Tajuk: Mengkaji Batuan

Tujuan: Mengenal pasti dan dan mengelaskan tiga jenis batuan mengikut

spesifikasi:

a) Batu Igneus

b) Batu enapan

c) Batu Metamorfik

Radas dan Bahan :

Batu-batuan, air, piring petri, silinder penyukat, kanta pembesar, penimbang

elektronik, bikar, benang, jadual pemerhatian

Pengenalan:

Pada tahun 1788, James Hutton, seorang fiziksyen dan naturalis yang

berasal dari Scotland telah mengenali bahawa batuan boleh mengalami perubahan

yang mendalam, proses yang dikenali sebagai ‘kitaran batu’. Hutton dapat

memerhati bahawa sesetengah batu di Siccar Point telah mengalami perubahan

semenjak batuan tersebut terbentuk. Beliau mendapati bahawa lapisan di Siccar

Point bukannya dalam bentuk mendatar, tetapi sesetengah lapisan tersebut mulai

condong ke arah tertentu dan adanya yang terhakis. Dengan bukti-bukti tersebut,

Hutton membuktikan bahawa mengalami perubahan dari masa ke semasa, iaitu

kitaran batu.

Menurut buku ‘Earth Materials and Processes’ yang diterbitkan oleh penerbit

terkenal, McGraw-Hill, batuan merupakan campuran mineral seperti kaca volkanik,

bahan organik atau bahan lain. Dengan kata lain, batuan adalah sejenis bahan yang

terdiri daripada mineral dan dikelaskan menurut komposisi mineral. Untuk

mengelaskan batuan, terdapat tiga aspek yang perlu diperhatikan. Antaranya

merupakan, kandungan mineral iaitu jenis-jenis mineral yang terdapat di dalam

batuan, tekstur batuan, iaitu saiz dan bentuk hablur-hablur mineral di dalam batuan

dan struktur batuan, iaitu susunan hablur mineral di dalam batuan.

Merujuk kepada ‘Science Encyclopedia’ yang diterbitkan oleh Usborne

Publishing, batuan boleh dikategorikan kepada tiga kumpulan, iaitu batu igneus,

batuan enapan dan batuan metamorphosis.

Batuan igneus merujuk kepada batuan yang terhasil daripada proses

penyejukan dan pemejalan magma dan lava hampir permukaan ataupun di

permukaan bumi. Suhu magma yang tinggi ( dalam lingkungan 700 ºC – 1 200 ºC )

dalam kerak bumi menyebabkan batuan sentiasa dalam tekanan yang tinggi.

Apabila tekanan berkurangan secara tiba-tiba, batuan yang cair akan menular keluar

melalui celah-celah kerak bumi sebagai magma dan lava. Penyejukan dan

pemejalan magma dan lava akan menghasilkan pelbagai jenis batuan igneus.

Penyejukan dan pemejalan magma dalam rekahan batuan akan menghasilkan

batuan igneus rejahan manakala penyejukan dan pemejalan lava di permukaan

bumi akan menghasilkan batuan igneus terobosan.

Biasanya, bentuk batuan igneus hablur, tidak berlapis-lapis dan tidak

mengandungi fosil. Batu igneus boleh dikelaskan dengan merujuk kepada

kandungan bahan-bahan logam yang terdapat di dalamnya. Batuan igneus yang

mengandungi lebih banyak silika digolongkan sebagai batuan asid. Contohnya batu

granit yang warnanya lebih cerah serta kurang padat. Batuan bes adalah lebih padat

dan berwarna lebih hitam disebabkanmengandungi oksida dan hidroksida besi,

aluminium dan magnesium. Contonya batu basalt. Batuan igneus boleh dibahagikan

kepada batu plutonik dan batu gunung berapi mengikut asal pembentukannya.

Proses pembentukan batu plutonik disebabkan proses penyejukan yang

perlahan yang menghasilkan hablur besar dan kasar contonya granit, diorite dan

gabro. Batu Gunung Berapi atau Terobosan pula adalah batu cecair yang telah

melimpah keluar dari gunung berapi sebagai lava seperti batu basol. Oleh kerana

ciri-ciri batuan igneus yang keras lagi kukuh, batu igneus biasanya dipecahkan untuk

kegunaan membuat jalan raya, tugu-tugu peringatan dan batu-batu nisan yang

berukir.

Batuan enapan merujuk kepada batuan yang terbentuk secara berlapis-lapis

akibat daripada proses pemendapan, perekatan dan pemampatan serpihan batuan,

kelodak, pasir, lumpur dan cengkerang oleh agen-agen seperti air, angin dan gasier.

Kejadiannya memakan masa yang panjang. Salah satu ciri yang paling unik bagi

batuan enapan merupakan sifatnya yang berlapis-lapis. Tebal lapisannya berbeza-

beza. Bentuknya kasar atau berbiji-biji halus, juga lembut atau keras. Bahan-bahan

yang membentuk batuan enapan ini mungkin telah diangkut oleh sungai-sungai,

glasier, angin atau binatang-binatang. Batuan enapan tidak berhablur dan seringkali

mengandungi fosil-fosil binatang, tumbuh-tumbuhan dan hidup-hidupan halus.

Batuan enapan dapat dikelaskan berdasarkan umurnya, batu-batuan yang terjadi

dalam jangka waktu yang sama dikategorikan dalam satu golongan. Batuan enapan

boleh dikelaskan kepada tiga jenis utama dengan berdasarkan kepada asal

kejadiannya dan kandungannya, iaitu pembentukan secara mekanik, organik dan

kimia.

Batuan enapan yang terbentuk secara mekanik adalah daripada

pemaduan bahan-bahan yang terkumpul daripada batuan yang lain. Batu pasir

merupakan batuan enapan yang paling banyak. Batuan ini terjadi daripada pasir dan

kadang-kadang serpihan batu kuarza. Susunan, kandungan dan warnanya sangat

berbeza-beza. Batu pasir banyak dipecahkan di kuari-kuari untuk kegunaan

membuat rumah atau membuat batu penggiling. Batu pasir yang lebih besar dikenal

sebagai grit. Apabila batu-batu kelikir yang lebih besar berpadu dengan kukuhnya

sehingga menjadi batu besar, maka batuan itu disebut konglomeret (sekiranya bulat)

dan brekia (sekiranya bersegi-segi). Batuan enapan yang lebih halus menjadi tanah

liat yang banyak digunakan untuk membuat bata, syil atau batu lodak. Pasir dan

batu kelikir mungkin terdapat dalam bentuk yang tidak berpadu.

Batuan enapan yang terbentuk secara organik pula merupakan batu yang

terhasil daripada bangkai hidupan halus. Contohnya, organisma seperti karang dan

kerang yang telah reput akan meninggalkan kulit-kulit yang keras. Kebanyakan batu

yang terjadi secara ini terdiri daripada jenis kalkeria antaranya termasuklah batu

kapur dan kapur. Batu yang mengandungi karbon juga terjadi secara organik.

Batuan ini terjadi daripada pemendapan tumbuh-tumbuhan yang telah reput seperti

yang terdapat di kawasan paya dan hutan. Batuan di atas memberikan tekanan

kepada tinggalan tumbuh-tumbuhan itu dan memampatkannya menjadi jisim karbon

yang padat. Akhirnya tinggalan ini menjadi gambut, lignit atau arang batu. Semua

bahan-bahan ini sangat tinggi nilainya dari segi ekonomi.

Batuan enapan yang terbentuk secara kimia pula merupakan batu yang

terenap melalui tindakan kimia larutan yang berbagai jenis. Natrium klorid (garam

batu) berpunca daripada lapisan yang pada satu masa dahulu berada di dasar laut

atau tasik. Gipsum atau kulsium sulfat didapati dari penyejatan yang berlaku di tasik-

tasik masin seperti Laut Mati yang sangat masin airnya itu. Kalium karbonat dan

nitrat juga terjadi dengan cara yang sama.

Proses pembentukan batuan enapan bermula apabila bahan-bahan yang

terdapat di dalam batuan enapan terhasil melalui peluluhawaan batuan. Bahan-

bahan ini kemudiaannya diangkut dan dimendapkan di kawasan tertentu oleh agen-

agen pengangkutan seperti air yang mengalir, angin dan glasier. Bahan-bahan ini

kemudiaannya dimendapkan secara lapisan demi lapisan. Lapisan ini menjadi

mampat melalui proses pemadatan dan perekatan. Dalam proses pemadatan,

lapisan enapan di lapisan atas akan menekan turun lapisan bawah.Akibat tekanan

yang tinggi dari lapisan atas, bahan enapan yang halus seperti pasir dan lempung

akan melekat lalu membentuk batuan.

Batuan metamorfik merujuk kepada batuan yang asalnya batuan igneus

atau enapan yang telah mengalami perubahan sama ada daripada segi tekstur dan

komposisi kimia atau kedua-duanya akibat daripada tekanan yang tinggi, dan suhu

yang tinggi. Batu ini juga dikenali sebagai batu jelmaan. Perubahan terhadap batuan

akibat suhu dan tekanan yang tinggi ini di namakan metamorfisme.

Sifat-sifat asal batuan tersebut mungkin mengalami perubahan dari segi

kandungan, struktur dan bentuk disebabkan tekanan dan haba terutamanya apabila

pergerakan bumi yang sangat kuat berlaku dan tanah lempung berubah menjadi

batu loh, batu kapur menjadi batu marmar, batu pasir menjadi kuarzit, batu granit

menjadi gneis, syal menjadi syis, arang batu menjadi grafit dan grafit menjadi

berlian. Batuan metamorfik seperti batu marmar dan syis banyak dijumpai di

Malaysia. Batu marmar misalnya boleh didapati di Pulau Langkawi dan syis pula

boleh didapati di kawasan pergunungan di Sarawak.

Suhu yang diperlukan untuk berlakunya proses metamorfik ialah antara

100°C hingga 800°C. Pada suhu ini batuan masih berkeadaan lembut dan boleh

berubah dari segi susunan mineralnya. Hablur dalam mineral pula boleh berubah

dari segi saiz dan bentuknya. Komposisi batuan juga boleh berubah akibat tindak

balas kimia. Tekanan yang kuat mungkin menghimpit hablur menjadi rata atau

panjang. Apabila magma panas mengalir keluar ke permukaan muka bumi ataupun

memasuki celah-celah rekahan, batuan kerak bumi yang disentuhnya berubah

menjadi batuan metamorfosis.

Batuan metamorfik mempunyai ciri-ciri yang jelas. Kesemua batuan

metamorfosis mempunyai struktur berhablur. Batuan metamorfosis mempunyai

mineral yang sama seperti batuan igneus, tetapi sering terdapat juga mineral yang

hanya terbentuk pada suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Sesetengah batuan

metamorfosis mampat dan menjadi lebih padat akibat tekanan yang sangat tinggi

yang dialaminya. Pemadatan batuan menyebabkan molekulnya menjadi lebih rapat

dan isipadu batuan lebih kecil. Sesetengah batuan metamorfosis yang berjalur

mempunyai mineral yang tersusun dalam lapisan-lapisan yang selari. Batuan

metamorfosis berjalur ini terjadi apabila mineral dalam batuan itu mengalami

penghabluran semula atau terhimpit akibat tekanan. Contoh batuan berjalur ialah

batu loh dan syis. Batuan ini boleh pecah menjadi lapisan-lapisan yang nipis. Batuan

metamorfosis tidak berjalur seperti batu marmar dan kuarzit pula tidak boleh pecah

kepada beberapa lapisan.

Prosedur:

1. Sampel batu-batuan disediakan dan diperhatikan dalam makmal dengan

menggunakan kanta pembesar.

2. Ciri-ciri dan spesifikasi batuan dari segi warna, struktur, tekstur, kilauan,

kekerasan dan coraknya direkodkan dengan menggunakan Jadual 1.

3. Jisim setiap batu diukur degan menggunakan penimbang elektronok untuk

mengetahui jisim batuan.

4. Setiap batu dimasukkan ke dalam bikar untuk mengukur isipadu batuan.

5. Ketumpatan batuan dikaji dengan menggunakan hubungan jisim dengan

isipadu batuan dan dicatatkan dalam Jadual 2.

6. Berdasarkan data yang diperoleh, nama-nama batuan yang dikaji

dikenalpasti.

7. Teknik-teknik lain untuk mengklasifikasi atau menamakan batuan digunakan.

Perbincangan:

Berdasarkan pemerhatian, batu-batuan dapat dikelaskan kepada 3 kategori

iaitu batuan igneus, metamorfik dan endapan mengikut spesifikasinya.

Batu igneus dikenal pasti dengan bentuknya yang hablur, tidak berlapis-lapis

dan tidak mengandungi fosil yang disebabkan penyejukan dan pembekuan magma

dari dalam kerak bumi. Batu igneus boleh dikelaskan berdasarkan kandungan

bahan-bahan logam di dalamnya. Jikalau batuan ini mengandungi lebih banyak silika

maka batu itu digolongkan sebagai batuan asid. Sebagai batuan granit, batuan

igneus jenis asid ini tidaklah padat dan lebih muda warnanya daripada batuan bes.

Batuan bes pula lebih padat dan lebih hitam warnanya kerana banyak mengandungi

oksid bes, seperti besi, aluminium dan magnesium.

Batu enapan dapat dikenal pasti dengan sifat-sifatnya yang berlapis-lapis.

Tebal lapisannya berbeza-beza dari beberapa sentimeter hingga ke beberapa meter.

Bentuknya kasar atau berbiji-biji halus, mungkin juga lembut atau keras. Bahan-

bahan yang membentuk batuan enapan ini mungkin telah diangkut oleh sungai-

sungai, glasier, angin atau binatang-binatang. Batuan enapan tidak berhablur dan

seringkali mengandungi fosil-fosil binatang, tumbuh-tumbuhan dan hidup-hidupan

halus. Tekanan dan haba yang sangat tinggi menyebabkan semua batu-batuan, baik

batuan igneus mahupun batuan enapan akan bertukar menjadi batuan

metamorfosis.

Batu enapan boleh dikenal pasti dengan melihat bentuk batuan tersebut. Batu

enapan merupakan batuan yang terbentuk secara berlapis-lapis akibat daripada

proses pemendapan, pemekatan dan pemampatan serpihan batuan, kelodak, pasir,

lumpur dan cengkerang oleh agen-agen seperti air, angin dan gasier.

Setelah mengategorikan butuan, pemerhatian dilakukan dengan

menggunakan kanta tangan. Ia membantu supaya dapat melihat butiran-butiran

kandungan dalam batuan, struktur dan tekstur batuan dengan lebih jelas. Batuan

tersebut telah dilabel dengan A, B, C sehingga L supaya mudah untuk dikenalpasti

serta mudah untuk memasukkan data hasil pemerhatain yang dibuat. Jisim batuan

diukur menggunakan neraca elektronik kerana alat ini dapat memberi bacaan yang

lebih tepat terutama apabila mengukur jisim batu yang kecil dan ringan.

Bagi mengukur isipadu batuan, bikar 250 ml digunakan kerana ia bersesuaian

dengan saiz batuan kajian dan dapat memberi bacaan yang lebih jitu. Bacaan awal

diambil dengan memasukkan batuan ke dalam bikar terlebih dahulu kemudian

barulah dimasukkan air. Ini adalah untuk memastikan keseluruhan batu tenggelam.

Seterusnya batu dikeluarkan dari dalam bikar. Bacaan setelah batu dikeluarkan

diambil sebagai bacaan akhir. Untuk mendapatkan isipadu batu, bacaan awal

ditolak dengan bacaan akhir batu. Dengan mengukur jisim dan isipadu batuan ini,

ketumpatan batuan dapat dikenalpasti. Batuan yang mepunyai jisim yang tinggi dan

isipadu yang rendah mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi berbanding batuan

yang mempunyai jisim yang rendah dengan isipadu yang tinggi.

Selain itu, pemerhatian juga dilakukan terhadap tekstur batuan dengan

mengetuk batuan di atas permukaan yang keras untuk mengenal pasti sama ada ia

bersifat keras, berbutir kasar atau halus. Dalam eksperimen ini, didapati bahawa

batuan sedimen mempunyai butiran yang lebih halus berbanding bat metamorfik dan

igneus. Sifat batuan yang lembut, struktur batuan yang lemah, warna yang gelap

dan tekstur yang kasar cepat mengalami penguaraian berbanding dengan batuan

yang keras, struktur yang kuat, warna yang cerah dan tekstur yang halus.

Langkah berjaga-jaga:

1. Pastikan tiada ralat bacaan pada penimbang elektronik semasa mengukur

batuan.

2. Semasa menyukat isipadu batuan, batu dimasukkan ke dalam bikar dengan

cermat dan berhati-hati kerana bikar kaca mudah pecah disebabkan batuan

yang keras.

3. Semasa membuat bacaan pada bikar untuk mengukur isipadu, garis

penglihatan mesti berserenjang dengan skala pada bikar semasa membaca

skala bagi mengelakkan ralat paralaks dan memastikan bacaan Meniskus

diambil.

4. Bacaan yang diambil dicatatkan dengan serta merta ke dalam jadual

pemerhatian untuk mengelakkan kekeliruan.

5. Beberapa bacaan diulang untuk mendapatkan ukuran yang lebih jitu.

6. Kipas dimatikan kerana tiupan angin dapat mempengaruhi bacaan pada

penimbang elektronik.

Kesimpulan:

Pada akhir eksperimen, didapati bahawa terdapat perbezaan dari segi

struktur, corak, tekstur, warna dan sebagainya antara batuan yang terdapat di muka

bumi. Kajian tentang batuan ini sangat penting terutamanya bagi ahli-ahli geologi

untuk menentukan kandungan dan perkembangan bumi secara fizikal.

Batuan yang dijumpai di sesuatu kawasan akan dapat menetukan jenis tanah-

tanih serta dapat menentukan jens-jenis tumbuhan yang yang sesuai hidup di

kawasan tersebut. Dalam kehidupan manusia purba batuan dijadikan sebagai

senjata. Pisau zaman purba biasanya diperbuat daripada kepingan batu jenis batu

syal. Batuan keras dan berharga permata seperti berlian, zamrud, delima, jade dan

sebagainya menjadi symbol keagunangan dan martabat sesebuah kerajaan.

Pada zaman moden ini pelbagai penggunaan batuan oleh manusia seperti

perlombngan kauri, arang batu, batu perhiasan dapat menjana ekonomi dalam

membuka peluang pekerjaan. Batu jenis igneus seperti granit penting dalam

pembinaan bagunan dan jalan raya manakala batu enapan seperti arang batu

penting sebagai sumber bahan api. Batu jenis enapan seperti batu kapur penting

untuk pembuatan simen. Bukan itu sahaja, batuan juga menjadi daya tarikan

pelancong. Bentuk muka bumi batu kapur seperti gua, stalaktit, stalakmit, lubang

layang-layang, sungai terbit semula dan sebagainya menarik minat pengkaji dan

pelancong seperti di Gua Niah, Gua Mulu, dan Gua tempurung.

Jenis batuan

Jisim (g)

Isipadu( cm³)

Jisim (g)

Isipadu (cm³)

Ketumpatan (gcm¯³)

IGNEUS

A - Granodiorite395.0 150

395.0150

2.63

B - Obsidian43.7 15

43.715

2.91

C - Granite208.0 50

208.050

4.16

D - Pegmatite33.0 15

33.015

2.20

ENDAPAN

E - Stalactite limestone 201.8 90

201.890

2.24

F- Breccia120.0 60

120.060

2.00

G - Conglomerate 375.0 130 375.0130

2.88

H - Coal 49.0 40 49.040

1.23

METAMOFIK

I - Slate 190.7 60 190.760

3.18

J - Talc 142.0 50 142.050

2.84

K - Marble 520.9 205 520.9205

2.54

L - Mica Schist 298.0 100 298.0 2.98

100

Jadual 2 : Ketumpatan batuan

RUJUKAN

Krauskopf, K. B., & Beiser, A. (2008). The physical universe (12th ed.). New York, NY: McGraw Hill.

National Geographic Society (2002). Earth materials and processes. New York, NY: McGraw Hill.

Grolier Educational (2002). The new book of popular science. Danbury, Connecticut: Grolier.

Usborne Publishing (2002). The Usborne internet-linked science encyclopedia. London, England: Usborne Publishing Ltd.

Hydro i Norge (n. d.). Bauxite. Diperoleh daripada http://www.hydro.com/en/Products/Bauxite-and-alumina/Bauxite/

Sciencekids (2016). Metamorphic Rock Facts. Diperoleh daripada http://www.sciencekids.co.nz/sciencefacts/earth/metamorphicrocks.html