Anomali Europium pada Rare Earth Element

Rare Earth Element, yang diterjemahkan menjadi unsur tanah jarang adalah 17 unsur yang menyusun sistem periodik. Unsur ini tersusun atas Scandium (Sc)-Yttrrium (Y) dan 15 unsur lain dari grup lantanida, secara berturut-turut: Lanthanum (La)-Cerium (Ce)-Praseodymium (Pr)-Neodymium (Nd)-Promethium (Pm)-Samarium (Sm)-Europium (Eu)-Gadolinium (Gd)-Terbium (Tb)-Dysprosium (Dy)-Holmium (Ho)-Erbium (Er)-Thulium (Tm)-Ytterbium (Yb)-Lutetium (Lu). Pada tahun 1869, Mendeleev sudah berhasil menghitung masa atom dari unsur La-Ce, yang sebelumnya sudah diklasifikan sebagai logam tanah jarang.

La, Ce, Pr, Nd, Sm dan Eu umum disebut sebagai light REE (LREE), sedangkan sisanya disebut sebagai heavy REE (HREE), berdasarkan kenaikan massa atom pada tabel periodik dari kiri ke kanan. REE mempunyai karakteristik yang spesial karena kesemuanya memiliki kemiripan sifat, dimana seluruh konfigurasi elektron terluarnya sama. Prometium tidak ditemukan dalam batuan karena tidak stabil.

------------------------------------------------------------------------------------------------ (on process)

REE occur as 3-valent ions (REE3+) with the exception of Ce which occurs as Ce4+ and Ce3+ and Eu as Eu2+ and Eu3+. While the 3-valent ions (such as Eu3+) are in general more difficult to incorporate into minerals, Eu2+ can be easily incorporated into plagioclase substituting Ca2+ of the same valence. Eu2+ occurs preferentially in magmas under reducing conditions. The ionic radii of the three-valent REE slightly decrease from Ce3+ (LREE) of ca. 1.02 Å to Lu3+ (HREE) of 0.80 Å. Thus, depending on the available space within a crystal structure, some minerals prefer incorporation of LREE whereas others are also able to build in HREE. 

REE concentrations in rocks are compared to values characteristic of meteorites (values measured are multiplied by factor), which are called chondrite-normalized REE values. If the concentrations of REE in minerals and rocks are measured and chondrite normalized, occasionally a so-called Eu anomaly can be detected. It means that the Eu concentration is much different to the trend displayed by the other REE’s. Eu anomaly is called “negative” if Eu is depleted relative to the other REE’s. Depletion is generally attributed to Eu’s tendency to be incorporated preferably into plagioclase over other minerals. If a magma crystallizes plagioclase, most of the Eu will be incorporated into this mineral. If the rest of the magma gets separated from its plagioclase crystals and subsequently solidifies, the chemical composition of the final rock will display a negative Eu anomaly. 

Eu anomalies can also be modified by fluid-rock interactions due to changes in oxidation state (such as oxygen fugacity of the present fluids) and change in formation conditions (such as increasing temperature) where trivalent Eu3+ is reduced to Eu2+.

SIMPLIFIED MODEL FOR THE EXPLANATION OF EU-ANOMALIES IN THE CONTINENTAL CRUST

1. REE-bearing rock forms magma (no Eu anomaly)

2. Accumulation of plagioclase and formation of anorthosite (positive Eu anomaly in rock)

3 Removal of remaining magma to higher levels of the Earth’s crust. Pegmatite derived from anorthosite is depleted in plagioclase (negative Eu anomaly)

4 Further recrystallization of minerals in the pegmatite distributes the remaining REE preferable into some minerals containing Ca2+.

sumber: http://www.gemresearch.ch/journal/No5/page34.htm

Klik Gambar di bawah untuk melihat artikel lain

Read More

Menentukan Rumus Kimia Mineral dan Mengeplot ke Diagram Ternary

Update: 27 Oktober 2016

1. Menghitung persen berat elemen pada mineral kalkopirit (CuFeS2)

Data yang diperlukan:

a. rumus kimia mineral

b. massa atom (atomic weight) dari tiap elemen pada kalkopirit

Jawab:

* kita tahu rumus kimia kalkopirit adalah CuFeS2

* Tentukan massa atom dari Cu, Fe, dan S

* Tulis jumlah atom pada masing-masing elemen (mis. S=2, Cu=Fe=1)

* Kalikan massa atom dengan jumlah atom

* Jumlahkan total dari berat molekul

* Bagi berat molekul dengan total berat molekul

2. Menghitung rumus kimia mineral dari analisa kimia (SEM/EDS atau EMPA). Kita ambil contoh kalkopirit.

Data yang diperlukan:

a. persen berat (weight% dari tiap elemen)

b. massa atom (atomic weight) dari tiap elemen yang ingin dicari

Jawab: 

* Misalkan data yang diperoleh dari hasil analisa kimia dinyatakan dalam persen berat

* Bagi persen berat dengan massa atom

* Misalkan hasil analisa menunjukkan Cu= 35, Fe= 31, S=35. Hasil analisa ini sebenarnya kurang baik, karena total dari analisa SEM= 101. Anggap saja hasilnya seperti itu

* Bagi persen berat dengan massa atomnya

* Sederhanakan untuk mencari bilangan bulat terbesar

===========================================================

Sering kali kita tidak tahu bagaimana cara mengolah data yang sudah didapat dari analisa batuan yang dilakukan di laboratorium. Padahal untuk meng-analisa whole rock analysis maupun spot analysis memerlukan biaya yang tidak murah. 
Atau kasus lain, kita bingung untuk menentukan nama mineral dari hasil analisa XRF (X-ray Fluorescence), EDX (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) atau WDX (Wave Dispersive X-Ray Spectroscopy). Data yang kita dapat hanya intensitas elemen dan kita harus menentukan mineral tersebut. Sebagai catatan, hal ini dilakukan jika analisa yang dilakukan adalah analisa semi-kuantitatif atau kuantitatif (penjelasan analisa kualitatif, semi-kuantitatif dan kuantitatif dari Bruker)
Kali ini, saya coba bagi beberapa tips untuk menentukan mineral-mineral yang kita dapat dari hasil analisis tersebut, kemudian kita plot dalam Diagram Ternary.

1. Menentukan Nama Mineral

Sebagai ilustrasi, saya melakukan spot analisis (titik hijau) untuk mengetahui mineral yang belum saya ketahui. Analisa saya lakukan dengan menembakkan sinar X-Ray ke point yang dituju. Point yang dibombardir tersebut akan mengeluarkan energi eksitasi yang ditangkap oleh detektor. Hasil analisa nya sebagai berikut. 

Jika data yang kita mendapatkan persen berat (lihat kotak hasil analisa), kita melihat elemen O, Na, Al dan Si mempunyai prosentase yang cukup tinggi dengan total hasil analisa 95,77% . Nah, sekarang kita akan menentukan, apa mineral yang mungkin muncul dari elemen tersebut.

Langkahnya sebagai berikut.

1. Fitur chemsearch yang bisa di akses di web mindat.org .

 2. Masukkan elemen yang akan dicari. Dalam contoh di atas, kita akan mencari mineral yang mengandung elemen O, Na, Al dan Si

3. Klik Search for Minerals

4. Akan muncul banyak kemungkinan mineral yang di rekomendasikan oleh web ini. Dari sini, pengetahuan geologi kita diperlukan, untuk melihat kemungkinan mineral yang teramati. Dari sini, kita lihat bahwa Albit adalah mineral yang sedang kita cari karena memenuhi persyaratan dari elemen yang kita cari.

5. Untuk memastikan, kita perlu melakukan perhitungan dari hasil analisa yang sudah kita dapat, dengan menghitung mol dari elemen dari data % berat. Bagaimana caranya? Ini ada link menarik dari Montana University untuk menghitung mol dari % berat , dan sudah disediakan excel yang cukup membantu.

Saya berikan salah satu contoh untuk Labradorite:

Saya menggunakan perhitungan yang sudah disediakan oleh Montana University.

Setelah disalin di Microsoft Word, hasilnya sebagai berikut.

Contoh soal perhitungan mineral dan solusi (21 Februari 2017)

Northern Arizona University

2. Mengeplot ke Diagram Ternary

Hasil tersebut bisa di plot dalam Diagram Ternary. Beberapa open source dari diagram ternary bisa dilihat di Montana University atau dapat men-download di beberapa link di bawah.

- Link 1 -- Ternplot (excel)

- Link 2 -- Excel Template for Ternary Diagram (excel)

- Link 3 -- Tri Plot (excel) --> saya menggunakan link ini, memungkinkan untuk memodifikasi

- Link 4 -- Ggtern (install)

Kalau masih ada yang ingin ditanyakan, dengan senang hati saya membantu jika saya bisa. Semoga bermanfaat.

Menghitung ulang persen atom mineral:

Link

Amphibole
Axinite
Biotite (trioctahedral mica)
Carbonates
Chlorite
Chromite
Columbite-Tantalite
Feldspar
Garnet
Muscovite (dioctahedral mica)
Phosphates
Prehnite
Pyroxene
Spinel
Staurolite
Sulphides
Tourmaline
Wodginite
Wolframite
Element to Oxide conversions
Chondrite normalize a REE mineral analysis

===========================================================

menentukan  mineral dengan memasukkan data persen berat

contoh: Au dengan persen berat 80% , maka kemungkinan mineralnya:

Listing of 2 Records containing *a.element = 'au' and a.weight_percent between 72 and 88*

Mineral	% Au	%	%
Bezsmertnovite	78.56
Tetra-auricupride	75.61

Oleh-oleh dari Natur Historische Museum di Wina.

Ada yang perlu emas untuk cincin? Itu 60kg, silahkan... (photo by: Helmy S. Alam)

Nugget dari Australia (photo by: Helmy S. Alam)

Klik Gambar di bawah untuk melihat artikel lain

Read More

Pengamatan Mineral Transparan dengan Mikroskop Refraksi

Update 26-10-2017

Atlas mikroskopi bijih

Belajar mikroskop online
Virtual microscope
Mineral in reflected light and metasomatism
texture in calcite

Update 26 Desember 2016: rollover image for crossed nicols
Arahkan mouse di atas gambar pada teks yang berwarna biru untuk melihat gambar pada pengamatan nikol silang. 

Tekstur zoning

Anatase (TiO₂) adalah polimorf dari rutile dan brookite. Anatase mempunyai sistem kristal tetragonal. Anatase dicirikan dengan belahan yang sempurna. 

Anatase mempunyai belahan sempurna (perfect cleavage) pada sumbu (001) dan (011).  

Spesimen: anatase (Sudan)

Tekstur zoning pada agate

Textural zoning pada agate(salah satu varian dari kuarsa). Ulasan tentang varian dari agate dan pertumbuhan zoningnya bisa dibaca di halaman ini

Spesimen: agate (Sudan)

Tekstur colloform

Malasit (hijau) menunjukkan tekstur colloform. Mineral tak berwarna di sekitar malasit adalah kuarsa

Spesimen: urat kuarsa-malasit (sudan)

Tekstur kembar (twinning)

Gambar di atas menunjukkan kembar pada plagioklas. Plagioklas tidak mempunyai warna interferensi sehingga pada pengamatan nikol sejajar, plagioklas tidak berwarna.

Lokaliti: Myanmar

Gambar di atas menunjukkan kembar pada plagioklas. Plagioklas tidak mempunyai warna interferensi sehingga pada pengamatan nikol sejajar, plagioklas tidak berwarna.

Lokaliti: Myanmar

Karbonat dicirikan warna interferensi dan relief yang tinggi, mempunyai bidang kembar (twinning) dan belahan (cleavage) rhombohedral

Untuk memudahkan pengamatan, sayatan tipis batugamping seringkali diberi pewarna (staining) untuk membedakan rongga dengan mineral. Nampak habit rhombohedral pada gambar di bagian kanan

Lokaliti: Padalarang, Jawa Barat

Bending/kink (lekukan)

Indikasi dari adanya deformasi. Contoh di atas teramati pada muskovit.

Lokaliti: Myanmar
Tekstur mozaik 

Umum teramati pada kuarsa di batuan metamorf, menunjukkan tekstur polygonal dengan sudut antar butir (triple junction) sebesar 120 derajat. 
Alterasi hydrothermal

Piroksen terubah menjadi serisit. Proses di atas dinamakan seritisasi. 

Lokaliti: Latimojong

==================================================================== Update 26 Januari 2016

Situs petrografi:
- petrografi batuan beku
- petrografi metamorfik 

- alexstrekeisen

- science marshall

"The 10,000 Hour Rule" dari Malcolm Gladwell. Sebuah teori yang disampaikan oleh seorang penulis buku berjudul "Outliers", bahwa untuk mencapai sebuah kesuksesan, diperlukan 10.000 jam untuk berlatih. Terlepas orang bisa menjadi lebih hebat kurang dari jam yang disebutkan tersebut, tidak ada masalah. Itu motivasi saya untuk bisa mengerti bidang yang dulu kurang saya suka semasa kuliah, dan akhirnya sekarang saya harus mendalaminya selama saya kuliah, yaitu petrografi dan mineragrafi.

Petrografi dan mineragrafi, merupakan salah satu cabang dari ilmu geologi yang mempelajari karakteristik mineral dengan batuan mikroskop. Petrografi adalah ilmu untuk mengamati mineral pembentuk batuan yang mempunyai sifat fisik dapat ditembus cahaya dan sedikit ditembus cahaya (mineral transparan dan semi-opak), sedangkan mineragrafi adalah ilmu untuk mengamati mineral bijih, yang umumnya adalah mineral logam yang tidak dapat ditembus cahaya (opak atau semi-opak).

Fosil, merupakan organisme yang terawetkan, dan gambar di atas menunjukkan fosil yang terawetkan di batugamping. Sampel batugamping di Padalarang, Jawa Barat

Pengamatan mineral transparan menggunakan mikroskop refraksi, yaitu menggunakan salah satu sifat cahaya dengan memanfaatkan perbedaan nilai indeks bias (refractive index). Sedangkan untuk pengamatan mineral bijih, mikroskop yang digunakan adalah mikroksop refleksi (menggunakan sifat memantulkan cahaya)

Koleksi mineral di kampus saya di Leoben

Tanya : Apakah mikroskop yang digunakan oleh waktu belajar ilmu biologi itu sama dengan mikroskop untuk mineral?

Jawab : Mikroskop yang digunakan tidak sama, karena mikroksop biologi tidak mempunyai meja putar (rotating stage), serta tidak memerlukan adanya pengamatan dengan menggunakan analisator dan polarisator. Polarisator dan analisator akan mengeblok sinar yang datang (sinar tampak = visible light), sehingga sinar yang didapat hanya mempunyai satu arah saja. Jika polarisator mengeblok sinar yang sejajar dengan arahnya, maka polarisator akan mengeblok sinar yang mempunyai arah tegak lurus dengan analisator. Sebagai contoh, kaca mobil, kamera, spion, menggunakan polarizer (polarisator) sehingga tidak semua cahaya akan diserap oleh kaca. Ilustrasinya ada di gambar ini.

http://learnphotographywithtomgrill.blogspot.co.at/2011/07/filters-using-polarizer.html

Kalau kita praktekkan di mikroksop, maka ilustrasi dari polarisator dan analisator seperti gambar di bawah.

https://www.microscopyu.com/articles/polarized/polarizedintro.html

Kali ini, saya coba bagikan beberapa mineral yang sempat saya dan guru saya di Tambang Eksplorasi, , Bu Teti Indriati (ahli mineralogi), selama saya membantu beliau di Laboratorium Mineragrafi Bijih di Teknik Pertambangan ITB. Ini merupakan beberapa contoh mineral yang sempat saya dan Bu Teti amati selama 2011-2014, semoga nanti koleksi mineralnya akan bisa bertambah.
Lanjutan tentang cara mengidentifikasi mineral dengan menggunakan Michel Lévy chart bisa dilihat di halaman ini.

Batu yang sudah diambil, kemudian dipotong dengan gergaji mesin dengan ketebalan 0,03 mm, ditempelkan dengan epoxy di preparat (kaca transparan), kemudian dipanaskan

Sayatan tipis dengan tebal 0,03 mm. Diletakkan di meja putar mikroskop, kemudian diamati sifat fisiknya

Biotit

Biotit berwarna hijau hingga cokelat, memiliki pleokroisme yang kuat, habit pseudo hexagonal, tabular, atau flaky ,  dengan belahan sempurna  satu arah. Pada pengamatan nikol silang memperlihatkan  warna interferensi hijau-pink orde 3 hingga 4 (Geunteut, Aceh)

Hornblende (memanjang, cokelat terang) dan biotit (cokelat) (Geunteut, Aceh)

Mineral biotit dengan habit memanjang dengan warna interferensi orde 3 pada pengamatan nikol silang, sedangkan mineral plagioklas berwarna abu-abu dengan kembar albit (gambar kiri). Mineral biotit yang tampak terubah menjadi hornblende dengan warna interferensi yang kuat (gambar kanan) (Padalarang, Jawa Barat)

Diopsid

Grup piroksen, tidak berwarna pada pengamatan nikol sejajar hingga berwarna pucat kehijauan, mempunyai habit granular subhedral hingga anhedral, memperlihatkan interlocking dengan mineral kuarsa, kadang dijumpai sebagai prismatik maupun lamellar (Geunteut, Aceh)

Diopsid (relief tinggi), klorit (kehijauan) dan mineral opak

Dolomit 

Dolomit tidak berwarna pada pengamatan nikol sejajar, mempunyai habit anhedral hingga subhedral, dijumpai juga dalam habit rhombohedral, tampak menunjukkan adanya bidang kembar pada individu mineral

Rongga tampak ditandai dengan pewarna (stanning) berwarna biru, sedangkan dolomit tampak dengan habit rhombohedral di sebelah kanan dari rongga, sedangkan kalsit tampak dengan relief yang tinggi

Epidot habit  anhedral, berwarna kuning-kehijauan dengan relief  tinggi pada pengamatan nikol sejajar, bersifat anisotrop pada pengamatan nikol silang dengan warna interferensi pink–hijau  orde tinggi

Garnet grosularit  (keruh)  mengandung banyak inklusi kuarsa, sedikit klorit dan epidot. Sebagian inklusi tampak terorientasi membentuk struktur zoning pada garnet (gambar kiri) Epidot (pink-hijau), kuarsa (abu-putih jernih) dan alkali feldspar (putih keruh) diantara mineral opak dan garnet (gambar kanan) (Geunteut, Aceh)

Epidot menunjukkan belahan yang sempurna

Garnet

Garnet berbentuk kubik atau polygonal, euhedral sampai anhedral,  berwarna kekuning-kuningan dengan relief  tinggi pada pengamatan nikol sejajar, bersifat isotrop pada pengamatan nikol silang. Garnet  mengandung banyak inklusi mineral lain membentuk tekstur poikilitik (Geunteut, Aceh)

Hornblende

Mineral utama pembentuk batuan beku granodiorit terdiri dari: plagioklas, hornblende, biotit dan kuarsa dengan mineral opak sebagai asesoris. Hornblende tampak mulai terubah menjadi biotit (Gambar kiri). Pengamatan nikol silang memperlihatkan tekstur holokristalin, hypidiomorfik granular,  terdiri dari plagioklas (abu-abu prismatik) dengan kembar albit , biotit (hijau–pink) dengan belahan yang sempurna, hornblende yang mengandung banyak inklusi (pojok kanan atas)  , dan interstitial kuarsa (abu-abu) yang berbentuk tidak beraturan (Gambar kanan) . (Geunteut, Aceh)

Hornblende dengan belahan yang sempurna pada masa dasar plagioklas

Mineral hornblende dengan habit euhedral dan belahan yang sempurna pada dua arahnya, dengan warna interferensi kuning hingga merah (gambar kiri). Mineral hornblende berwarna kuning pucat dan memiliki dua arah dengan habit prismatik. Mineral epidot diperlihatkan dengan warna interferensi yang tinggi (gambar kanan) (Padalarang, Jawa Barat)

Kalsit

Kalsit tidak berwarna, mempunyai belahan yang sempurna, sering dijumpai dalam bentuk lamellar hingga anhedral, dan juga dijumpai sebagai relik fosil dengan habit membundar dan menggerombol seperti anggur. Kalsit merupakan mineral dengan warna interferensi dari kuning hingga kecokelatan orde 4 pada pengamatan nikol silang. Mineral kalsit dengan ukuran butir yang halus dengan warna interferensi kuning hingga kecokelatan pada pengamatan nikol silang (Padalarang, Jawa Barat)

Fosil mempunyai habit membulat, kadang menyerupai gelang membutir yang memanjang, berbentuk cangkang, sarang lebah, dan juga ditemukan menyerupai bentuk bunga. Fosil tersimpan baik dan terawetkan oleh mineral kalsit yang mempunyai karakteristik mempunyai warna interferensi yang tinggi antara orde 3-4 pada pengamatan nikol silang, dan nampak tidak berwarna pada pengamatan nikol sejajar (Padalarang, Jawa Barat)

Klorit

Batuan andesitik yang mengalami proprilitisasi, memiliki fenokris terubah berupa klorit klorit pseudomorf menggantikan mineral mafik. Plagioklas (putih prismatik) dijumpai sebagai fenokris dan massa dasar, sedangkan mineral opak berwarna hitam hadir sebagai inklusi pada mineral mafik , juga tersebar dalam massa dasar (Gambar kiri). Urat halus (tengah) berisi kuarsa (putih), klorit (hijau) dan mineral opak (hitam) memotong batuan beku porfiritik (Gambar kanan) 

Klorit (kehijauan) dan plagioklas (memanjang)

Piroksen

Piroksen tidak berwarna pada pengamatan nikol sejajar hingga berwarna pucat kehijauan, mempunyai habit granular subhedral hingga anhedral, memperlihatkan interlocking dengan mineral kuarsa, kadang dijumpai sebagai prismatik maupun lamellar. Mineral piroksen pada nikol // yang ditunjukkan oleh mineral berwarna jingga pucat dan jingga yang kuat (gambar kiri). Mineral epidot yang berada paling atas, plagioklas di tengah dan piroksen yang berada di bawah epidot serta sedikit kuarsa di pojok kanan bawah pada nikol x (gambar kanan) (Padalarang, Jawa Barat)

Plagioklas

Plagioklas berwarna bening agak keruh pada pengamatan nikol sejajar dengan warna interferensi abu-abu pada pengamatan nikol silang. Plagioklas mempunyai habit prismatik panjang, umumnya  menunjukkan gejala kembar albit, sebagian diantaranya memperlihatkan zoning. Sebagian besar individu kristal plagioklas mulai terubah menjadi serisit, kalsit dan epidot

Serisit

Serisit adalah mineral ubahan dari plagioklas, yang diidentifikasi dengan habit yang menjarum dengan warna interferensi yang tinggi orde 2 (tengah) (Geunteut, Aceh)

Berikut ada tabel identifikasi mineral-mineral yang umum dijumpai di sayatan tipis. Saya hanya tampilkan 3 halaman pertama dari 8 halaman, silahkan download disini .

Referensi lain, silahkan kunjungi :

1. University College London

2. Imperial College London Rock Library 

3. University of North Carolina 

4. Union College Petrology Library

5. Buku Guide to Thin Section Microscopy
6. Atlas of ore minerals webpage

Semoga bermanfaat.... 

NB: Saya tak mengumpulkan bahan-bahan lainnya, semoga mineral bijih yang pernah saya amati bisa segera terkumpul dan di share disini. Salam dari Leoben yang baru akan adzan isya jam 22.30 malam

Klik Gambar di bawah untuk melihat artikel lain

Read More