa yatu Quartz, Anorthoclase merupakan mneral K-Feldspar dan Muskovt. Kandungan Quartz dan K-Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens Grant. ndeks GoF sebesar 3,19 yang menggambarkan tngkat kesesuaan model yang bak. Batuan d Dusun Baru Desa Ar Batu Geopark Merangn memlk empat fasa yatu Quartz, Anorthoclase, Mcroclne dan Sandne merupakan mneral K-Feldspar. Kandungan Quartz dan K-Feldspar menunjukkan bahwa batuan tersebut berjens Grant. ndeks GoF sebesar 3,69 yang menggambarkan tngkat kesesuaan model yang bak. Ca 3, 44Na 0, 56Al 7, 36S 8, 64O 3, 00 Tabel 4.1 Data Mneral batuan d tga lokas sampel Geopark Merangn yang dolah menggunakan aplkas HghScore Plus Batuan Jeram Ladeh Desa Ar Batu Geopark Merangn Mneral Olgoclase Hornblende Bytownte Na 1, 64 Ca 0, 36 Al, 36 S 5, 64 S 14, 56 Al, 00 Mg 6, 98 Fe, 66 Formula O 16, 00 T 0, 1 Ca 3, 3 Na 1, 5 Mn 0, 04 K 0, 03 H 4, 00 O 47, 60 F 0, 40 Sstem krstal Trclnc Monoclnc Trclnc a[å]= 7,13 b[å]= 7,47 a[å]= 9,86 b[å]= 18,06 a[å]= 8,156 b[å]= 8,80 Parameter ks c[å]= 7,68 c[å]= 5,3 c[å]= 9,50 α= 115 o α= 89,93 o β= 107 o γ= 100 o β= 104,9 o γ= 90 o β= 83,39 o γ= 84,1 o Berat fraks(%) R (expected) 9,035 R (profl) 9,764 R (weght profl%) 1,56 GoF 1,933 Batuan Teluk Gadang Desa Ar Batu Geopark Merangn Mneral Anorthoclase Quartz Muscovte Formula Al.00 S 6.00 Na 1.70 K 0.30 O S 6.00 O 6.00 K 3.00 Al 9.00 S 9.00 O Sstem krstal Trclnc Trgonal (hexagonal axs) Trgonal (hexagonal axs) a[å]= 7,13 b[å]= 7,66 a[å]= 4,911 b[å]= 4,911 a[å]= 5,06 b[å]= 5,06 Parameter ks c[å]= 7,53 c[å]= 5,403 c[å]= 30,03 α= 115 o β= 100 o γ= 107 o β= 90 o γ= 10 o β= 90 o γ= 10 o Berat fraks(%) R (expected) 11,83 R (profl) 16,18 R (weght profl%) 1,15 GoF 3,19 Batuan Pnksh Dusun Baru Desa Ar Batu Geopark Merangn 16

6 Mneral Anorthoclase Quartz Mcroclne Sandne Formula Al.00 S 6.00 Na 1.70 K 0.30 O S 6.00 O 6.00 K 1, 90 Na 0, 10 Al, 00 S 6, 00 O 1 K 4, 00 Al 4, 00 S 1, 00 O 3, Sstem krstal Trclnc Trgonal (hexagonal axs) Trclnc monoclnc a[å]= 7,11 b[å]= 7,7 a[å]= 4,911 b[å]= 4,911 a[å]= 7,1 b[å]= 7,67 a[å]= 8,56 b[å]= 1,9 Parameter ks c[å]= 7,70 c[å]= 5,403 c[å]= 7,87 c[å]= 7,1 α= 11 o β= 115 o γ= 90 o β= 90 o γ= 10 o β= 104 o γ= 103 o β= 115,9 o γ= 90 o Berat fraks(%) R (expected) 1,68 R (profl) 19,91 R (weght profl%) 4,56 GoF 3,69 6, 00 SIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan peneltan yang telah dlakukan, maka dapat dtark beberapa kesmpulan, d antaranya adalah: 1. Identfkas sampel batuan d Geopark Meragn d lokas Jeram Ladeh (X= dan Y=975970) berwarna puth keabuan mengandung unsur Oksgen,Slkon, Magnesum, Carbon, Bromne, Calcum, Natrum, dan Flourne. batuan memlk tga fasa yatu Olgoclase, Bytownte, dan Hornblende.. Batuan Teluk Gadang (X= dan Y= ) berwarna coklat mengandung Unsur Oksgen, Slkon, Carbon, Alumnum, Bromne, dan Potassum. Batuan memlk tga fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase dan Muskovt. 3. Dusun Baru (X= dan Y=975988) berwarna merah muda (pnksh) mengandung unsur Slkon, Oksgen, Bromne, Carbon, Natrum, Potassum, Alumnum, dan Ntrogen. Batuan d Dusun Baru memlk empat fasa yatu Kuarsa, Anorthoclase, Mcroclne dan Sandne merupakan mneral K- Feldspar. 4. Batuan d Teluk Gadang dan Dusun Baru adalah batu Grant sedangkan d Jeram Ladeh adalah batu Grandort. DAFTAR PUSTAKA Bajl, kk Karaktersas mneral pada batu Grant d sektar gunung merap daerah Sumatera Barat menggunakan X-ray Dffracton (XRD). Pllar of Physcs, vol 1, hal Bayrak, G, dkk Grante based glass-ceramc materals. ACTA Physca polonca No. proceddng of the 3rd nternatonal congress APMAS013. Turkey. Bob, B, He Two Dmensonal X-ray Dffracton. Canada: John Wley and Sons. Two dmensonal X-ray Dffracton. John Wley and Sons. Canada. Arkunto, S Prosedur Peneltan. Jakarta: Rnneka Cpta Wurjanto, Ddy. 01. Manajemen kolaboras Percepatan Geopark Merangn Jamb. Semnar Pemberdayaan dan penyebaran nformas bdang geolog, pemanfaatn dan pengembangan keragaman geolog untuk pembangunan yang berkelanjutan. Bandung. www. Tekmra.esdm.go.d/bata pertambangan mneral dan batu bara/profl grant, 8 januar 015. UCAPAN TERIMAKASIH 1. Prod Fska, Fakultas Sans dan Teknolog, Unverstas Jamb.. Bantuan dana PNBP DIKTI tahun anggaran