Tugas Kelompok
TUGAS ILMU TANAH HUTAN
TENTANG
MINERAL TANAH
Disusun Oleh :
KELOMPOK V
Riyan Sumitran.R
Nuryasin
Boy Pratama
Rahmad fadillah
Ira Vusvita
Suyadi
Rianda Sasmita
Aulia Sari
Khairil khasdi
PROGRAM STUDI KEHUTANAN
FAKULTAS PERTANIAN
BAB 6
MINERAL TANAH
Di tinjau dari komponen tanah,mineral adalah bahan anorganik tanah.Pembicaraan mengenai mineral tanah secara umum dapat di ikuti pada bagian Geologi/Mineralogi.Khusus yang berkaitan dengan ilmu tanah telah di singggung sewaktu membicarakan bahan induk tanah pada bagian terdahulu.Pada bagian ini akan kita bicarakan beberapa mineral yang penting yang banyak di temukan dalam tanah serta kaitannya dengan ciri tanah.
A.Klasifikasi Mineral Tanah
Berdasarkan Sifat-sifat tertentu dari mineral orang telah mengelompokannya menjadi berbagai kelompok.Misalnya berdasarkan proses kejadiannya mineral di golongkan kepada mineral primer dan sekunder.Mineral primer adalah mineral yang terjadi langsung dari magna dan menyusun diri membentuk batuan-batuan tertentu sebagai kerak bumi.sedangkan mineral sekunder adalah mineral yang terjadi dari mineral primer yang telah mengalami pelapukan atau pelarutan dan kemudian mengkristal kembali.
Selanjutnya mineral di kelompokan pula berdasarkan warnanya yaitu mineral gelap dan terang.Mineral gelap maksudnya mineral yang berwarna hitam,hijau,coklat atau biru dan sebagainya.Mineral yang demikian lebih mudah lapuk dari pada mineral terang.Mineral terang adalah mineral yang tidak berwarna atau berwarna putih seperti kuarsa.Ada lagi penggolongan mineral berdasarkan bobot jenisnya yaitu mineral berat(B.J 2.9) dan mineral ringan(B.J 2.9) Penyelidikan mineral berat mempunyai arti tertentu bagi genesa dan
klasifikasi tanah,karena dapat menentukan homogenitas suatu tanah.Berdasarkan
kedudukannya dalam menyusun batuan,mineral dapat di bagi menjadi mineral utama,mineral tambahan dan mineral pengiring.Mineral utama menduduki sebagian besar dari batuan tersebut,sedangkan mineral tambahan hanya sebagian kecil saja,dan mineral pengiring kadang-kadang ada tetapi kadang-kadang tidak di jumpai dalam batuan tersebut.
Barzelius telah menyusun 8 kelas mineral sebagai berikut : 1. Unsur tunggal seperti Emas (Au),intan (c) dan lain-lain.
2. Senyawa sulfida,seperti perak sulfida,seperti perak sulfida (AgS),dan lain-lain. 3. Senyawa oksida dan hidroksida seperti hematit(F2O3),lemonit (F2O3.nH2O),dan
lain-lain.
4. Senyawa halogen,seperti silver (KCl),halit (NaCl),dan lain-lain.
5. Senyawa karbonat,nitrat seperti kalsit (CaCo3) sendawa cili (NaNo3).dan lain-lain
6. Senyawa sulfat,chromat,molibdat seperti gips (CaSo4 2H2O),tawas (K2SO4)3.24
H2O),dan lin-lain.
7. Senyawa fosfat,arsenat,vasnadat seperti apatit (Ca3 (PO4)5) dan lin-lain.
8. Senyawa silikat,seperti kuarsa,velsfat,peroksia,amfibol,mika dan mineral liat. Semua penegelompokan tersebut mempunyai kaitan yang erat dengan sifat dan ciri tanah.Misalnya suatau tanah mengandung mineral primer yang jauh lebih banyak dari pada mineral sekunder,dalam hal ini dapat di katakan bahwa tanah tersebut belum mengalami pelapukan yang lanjut.Suatu contoh lainnya mengandung mineral gelap yang agak
banyak,mineral tersebut termasuk pada mineral berat dan rupanya terdiri atas mineral augit dan hiperstin.
Dari komponen yang demikian maka kita katakan bahwa tanah ini akan mudah lapuk karena berwarna gelap dan akan mengandung kedua unsur tersebut.
B.Pembentukan mineral sekunder
Mineral sekunder adalah mineral yang terbentuk dari hasil pelarutan mineral mineral primer yang telah mengkristal kembali.Di samping itu mineral sekunder juga berasal dari pelarutan sisa-sisa organisme seperti kerangka binatang,kapur,bangkai dan kotoran burung layang-layang yang kemudian mengkristal kembali bersama unsur-unsur lainya,pengkristalan larutan tertentu di permukaan bumi juga menghasilkan mineral sekunder.
Tabel 6.1 Mineral primer dan sekunder,silikat dan bukan silikat yang umum di jumpai dalam tanah.
Kelompok/Nama Rumus
Mineral Silikat Primer
Kuarsa SI 02
Velspat - Ortoklas K Al Si3 08
- Na-plagioklas Na Al Si3 08
-Ca-Plagioklas Ca A12 Si 08
Piroksin -Augit Ca2(Al,Fe)4(Mg,Fe)4Si6
024
-Hipersten (Mg,Fe)Si03
-Diopsida (Mg,Ca)Si03
Mineral Silikat Sekunder
Mineral liat -Kaolit Al4Si4 010 (OH)8
-Nontmorillonit (Al,Mg)4 Si 8 020 (OH) 4
- Illit Al4SiAl 020 (OH) 4 K
Mineral Sekunder Lainnya
Kalsit CaCO3
Dolomit CaMg (CO3) 2
1.Pembentukan mineral liat
Menurut Grim(1953) Mineral liat terbentuk dari hasil hancuran iklim terhadap mineral primer atau batuan yang mengandung batuan velspat,mika,piroksin dan eamfibol.
Gamabar bagan pembentukan mineral liat yang umum di temukan dalam tanah (Milner,1940)
Oksida/Leaching Reduksi/oksidasi dan Leaching
Oksidai/leaching
Dari bagan diatas terlihat bahwa semua mineral primer dan mineral liat akn berakhir pada pembentukan liat Koalit.
Hancuran iklim yang dimaksudkan Grin (1953) dalam pembentukan liat paling sedikit melibatkan 2 proses yaitu :
1. Alterasi fisik dan kimia dari mineral primer,
2. Dikomposisi dari mineral asal yang segera diikuti oleh rekristalisasi bahan-bahan yang didekomposisikan menjadi liat silikat.
Pembentukan ilit yang mewakili hidrus mika dapat didominasi proses alterasi. Dari bagan dan reaksi yang dikemukakan dapat dilihat bahwa ilit dapat terbe ntuk mont morril onit bila
Bahan induk
Aluminium silikat primer
Mg Ca Fe ++ K Na Ca Fe +++
Montmorillonit
dijumpai banyak K, atau dari meneral K-velkspat melalui proses rekristalisasi. Disamping itu ilit mungkin terbentuk dari kaulinit bila ada K berlebihan.
Liat klorit ternyata terbentuk melalui akterasi mika yang kaya besi dan maknesium misalnya biotik. Perubahan itu dibarengi oleh hilangnya sejumlah Mg, K dan Fe. Alterasi dan pelapukan lebih lanjut menghasilkan ilit atau fermikulit, dan salah satu diantaranya dapat dialterasi lebih lanjut menjadi mont morill onit.
Montmorillonit dapat dibentuk melalui rekristalisasi sejumlah mineral, dengan catatan keadaannya adalah cocok ternyata keadaan hancuran sedang ( sedikit masam hingga alkalin ), adanya sejumlah Mg dan tidak adanya pencucian merupakan syarat bagi pembentukan montmorillonit. Alterasi silikan misalnya dapat menghasilkan montmorillonit.
Liat kaulinit terbentuk setelah mineral primer mengalami dekomposisi dimana kation-kation logam habis tercuci aluminium dan silikat yang larut akan berkristalisasi membentuk koalinit. Pada proses lebih lanjut Al, Si, Fe akan berkristalisasi membentuk mineral liat yang tidak mudah larut seperti hidrus oksida Al dan Fe ( limonit, goetit, gipsit) liat yang terakhir ini menunjukkan suatu hancuran lanjut didaerah tropik dimana Si bisa musnah dari tanah C. Mineral Liat Tanah
Mineral liat tanah merupakan mineral sekunder yang sangat berperan dalam membentuk kesuburan tanah.Tipe dan struktur mineral liat tersebut sangat menentukan sifatnya dalam mempengaruhi sifat dan ciri tanah.
1.Tipe mineral Liat
Pada dasarnya mineral liat ini dapat di bedakan atas dua kelompok senyawa yaitu : Liat silikat dan liat bukan silikat.
Liat silikat dibedakan menjadi 3 tipe: yaitu tipe 1:1,2:2 dan tipe 2:2. tipe dalam hal ini menunjukan perbandingan antara Si-Tetraeder dengan Al-Oktaeder.dengan mengetahui tipe mineral liat juga dapat di tentukan tingkat hancuran suatu tanah.Tanah yang mengandung liat 1:1 menunjukan suatu tanah yang lebih ua dari pada tanah berliat tipe 2:1 karena Si telah habis tercuci di samping liat silikat amorfus,yaitu alofan.
Tipe liat Jenis mineral liat
Liat bukan silikat merupakan kelompok senyawa hidrus oksida besi dan
aluminium.Nama hidrus oksida mencerminkan asosiasi antara molekul air dan oksida.Bentuk umum dari kedua senyawa Hidrus oksida itu adalah :
1. Al2O3.nH2O
2. Fe2O3.nH2O
Huruf n dalam hal ini menunjukan jumlah molekul air yang beragam contoh liat bukan silikat yang umum di jumpai adalah :
1. Gibsit (Al2O3.3H2O)
2. Goetit (Fe2O3.H2O)
3. Lemonit(Fe2O3.nH2O)
2.Struktur kimia dan kristal mineral tanah
Tabel rumus kimia beberapa mineral liat penting dimana terjadi substitusi dalam lempeng Oktaeder dan Tetraeder dan Molekul yang terdapat unit kristal (Soepardi,1979).
Mineral Liat Kation dominan dalam lempeng Jumlah
O dan H Antar unit kation
Unit muatan lempeng Oktaeder Tetraeder
Pirovilit Al 4 Si 4 O20 OH - 0 Monmorillonit Al3,5 Mg 0,5 (Na
0,5)
Si 8 O20 OH4 - 0,5 Vermikulit Mg 6 Si 7 Al O20 OH 4 nH2O 1,0 Klorit Mg 6 Si 6 Al 2 O20 OH 4 Mg 6
OH 12
2,0
Illit Al 4 Si 7 Al O20 OH4 K 0,8 1,0 Muskovit Al 4 Si 6 Al 2 O20 Oh 4 K2 2,0
Dari tabel di atas ternyata liat hanya mengandung K,Mg dan Na sedangkan kita mengetahui bahwa di dalam liat tersimpan sejumlah besar dari hara yang di butuhkan tanaman.Adanya kation-kation dan anion-anion yang dapat di serap dan di pertukarkan oleh mineral liat dapat meyakinkan kita bahwa mineral liat adalah faktor penentu penyediaan hara bagi tumbuhan.
Sejak di perkenalkannya penyeledikan mineral dengan sinar rontgen di ketahuilah bahwa mineral liat berbentuk kristal kecuali liat alofal.Pada dasarnya struktur kristal liat silikat terdiri dari komponen silikat tetraeder dan alusinatetraeder
Gambar 1.2
Pada gambar 1.2 (kiri) terlihat bahwa satu atom silika di kelilingi oleh 4 atom oksigen dan di sebut silikat – Tetraeder Karena berbeda empat.Di sebelah kanan terlihat bangun atau struktur Aluminium-Oktaeder di sebut demikian karena berbidang delapan.Selanjutnya silikat tertraeder bergabung satu sama lain melalui atom oksigen dengan cara demikian terbentuklah lempeng-lempeng tetraeder.Demikian pula halnya dengan aluminium Oktaeder.
Kedua lempeng-lempeng dasar ini tersusun dengan cara yang
berbeda-beda,perbedaaan itu akan menghasilakan jenis mineral liat yang kemudian di kenal sebagai mineral liat tipe 1:1,2:1 DAN 2:2.
6 0
Hidrogen bonding 6 OH
7.2 A0 4 Al
4 0 + 2 OH 4 Si
Sb-c 6 0
Sb-b
A: (Si4) (Al4) 010 (OH)8 Kaolinit
B: ( Si6Al2) (Al4) O20 (OH)4 K2 Muskovit
2 K 6 0
Al + 3 Si
10 A0 40 ++ 2 ( OH )
4 Al
Sb-c 4 0 + 2 (OH)
Al + 3 Si 6 0
Sb-c
b. Gbr tipe 2:1 muskovit . dalam hal ini satu Si diganti oleh satu Al .
Gambar diatas menunjukkan lempeng-lempeng silikat-treader dan aluminium-oktaeder dari tipe liat 1:1 dan 2:1. Secara umum dapat dikatakan bahwa tiap butir liat terdiri atas beberapa unit struktur lempeng. Susunannya menyerupai lempeng mineral mika lempeng-lempeng itu melekat satu sama lain dengan kekuatan yang berbedabeda. Dalam beberapa hal terjadi pengembangan bila basah sehingga seluruh liat mengembang beberapa liat
mempunyai ikatan lempeng yang kuat sayu sama lain sehingga tidak mudah mengembang. 3.Sumber muatan negatif
Symber muatan negatif liat yang utama adalah substitusi isomorfik.Di samping itu juga akibat patahnya pinggiran lempeng kristal liat.Juga mungkin berasal dari permukaan koloid liat yang mempunyai gugus oksigen dan hidroksil yang tersembul sehingga
Pada proses substitusi isomorfik kation bervalensi tinggi digantikan oleh ketion bervalensi rendah,substitusi morfik ini akan terjadi bila radius atomnya tidak banyak berbeda.Misalnya penggantian Si 4+ oleh Al 3+ atau Al 3+ digantikan oleh Mg 2+ .
Tabel jari-jari Ionik unsur-unsur yang umum di jumpai dalam liat silikat dan petunjuk dimana mereka di temukan dalam lempeng tetraeder dan Oktaeder (soepardi,1979)
Ion Jari-jari (A0 = 10-8cm) Di temukan di
Si4+ 0,41 Silika Tetraeder
Al3+ 0,50
Fe3+ 0,54
Mg2+ 0,65 Aluminium Oktaeder
Zn2+ 0,70
Fe2+ 0,75
Ca2+ 0,94
Na+ 0,98 Titik Pertukaran
K+ 1,33
O2- 1,45 Kedua lempeng
Timbulnya ketidakimbangan muatan akibat substitusi isomorfik ini menyebabkan kristal liat itu menarik kation-kation lain.dengan cara demikian terserapkan berbagai kation seperti K,Na atau Ca pada koloid liat tersebut.Substitusi morfik ini terutama di temukan pada liat tipe 2:1
Muatan negatif yang berasal dari patahnya pinggiran lempeng koloid liat secara bagan di sajikan pada gambar 6-4.Gugus hidroksil yang melekat pada atom silikon atau aluminium akan meninggalkan oksigen bila pinggirannya patah.Terutama pada Ph tinggi,hidrogen dari hidrosin itu sedikit berdesosiasi dan meninggalkan permukaan liat bermuatan
negatof,Hidrogen yang terikat lemah mudah di pergunakan.
Gambar 6-4 bagan suatu pinggiran lempeng yang patah pada mineral kaolinit yang memperlihatkan oksigen sebagai sumber muatan negatif.
Pinggiran kristal
OH OH O H
A1 A1
OH O H
Si
O H
Kenyataan menunjukan bahwa dalam keadaan tertentu koloid liat bermuatan positif,muatan positif ini di duga berasal dari peristiwa protonasi dan pertukaran grup hidroksil oleh anion lain.
Pertukaran Hidroksil :
Dengan salah satu atau keduanya dari dua mekanisme pertukaran anion
itu,H2PO4,SO42-,Cl- dan NO3- dapat di serap dan di pertukarkan oleh alofan,hidrus oksida dan
hingga batas tertentu oleh grup kaolinit. D.Peranan mineral tanah
Mineral kalsit dan dolomit dapat di jadikan pupuk kapur atau bahan pengapuran untuk memperbaiki kesuburan tanah ber Ph rendah,tanah ber Ph rendah menempati bagian terluas di indonesia.Mineral kapurpun terserak hampir di seluruh provinsi di indonesia.
Mineral ortoklas mengandung 5-12% K2O,muskovit 0,5-3% K2O dan biotit 7-9% K2O.Tanah yang berasal dari batuan yang kaya mineral tersebut tentu juga kaya akan hara kalium,terdapatnya endapan leusit di tempat tertentu seperti di gunung leusit,gunung muria yang merupakan sumber bahan baku pupuk kalium.
Mineral apatit mengandung P2O5 SEKITAR 41-42% yang terdapat di cirebon Merupakan sumber fosfat.
Mineral juga dapat berfungsi sebagai penyangga dalam tanah,karena reaksi tanah tidak melonjak.Dengan mineral liat butir-butir tunggal dipersatukan menjadi agregat dan terbentuklah suatu struktur tanah.
