Batuan

Batuan adalah benda padat yang merupakan kumpulan (agregasi) dari mineral baik yang sejenis maupun yang tidak sejenis, atau semua bahan yang menyusun kerak bumi, biasanya merupakan suatu komponen dari mineral – mineral yang telah mengeras.

Mineral adalah zat padat anorganik yang terbentuk secara alamiah berupa unsur atau persenyawaan gengan komposisi kimia tertentu dan umumnya mempunyai struktur kristal tertentu dengan bentuk geometris tertentu. Mineral merupakan pembentuk batuan Ilmu yang mempelajari tentang batuan adalah petrologi.

Berbagai definisi dari batuan sebagai objek dari mekanika batuan telah diberikan oleh para ahli dari berbagai disiplin ilmu yang saling berhubungan

MENURUT PARA GEOLOGIWAN
Batuan adalah susunan mineral dan bahan organis yang bersatu membentuk kulit bumi.
Batuan adalah semua material yang membentuk kulit bumi yang dibagi atas :

- batuan yang terkonsolidasi (consolidated rock),

- batuan yang tidak terkonsolidasi (unconsolidated rock).

MENURUT PARA AHLI TEKNIK SIPIL KHUSUSNYA AHLI GEOTEKNIK
Istilah batuan hanya untuk formasi yang keras dan padat dari kulit bumi.
Batuan adalah suatu bahan yang keras dan koheren atau yang telah terkonsolidasi dan tidak dapat digali dengan cara biasa, misalnya dengan cangkul dan belincong.

MENURUT TALOBRE

Menurut Talobre, orang yang pertama kali memperkenalkan Mekanika Batuan di Perancis pada tahun 1948, batuan adalah material yang membentuk kulit bumi termasuk fluida yang berada didalamnya (seperti air, minyak dan lain-lain).

MENURUT ASTM

Batuan adalah suatu bahan yang terdiri dari mineral padat (solid) berupa massa yang berukuran besar ataupun berupa fragmen-fragmen.

SECARA UMUM

Batuan adalah campuran dari satu atau lebih mineral yang berbeda, tidak mempunyai komposisi kimia tetap.

Dari definisi diatas dapat disimpulkan bahwa batuan tidak sama dengan tanah. Tanah dikenal sebagai material yang “mobile“, rapuh dan letaknya dekat dengan permukaan bumi.

KOMPOSISI BATUAN

Kulit bumi, 99 % dari beratnya terdiri dari 8 unsur : O, Si, Al, Fe, Ca, Na, Mg, dan H.

Komposisi dominan dari kulit bumi tersebut adalah :

SiO2 = 59,8 % FeO = 3,39 %

A12O = 14,9 % Na2O = 3,25 %

CaO = 4,9 % K2O = 2,98 %

MgO = 3,7 % Fe2O3 = 2,69 %

H2O = 2,02 %

Batuan terdiri dari bagian yang padat baik berupa kristal maupun yang tidak mempunyai bentuk tertentu dan bagian kosong seperti pori-pori, fissure, crack, joint, dll.

Jenis – Jenis Batuan

Menurut terbentuknya batuan penyusun kerak bumi terbagi menjadi 3 jenis yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

Batuan Beku

Batuan beku merupakan batuan yang berasal dari magma yang membeku. Magma adalah batuan cair yang terbentuk di bawah bumi. Setelah magma terbentuk, batu cair itu mulai bergerak naik ke permukaan bumi melalui retakan atau patahan patahan kulit bumi. Magma dapat mencapai kulit bumi melalui letusan gunung api yang dapat yang mengeluarkan aliran lahar.

Batuan beku yang terbentuk pada permukaan bumi disebut batuan vulkanik atau ekstrusi. Sedangkan magma yang tidak mencapai permukaan dan mengkristal jauh di dalam kerak bumi dinamakan intrusi.

Batuan beku umumnya mengandung mineral – mineral feldspar, kuarsa, mika, piroksin, amphibol dan piroksin. Penamaan batuan beku tergantung mineral yang terkandungnya. Batu yang kaya akan feldspar dan kuarsa disebut felsic. Batu yang kaya akan piroxin, amphibol dan olivine, yang semuanya mengandung magnesium dan besi, disebut mafic. Batuan beku yang biasa tapi penting antara lain granit, ryolit, gabro, dan basalt.

Batuan Sedimen

Batuan sedimen adalah batuan yang terjadi sebagai hasil pengendapan, pemadatan dan litifikasi hancuran batuan lain (detritus/klastik) atau pemadatan dan litifikasi dari hasil reaksi kimia dan organik (non dedritus/non klastik).

Berdasarkan proses pengendapannya batuan sedimen dibagi 3 yaitu sedimentasi mekanik, sedimentasi organik, dan sedimentasi kimia. Sedimentasi mekanik terjadi karena adanya perbedaan sifat fisik fragmen atau butir dank arena kecepatan arus.

Sedimentasi organic terjadi karena adanya aktifitas organisme/biologi. Sedangkan sedimentasi kimia terjadi karena adanya reaksi kimia berupa pengaruh temperatur tinggi (evaporasi) atau unsur kimia tertentu (silika).

Batuan klastik yang paling umum adalah sandstone dan shale ( juga dikenal sebagai mudrock ). Sandstone terbentuk dari pasir, sedangkan shale terbentuk dari endapan lumpur.

Batuan organik yang paling umum adalah batu kapur. Banyak hewan laut, seperti kerang dan karang, mempunyai tubuh yang terbuat dari calcium carbonate (CaCO 3). Ketika hewan ini mati, jasad mereka terkubur di dasar laut dan terkumpul untuk membentuk kumpulan besar dari calcium carbonate. Karena semakin banyak lapisan yang terbentuk, mereka tertekan berat dan mengendap di lapisan bawah, membentuk kapur. Kerangka kerang yang mengendap sering disebut fosil.

Batuan Metamorf

Berasal dari kata ‘meta’ yang artinya berubah dan ‘morf’ yang artinya bentuk, jadi batuan metamorf adalah batuan ubahan dari batuan yang sudah ada sebelumnya (beku, sedimen, dan batuan metamorf sendiri) yang terjadi karena proses metamorfosis. Proses metamorfosis yaitu proses perubahan yang terjadi pada batuan asal akibat adanya perubahan temperatur (T), tekanan (P), atau kedua – duanya dalam keadaan padat, tanpa terjadi perubahan unsur – unsur kimia ( isokimia ).
Dalam proses metamorfosis yang berubah adalah tekstur dan asosiasi mineralnya. Sedangkan yang tetap adalah komposisi kimia dan fasa padatnya.
Proses metamorfosis meliputi :
Rekristalisasi
Reorientasi
Pembentukan mineral baru, dari unsur yang telah ada sebelumnya
Metamorfosis merubah batuan asal karena kenaikan temperatur (T) dan tekanan (P) yang akan mengubah mineral bila batas kestabilannya terlampaui. Dan merubah tekstur batuan asal. Pembentukan batuan metamorf tergantung juga batuan asalnya dan fluida – fluida yang aktif secara kimia.

SIFAT BATUAN

Sifat batuan yang sebenarnya di alam adalah :

Heterogen
Jenis mineral pembentuk batuan yang berbeda.
Ukuran dan bentuk partikel/butir berbeda di dalam batuan.
Ukuran, bentuk, dan penyebaran void berbeda di dalam batuan.

Diskontinu

Massa batuan di alam tidak kontinu (diskontinu) karena adanya bidang-bidang lemah (crack, joint, fault, fissure) di mana kekerapan, perluasan dan orientasi dari bidang-bidang lemah tersebut tidak kontinu.

Anisotrop

Karena sifat batuan yang heterogen, diskontinu, anisotrope maka untuk dapat menghitung secara matematis misalnya sebuah lubang bukaan yang disekitarnya terdiri dari batuan B1, B2, B3, diasumsikan batuan ekivalen B’ sebagai pengganti batuan B1, B2, B3 yang mempunyai sifat homogen, kontinu dan isotrop

sumber: catatan kuliah mekanika batuan, berbagai sumber