Selama berabad-abad, bahan bangunan utama adalah batu. Orang-orang memilih jenis batu tergantung pada karakteristik, sifat fisik, kekuatan, kerapatan, keausan, dll. Karena tidak mudah memproses batu secara manual, pada zaman kuno hanya benda-benda paling penting yang didirikan dari batu itu, misalnya, istana, pertahanan konstruksi, monumen budaya. Dari bahan-bahan alami seperti itu piramida Mesir yang legendaris, Tembok Besar Cina, piramida Aztec, Taj Mahal dan bangunan terkenal lainnya yang merupakan keajaiban dunia dibangun.
Fitur
Batu yang berbeda bukanlah akumulasi mineral yang tidak disengaja, tetapi keterkaitannya secara teratur. Definisi batuan dapat dirumuskan sebagai berikut: ini adalah agregat mineral yang berasal dari alam dengan struktur dan komposisi yang konstan. Untuk pertama kalinya istilah ini digunakan oleh ahli kimia dan mineralog Rusia V. M. Severgin pada 1798. Tergantung pada kekuatan, daya dekorasi, kepadatan, porositas, ketahanan terhadap embun beku dan karakteristik lainnya, mineral menemukan kegunaan yang berbeda. Batuan terutama digunakan dalam pekerjaan konstruksi.
Klasifikasi batuan
Tergantung pada metode pembentukannya, semua mineral dapat dibagi menjadi tiga kelompok besar. Para ilmuwan membedakan batuan sedimen, batuan beku, dan batuan metamorf, jenis mantel termasuk kelas yang terpisah. Ini adalah asosiasi alami dari berbagai zat dan mineral yang membentuk bagian penting dari kerak bumi.
Selama berabad-abad, emisi vulkanik telah mengecil dan menumpuk, magma mendingin dan mengeras. Dengan demikian, batuan beku terbentuk yang terletak di mantel atas dan di kerak bumi di berbagai kedalaman.
Puing-puing dari berbagai asal membentuk jenis sedimen. Berkat analisis, spesialis menentukan jenis media di mana bahan disimpan, fitur asal mereka, jenis agen yang membawa mereka, dll.
Batuan metamorf muncul ketika spesies magmatik dan sedimen berubah di kerak bumi. Batu-batu tersebut memiliki komposisi kimia yang unik, tetapi didasarkan pada mineral induk dari mana mereka terbentuk. Semua proses metamorfik terutama terjadi di perut kerak bumi.
Ada mantel batu yang awalnya berasal dari magmatik, tetapi kemudian mengalami perubahan signifikan dalam mantel.
Batuan gunung berapi
Para peneliti membedakan dua jenis magmatisme utama: efusif dan intrusif. Mereka berbeda di tempat solidifikasi magma, serta dalam sifat gerakannya. Selain kedua batu ini, ada juga batuan beku vena dan hypabyssal, yang merupakan tipe menengah. Mereka memberikan tanggul dan vena, terbentuk di celah-celah batu lain selama pemadatan magma.
Batuan intrusi atau plutonik mengalami proses pembentukan yang panjang, yang dapat bertahan lebih dari satu milenium. Mereka dapat mengandung kristal besar, karena magma mendingin sangat lambat pada kedalaman yang luar biasa. Meskipun batuan plutonik awalnya terletak di bagian paling dalam kerak bumi, ketika cuaca dan terangkat, mereka sering berubah menjadi pegunungan. Contoh yang mencolok adalah Gunung Spitskoppe di Namibia. Mineral utama dari jenis ini adalah granit, labradorit, syenite, gabbro.
Batuan beku dari jenis efusif (gunung berapi) terbentuk selama letusan gunung berapi, yaitu, ketika magma datang ke permukaan bumi. Mereka tidak membuat kristal besar karena pendinginan yang dipercepat. Contoh nyata dari jenis batuan ini adalah rhyolite dan basalt. Dari jumlah tersebut, pada zaman kuno, berbagai patung dan monumen sering dibuat.
Mineral sedimen
Klastik, kemogenik dan organogenik adalah jenis batuan sedimen utama. Mereka bervariasi tergantung pada mode asal dan terbentuk di permukaan bumi. Jenis puing terbentuk karena penyemenan dan pembuatan fragmen individu dari berbagai batuan. Contoh mencolok dari mineral tersebut dapat berfungsi sebagai batupasir dan konglomerat. Ada Montserrat massif di Barcelona, dan itu hanya konglomerat, karena terdiri dari batu-batu bulat yang diikat dengan semen kapur.
Jenis batuan kemogenik terbentuk dari partikel mineral yang diendapkan dalam air. Berdasarkan komposisi mineral inilah batu diklasifikasikan. Perwakilan chemogen yang paling umum adalah batu kapur. Sebagai contoh, di Australia ada Gurun Pinnacle, terbentuk hanya dari jenis ini. Jenis organogenik dalam banyak hal mirip dengan batu bara, karena juga dibentuk dengan membuat sisa-sisa hewan dan tumbuhan. Semua batuan sedimen ditandai oleh rekah, porositas dan kelarutan dalam air.
Mineral metamorf
Kelas batuan seringkali cukup arbitrer. Mineral yang berasal dari sedimen dan magmatik dapat memiliki tipe metamorf. Mereka memiliki berbagai tingkat intensitas proses transformasi. Jika rendah, maka metamorfisme memungkinkan Anda untuk menentukan jenis induk, tetapi dengan tingkat tinggi untuk melakukan ini tidak mungkin. Mineral semacam itu mengubah komposisi dan teksturnya. Untuk alasan ini, batuan metamorf dibagi menjadi shale dan non-shale, dan tergantung pada kondisi formasi, ada tiga kelompok besar: regional, hidrotermal dan metamorfisme kontak.
Kadang-kadang terjadi bahwa batu-batu besar terpapar dari luar, misalnya, suhu rendah atau tinggi, tekanan. Contoh nyata adalah gneiss. Mineral ini dapat dianggap regional. Metamorfisme hidrotermal terjadi dengan partisipasi mata air panas. Mineral bersentuhan dengan cairan panas kaya ion, mengarungi celah gunung, dan terjadi reaksi kimia yang mengubah komposisi batuan. Contohnya adalah kuarsit, sering dibentuk oleh batu kapur. Ada juga kontak metamorfisme. Dalam hal ini, batuan secara kimiawi dipengaruhi oleh peningkatan suhu oleh massa beku intrusi.
Sifat batuan
Ada beberapa sifat mineral, dan semuanya penting sampai derajat tertentu. Jika mereka digunakan sebagai bahan yang menghadap, maka pertama-tama, perhatian diberikan pada daya tarik estetika mereka. Dalam beberapa kasus, dekorasi batu sangat penting, pola dan warnanya dipilih. Kepadatan batu menentukan berapa berat batu itu. Jenis batu itu ringan dan berat. Yang pertama memiliki indikator kepadatan hingga 2200 kg / m 3, sedangkan yang terakhir memiliki lebih dari 2200 kg / m 3. Jika batu dipilih untuk membangun struktur, maka beratnya harus diperhitungkan, semakin padat, semakin berat strukturnya. Parameter ini tergantung pada komposisi batuan, porositas.
Salah satu sifat terpenting batu (terutama dalam hal konstruksi) adalah kekuatan. Ketahanan aus material tergantung padanya. Semakin kuat mineral, semakin lama akan mempertahankan penampilan aslinya. Dalam hal ini, semua batu dibagi menjadi tiga kelompok: rendah, kekuatan sedang dan tahan lama. Itu semua tergantung pada komposisi batuan, yaitu kekerasan mineral. Gabbro, granit, kuarsit dapat dikaitkan dengan batu yang kuat, batu kapur, marmer, travertine dengan yang di tengah, tufa, batu kapur lepas memiliki kekuatan rendah.
Berbagai jenis batuan memiliki tingkat porositas yang bervariasi. Tahan asam dan garam, penyerapan air batu tergantung pada karakteristik ini. Perhatian khusus harus diberikan pada porositas jika jenis tertentu dipilih sebagai kelongsong. Indikator ini menentukan daya tahan material, kemampuan poles, kekuatan, daya dekorasi, konduktivitas panas, kemampuan kerja, dll. Semakin tinggi porositas, semakin sedikit berat batu, lebih baik diproses, tetapi pada saat yang sama volumenya, kekuatannya, dan daya luncurnya menurun.
Laju penyerapan air batu juga sangat penting. Tahan es, asam dan garam dari bahan tergantung padanya. Air yang masuk ke pori-pori, ketika beku, bertambah volumenya, menciptakan tekanan, yang akhirnya membentuk retakan. Hal yang sama terjadi dengan larutan garam, yang berkontribusi pada pertumbuhan kristal, menciptakan tekanan tambahan. Jika porositas mineral rendah, maka retakan muncul di dalamnya, dalam beberapa kasus bahkan dapat retak. Pada batu berpori, tekanannya terdistribusi secara merata, dan tidak ada retakan yang muncul.
Proses perubahan batuan sebagian besar dipengaruhi oleh ketahanan asam mereka. Asam dapat mengubah dan bahkan menghancurkan beberapa mineral. Karena itu, ketika memilih batu untuk pembangunan struktur, fakta ini harus diperhitungkan. Misalnya, asam klorida merupakan ancaman serius terhadap marmer, dolomit, travertine. Tetapi batu kapur dan granit dicirikan oleh ketahanan asam yang sangat baik, sehingga banyak struktur ikonik yang terbuat dari bahan-bahan ini bertahan hingga hari ini.
Proses konversi
Batu-batu besar, jajaran gunung agung memberi kesan raksasa perkasa di mana waktu dan berbagai faktor eksternal tidak dominan. Mereka tampaknya mempertahankan penampilan aslinya selama berabad-abad dan ribuan tahun, tetapi ini tidak sama sekali. Seiring waktu, batu apa pun mengalami perubahan signifikan. Klasifikasi batuan memungkinkan Anda untuk menentukan berapa lama mineral mempertahankan penampilan aslinya, yang justru memiliki dampak terbesar pada mereka.
Komposisi batu berubah dalam waktu yang lama. Transformasi batu dapat alami atau buatan manusia. Faktor-faktor seperti air lelehan atau air tanah, hujan, angin, matahari, suhu tinggi dan rendah mempengaruhi kondisi batu. Penghancuran batu secara alami sangat lambat, tetapi tidak bisa dihentikan. Hujan dan angin menyapu dan cuaca lapisan atas dan lanskap bawah tanah. Secara bertahap, mereka mengubah tidak hanya bentuk, tetapi juga komposisi mineral.
Proses antropogenik dikaitkan dengan aktivitas manusia. Penghancuran batu dapat dilakukan dengan menggunakan teknologi. Sebagai contoh, kru konstruksi berulang kali membersihkan wilayah untuk pembangunan struktur, sambil menghilangkan sebagian dari jajaran gunung. Tentu saja, aktivitas seperti itu menghancurkan bentang alam, memiliki dampak negatif terhadapnya. Batuan yang rusak memberikan retakan, karena ini, runtuh, tanah longsor terjadi. Seseorang dapat mengubah penampilan deposit mineral jauh lebih cepat daripada faktor alami.
Dengan demikian, benar-benar semua daerah pegunungan mengubah penampilan mereka dari waktu ke waktu. Kecepatan transformasi mereka sangat tergantung pada kondisi eksternal, komposisi batuan, kekuatan, derajat dan durasi paparan. Proses transformasi juga dipengaruhi oleh iklim daerah di mana batu-batu itu berada.
Siklus batu
Proses geologis dari pembentukan mineral magmatik, sedimen, dan metamorf diikat ke dalam siklus tertentu. Semuanya dimulai dengan fakta bahwa magma tumpah, secara bertahap mendingin dan membeku, sementara batuan magmatik terbentuk. Jenis-jenis batu berubah segera setelah mereka muncul di permukaan bumi. Angin, air, perubahan suhu membentuk jenis mineral sedimen. Batu-batu dihancurkan, lapuk, dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain, berhenti di cekungan sedimen. Di sanalah fragmen batuan melengkapi jalurnya, menyatu dan berubah menjadi jenis mineral sedimen. Seiring waktu, jajaran gunung terjun ke kedalaman yang sangat dalam, terpapar oleh proses tektonik. Semua ini mengarah pada pembentukan batuan metamorf. Pada suhu tinggi dan tekanan kuat, mineral meleleh, berubah menjadi magma. Seiring waktu, itu mengeras, membentuk batuan beku, dan proses pembentukan batu dimulai lagi.
Petrologi dan Petrografi
Baik pada tingkat mikro dan makro, mineral sedang dipelajari. Dalam kasus pertama, hanya partikel kecil dari batuan tertentu, potongan gergaji transparan dan tembus cahaya yang dipelajari. Ini memungkinkan Anda untuk mengatur karakteristik dan sifat mineral. Dalam kasus kedua, para ilmuwan mempertimbangkan semua batu dalam agregat, karena mereka membentuk elemen tertentu dari kerak bumi. Peneliti berhasil menentukan riwayat, fitur, dan perkiraan tanggal pembentukannya.
Asal usul batuan dipelajari oleh dua disiplin: petrologi dan petrografi. Ilmu pertama meneliti komposisi kimia dan mineralogi batu, kondisi kemunculannya, tekstur dan strukturnya. Petrologi juga menentukan formasi geologis yang membentuk sebagian besar kerak bumi. Petrography terlibat dalam klasifikasi dan deskripsi berbagai ras, lebih merupakan ilmu deskriptif. Dia mempelajari sampel batu secara individu, struktur dan komposisinya. Petrograph bekerja dengan bagian transparan dan tembus cahaya, menggunakan mikroskop yang mereka periksa sifat-sifat komponennya. Para ilmuwan juga dapat bekerja dengan sampel batuan dengan ukuran yang mengesankan.
Ada beberapa level penelitian mineral. Pertama, para ilmuwan terlibat dalam menyusun peta geologi, kemudian survei lapangan, petrografi dan geokimia dilakukan. Semuanya saling melengkapi dan memungkinkan Anda untuk melengkapi gambar. Studi lapangan memungkinkan untuk menentukan fitur struktural, posisi mineral, dan menetapkan kerangka waktu perkiraan untuk terjadinya. Karya-karya petrografi menentukan batuan apa yang ada berdasarkan asalnya, berapa persentase mineral di dalamnya.
Ilmu yang lebih kompleks adalah petrologi. Kebutuhan akan penelitian khusus dan mendalam muncul sebagai hasil dari akumulasi banyak pengetahuan. Batuan mencakup berbagai jenis mineral yang sesuai dengan jenis sedimen, beku, dan metamorf. Dan masing-masing dari mereka adalah subjek studi cabang tertentu dari disiplin yang disebutkan. Jadi, ilmu mineral sedimen tertarik pada tekstur dan komposisi garam, batu kapur, batupasir, konglomerat dan batu-batu lain yang berasal dari sedimen. Petrologi magmatik menganggap mineral terkristalisasi dari magma cair. Ilmu metamorf mempelajari marmer, papan tulis, gneisses dan batuan lain yang terbentuk selama transformasi.
Antara lain, para ilmuwan juga terlibat dalam penelitian geokimia. Mereka memberikan gambaran umum tentang komposisi kimia batuan, usia, tempat asal, fase mineral, suhu dan tekanan di mana batu itu terbentuk.
