Sains Ma1aysiana 25(2): 115-123 (1996)                                                                                     Sains Bumi/

                                                                                                                                                                Earth Sciences

Sifat Fiziko-Kimia Tanah Basalt Kuantan, Pahang

(Physico-chemical properties of basalt soil samples from Kuantan, Pahang)

Tan Boon Kong

Jabatan Geologi

Universiti Kebangsaan Malaysia

43600 UKM Bangi Selangor D.E Malaysia

ABSTRAK

Sebanyak 20 sampel tanah basalt dari kawasan Kuantan telah diuji sifat fiziko-kimia tanah tersebut. Sifat fizik tanah yang diuji ialah: ketumpatan relatif, kandungan air. Had Atterberg, taburan saiz butiran, dan sifat pemadatan. Sifat kimia yang diuji pula melibatkan kimia air liang. Air liang tanah diekstrak dahulu dengan kaedah "Ekstrak Tepuan" dan kemudiannya diuji pH, kekonduksian, konsentrasi kation (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) dan anion (SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2-, HCO₃^-). Hasil kajian menunjukkan ciri-ciri tanah basalt sepertimana yang berikut: ketumpatan relatif tinggi, dengan kebanyakan nilai > 2.7; kandungan air secara umumnya tinggi dengan Wo > 30%, ini menunjukkan penjerapan air yang tinggi; had cecair boleh mencapai nilai yang tinggi yang melebihi 50%; saiz butiran tertabur luas an tara saiz kelikir (G) hingga saiz lempung (C), namun demikian saiz dominan adalah halus (M/C); fraksi tanah halus dikelaskan sebagai tanah ML-MH, iaitu lodak dengan keplastikan rendah-tinggi. Yang agak mengejutkan ialah nilai ketumpatan kering maksimum tanah terpadat yang agak rendah, bersela antara 1.22-1.60g/cm³, walaupun tanah basalt diketahui umum sebagai bahan tambakan yang baik. Nilai gdmak yang rendah itu boleh disebabkan kandungan air optimum yang tinggi (Wopt = 29.0-47.5%). Keputusan untuk kimia air liang menunjukkan perkara yang berikut: PH terletak pada sebelah asid (< 7); kekonduksian rendah, membayangkan kandungan kation yang rendah; kepekatan kation Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, secara umumnya adalah rendah, dengan K⁺, Ca²⁺ dan Mg²⁺ mempamerkan nilai < 5bpj. Seperkara yang agak menarik ialah kedominanan kepekatan Na⁺ yang jelas. Dengan itu, nisbah kation monovalensi (Na⁺ + K⁺) lawan dwivalensi (Ca²⁺ + Mg²⁺) menunjukkan nilai yang tinggi yang berjulat antara 3-17, dengan beberapa nilai yang melebihi 100, maka ia menunjukkan potensi penyerakan tanah basalt yang tinggi. Anion Cl^-, CO₃^2- dan HCO₃^- tidak dikesan, manakala SO₄^2- memaparkan nilai yang agak tinggi, iaitu 35-122 NTU. Walaupun di lapangan prolil tanah basalt memperlihatkan 3 lapisan atau horizon yang jelas, dengan warna yang berubah (atas ke bawah) daripada coklat tua, merah hingga ungu, hasil kajian sifat fiziko-kimia sampel tanah yang telah diambil dari 3 horizon itu tidak menunjukkan perbezaan atau variasi yang penting, iaitu lain daripada jangkaan. Tambahan pula, beberapa sifat fiziko­kimia tanah basalt yang telah diambil dari lapisan yang sama terplot pada dua kelompok yang jelas - penerangan untuk perkara ini tidak begitu jelas.

ABSTRACT

Some 20 basalt soil samples from the Kuantan area were analysed for their physico-chemical properties. The physical properties of the soils analysed are: relative density, water content, the Atterberg Limits, grain size distribution, and compaction properties. The chemical properties analysed involved the pore fluids chemistry, whereby the pore fluids of the soils were first extracted using the "Saturation Extract" method and then subsequently analysed for pH, conductivity, cations (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺)concentrations, and anions (SO₄^2-, Cl^-, CO₃^2-,  HCO₃^-) concentrations. The results show the following characteristics for the basalt soils: relative density is high with most values> 2.7; water content is generally high with Wo > 30% indicating high adsorption of water; liquid limits can attain high values in excess of 50%; grain size comprises the whole range from G (grave) to C (clay), but is predominantly fine-grained (M/C); the fines fractions of the soils are classified under ML-MH soils, ie silts with low-high plasticity. Surprisingly, the compacted maximum dry densities show rather low values ranging from 1.22-160 g/cm³ in spite of the fact that basalt soils generally make good embankment fill materials. The low gdmak values could be atrributed to the rather high optimum moisture contents of the soils (Wopt = 29.0-47.5%). Results for the pore fluids chemistry indicate the following: pH is on the acidic side « 7); conductivity is low, reflecting the low cations contents of the pore fluids; cations Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺ are generally low in concentrations, with K⁺, Ca²⁺ & Mg²⁺ all having values of < 5ppm. Interestingly enough, there appears to be a distinct predominance of Na⁺ concentrations. As such, the ratios of monovalent cations (Na⁺ + K⁺) versus divalent cations (Ca²⁺ + Mg²⁺) show high values ranging from 3-17, with a few values being in excess of 100, thus indicating the high dispersivity of the basalt soils. Anions Cl^-, CO₃^2- and HCO₃^- were not detected, while SO₄^2- shows considerable values of 35-122 NTU. Although in the field the soil profile shows 3 distinct layer or horizonations having colours ranging from (top to bottom) dark brown, red, to purple, it would appear from the test results obtained that the physico-chemical properties of the soil samples taken from these 3 horizons do not show any siginificant differences or variations from one another, contrary to expectations. Moreover, some of the physico­chemical properties of the basalt soils taken from the same layer/horizon also appear to plot in 2 distinct clusters - the reasons for this are not entirely clear.

RUJUKAN/REFERENCES

BS1377. 1975. Methods of test for soils for civil engineering purposes. London: British Standards Institution.

Mitchell, J.K. 1976. Fundamentals of Soil Behaviour. John Wiley & Sons, Inc. U.S. Dept. of the Anny 1970. Laboratory Soils Testing. Engineer Manual EM 1110-2-1906, 30 Nov.

Geotechnical Research Centre (GRC). Laboratory Manual. Montreal, Canada: McGill University.