BATUAN BEKU
Batuan beku ( Igneous Rock ) adalah jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik). Batuan yang terbentuk sebelumnya baik batuan beku, sedimen atau metamorf dapat diterobos oleh intruisi magma. Perubahan lingkungan yang menyebabkan magma mulai mendingin di bawah permukaan. Batuan yang terbentuk pada kondisi ini disebut sebagai batuan beku pluton ( plutonic plutonic rocks) rocks) atau sering disebut juga sebagai batuan beku intrusif. Magma yang menerobos dapat mencapai permukaan. Manifestasi dari capaian magma mencapai permukaan ditujukan sebagai aktivitas gunungapi (volcanic ( volcanic activity). activity). Magma lelehan yang mengalir keluar dari kepundan disebut sebagai lava. Lava yang mendingin membentuk batuan beku ekstrusif. Klasifikasi Batuan Beku
Batuan beku terbentuk sesuai dengan komposisi magmanya. Komposisi magma menentukan komposisi batuan. Selain itu kecepatan pendinginan magma sangat berpengaruh terhadap tekstur batuan. Pendinginan magma menyebabkan kristalisasi dari berbagai mineral yang sesuai dengan kondisinya.
Gambar 1.1 Bowen’s 1.1 Bowen’s Reaction Series
Berdasarkan Bowen’s Berdasarkan Bowen’s Reaction Series (Gambar 1.1), temperatur pada saat kristalisasi menentukan terbentuknya jenis mineral dan assosiasi mineralnya. Kristalisasi memunculkan mineral yang tertentu sesuai dengan kondisi komposisi asal magma. Pada magma basa terbentuk mineral-mineral yang cenderung berwarna gelap. Sedangkan pada magma asam 1
cendrung membentuk mineral-mineral berwarna terang. Bila diklasifikasikan berdasar warnanya, mineral pembentuk batuan beku ada dua yaitu mineral mafic (gelap) dan mineral felsic (terang). a. b. c. d.
Felsic : fel dspar + silica, ~55-70% silica Intermediate: antara Felsic dan Mafic, ~55-65% silica Mafic: magnesium + ferric iron, ~45-50% silica Ultramafic: >90% mafic minerals, silica < 45%,
Batuan beku juga dapat diklasifikasikan berdasarkan tekstur dan komposisinya, (Gambar 1.2). Variasi komposisi dapat dilihat perubahannya secara horizontal, sedangkan variasi tekstur dapat dilihat perubahannya secara vertikal.
Gambar 1.2 Klasifikasi batuan beku didasarkan pada komposisi (Tabel Rosenbusch)
Klasifikasi tekstur pada batuan beku didasarkan pada kecepatan pendinginan, karena dapat mempengaruhi kristalisasi terutama pada pertumbuhan kristal (crystal growth). a. Faneritik, pada pendinginan yang perlahan di bawah permukaan bumi cendrung memberikan kesempatan untuk terbentuknya Kristal dengan ukuran yang relatif kasar. b. Afanitik, pada pendinginan yang berlangsung cepat tidak punya cukup waktu untuk kristal tumbuh sehingga terbentuk kristal yang relatif halus. Terutama pada aktivitas magma ekstrusif.
2
c. Glass, pada aktivitas magma yang ekplosif ke permukaan, sering kali tidak cukup waktu untuk membentuk kristal sehingga yang terbentuk adalah gela d. Porfiritik, pendinginan magma dapat pula mengalami pendinginan perlahan yang kemudian berubah mengalami pendinginan cepat. Magma yang semula perlahan-lahan membentuk kristal yang relatif kasar, kemudian tiba-tiba dilingkungi oleh kristal halus atau bahkan gelas kalau pendinginan sangat cepat. Kondisi ini akan memberikan gambaran percampuran antara ukuran kristal kasan dan ukuran kristal halus dan atau gelas. Batuan beku dapat pula diklasifikasikan berdasarkan derajat kekristalannya. a. Holokristalin, batuan yang tersusun seluruhnya oleh massa kristal. b. Hipokristalin, batuan yang tersusun atas massa kristal dan gelas. Namun massa kristalnya mendominasi c. Holohyalin, batuan yang tersusun atas seluruhnya oleh massa gelas d. Hipohyalin, batuan yang tersusun atas massa gelas dan kristal. Namun massa gelasnya mendominasi. Klasifikasi batuan beku berdasarkan ukuran butir mineral dan tempat terjadi. Berdasarkan tempat terbentuk dan sifat batuannya. a. Batuan beku dalam Bertekstur faneritik yang berarti mineral-mineral yang menyusun batuan tersebut dapat dilihat dengan mata biasa tanpa bantuan alat pembesar. Terbentuk kurang lebih 3 – 4 km di bawah permukaan bumi, dan batuan dalam sering disebut juga batuan plutonik atau batuan abisik. Struktur kristalnya adalah holokristalin atau berhablur penuh. Contoh batuannya adalah gabbro dan granodiorit. b. Batuan beku gang Bertekstur porfiritik dengan masa dasar faneritik atau bertekstur porfiritik dengan masa dasar afanitik. Terbentuk dalam celah-celah atau retak-retak kulit bumi, pada jalan magma menuju permukaan bumi. Batuan gang sering disebut juga batuan hypoabisik dan struktur kristalnya adalah holkristalin dan porfir atau amorf. Contoh batuannya adalah diorite porfiri dan granit porfiri. c. Batuan beku luar Bertekstur afanitik, yaitu individu mineralnya tidak dapat dilihat dengan mata biasa. Terbentuk melalui pembekuan tiba-tiba ketika magma sampai ke permukaan bumi dan berubah menjadi lava yang langsung menjadi padat karena pendinginan dari lingkungan. Sedangkan batuan lelehan memiliki struktui kristal yang kecil-kecil atau bahkan tidak mempunyai bentuk kristal (amorf). Contoh batuannya adalah batu riolit dan obsidian.
3
BATUAN SEDIMEN
Batuan sedimen (Sedimentary Rock ) adalah batuan yang terbentuk di permukaan bumi pada kondisi temperatur dan tekanan yang rendah. Batuan ini berasal dari batuan yang lebih dahulu terbentuk, yang mengalami pelapukan, erosi, dan kemudian lapukannya diangkut oleh air, udara, atau es, yang selanjutnya diendapkan dan berakumulasi di dalam cekungan pengendapan, membentuk sedimen. Material-material sedimen itu kemudian terkompaksi, mengeras, mengalami litifikasi, dan terbentuklah batuan sedimen. Mineral Pembentuk Batuan Sedimen
1. Mineral Autigenic, terbentuk di daerah sedimentasi dan langsung diendapkan. Contoh: Gipsum, kalsit, anhidrit, oksida besi, halit glaukonit 2. Mineral Allogenik, terbentuk diluar daerah sedimentasi dan telah mengalami transportasi dan kemudian diendapkan di daerah sedimentasi. Syaratnya adalah harus tahan pelapukan dan tahan terhadap pengikisan selama transportasi sampai pengendapan. Tekstur Batuan Sedimen
Batuan sedimen memiliki tekstur klastik dan kristalin (non-klastik). Tekstur klastik merupakan tekstur utama di dalam batuan sedimen. Kenampakan tekstural batuan sedimen meliputi besar butir, pemilahan, bentuk butir, kebundaran dan hubungan antar butiran. a. Besar Butir Besar butir adalah ukuran (diameter dari fragmen batuan). Skala pembatasan yang dipakai adalah “Skala Wenthworth” (Gambar 2.1). Besar ukuran butir ditentukan oleh beberapa faktor diantaranya Jenis Pelapukan, macam transportasi, waktu/jarak transportasi. (Kimia dan Mekanis)
Gambar 2.1. Skala Wenworth
4
b. Pemilahan Pemilahan adalah keseragaman dari ukuran besar butir penyusun batuan sedimen, artinya bila semakin seragam ukurannya dan besar butirnya maka pemilahan semakin baik. Perhatikan Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Pemilahan pada Batuan Sedimen
c. Bentuk Butir Berdasar perbandingan diameter panjang (long ) (l), menengah (intermediate) (i) dan pendek ( short ) (s) maka terdapat empat bentuk butir di dalam batuan sedimen: 1. Oblate, bila l = i tetapi tidak sama dengan s. 2. Equant, bila l = i = s. 3. Bladed, bila l tidak sama dengan i tidak sama dengan s. 4. Prolate, bila i = s, tetapi tidak sama dengan l.
Gambar 2.3. Bentuk Butir 5
Apabila bentuk-bentuk teratur tersebut tidak dapat diamati, maka cukup disebutkan bentuknya tidak teratur. Pada kenyataannya, bentuk butir yang dapat diamati secara megaskopik adalah yang berukuran paling kecil granule). d. Kebundaran Berdasarkan kebundaran atau keruncingan butir sedimen maka Pettijohn, dkk., (1987) membagi kategori kebundaran menjadi enam tingkatan ditunjukkan dengan pembulatan rendah dan tinggi (Gambar 2.4). Keenam kategori kebundaran tersebut yaitu: 1. Sangat meruncing (sangat menyudut) (very angular ) 2. Meruncing (menyudut) (angular ) 3. Meruncing (menyudut) tanggung ( subangular ) 4. Membundar (membulat) tanggung ( subrounded ) 5. Membundar (membulat (rounded ), dan 6. Sangat membundar (membulat) (well-rounded ).
Gambar 2.4 Kategori kebundaran dan keruncingan butiran sedimen (Pettijohn, dkk., 1987). e. Hubungan antar Butiran (Kemas) 1. Kemas tertutup, bila butiran fragmen di dalam batuan sedimen saling bersentuhan atau bersinggungan atau berhimpitan, satu sama lain ( grain/clast supported ). Apabila ukuran butir fragmen ada dua macam (besar dan kecil), maka disebut bimodal clast supported . Tetapi bila ukuran butir fragmen ada tiga macam atau lebih maka disebut polymodal clast supported . 2. Kemas terbuka, bila butiran fragmen tidak saling bersentuhan, karena di antaranya terdapat material yang lebih halus yang disebut matrik (matrix supported ).
6
Klasifikasi Batuan Sedimen
Pettijohn (1975), O’Dunn & Sill (1986) membagi batuan sedimen berda sar teksturnya menjadi dua kelompok besar, yaitu batuan sedimen klastika dan batuan sedimen non-klastika. a. Batuan Sedimen Klastika Batuan sedimen klastika (detritus, mekanik, eksogenik) adalah batuan sedimen yang terbentuk sebagai hasil pengerjaan kembali (reworking ) terhadap batuan yang sudah ada. Proses pengerjaan kembali itu meliputi pelapukan, erosi, transportasi dan kemudian redeposisi (pengendapan kembali). Sebagai media proses tersebut adalah air, angin, es atau efek gravitasi (beratnya sendiri). Media yang terakhir itu sebagai akibat longsoran batuan yang telah ada. Kelompok batuan ini bersifat fragmental, atau terdiri dari butiran/pecahan batuan (klastika) sehingga bertekstur klastika. b. Batuan Sedimen Non-Klastika Batuan sedimen non-klastika adalah batuan sedimen yang terbentuk sebagai hasil penguapan suatu larutan, atau pengendapan material di tempat itu juga (insitu). Proses pembentukan batuan sedimen kelompok ini dapat secara kimiawi, biologi /organik, dan kombinasi di antara keduanya (biokimia). Secara kimia, endapan terbentuk sebagai hasil reaksi kimia. Secara organik adalah pembentukan sedimen oleh aktivitas binatang atau tumbuh-tumbuhan, sebagai contoh pembentukan rumah binatang laut (karang), terkumpulnya cangkang binatang (fosil), atau terkuburnya kayu-kayuan sebagai akibat penurunan daratan menjadi laut. Komposisi Mineral Batuan Sedimen
a. Fragmen : Bagian butiran yang ukurannya paling besar dan dapat berupa pecahan pecahan batuan, mineral, cangkang-cangkang fsil atau zat organik lainnya. b. Matriks : Bagian butiran yang ukurannya lebih kecil dari fragmen dan terletak diantara fragmen sebagai massa dasar. Matriks dapat berupa batuan, mineral, maupun fosil. c. Semen : Semen merupakan zat perekat pada batuan sedimen, semen mengisi ronggarongga antar butir antara fragmen dan matriks. Ada beberapa jenis semen pada batuan sedimen, berdasarkan kandungannya semen tersebut dibagi atas: a. Semen karbonat b. Semen Silikat c. Semen Oksida Untuk mengetahui jenis semen pada batuan sedimen dapat dilakukan dengan uji HCL.
7
BATUAN METAMORF
Batuan metamorf ( Metamorphic Rock ) adalah batuan yang merupakan hasil transformasi atau ubahan dari suatu tipe batuan yang telah ada sebelumnya atau protolith, oleh suatu proses yang disebut metamorfisme, yang berarti "perubahan bentuk". Batuan asal atau protolith yang dikenai panas (lebih besar dari 150 °Celsius) dan tekanan ekstrem (1500 bar) akan mengalami perubahan fisika dan/atau kimia yang signifikan membentuk batuan metamorf. Protolith dapat berupa batuan sedimen, batuan beku, atau batuan metamorf lain yang lebih tua. Metamorfisme
Proses metamorfisme membentuk batuan yang sama sekali berbeda dengan batuan asalnya, baik tekstur maupun komposisi mineral. Mengingat bahwa kenaikan tekanan atau temperatur akan mengubah mineral bila batas kestabilannya terlampaui, dan juga hubungan antar butiran/kristalnya. Proses metamorfisme tidak mengubah komposisi kimia batuan. Oleh karena itu disamping faktor tekanan dan temperatur, pembentukan batuan metamorf ini juga tergantung pada jenis batuan asalnya. Agen atau media menyebabkan terjadinya proses metamorfisme adalah panas, tekanan dan cairan kimia aktif. Sedangkan perubahan yang terjadi pada batuan meliputi tekstur dan komposisi mineral. Metamorfisme menyebabkan perubahan secara tekstural, mineralogi atau keduanya, yang terjadi diantara dua kondisi. Pertama adalah kondisi diagenesis-weathering, dan kedua pada kondisi melting. Pada perubahan tekstur dapat terjadi tanpa disertai dengan perubahan komposisi mineral, yaitu tejadi kataklastis (penghancuran) dan rekristalisasi. Jenis Metamorfisme
a. Metamorfisme thermal (kontak), terjadi karena aktifitas intrusi magma, proses yang berperan adalah panas larutan aktif. b. Metamorfisme dinamis, terjadi di daerah pergeseran/pergerakan yang dangkal (misalnya zona patahan), dimana tekanan lebih berperan dari pada panas yang timbul. Seringkali hanya terbentuk bahan yang sifatnya hancuran, kadang-kadang juga terjadi rekristalisasi. c. Metamorfisme regional , proses yang berperan adalah kenaikan tekanan dan temperatur. Proses ini terjadi secara regional, berhubungan dengan lingkungan tektonis. Tekstur Batuan Metamorf
Ada dua jenis tekstur batuan metamorf, yaitu foliasi dan non-foliasi. a. Tekstur batuan metamorf foliasi 1. Gneiss Lapisan permukaannya kasar dan tidak mempunyai batas yang jelas. Terlihat berlapislapis karena susunan mineralnya searah atau karena barisantar mineral gelap dan mineral terang berurutan, terdapat pada batuan orthometamorf.
8
2. Schist Lapisan permukaannya halus, pararel dan mempunyai bidang batas yang jelas. Biasanya ditandai dengan adanya mineral mika, kuarsa dan chlorite. Terdapat pada batuan orthometamorf dan parametamorf. 3. Filitik Lapisan permukaannya kasar, pararel dan jelas batasnya tetapi tidak begitu kompak. Terdapat pada batuan metamorf. 4. Slaty Lapisan permukaanya sangat halus, rapat dan pararel. Kristalnya sangat halu tetapi batuannya sangat kompak. b. Tekstur batuan metamorf Unfoliated 1. Homeoblastik, terdiri dari satu macam bentuk. Homeoblastik dibagi atas tiga, yakni : “Lepidoblastik”, mineral-mineral pipih dan sejajar “Nematoblastik”, bentuk menjarum dan sejajar “Granoblastik”, berbentuk butir
2. Heteroblastik, terdiri dari kombinasi tekstur homeoblastik. Heteroblastik terbagi atas tiga, yakni : Porfiroblastik, Grano-lepidoblastik dan Grano-nemtaoblastik.
Struktur Batuan Metamorf
Struktur pada batuan metamorf yang terpenting adalah “foliasi”, yaitu hubungan tekstur yang memperlihatkan orientasi kesejajaran. Foliasi juga mencerminkan derajat metamorfisme.
9
Untuk struktur foliasi merupakan struktur pada batuan metamorf yang ditunjukkan dengan adanya penjajaran mineral-mineral penyusun batuan tersebut, struktur ini meliputi : a. Gneissic b. Schistosity c. Phyllitic d. Slaty Sedangkan struktur non-foliasi merupakan struktur yang tidak memperlihatkan adanya penjajaran mineral penyusun batuan metamorf, meliputi : a. Hornfelsik Dicirikan dengan adanya butiran-butiran yang seragam, terbentuk pada bagian dalam daerah kontak sekitar tubuh batuan beku. Pada umumnya merupakan rekristalisasi batuan asal, tidak ada foliasi tetapi batuan halus dan padat. b. Milonitik Struktur yang berkembang karena adanya penghancuran terhadap batuan asal yang mengalami metamorfosa dynamo, batuan berbutir halus dan liniasinya ditunjukkan dengan adanya orientasi mineral yang berbentuk rentikuler yang terkadang masih meyimpan lensa batuan asalnya. c. Kataklastik Sruktur ini hampir sama dengan milonitik hanya saja butirannya lebih kasar. d. Pilonitik Struktur ini menyerupai milonit tetapi butirannya relative lebih kasar dan strukturnya mendekati struktur tipe philit. e. Flaser Struktur ini mirip dengan kataklastik dimana struktur batuan asal berbentuk lensa yang tertanam pada masa dasar milonit. f. Augen Seperti struktur flaser, hanya saja lensa-lensanya terdiri dari butir-butir feldspar dalam masa dasar yang lebih halus. g. Granulose Struktur ini hampir sama dengan hornfelsik, hanya butirannya mempunyai ukuran yang tidak sama besar. h. Liniasi Struktur ditandai dengan adanya kumpulan mineral yang berbentuk seperti jarum.
Batuan Metamorf Penting
Pada batuan metamorf struktur foliasi, batuan pentingnya diantaranya adalah, batu sabak ( slate), sekis ( schist ), filit, gneiss, dan amfibolit. Sedangkan yang struktur non-foliasi anara lain kwarsit, marmer/pualam (marble), grafit, dan serpentinit
10
