Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Lecture Note
PETROGRAFI
Oleh : Agus Hendratno, MT. LABORATORIUM GEOLOGI OPTIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA Yogyakarta, 2005
I-1
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB I PENDAHULUAN
I.1. PENGERTIAN DAN DEFINISI PETROGRAFI Petrologi : Merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai asal usul, keterdapatan dan sejarah dari batuan.
Petrografi Batuan : Merupakan bagian dari ilmu petrologi yang mempelajari tentang deskripsi dan klasifikasi batuan dengan menggunakan bantuan mikroskopi polarisasi. Deskripsi batuan secara petrografis, hal yang penting diperhatikan adalah tekstur
batuan.
identifikasi
Pengelompokkan
atau
komposisi mineral dan pengklasifikasian
batuan
didasarkan pada hasil pengamatan tekstur dan komposisi mineralogi utama (rock forming minerals).
I-2
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
I.2. REVIEW MINERAL OPTIK Mikroskop yang dipergunakan untuk pengamatan sayatan tipis dari batuan,
pada
prinsipnya
sama
dengan
mikroskop
yang
biasa
dipergunakan dalam pengamatan biologi. Keutamaan dari mikroskop ini adalah cahaya (sinar) yang dipergunakan harus sinar terpolarisasi. Karena dengan sinar itu beberapa sifat dari kristal akan nampak jelas sekali. Salah satu faktor yang paling penting adalah warna dari setiap mineral, karena setiap mineral mempunyai warna yang khusus. Untuk mencapai daya guna yang maksimal dari mikroskop polarisasi maka perlu difahami benar bagian-bagiannya serta fungsinya di dalam penelitian. Setiap bagian adalah sangat peka dan karenanya haruslah dijaga baik-baik. Kalau mikroskop tidak dipergunakan sebaiknya ditutup dengan kerudung plastik. Bagian-bagian optik haruslah selalu dilindungi dari debu, minyak dan kotoran lainnya. Perlu kiranya diingat bahwa buttr debu yang betapapun kecilnya akan dapat dibesarkan berlipat ganda sehingga akan mengganggu jalannya pengamatan. Mikroskop polarisasi ada beberapa model yang beredar, tetapi unsurunsur
utamanya
menunjukkan
persamaan,
salah
satu
contoh
mikroskop polarisasi seperti terlihat pada gambar 3.1. Bagian-bagian mikroskop harus diketahui secara benar dan fungsi dari bagian tersebut adalah : 1. Kaki mikroskop, berbentuk tapal kuda (Leitz) atau bulat (Carl Zeiss). 2. Gigi
mikroskop,
berbentuk
melengkung
(Carl
Zeiss)
atau
miring/tegak (Leitz). Pada waktu pengamatan, ada yang gigimya I-3
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
berada di pihak penelitian dan ada pula yang di seberang. Antara gigir dan kaki mikroskop pada tipe Leitz dipasang sebuah kolom, sehingga gigir mikroskop dapat diatur miring atau tegak sesuai dengan keinginan sipemakai.
Gigir
Tromol pengatur kasar dan halus Cermin Kaki mikroskop
Gambar I. 1. Mikroskop Polarisasi tipe Leitz. 3. Tromol pengatur kasar dan halus yang umumnya terpisah. Gunanya untuk mengatur jarak objektif dan preparat. Tromol pengatur yang halus acapkali memiliki pembagian skala dan gunanya untuk mengukur selisih ketinggian kedudukan obyektif. 4. Meja yang berbentuk piring dengan lubang di tengah-nya yaitu untuk jalan cahaya yang masuk. Piring ini dapat diputar-putar I-4
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
pada
porosnya
yang
tegak,
pada
tepi
meja
mempunyai
pembagian skala dari 0° sampai 360°, dan disertai pula dengan nonius. Ada beberapa lubang sekrup pada meja tersebut, di antaranya untuk menempatkan penjiepit preparat (dua buah) dan lubang-lubang untuk mendudukkan "mechanical stage" yaitu suatu alat untuk menggerak-kan preparat pada dua arah yang saling tegak lnrus. 5. Sekrup pemusat gunanya untuk mengatur agar sumbu putaran meja tepat benar pada potongan salib rambut (cross hairs). Biasanya sekrup pemusat merupakan bagian dari obyektif. 6. Tubus, yaitu bagian yang umumnya dengan pertolongan tromol pengatur dapat diturun-naikkan. Tetapi pada mikroskop model Carls Zeiss bila tromol pengatur diputar yang bergerak adalah mejanya, sedangkan tubus tetap pada tempatnya. Sekalipun demikian efeknya tetap sama, karena menurunkan meja sama dengan mengangkat tubus. 7. Cermm yang selalu terdiri dari cermin datar dan konvek. Masing-masing gunanya untuk mendapatkan pantulan sinar sejajar dan sinar konvergen. Pada beberapa jenis mikroskop tempat kedudukan cer'min ini digantikan oleh sumber cahaya (lampu) yang memakai filter gelas biru. 8. Kondensor, yaitu bagian yang terdiri dari lensa cem-bung untuk memberikan cahaya yang konvergen. 9. Diafragma iris, yaitu merupakan bagian untuk menga-tur jarak cahaya yang masuk dengan jalan mengurangi atau menambah besamya apetumya. I-5
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
10.
Merupakan bagian vital yang dibuat dari polaroid atau
prisma nicol. Arah getaran biasanya N — S, tetapi pada mikroskop model Carl Zeiss justru E — W. 11.
Obyektif juga merupakan bagian vital, biasanya
paling sedikit disediakan 5 buah obyektif atau lebih yang pembesarannya berlainan. Pada beberapa model mikroskop penggantian obyektif dapat dilakukan dengan cepat berkat adanya sebuah revolver yang mudah diputar. Pada revolver ini setiap obyektif didudukkan dalam keadaan siaga. 12.
Lubang tempat komparator, yaitu lubang gepeng
dimana komparator dapat diselipkan dengan arah NW - ES. 13.
Analisator, yaitu suatu bagian yang vital terbuat dari
polaroid atau prisma nicol. Arah getarannya selalu tegak lurus pada
arah
getaran
polarisator.
Sekalipun
demikian
pada
mikroskop penelitian arah getaran analisator dapat diatur sekehendak kita. Bila arah getaran analisator dan polarisator saling tegak lurus, maka disebut kedudukan nicol bersilang. 14.
Lensa
Bertrand
merupakan
lensa
yang
dapat
dikeluar-masukkan pula. 15.
Okuler, yaitu bagian mikroskop darimana mata kita
melihat medan bayangan. Ada okuler yang memakai pembagian skala (okuler mikrometer) dan ada pula satu, dua atau lebih okuler tanpa pembagian skala tetapi dengan pembesaran yang berbeda-beda.
I-6
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
I-7
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel I. 1. Petrological Analysis Checklist Technique Petrography
Mineragraphy
Preferred Sample : nature and size
Laboratory turn around in working days
Helpful Information for the laboratory
Unweathered hand-specimen (>50 mm), or Standard thin-section, or Polished thin-section Unweathered hand-specimen (>50 mm), or Polished thin-section, or Polished fluid inclusion plate
15 (sample preparation) 5 (petrography) 5 (combined petrography and mineragraphy) 10 (sample preparation) 5 (mineragraphy)
Sample type, ie outcrop, float, colluvial, depth in drill-hole. Spatial relation of samples to each other. Comments on local geology. As above. Geochemical data.
XRD Analyses
Unweathered hand-specimen, Crushed sample (> 1g)
Fluid Inclusion Analyses
Clear secondary vuggy quartz crystals 10 (sample preparation) Secondary calcite, anhydrite, barite, inclusion analysis) fluorite and adularia crystals if optically clear Sphalerite crystals
Microprobe Analyses and Unweathered hand-specimen, SEM-EDAX Polished thin-section or mount XRF or NA Analysis Mineral Stable Analyses
Hand-specimen. Bulk crushed powder (> 2g)
Isotope Hand-specimen.) Individual crushed powder (> lOOg)
Radiometric Dating
or 2 (sample preparation) 3 (qualitative) Whether analysis of clays or other minerals 5 (semi-quantitiative) required. Comments on local geology. 5
or 10 (sample preparation) (microprobe analysis) 20-30
mineral 50
(fluid- Where two or more veins are present, crosscutting relationships should be noted for determination of paragenesis. Sample location including elevation. 5 Quantitative or semi-quantitative analysis required. Degree of alteration determined by thin-section examination. Comments on local geology. Purpose of analysis. Purpose of analysis. Paragenetic relationships.
Unweathered hand-specimen. Individual Radiocarbon dating: 90 (standard) 20 Degree of alteration determined by thinmineral crushed powder (> 250g) (express service) K/Ar, U/Pb and Rb/Sr section examination. Purpose of analysis. dating: 30 to 50 days
Heavy Mineral Separation Sand or pan concentrate (> Ig) Fission Track Dating Unweathered hand-specimen (> 1kg)
10 60-90
Regional geology. Purpose of analysis. Geological setting. Purpose of analysis.
Note: Sample sizes are minimum sizes. Hand specimens should be at least 2 x 2 cm
Tabel I. 2. Petrological Analysis Information I-8
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Technique Petrography
Information Obtained
Purpose
Rock type/primary texture. Alteration and vein mineralogy. Primary lithology/history. Chemistry and temperature of alteration Tcxtural relations eg brecciation, veinlng. and mineralising fluids. Geological and alteration history, evidence of ore deposition, eg boiling. Opaque mineral identification. Ganguc mineral Ore paragcnesis. Mineral pathfinders. Metallurgy. identification. Tcxtural/mineralogical relations.
Mineragraphy XRD Analyses
Crystal structure. Clay/zcolite/carbonate/sulphatc/feldspar Mineral identification. Chemistry and temperatures of alteration and identification. Semi-quantative mineral identification. mineralising fluids. Comparative abundance of clays indicating alteration. Fluid Inclusion Analyses Homogcnisalion temperature. Homogenisation behaviour. Temperature of fluid entrapment. Gas type and determination of Freezing temperature. Daughter minerals. Degree of fill. boiling. Salinity of fluid. Fluid composition. Entrapment environment. Microprobc Analyses and Chemical composition (elements heavier than 0) for: Single Quantitative analysis of single mineral. Semi-quantitative analysis SEM-EDAX point analyses. Scanning analyses. Microtcxtural relations. of mineral distribution/zoning Micro-paragcnesis. XRF or NA Analysis Mineral Stable Analyses
Bulk composition of rocks or minerals.
Path-finder for trace elements. Help to interpret regional geology.
Isotope Isotope ratios of sulphur, carbon, hydrogen, oxygen anu Temperature of fluids and fluid genesis, ie magmatic or meteoric. strontium.
Radiometric Dating
Radiocarbon dates (max. 75,000 years) K/Ar dates (min. 10,000 years) from biotitc, feldspars, illite, alunitc, hornblende, rock U/Pb dates (typical min. 50,000,000 years) from plutonic minerals -zircon, monazlle Rb/Sr dates (min. 30,000,000 years) from micas, feldspars, and whole rocks.
Heavy Mineral Separation Percentage and type of heavy mineral present in sample.
Fission Track Dating
Active hydrothcnnal system dating. Date of solidificalion of igneous rock, or date of alteration: suited to hydrothermal deposits, volcanic or plutonic rocks. Date of solidification of igenous rock, or date of alteration: suited to older plutonic and mctamorphic rocks. Date of solidification of igneous rock, or date of alteration: suited to older plutonic and mctamorphic rocks. Identification and distribution of minerals. Fingerprints regional geology.
Ratio of spontaneous fission-track density to induced Date of cooling of igneous rocks; fission-tracks (min. 20 years, max. 1,400,000,000 years). mctamorphic or sedimentary rocks.
I-9
burial/uplift
history
of
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB II BATUAN BEKU II.1. MAGMA DAN KRISTALISASI MAGMA Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah bergerak (mobile), bersuhu antara 900oC – 1.100oC dan berasal atau terbentu pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas. Pembentukan magma merupakan serangkaian proses kompleks yang meliputi proses pemisahan (differentiation), percampuran (assimilation),
anateksis
dan
hibridisasi
serta
metamorfisma
regional. Komposisi magma ditentukan oleh komposisi bahan yang meleleh, derajat fraksinasi dan jumlah pengotoran dalam magma oleh batuan samping (parent rock). Senyawa
kimiawi
magma
yang
dianalisa
melalui
hasil
konsolidasinya dipermukaan dalam bentuk batuan gunungapi, dapat dikelompokkan menjadi ; a. Senyawa-senyawa volatil, yang terutama terdiri dari fraksi gas seperti CH4, CO2 HCl, H2S, SO2, NH3 dan sebaginya. Komponen volatil ini akan mempengaruhi magma, antara lain : Kandungan
volatil,
khususnya
H 2O
akan
menyebabkan
pecahnya ikatan Si – O – Si yang akan mempengaruhi inti kristal. Apabila nilai viskositas magma rendah maka difusi akan bertambah dan pertumbuhan kristal pun terjadi. Kandungan volatil khususnya H2O akan mempengaruhi suhu kristalisasi sebagian besar fasa mineral. Pada beberapa
II-1
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
jenis magma, fasa mineral yang menghablur akan berubah sehingga terjadi penyimpangan terhadap reaksi Bowen. Volatil dalam magma menentukan besarnya tekanan selama proses kenaikan magma tersebut ke permukaan. Unsur-unsur kegiatan
volatil
tersebut
gunungapi
seperti
akan
mempengaruhi
terbentuknya
jenis
piroklastik,
awanpanas, dan sebagainya disamping tekstur dan bentuk kristal seperti lubang-lubang gas (vesicles) dan glass-shard. Unsur-unsur volatil akan mempengaruhi proses pemisahan unsur-unsur tersebut dari magma. Apabila tekanan total (PL) lebih besar dari tekanan uap air (PH2O) dalam magma, maka uap air atau gas tidak akan terbentuk, sedangkan apabila tekanan total lebih besar dari tekanan cairan atau fluida (PF) maka tidak akan terbentuk fasa gas dan semua volatil berupa larutan. b.
Senyawa-senyawa
yang
bersifat
non
volatil
dan
merupakan unsur-unsur oksida dalam magma. Jumlahnya yang mencapai 99% isi, sehingga merupakan major element, terdiri dari oksida-oksida SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, TiO2 dan P2O5. c.
Unsur-unsur
lain
yang
disebut
unsur
jejak
(trace
element)dan merupakan minor element seperti Rubidium (Rb), Barium (Ba), Stronsium (Sr), Nikel (Ni), Cobalt (Co), Vanadium (V), Crom (Cr), Lithium (Li), Sulphur (S) dan Plumbum (Pb). Menurut
beberapa ahli magma dapat terbagi menjadi beberapa
jenis berdasarkan dari kriteria-kriteria tertentu, diantaranya :
II-2
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Berdasarkan kriteria kandungan SiO2 atau derajat keasaman (acidity) JENIS MAGMA
KANDUNGAN SiO2 (% berat)
Magma asam
> 66
Magma menengah
52 – 66
Magma basa
45 – 52
Magma sangat basa
< 45
Berdasarkan kriteria harga alkalilina index (λ) menurut Peacock (1931) JENIS MAGMA
HARGA
Alkalic
51
Alkali – calcic
51 – 56
Calc – alkalic
56 – 61
Calcic
Mekanisme
TIPE MAGMA Atlantik Pasifik
61
evolusi
magma
pengertian
diferensiasi,
Diferensiasi
magmatik
dapat
asimilasi adalah
dikelompokkan
menjadi
pencampuran
magma.
dan
meliputi
semua
proses
yang
mengubah magma dari asalnya yang homogen dan dalam ukuran yang sangat besar menjadi massa batuan beku dengan bermacammacam komposisi. Para ahli sepeti Bowen, Fenner, Niggli dan lainnya telah melakukan penelitian dan membahas mengenai kristalisasi cairan silikat. Adapun hasil penelitian mereka antara lain : 1. Kristalisasi adalah proses isotermik, dimana selama proses pembekuan berlangsung akan dilepaskan sejumlah tenaga panas.
II-3
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
2. Pelelehan kristal merupakan proses endodermik, dimana proses penyerapan panas digunakan untuk melelehkan kristal pada suhu tetap.
Jumlah panas yang dibutuhkan
untuk mengubah 1 gram mineral padat menjadi lelehan pada suhu tetap disebut latent heat fusion. dan harga latent heat fusion sama dengan jumlah panas yang dikeluarkan apabila mineral tersebut menghablur. 3. Pada suhu dan waktu tertentu, akan terjadi kristalisasi secara spontan dari dua komponen yang mempunyai perbandingan tertentu,
kondisi
ini
disebut
titik
eutektik.
Contoh
percampuran antara 58% diopsid dengan 42% anortit. 4. Beberapa mineral akan meleleh pada suhu tertentu secara inconcruent, yaitu memisah lalu membentuk dua mineral yang berbeda. Contoh, pada suhu 1.557oC akan terjadi pemisahan enstatit menjadi olivin dan silika. 2MgSiO3 (silika)
= MgSiO4 (olivin)
+ SiO2 (silika)
5. Pembekuan yang cepat tidak akan menghasilkan kristal sehingga keadaan super cooled akan membentuk kaca. Suatu kristal dapat berkembang dan tumbuh dengan baik didalam magma encer. Cairan magma yang mempunyai viskositas tinggi akan mengkristal secara lambat, sehingga magma basa pada umumnya akan membentuk batuan bertekstur kristalin ; sedangkan magma asam pada kondisi rate of cooling asam dapat saja super cooled dan membentuk kaca.
II-4
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Pada proses pembekuan magma, terjadi beberapa perubahan seperti penurunan suhu, perubahan viskositas, kristalisasi yang sesuai dengan tahapannya, keluarnya gas dari magma dan perubahan tekanan gas.
II-5
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
II.2. EVALUASI MAGMA
a. Proses asimilasi Proses
percampuran/pengotoran
dalam
magma
karena
penekanan pada dinding. Proses ini terutama terjadi pada country rocks batuan beku atau batuan lainnya. Kondisi : a. Bila magma granitis (mineral alkali feldspar dan hornblende), sedang dindingnya gabro (mineral augit dan labradorit) maka magma tidak akan mampu mencerna dinding tersebut. b. Bila magma penerobos lebih basa dari dinding reservoir, maka magma akan mampu mencerna hingga terbentuklah batuan hybrid. Contoh : magma dioritis berasimilasi dengan dinding gabro atau limestone. b. Mingling magma Proses terbentuknya hybrid rocks (campuran batuan) dapat pula terbentuk
dari
hasil
pemisahan
sebagian
magma
yang
mengkristal. Urutan terbentuknya kristal
Awal
terjadi
mineral
anhidrous
(tanpa
OH-)
karena
terbentuk pada T tinggi, disebut pyrogenetic.
Selanjutnya T menurun, terbentuklah komponen gas dan mineral
yang
mengandung
gugus
hidroksil,
disebut
hydratogenetic. Pyrogenetic :
II-6
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
•
Seluruh limestone kaya plagioklas
•
Seluruh piroksen kecuali aegirite
•
Olivin
•
Nepheline
•
Leucite
•
Mellinite
•
Magnesium
•
Ilmenite
•
Pyroksen
Hydratogenetic •
Kuarsa
•
Ortoklas
•
Seluruh amphibol
•
Garnet
•
Aegirit
•
Sodolite
•
Concrinite
•
Analcime
II.3. GEOKIMIA MAGMA DAN POSISI TEKTONIK Diagram perbandingan persentase berat Na2O + K2O dengan persentase berat SiO2 oleh A. Harker bermanfaat menggambarkan komposisi batuan volkanik daratan dan penamaannya. Diagram ini dasarnya yaitu Cox et al. (1979), dan sesuai dengan apa yang dikeluarkan oleh subkomisi IUGS mengenai sistematik batuan beku (Le Bas et al. 1986, dalam Wilson 1991). Diagram yang sederhana seperti ini bermanfaat dalam mengklasifikasikan batuan beku dan secara langsung dapat menentukan komposisi kimia utama, yang dapat dilihat dari persen berat oksida-oksidanya. II-7
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar 2.1. menunjukkan penamaan yang bisa digunakan pada deskripsi batuan plutonik dan gambar 2.2. untuk batuan volkanik. Ini sesuai dengan klasifikasi QAPF, yang didasarkan pada proporsi modal dari mineral-mineralnya (Streckeisen, 1976, dalam Wilson 1991). Gambar 2.1. hanya bisa digunakan untuk mengklasifikasikan batuan volkanik yang tidak potasik, sedangkan yang agak potasik menggunakan
tabel
II.1.
Jelasnya
gambar
2.a.
hanya
bisa
digunakan untuk mengklasifikasi batuan volkanik yang tidak termetasomatismekan dalam keadaan segar. Berdasarkan gambar 2.1, batuan volkanik dibagi ke dalam dua seri magma besar, yaitu alkali dan sub-alkali. Keduanya dipisahkan dengan garis tebal pada diagram tersebut. Tiap-tiap seri magma ini terdiri dari batuan-batuan dengan komposisi basa hingga asam, dan meskipun batas keduanya ditandai dengan garis yang tebal tetapi
kenyataannya
ada
gradasi.
Komposisi
batuan-batuan
volkanik yang ditunjukkan pada diagram ini merupakan akibat dari dua proses yang mendasar yang ditunjukkan oleh panah, pelelehan parsial dan kristalisasi fraksi, atau dengan dominasi salah satunya saja.
II-8
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 1. Penamaan batuan beku (non-potassic) (Cox et al. 1979, dalam Wilson 1991) Potassic
Normal
leucitophyte
phonolite
K-trachyte
trachyte
K-rhyolite
rhyolite
tristanite latite
benmoreite trachyandesite
leucitite
nephelinite
leucite basanite
basanite
leucite tephrite
taplirite
absarokite ~i
basalt
shosonite
Tabel II 1. Kesamaan antara batuan nonnal dengan batuan yang memiliki nilai K yang tinggi (Wilson, 1991)
Diagram persentase berat Na20 + K2O dengan persentase berat SiO2 bisa juga digunakan untuk menentukan deferensiasi antara anggota basalt dari seri alkali dan subalkali (Middlemost, 1975, dalam Wilson 1991). Pada saat contoh-contoh diplotkan dalam diagram dan terletak di daerah alkali dan daerah subalkali maka contoh-contoh inilah yang disebut dengan basalt transisi. Pada gambar 3, basalt sub-alkali bisa dibagi ke dalam jenis normal dan rendah K.
II-9
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 2. Klasifikasi dari alkali basalt dan subalkali dangan parameter (a) persen berat K2O Terhadap SiO2 (b) persen berat Na2O Terhadap SiO2 (Middlemost, 1975, dalam Wilson 1991)
Secara umum, magma seri subalkali dapat dibagi ke dalam seri alumina tinggi atau kalk alkali dan toleiit rendah K, Anggota dari seri basalt ini secara berturut-turut yaitu subalkali dan subalkali rendah K. Dua seri ini dapat dipisahkan berdasarkan diagram AFM (Gambar II.3), dengan trend yang besar maka toleiitik kaya akan besi pada awal pemisahannya, sedangkan seri kalk alkali trendnya memotong diagram karena penumpukan besi pada saat kristalisasi pertama oksida Fe-Ti. Perbedaan kimia yang utama dari seri toleiitik dengan kalk alkali adalah kandungan Al 2O3, basalt kalk alkali dan andesit mengandung 16-29%, sedangkan toleiitiknya hanya mengandung 12-16% Al2O3. Basalt kalk alkali dibagi lagi II-10
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
menjadi basalt kalk alkali rendah K, sedang, dan tinggi berdasarkan pada diagram perbandingan K2O dengan SiO2 di atas.
Gambar II. 3. Diagram AFM yang menunjukkan jenis toelitik dan kalk-alkali (Wilson, 1991) Batuan-batuan dari seri magma alkali dibagi ke dalam jenis sodik, potasik, dan K-tinggi pada pengeplotan K2O dengan Na2O. Anggota dari seri K-tinggi mengandung sedikit silika dengan variasi nama absarokite, leusit basalt, leusit basanit, dan leusit. Semuanya terdeferansiasi untuk membentuk seri magma yang kaya K-tinggi pada beberapa kasus. Tectonic setting volcanic feature
characteristic magma series SiO2 range
Plate Convergent (destructive) island arc, active continental margin
margin Within plate Divergent Iiitra-oceanic Intra(constructive) continental mid oceanic oceanic islands continental rift ridges, back-arc zone, spreading continental centres flood basalt provinces tholeiitic tholeiitic tholeiitic tholeiitic calc-alkaline alkaline alkaline alkaline basalts and basalts basalts and basalts and differentiates differentiates differentiates
Tabel II 2. Karakteristik seri magma yang berhubungan dengan tatanan tektonik tertentu (Wilson, 1991)
II-11
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel II. 2 menunjukkan karakteristik seri magma didasarkan atas klasifikasi yang berhubungan dengan tiap lingkungan tektoniknya. Basalt subalkali mempakan jenis yang paling umum dari batuan volkanik yang ditemukan pada daratan dan cekungan samudera. Basalt subalkali rendah K atau basalt toleiitik, merupakan magma dominan yang dihasilkan pada punggungan tengah samudera dan pada beberapa wilayah aliran basalt (flood basalt province). Dibandingkan
tipe
basalt
yang
lainnya
basalt-basalt
ini
mengandung K tinggi dan kation-kation lain seperti Rb, Ba, U, Th, Pb, Zr, dan sedikit REE. Analisis
batuan
volkanik
dari
lantai
samudera
menunjukkan
komposisi yang sangat beragam. Meskipun basalt toleiitik lebih dominan, transisi dan jenis alkali juga terdapat di beberapa daerah, khususnya
pada
pemekaran
samudera
yang
lambat
seperti
Atlantik. Karakteristik kimia punggungan tengah samudera (MOR) kelihatan bervariasi sebagai fungsi dari kecepatan pemekaran dan elevasi punggungan kerak. Pemekaran lantai samudera juga terjadi pada cekungan belakang busur {back arc basin) yang berhubungan dengan subduksi, dan tekait dengan busur volkanik. Secara umum, erupsi basalt sebanding dengan MOR dengan syarat karaktersitik unsur utama dari unsur jejaknya berbeda. Sekarang ini, magma seri kalk alkali seluruhnya dibatasi pada posisinya
yang
berhubungan
dengan
subduksi.
Akibatnya,
pengenalan terhadap karakteristik kalk alkali pada sikuen volkanik masa lalu merupakan petunjuk yang sangat penting dalam petrogenesis. Produk-produk dari volkanisme pada busur volkanik bervariasi sesuai dengan evolusi dari busur, dalam beberapa hal, lateral sepanjang busur. Batuan volkanik bisa dibagi ke dalam jenis toleiitk, kalk alkali, dan alkali yang semuanya bergradasi. Jenis magma toleiitik bisanya terbentuk pada busur muda, sedangkan II-12
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
magma kalk alkali pada busur yang lebih tua dan batas benua aktif. Karakteristik
kimia
dari
batuan-batuan
busur
volkanik
lebih
bervariasi dibandingkan dengan MOR. Proporsi lavanya yang kaya SiO2 lebih besar, khususnya pada sen kalk alkali dangan andesit yang lebih dominan. Alkali basalt dan deferensiasinya umum dijumpai pada tatanan tektonik antar lempeng seperti kepulauan samudera dan rekahan lempeng antar benua dan jarang dijumpai pada beberapa subduksi. Kepulauan
samudera
basalt
(OIB)
memiliki
komposisi
yang
mungkin bervariasi mulai dari toleiitik (Hawai, Iceland, dan Galapagos, alkali sodik (Pulau Canary dan St. Halena) hingga alkali potasik (Tristan da Cunha dan Gough). Umumnya evolusi magma lebih
berkembang
dibandingkan
basalt,
seringpula
berupa
kesatuan basalt-trasit atau ponolit. Basalt daratan sangat terbatas saat ini, dan dominasinya yaitu alkali pada tahap awal dari pemekaran daratan. Meskipun begitu, pada wilayah kerak dengan gaya tarik yang besar, umunya akan terdapat transisi dan toleiitik. Wilayah aliran basalt toleiitik daratan mungkin sangat berarti di masa lalu, berhubungan dengan fase utama pemekaran benua yang sempurna dan pembentukan dari cekungan yang bam. Magma Kimberlit dan ultrapotasik yang berasal dari magma alkali daratan yang sangat berbeda terbentuk pada tatanan tektonik yang lebih luas.
II.4. MINERAL PEMBENTUK BATUAN a. Mineral pembentuk batuan dengan indeks refraksi rendah Name
Formula
Quartz Tridymit
SiO2 II-13
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Kristobalit Sanidine Ortoklas FELDSPAR
FELDSPATOID
(K,Na)AlSi3O8
Mikroline Albite
NaAl Si3O8
Anortit
CaAl2Si2O8
Nepheline
(Na,K)AlSiO4
Kalsilite Leusit
(K,Na)AlSiO4 KAlSi2O6
Sodalite
Na8Al6Si6O24Cl2
Analcite
NaAlSi2O6H2O
Scapolite
(Na,Ca,K)4Al3(Al,Si)3Si6O24(Cl,CO3SO4,OH)
Cordierite
(Mg,Fe)2Al4Si5O18
b. Mineral pembentuk batuan dengan indeks refraksi tinggi Name OLIVIN
ORTOPIROKSEN
KLINOPIROKSEN
AMPHIBOL
Formula
Forsterite
Mg2SiO4
Fayalite
Fe2SiO4
Monticellite
CaMgSiO4
Enstatite
Mg2Si2O6
Ferrosilite
Fe2Si2O6
Diopside
CaMgSi2O6
Hedenbergite
CaFeSi2O6
Augite
(Ca,Mg,Fe,Al)2(Si,Al)2O6
Pigeonite
(Mg,Fe,Ca)(Mg,Fe)Si2O6
Aegirine
NaFe+3 Si2O6
Jadelite
NaAlSi2O6
Wollastonite
CaSiO3
Anthophylite
(Mg,Fe)7Si8O22(OH,F)2
Gedrite
(Mg,Fe)5Al2(Al2Si6)O22(OH,F)2
Cummingtonite
(Mg,Fe)7Si8O22(OH,F)2
Tremolit-actinolit Ca2(Mg,Fe)7Si8O22(OH,F)2
II-14
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
MICA
GARNET
Hornblende
Ca2(Mg,Fe,Al)5(SiAl)8O22(OH,F)2
Riebeckite
Na2Fe3+2Fe2+3 Si8O22(OH,F)2
Glaucophane
Na2Mg3Al2Si8O22(OH,F)2
Biotit
K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH,F)2
Muscovite
KAl2(AlSi3O10)(OH,F)2
Paragonite
NaAl2(AlSi3O10)(OH,F)2
Pyrophyllite
Al2Si4O10(OH)8
Talc
Mg3Si4O10(OH)2
Chlorite
(Mg,Al,Fe)6(Al,Si)4O10(OH)8
Serpentine
Mg6Si4O10(OH)8
Pyrope
Mg3Al2Si3O12
Almandine
Fe3Al2Si3O12
Spessartine
Mn3Al2Si3O12
Grossular
Ca3Al2Si3O12
Andradite
Ca3 (Fe+3,Ti)2Si3O12
Vesuvianite
Ca19(Mg,Fe,Al)13Si18(O,OH,F)76
Andalusite Kyanite
Al2SiO5
Sillimanite Mullite
3Al2O3.2SiO2
Staurolite
Fe2Al9Si3,75O22(OH)2
Chloritoid
(Fe+2,Mg,Mn)2(Al,Fe+3)Al3O2(SiO4)2(OH)4
Epidote
MELILITE
Ca2Fe+3Al2O(S2O7)(SiO4(OH)
Clinozoisite
Ca2AlAl2O(Si2O7)(SiO4(OH)
Lawsonite
CaAl2(OH)2Si2O7H2O
Gehlenite
Ca2MgSi2O7
Akermanite
Ca2MgSi2O7
Soda melilite
NaCaAlSi2O7
Calcite
CaCO3
Dolomite
CaMg(CO3)2
c. Mineral accesori Name
Formula
Apatite
Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)
Zircon
ZrSiO4
Sphene
CaTiSiO5
II-15
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
SPINEL
Perovskite
CaTiO3
Tourmalin
Na(Mg,Fe,Al)3Al6Si6O18(BO3)3(OH,F)4
Corundum
Al2O3
Rutile
TiO2
Hematite
Fe2O3
Ilmenite
FeTiO3
Ulvospinel
Fe2TiO4
Magnetit
Fe3O4
Chromite
FeCr2O4
Spinel
MgAl2O4
Hercynite
FeAl2O4
Fluorite
CaF2
Pyrite
FES2
Pyrrhotite
Fe7S8 – FeS
Chalcopyrite
CuFeS2
Sphalerite
ZnS
Anhydrite
CaSO4
Gypsum
CaSO4.2H2O
Barite
BaSO4
Beryl
Be3Al2[Si6O18]
II.5. TEKSTUR BATUAN BEKU Tekstur adalah cerminan hubungan antara komponen dari batuan yang merefleksikan sejarah kejadian/petrogenesa. a. Deskripsi Tekstur Dalam mempelajari dan menginterpretasikan batuan beku hal yang penting harus diperhatikan adalah membedakan mineralmineral primer
II-16
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
(mineral yang terbentuk langsung dari magma) dari mineralmineral sekunder (mineral yang terbentuk dari hasil alterasi atau pelapukan),
karena
dalam
pengklasifikasian
batuan
beku
didasarkan atas mineral-mineral primer bukan mieral-mineral sekunder. Juga dijelaskan dalam diskripsi bahwa mineral-mineral tertentu sudah mengalami perubahan menjadi mineral sekunder. Prosentase mineral yang dipakai dalam penentuan nama batuan adalah prosentase dari mineral-mineral primer sebelum terjadi perubahan. b. Tingkat Kristalinitas (crystalinite)
Holokristalin terdiri dari kristal-kristal seluruhnya.
Hipokristalin/hypohyalin/merokristalin terdiri atas sebagian kristal-kristal dan sebagian gelas.
Holohyalin didominasi atas gelas
Gelas terbentuk karena :
Pendinginan cepat.
Viskositas tinggi.
Gas keluar dengan sangat cepat. Gas keluar akibat dari viskositas tinggi sehingga terbentuk masa dasar gelas.
II-17
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
c. Ukuran Kristal Macam – macam ukuran kristal batuan beku: > 3 cm. .: very coarse grain ............. PLUTONIC .................................................. (deep seated intrusion) 5 mm – 3 cm.......................................................................: coarse grain........................................................................ PLUTONIC 1 mm – 5 mm .....................................................................: medium grain..................................................................... PLUTONIC < 1 mm ..............................................................................: fine grained........................................................................ VOLCANIC ROCK (0,5 – 1) mm........................................................................: fine grained........................................................................ HYPABYSSAL (0,01–0,2) mm.....................................................................: microcrystaline < 0,01 mm..........................................................................: cryptocrystaline Ditinjau dari ukuran butir mineral, tektur dapat dibedakan menjadi : 1.
Mikrokristalin................................................................ Kristal-kristalnya dapat dibedakan dengan menggunakan mikroskop.
2.
Kriptokristalin Kristal-kristalnya sangat halus, sulit dibedakan dengan mikroskop ( φ < 0,01 mm)
3.
Equigranular II-18
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Kristal-kristalnya berukuran relatif seragam/sama besar. 4.
Inequigranular Kristal-kristalnya berukuran tidak seragam/sama (terdapat fenokris dan masa dasar)
d. Bentuk Kristal Bentuk-bentuk individu kristal : 1. Euhedral/idiomorf Kristal-kristal mempunyai bentuk lengkap/baik, dan dibatasi oleh bidang batas yang jelas. 2. Subhedral/hypidiomorf Kristal-kristal mempunyai bentuk kurang baik dan dibatasi oleh bidang batas yang tidak jelas. 3. Anhedral/fenomorf Kristal-kristal mempunyai bentuk sendiri yang jelas.
Berdasarkan dari fabrik/kemasnya, tekstur equigranular dapat dibedakan menjadi : 1. Idiomorfik granular : Semua/hampir semua mineral berbentuk euhedral dengan ukuran butir relatif sama dan mempunyai batas-batas yang jelas. 2. Hypidiomorfik granular : Terdiri atas mineral-mineral yang subhedral (dominan) dengan besar butir yang relatif sama. 3. Allotriomorfik granular :
II-19
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Terdiri
atas
mineral-mineral
yang
berbentuk
anhedral
(dominan).
II-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
e. Macam – macam tekstur 1. Tekstur Glassy-Afanitik Tekstur Trakhitik Paralel mikrolit-mikrolit (plagioklas dan mikro-kripto kristalin) Tekstur Pilotasitik Sub-paralel
mikrolit-mikrolit
(plagioklas
dan
mikro-kripto
kristalin) Terbentuk akibat aliran magma dalam batuan volkanik Tekstur Trachytoidal Paralel kristal feldspar dalam batuan plutonik 2. Tekstur Porfiritik Terdiri atas fenokris-fenokris yang tertanam dalam masa dasar halus yang kristalin. Kenampakan tekstur batuan beku dimana terdapat fenokrisfenokris yang tertanam dalam masa dasar/matrik halus kristalin. Merupakan tekstur penciri pada batuan beku intrusif dan ekstrusif. Contohnya : (a). Riolit, Dasit (b). Andesit (c). Basalt Nepelin
II-21
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
3. Tekstur Tumbuh Bersama (Intergrowth) Pertumbuhan bersama antara 2 mineral, umumnya adalah mineral feldspar dengan kuarsa, dapat juga plagioklas dengan kuarsa, piroksen dan plagioklas. Tekstur Cumulus Batuan beku yang tersusun atas kristal-kristal (satu atau lebih mineral) yang terbentuk pada awal kristalisasi magma, pada proses segregasi atau konsentrasi. Sering dijumpai pada batuan beku ultramafik. Tekstur Intergranular Agregasi
dari
butir-butir
mineral
mafik
yang
euhedral
(mineral-mineral piroksen dan atau olivin) yang dijumpai diantara mineral-mineral plagioklas yang memanjang secara random. Sering dijumpai pada diabas dan basalt hypabisal.
II-22
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tekstur Intersertal Seperti tekstur intergranular, tetapi diantara mineral-mineral plagioklas yang memanjang secara random terisi oleh gelas atau altersi gelas. Sering dijumpai pada basalt
4. Tekstur Reaksi atau Corona (KELYPHITIC RIM) Tekstur reaksi merupakan pembungkusan mineral dalam batuan beku, olivine, mineral yang pertama terbentuk dalam deret diskontnue mungkin dikelilingi oleh mineral yang terbentuk kemudian (piroksen atau hornblende). Tekstur ini dapat pula terbentuk karena reaksi post magmatig atau dapat terjadi akibat metamorfosa derajat rendah. Tekstur Perthitic Kristal-kristal kecil yang tertanam secara acak dalam kristal yang lebih besar
II-23
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tekstur Antiperthitic Kristal-kristal piroksen tertanam secara acak dalam kristal plagioklas. Disamping macam-macam tekstur diatas, dalam batuan beku juga ditemukan beberapa tekstur khusus, antara lain : a. Tekstur Poikilitik Kristal-kristal kecil yang tertanam secara acak dalam kristal yang lebih besar
b. Tekstur Ophitic II-24
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Kristal-kristal plagioklas tertanam secara acak dalam kristal yang lebih besar olivin atau piroksen. Dijumpai pada gabro (b) dan basalt
c. Tekstur Sub-ophitic Kristal-kristal plagioklas dan kristal olivin atau piroksen, tumbuh bersama, Seperti tekstur ophitik, tetapi ukuran kirstal relatif sama Dijumpai pada diabas (c)
II-25
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
d. Mikroporfiritik Porfiritik terlihat di bawah mikroskop. e. Vitrofirik Fenokris tertanam dalam masa dasar gelas.
f. Felsofirik Bila masa dasar terdiri atas intergrowth kuarsa dengan feldspar. g. Poikilitik Adanya inklusi-inklusi mineral secara random dalam suatu mineral besar. h. Hyalopilitik Mikrolit-mikrolit plagioklas dijumpai bersama-sama dengan mikrokristalin piroksen dengan arah yang random dalam masa dasar gelas.
II-26
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
i. Pilotasitik Mikrolit-mikrolit plagioklas menunjukkan kesejajaran (subparalel) dan dijumpai bersama-sama dengan mineralmineral mikrokristalin atau kriptokristalin. j. Felled texture Apabila masa dasar terdiri dari mikrolit-mikrolit yang tidak beraturan k. Vesicular Biasa dijumpai pada lava, merupakan lubang-lubang bekas gas l. Amydaloid Biasa dijumpai pada lava, merupakan bekas lubang gas yang telah diisi oleh mineral-mineral sekunder seperti zeolit, opal, kalsedon, klorit, kalsit dan lain-lain. m. Tekstur Sperulit dalam Riolit Bentuk radial dari kristal fibrus di dalam matrik gelas. Kemungkinan
komposisi
sperulit
alkali
felsdpar
dan
polymorf SiO2 n. Tekstur Graphic kristal-kristal kuarsal yang tertanam secara acak dalam kristal K-feldspar o. Tekstur Mrymekite Seperti tekstur graphic dimana bentuk kuarsa menyerupai cacing dengan letak tak teratur
II-27
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
II.6. STRUKTUR BATUAN BEKU Macam-macam struktur batuan beku, yaitu: A. Intrusive (Blatt & Ehler 1980) Memotong
perlapisan
batuan sedimen, menunjukkan
batuan beku terbentuk pd kurun waktu lebih muda Batuan sedimen yg berada di dasar & di bagian atasnya terpanggang —> Contac Effect Tidak mengandung gelembung gas/fragmentasi pada bagian atasnya Fragmen-fragmen batuan beku tidak dijumpai pd sedimen diatasnya Pelengkungan batuan sedimen diatasnya kerap kali lebih besar
bila
dibandingkan
dgn
sudut
maksimal
lereng
pengendapannya Dijumpai inklusi B. Ekstrusive Umumnya bagian bawah tempat lava mengalir berbentuk tidak teratur seperti hasil erosi Kontaknya dapat paralel terhadap perlapisan / foliasi dari batuan yg lebih tua (concordance)/bersudut (discordance) Bagian atas batuan yang ditumpangi oleh batuan ekstrusif akan memperlihatkan hasil proses pelapukan yang terjadi sebelum batuan ekstrusif terbentuk diatasnya. Misal berupa soil (tanah) hasil oksidasi / hidrasi
II-28
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Dijumpai material asing di dalam batuan beku yang biasa disebut inklusi
(xenolith 1 xenocryst),
bersifat minor
biasanya disertai dengan efek panggang (baking effect) Bagian
permukaan
atas
lava
yang
tertimbun
sedimen
berbentuk tidak teratur seperti hasil proses erosi Beberapa lava mempunyai permukaan tidak teratur yg terbentuk selama lava mengalir. Kontak dengan batuan sedimen dibawahnya berupa hubungan discordance Bagian atas suatu tubuh lava yang tertimbun sedimen dapat menunjukkan lubang gas (kecil/medium). Struktur Vesiculer biasa dijumpai Erosi
pada
bagian
atas
lava
dapat
terjadi
sebelum
pengendapan sedimen diatasnya. Lapisan soil dapat dijumpai sebagai hasil dekomposisi
lanjut
(extremely weathered)
—> “bukti hubungan ketidakselarasan/unconformity Macam – Macam Bentuk Tubuh Batuan Intrusif Batuan Intrusif membeku di dalam batuan yang sudah ada lebih dahulu di bawah permukaan bumi. Kontak umumnya berupa Concordance/discordance. Jika batuan yang diterobos rapuh maka akan disertai terjadinya pemecahan dan penyesaran. Kontak semacam ini biasanya terjadi pada tempat yang dangkal. Di daerah yang lebih dalam beberapa km batuan yang diterobos bersifat plastis/lentur. Hingga lapis/foliasinya cenderung tertekan paralel terhadap pluton yag menerobosnya. Type intrusinya disebut diapirik dan masa batuan/lelehan yang bergerak ke atas disebut diapir. Kontak concordance dapat dijumpai pada tempat yang dangkal bila magma menerobos membentuk kubah, atau kekuatan magma tidak menyebabkan pemecahan batuan yang diterobos. II-29
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Banyak intrusi
terlihat concordance pada singkapan yang
terisolasi, yang merupakan fungsi skala pengamatan. Beberapa intrusi yang terbentuk pada kedalaman > 100 km dan mengandung fragmen-fragmen misalnya intan yang dibawa oleh sumber magma/induk magma. Tipe-Tipe Intrusi a. SILL •
Concordance, tubuh tabular
•
Tipis, menerobos ditempat yang dangkal, pada tempat yang relatif tidak terlipat
•
derajat
keenceran
(viscosity)
magma
tinggi
hingga
menghasilkan bentuk seperti lempengan. •
Sifat keasaman basic intermediate
•
Sebagian besar berkomposisi basaltic
•
Biasanya kristal awal yang terbentuk termasuk mineral lebih
berat
komposisinya
turun
(settlement)
bervariasi
ke
arah
di
dasar
atas
hingga
membentuk
perlapisan semu (pseudc stratification) •
Ketebalannya beberapa - ratusan meter. Sill di Palisades (New York) berumur Trias ketebalan 300 meter tersingkap sepanjang 800 km & lebar 2 km.
•
Sill Peneplain di Antartika berumur Jura berupa Diabase ketebalan 400 m luas singkapan 20.000 km2.
II-30
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
2. LACCOLITH •
Bersifat concordance
•
Bentuknya
seperti
jamur,
diameter
sekitar
1-8
km,
ketebalan maks 1000 meter •
Terbentuk di dalam sedimen yang tidak terganggu di tempat yang dangkal. Lacolite terbentuk sewaktu magma bergerak ke atas menembus lapisan yang mendatar di dalam kerak bumi yang bersifat lebih tahan/resistance hingga magma
tersebar secara lateral membentuk kubah
di dalam lapisan yang berada di atasnya. Jika berjumpa lapisan yang ketahanannya rendah untuk menyebar, maka lacolith berkembang menjadi sill •
Sebagian
besar
lacolith
berkomposisi
silisic
atau
intermediate •
Contoh : lacolith diUtah (USA)
3. LOPOLITHS •
Berbentuk melesak,
lenticular umumnya
yang
besar,
concordance
bagian suatu
tengahnya
masa
intrusi
berbentuk cerobong asap / cekungan •
Sebagian besar dijumpai di daerah terlipat / sedikit terlipat
•
Tebal:
•
Diameternya bervariasi dari puluhan - ratusan km dengan
1 1 − dari lebarnya 10 20
ketebalan berkembang sampai ribuan meter •
Umumnya
kandungan
min
mafik-ultramafik,
beberapa
diantaranya terdiferensiasi di bagian atasnya menjadi lebih silisic II-31
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
•
Contoh : Ontario, Afrika Selatan
4. PHACOLITHS •
Tubuh intrusi yang concordance berasosiasi dengan batuan terlipat Bila terbentuk di dalam antiklin akan terjad! cembung double ke arah atas. Sebaliknya bila di dalam sinklin akan terbentuk cembung double ke arah bawah. Hal ini menunjukkan bahwa phacolith merupakan intrusi yang pasif, magma mengisi daerah terbuka di puncak dan di lembah antiklin & sinklin.
•
Intrusi berjalan di daerah bertekanan rendah, berkembang karena pelengseran lapisan incompetent diantara lapisan yang lebih competent atau pelengseran satu lapisan competent terhadap lapisan competent yang lain
•
Pacolith
umumnya
terbentuk
di
daerah
dalam
&
mempunyai batas yang tajam, mengalami gradasi. Bila terjadi foliasi akan paralel/hampir paralel terhadap sumbu lipatan •
Komposisi batuannya bervariasi, meliputi daerah yang luas mencapai puluhan km
5. DIKE & VEINS •
Dike merupakan terobosan yang tabular & discordance memotong foliasi/perlapisan country rocks. Intrusi ini dapat beralih tempat ke dalam sistem kekar yang sudah ada terlebih dahulu, dapat tunggal / majemuk
•
Pada beberapa daerah Dike berhub erat dg volcanic necks/intrusi dangkal (hypabyssal) & terbentuk secara radial
II-32
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
•
Banyak Dike bersifat lebih resistance terhadap erosi dibandingkan dengan batuan yg diterobosnya
•
Kadang menerobos vertikal/miring membentuk lempengan, kerucut tersebar bentuk oval/melingkar. Hal ini berkaitan dengan proses pemecahan kubah tubuh
•
terobosan & hilangnya tekanan intrusi yang diikuti oleh melesahnya country rocks bagian alas sehingga dapur magma kosong
•
Vein adalah pengisian mineral/batuan di dalam pecahan host rocks berbentuk tabular kecil/lempengan, kerapkali berasosiasi dengan replacement host rocks
6. BATHOLITHS • Suatu tubuh pluton intrusif yang besar dengan dinding yang terjal tanpa dasar yang dikenal • Umumnya berkomposisi silisik • Berukuran 100 - ribuan km2 • Banyak batholith yang concordance terhadap struktur regional,
padahal
bila dipetakan otete//sangat
discordance • Pluton silisik yang besar kerap kali granit (deskripsi lapangan) meskipun komposisinya kerap kati granodiorite atau monzonite kuarsa
Struktur batuan beku adalah bentuk batuan beku dalam skala yang besar. Seperti lava bantal yang terbentuk di lingkungan air (laut), lava bongkah, struktur aliran dan lain-lainnya. Suatu bentuk dari struktur batuan sangat erat sekali dengan waktu terbentuknya. II-33
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
a. Struktur Bantal. Struktur
bantal
(pillow
structure)
adalah
struktur
yang
dinyatakan pada batuan ekstrusi tertentu, yang dicirikan oleh masa yang berbentuk bantal. Dimana ukuran dari bentuk lava ini pada umumnya antara 30 — 60 cm. Biasanya jarak antara bantal
berdekatan
dan
terisi
oleh
bahan-bahan
yang
berkomposisi sama dengan bantal tersebut, dan juga oleh sedimen-sedimen
klastik.
Karena
adanya
sedimen-sedimen
klastik ini maka struktur bantal dapat dianggap terbentuk dalam air dan umumnya terbentuk di laut dalam. b. Struktur Vesikular. Di
dalam
lava
banyak
terkandung
gas-gas
yang
segera
dilepaskan setelah tekanan menurun, ini disebabkan perjalanan magma ke permukaan bumi. Keluamya gas-gas dari lava akan menghasilkan lubang-lubang yang berbentuk bulat, clip, silinder ataupun tidak beraturan. Terak (scoria) adalah lava yang sebagian besar terdiri dari lubang-lubang yang tidak beraturan, hal ini disebabkan lava tersebut sebagian besar mengandung gas-gas sehingga sewaktu lava tersebut membeku membentuk rongga-rongga yang dulu ditempati oleh gas. Biasanya pada dasar dari aliran lava terdapat gelembunggelembung berbentuk silinder yang tegak lurus aliran lava. Hal ini disebabkan gas-gas yang dilepaskan dari batuan sedimen yang berada di bawahnya karena proses pemanasan dari lava itu. c. Struktur Aliran. Lava
yang
disemburkan
tidak
ada
yang
dalam
keadaan
homogen. Dalam perjalanannya menuju ke permukaan selalu terjadi perubahan seperti komposisi, kadar gas, kekentalan, II-34
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
derajat kristalisasi. Ketidak homogenan lava menyebabkan terbentuknya struktur aliran, hal ini dicer -minkan dengan adanya goresan berupa garis-garis yang sejajar, perbedaan wama dan tekstur. Struktur aliran juga dijumpai pada batuan dimana perlapisanperlapisan digambarkan dengan perbedaan-perbedaan dalam komposisi atau tekstur mineralnya. Struktur aliran dapat pula berbentuk sangat halus dan disebut tekstur aliran. Dan untuk dapat melihatnya diperlukan mikroskop, foto 8 lembar 5 memperlihatkan
tekstur
aliran
pada
batuan
yang
berupa
pengarahan dari mineral-mineral tertentu seperti plagioklas. Bentuk mineral-mineral dalam batuan yang mempu-nyai bentuk memanjang atau pipih akan condong untuk mengarah menjadi sejajar dengan arah aliran lava pada waktu itu. d. Struktur Kekar. Kekar adalah bidang-bidang pemisah yang terdapat dalam semua jenis batuan. Kekar biasanya disebabkan oleh proses pendinginan, tetapi ada pula retakan-retakan yang disebabkan oleh gerakan-gerakan dalam bumi yang berlaku sesudah batuan itu membeku. Kenampakan di lapangan menunjukkan bahwa kekar-kekar itu tersusun dalam sistem tertentu yang berpotongan satu dengan yang lainnya. Retakan-retakan permukaan
bumi,
ada dan
yang
memotong
menghasilkan
sejajar
struktur
dengan
periapisan,
sedangkan yang tegak lurus dengan permukaan bumi akan menghasilkan struktur bpngkah. Perlapisan ini pada umumnya akan makin tipis pada bagian yang mendekati permukaan bumi.
II-35
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Retakan-retakan dapat pula membentuk kolom-kolom yang dikenal dengan struktur kekar meniang (columnar jointing). Struktur
ini
disebabkan
karena
adanya
pendinginan
dan
penyusutan yang merata dalam magma dan dicirikan oleh perkembangan
empat,
lima
atau
enam
sisi
prisma,
kemungkinan juga dipotong oleh retakan yang melintang. Bentuk seperti tiang ini umumnya terdapat pada batuan basal, tetapi kadang-kadang juga terdapat pada batuan beku jenis lainnya.
Kolom-kolom
ini
berkembang
tegak
lurus
pada
permukaan pendinginan, sehingga pada sil atau lava aliran tersebut akan berdiri vertikal sedangkan pada dike kurang lebih akan horizontal.
II.7. KLASIFIKASI BATUAN BEKU Pengklasifikasian batuan beku diperoleh dengan berdasarkan pada : 1. Komposisi
mineral, hal ini dapat menunjukkan kondisi
magma pada saat kristalisasi dan menggambarkan komposisi kimia. 2. Tekstur,
hal
mempengaruhi
ini
dapat
menunjukkan
proses
pembekuan,
keadaan
yang
waktu/tempat
pembekuan Misal : Granular => plutonik lambat Porfiritik => ekstrusif cepat
II-36
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Glassy => effusif cepat sekali 3. Komposisi kimia, hal ini dapat menunjukkan hubungan dan tipe magma asal, kehadiran/tidaknya mineral tertentu. Kombinasi antara komposisi mineral dan tekstur, dapat dibedakan : Jumlah relatif antara mineral mafiks dan felsik Kuarsa Unsaturated minerals Macam mineral mafiks
II-37
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 4. Comparison Chart For Visual Percentage Estimation (After Terry and Chilingar, 1955).
II-38
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel II 3. General character and organization of principal igneous rocks (Wiiliam, Turner, & Gilbert, 1982)
Intermediete
Acid Chapter 5 Oversaturated rocks; Cl – 0 to 40 Alkali plagioklas feldspar An 10-30
Ultrabasic
Basic
Chapter 4 Saturated rocks; Cl – 0 to 40 Alkali plagioklas feldspar An 30-50
Chapter 3 Saturated and undersaturated; Cl usually > 40 plagioklas An 50-100
'
Diorite
Dacite
Trachyte
Latite
Andesite
Thoelitic basalts and diabases Alkali olvine basalts Hawaiite mugearite
Chapter 7
Chapter 8
Feldspatoidal rocks; Cl – low to medium Alkali feldspar
Feldspatoidal syenite Nepheline syenite Sodalite syenit
Phonolite
shonkinite
Feldspatoidal rocks; Cl – low to high Plagioklas feldspar lacking Feldspatoidal gabbros Essxite Theralite Analcime diabase
Ijolite Alkaline pyroxenite
Trachyandesite Trachybasalt Tephrite Leucities Wyomingite
Basanites
Nephelinite Limburgite
Chapter 8 Lamprophyres Biotite and lamprophyres Camptonite Monchiquite Volcanic or
Rhyolite
Monzonite
Quartz diorite
Plutonic
Quartz monzonite
Syenite
Gabbro Norite Troctolite Anorthosite Mg and CaMg pyroxenites Alkaline gabbro
Feldspatic peridotite
quasi-volcanic
GranoQuartz 5-20%diorite
Volcanic
Volkanic
Plutonic
Alkali granite adamellite
Tonalite
Quartz > 20%
Quartz syenite
Chapter 8 undersaturated; Cl – 90 to 100 plagioklas 0-10%
II-39
hornblende
Melilite-rich rocks Melilite Alonoite Carbonatite Kimberlite Nonfeldspathic peridotite (plutonic) Komatitite
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
II.8. Klasifikasi Kimia Pembagian klasifikasi batuan beku berdasarkan kimiawi: a. SiO2 (keasaman)
Asam> 66 %
Intermediet(52 – 56) %
Basa(45 – 52) %
Ultrabasa< 45 %
b. Kejenuhan terhadap silika beku
Saturated rocks
Saturated rocks
Under saturated rocks
c. Kandungan alumina dalam batuan beku Al 2 O3 > 1 K 2 O + Na 2 O + CaO
Per alumina
Metaluminous ........................................................................ Al 2 O3 Al 2 O3 > 1 > K 2 O + Na 2 O K 2 O + Na 2 O + CaO
Al 2 O3 ≈ 1 Sub aluminous K 2 O + Na 2 O
Al 2 O3 < 1 Per Alkaline K 2 O + Na 2 O
d. Kandungan Fe, Mg
mafic
Leucocratic rocks< 30 %
Mesocratic rocks(30 – 60) %
Melanocratic rocks(60-90) %
Hypermelanic rocks> 90%
II.9. KLASIFIKASI MODE a. Batuan Ultrabasa dan Basa (plutonik & volkanik) Berdasarkan Komposisi Mineral
III-1
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gabro (Gabbro) Plagioklas, diopsidic augite, olivin, hornblende
Norit (Norite) Plagioklas, hipersten (orto- Px), augit (tidak melimpah), olivin (tidak melimpah) Tractolit (Tractolite) Dominan plagioklas dan olivin Anorthosit (Anorthisite) Kaya plagioklas (dominan), minor hipersten dan augit (sering dijumpai) Piroksenit (Magnesian-Calcmagnesian Pyroxenite) Mg-orto Piroksen dan atau Clino- Piroksen
III-2
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 5. IUGS clasification of phaneritic (plutonic) rocks
III-3
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 6. Klasifikasi batuan beku plutonik mafik (IUGS)
III-4
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
b. Batuan Beku Intermediate (jenuh silika) TIPE VOLKANIK : Andesit Tekstur : porfiritik, pilotasitik, fenokris plagioklas dan mineralmineral mafik ;olivine, augit, hipersten, hornblende dan biotit, andesit olivin (olivine andesite) andesit basaltik (basaltic andesite) Transisi basalt tholeiitik, komposisi mineralogi penciri ; olivin dan labradorit andesit piroksen (pyroxene andesite) Dominan mineral mafik piroksen ; hipersten, augit melimpah zoning plagioklas, andesit hornblende dan andesit biotit
hornblende and biotit andesite Latit (latite = trachyandesite) Tekstur : porfiritik, pilotasitik,
fenokris plagioklas (andesin atau oligoklas), sering dijumpai sanidin atau anorthoklas menyelimuti plagioklas
piroksen ; diopsidic augite , aigerin-augit menyertai augit dalam tipe alkali.
Trakhit (trachyte) Tekstur trakhitik (trachytic texture), alkali felsdpart
> 80 %
(modal) ; sanidin atau anorthoklas plagioklas (oligoklas atau andesin) olivin (fayalit), clino-piroksen, amfobol dan biotit
trakhit piroksen (pyroxene trachyte)
III-5
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
dominan mineral mafik piroksen ; diopsidic px atau aegerinaugit, sanidin dominan, plagioklas (andesin atau oligoklas), andesit hornblende dan andesit biotit
hornblende and biotit trachyte trakhit melimpah sanidin dan sedikit oligoklas, hornblende, biotit dan diopsid
trakhit peralkalin (peralkaline trachyte) trakhit dominan mineral mafik ; aegerin, reibekit, arfvedsonit (atau cossyrit) dan sedikit fayalit
keratophyres plagioklas ; albit-oligoklas, reibekit/aegerin, clorit, epidot, uralit
TIPE PLUTONIK : Diorit Tekstur : tekstur granitik (hypidiomorfic granular), poikilitik dan kadang porfiritik, fenokris plagioklas ; andesin atau oligoklas dan mineral-mineral mafik utama ; hornblende dan biotit
diorit porfir (diorite porphyries) tekstur porfiritik dengan fenokris zoning plagioklas,hornblende, biotit, kadang-kadang quartz dalam masa dasar anhedralgranular.
mafic diorit (meladiorites, IUGS) CI
tipikal
diorit,
tetapi
mengandung
hornblende
dan
plagioklas ; andesit atau oligoklas, Komposisi SiO2 (45 %)
hornblendite diorit dengan kendungan hornblende tinggi III-6
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Monzonit = syenodiorit Tekstur : tekstur granitik (hypidiomorfic granular), myrmekite, poikilitik dan kadang porfiritik, 1/3 Ftot< KF<2/3 Ftot, Qz < 5 %, fenokris plagioklas; andesin atau oligoklas dan mineral-mineral mafik
utama
;
hornblende,
biotit
dan
augit (jarang)
monzonit porfir (maonzonite porphyries) tekstur porfiritik dengan fenokris zoning plagioklas, orthoklas, perhite,
mineral
mafik
jarang,
masa dasar integrowthsodic plagioklas dan orthoklas, hornblende, augit, biotit, apatit, spene Syenit Tekstur : tekstur granitik (hypidiomorfic granular), poikilitik dan kadang porfiritik KF > 2/3 Ftot,`Qz < 5 %, fenokris plagioklas ; andesin atau oligoklas dan mineral-mineral mafik utama ; hornblende dan biotit, aegerin-augit, aegerin spene, apatit, zircon
alkali syenit (porfir) KF tinggi =< 95 % Ftot, Qz < 5 %, orthoklas, mikroklin, albit atau oligoklas, micro-perhite Qz, Foid , minor.
alkali lime syenit high sodic plagioclase (5 - 30) % modal feldspar mineral mafik; hornblende, biotit, diopsidik augit.
c. Batuan Beku Asam (lewat jenuh silika) high modal Qz > 20 % Alkali feldspar Tipe Plutonik Tipe Volkanik III-7
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
< 10 %
FtotTonalitDasit
10 - 35 % FtotGranodiorit >
35
%
Ftot
Granit Riolit
III-8
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 7. Klasifikasi batuan beku plutonik TIPE PLUTONIK : GRANIT, GRANODIORIT, TONALIT Tekstur
:
granular),
tekstur
granitik,
graphic
subhedrl
(micrographic),
granular
(hypidiomorfic
granophyre,
myrmekite,
porphyry high modal Qz > 20 % (anhedral) orthoklas, mikroklin, plagioklas, muskovite Granit Komposisi mineralogi ; orthoklas dan mikroklin, Qz, calkalkalin granit mengandung biotit, hornblende, piroksen jarang alkali granit mengandung amphibol ; hastingsit, riebeckit dan arfvedsonit -------(anhedral) adamelit ------- Alkali Feld. 35 - 65 % Ftot granophyre ---------- granophric tekxture mineral mafik hedenbergite, fayalite dan dlm batuanperalkalin dijumpai reibeckit
III-9
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
GRANODIORIT dan TONALIT Qz > 20 % KF < 10 %
Ftot (Tonalit)
KF 10 - 35 % Ftot (Granodiorit) mineral-mineral mafik biotit, hornblende Felsik Tonalit = trondhjemite plagioklas (andesin aatau oligoklas), Qz, dan KF dan biotit kelimpahan sedikit .
TIPE VOLKANIK : Dasit dan Riolit (batuan volkanik asam) Tekstur : porfiritik, afanitik atau glassy , aphrik, hylophitik Komposisi mineral : Qz ( tridimit, kristobalit) fenokris plagioklas radialy fibrus spherulites dasit
fenokris ; plagioklas (lab- olig), Qz, sanidin, beberapa mineral mafik piroksen, hornblende (cumingtonit), biotit masa dasar glas
riolit
potassic type
Sanidin, bipiramidal Qz, biotit, hornblende, diopsidic augit
sodic/peralkaline type III-10
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Sanidin, anarthoklas, albit , bipiramidal Qz
III-11
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 8. Diagram Fase dari batuan beku asam (lewat jenuh silika)
d. Batuan Beku mafik felspathoid basa dan ultrabasa e. Batuan Beku mafik & felsik feldspatoid
III-12
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
f. Batuan beku basa non-feldspathoid Klasifikasi basalt normativ (yodar & tilley, 1962) 1. tholeiit (a). thileiit lewat jenuh (oversaturated tholeiite) normativ quartz dan hipersten (b). tholeiit jenuh (saturated tholeiite) normativ hipersten 2. tholeiit olivin tak jenuh (undersaturated olivine tholeiite) normativ hipersten dan olivin 3. tholeiit olivin (olivine tholeiite)/ basalt olivin (olivine basalt) normativ olivin 4. basalt olivine alkali (alkali olivine basalt) normativ olivine dan nefelin 5. Basanit (basanite) normatif olivin dan nefelin
III-13
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 9. Klasifikasi batuan beku basal tetrahedon (Yoder & Tilley, 1962)
III-14
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 10. Reaksi seri bowen
III-15
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar II. 11. Klasifikasi batuan beku IUGS
III-16
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 12. Rhyolitic Pitchstones dengan Microlites dan Crystallites A. Isle of Arran, Scotland. Diam. 1 mm. Phenocrysts of quartz, augite, and magnetite in a glassy matrix crowded with arborescent microlites of green hornblende, around which the glass is clear. B. Meissen, Saxony. Diam. 2 mm. Phenocrysts of quartz with corroded outlines and conchoidal fractures, in a matrix of glass showing perlitic cracks. Trains of spherical crystallites emphasize the fluidal banding. C. Turtle Mountains, California. Diam. 1 mm. Hornblende and sanidine phen-ocrysts lie in a matrix of glass rich in spherical and hairlike crystallites.
A
B
C
Gambar II. 13. Tekstur batuan Beku A. Subhedral granular texture in granodiorite. Diam. 3 mm. Benton Range, Mono County, California. Euhedral and subhedral crystals of green hornblende and brown biotite, the .latter containing inclusions of apatite and secondary sphene. Subhedral crystals of plagioclase, and more poorly formed crystals of partially altered onhoclase (stippled), with clear, anhedral, interstitial patches of quartz. B. Porphyritic texture in mica lamprophyre. Diam. 2 mm. Boundary Butte, Navajo Reservation, Utah. Euhedral prisms of diopside and flakes of zoned biotite, in a matrix of altered sanidine microlites, opaque oxides, and calcite. III-17
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
C. Anhedral granular texture in granite aplite. Diam. 3 mm. Near Wellington, Nevada. Interlocking anhedral grains of quartz, microcline, orthoclase, and albite, with accessory hornblende and magnetite.
A
B
C
Gambar II. 14. Igneous Textures A. Poikilitic texture in hornblende peridotite, Odenwald, Germany. Diam. 3 mm. A single crystal of hornblende encloses rounded granules ofserpentin-ized olivine and subhedral prisms of fresh diopside. B. Ophitic texture in basalt, Kauai, Hawaiian Islands. Diam. 3 mm. Large plates of pigeonite partly enclosing laths of labradorite, and granules of olivine marginally altered to iddingsice. C. Subophitic texture in basalt, Medicine Lake, California. Diam. 2 mm. Crystals of augite partly enveloping some of the feldspars and partly interstitial between them. One phenocryst and abundant small granules of olivine.
A
B
C
Gambar II. 15. Tekstur batuan Beku A. Micrographic texture in granophyre, Rosskopf, Vosges, Germany. Diain. 2 mm. Cuneiform intergrowth of quartz and altered orthoclase. In lower part of section are granules of magnetite and flakes of hematite and lithium mica. B. Kelyphitic rims around green spinel in troccolite, Quebec. Diam. 2 mm. In upper part of section, green spinel is included in pyrope garnet; in lower part, the spinel is enveloped by a rim of anthophyllite and pale phlogopite, surrounded in III-18
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
turn by a radiating fibrous intergrowth of tremolite and actin-olite. These rims result from reaction between the spinel and the labradorite that makes up the rest of the section. C. Kelyphitic rim around olivine in gabbro, Quebec. Diam. 2 mm. The olivine is enclosed by a shell ofhypersthene, around which is a second shell composed of actinolite and green spinel. The rest of the section consists of labradorite.
A
B
C
Gambar II. 16. Tekstur batuan Beku A. Intergranular texture in picrite basalt, Kilauea, Hawaii. Diam. 2.5 mm. Corroded phenocrysts of olivine rimmed with magnetite and hematite in an intergranular matrix composed of laths of labrodorite and interstitial grains of augite and pigeonite. B. Intersertal texture in tholeiitic diabase, Northumberland, England. Diam. 2 mm. Augite and labradorite occur in ophitic intergrowth; between them are irregular pools of dark-brown glass. C. Hyaloophitic texture in basalt, Pedregal, Mexico. Diam. 2 mm. Olivine, green diopsidic augite, and laths of labradorite lie in a matrix of dark, iron-rich glass.
III-19
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 17. Tekstur batuan Beku A. Trachytic texture in trachyte, Castello d'lschia, Italy. Diam. 2 mm. Pheno-crysts of sanidine and of golden-yellow, oxidized aegirine-augite, in a fluidal groundmass of subparallel sanidine laths with intergranular aegirine-augite, aegirite, and iron oxides, plus accessory apatite and sphene. Many triangular and polygonal spaces between the sanidine laths are occupied in interserial fashion by analcite or sodalile. B. Pilotaxitic texture in hypersthene andesite. Mount Rainier, Washington. Diam. 2 mm. Phenocrysts of hypersthene and labradorke, in a groundmass of andesine microlites with interstitial cryptocrystalline material and specks ofaugite and iron oxides. The nuidal banding is much less pronounced than in rocks of trachytic texture. C. Hyalopilitic texture in pyroxene dacite, Weiselberg, northern Germany. Diam. 2 mm. Phenocrysts of labradorke, together with microlites of andesine-oligoclase and slender prisms ofpigeonite of random orientation, in a matrix of clear brown glass.
A
B
C
Gambar II. 18. Basalts and Basaltic Andesite III-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Basaltic andesite, Paricutin, Mexico. Diam. 2.5 mm. Phenocrysts of olivine, some elongated parallel to the base, and microlites oflabradorite in a vesicular matrix of black glass. B. Glomeroporphyritic olivine-augite basalt, Copco Dam, northern California. Diam. 2.5 mm. A cluster of bytownite and olivine phenocrysts lies in a groundmass of labradorite laths, granular augite, and interstitial black glass. C. Olivine-augite basalt. Craters of the Moon, Idaho. Diam. 2 mm. From the vesicular, glass-rich crust of a recent pahoehoe flow. Small crystals of olivine, augite, and labradorite, accompanied by abundant granular opaque iron oxides, in a base of clear, brown glass
A
B
C
Gambar II. 19. Diabases A. Tholeiitic diabase. West Rock, New Haven, Connecticut. Diam. 2 mm. Colorless pigeonite, marginally altered to serpentine; fresh ophitic plates of pale-brown augite; laths of labradorite; granules of opaque minerals; and interstitial chloride material. Not shown in this section, but found elsewhere in the sill from which this specimen came, are a little interstitial biotite and mici;o-pegmatite. \ B. Alkali olivine diabase, Pigeon Point, Minnesota. Diam. 3 mm. Laths of calcic labradorite; olivine; ophitic, purplish augite; opaque minerals; reddish-brown biotite; and chlorite. C. Tholeiitic diabase, Pwllheli, North Wales. Diam. 3 mm. A single plate of subcalcic augite (2V == 40°) ophitically encloses calcic plagioclase, which is almost entirely altered to calcite and prehnite and heavily stippled with granular leucoxene. The opaque grains close to the edge of the section are composed ofexsolution intergrowths ofilmenite and magnetite; near the center are two round patches of talc and serpentine after olivine; near the lower edge is an area of calcite.
III-21
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 20. Differensiasi dalam Tholeiitic Diabase Sill, New Jersey A. Specimen 3 m above the base. Diam. 3 mm. Composed of labradorile, clinopyroKenes, and a little hypersthene, ilmenite, and bioiite. B. Olivine-rich specimen, 15 m above the base. Diam. 3mm. Consists ofolivine, ophitic pigeonite, labradorite laths, ilmenite, and, close together, accessory biotite and micropegmatiie. C. Specimen from upper part of sill. Diam. 3 mm. The chief constituents are pyroxene, altered labradorite, and iron-titanium oxides. Deuteric hornblende and biotite border the pyroxene and oxides; patches of interstitial micropegmatite near center and right edge of section; prism of apatite adjoins upper-right edge.
A
B
Gambar II. 21. Basalts A. Mugearite, Isle of Skye, Scotland. Diam. 3 mm. Essentially composed of olivine, oligoclase, and iron oxide, with accessory augite, apatite, and orthoclase. The smaller olivines are elongated along [100], the larger ones, terminated by domes, are elongated along [001].
III-22
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
B. Picrile basalt, Kauai, Hawaiian Islands. Diam. 3 mm. Abundant large grains ofolivine, rimmed with iddingsite and magnetite, in an intergranular matrix ot labradorite laths, subhedral augite, and magnetite.
A
B
C
Gambar II. 22. Batuan Spilitic A. Spililic diabase, Weilburg, Lahn, Germany. Diam. 2 mm. Cloudy laths of oligoclase in an intersertal matrix composed of chlorite, calcite, granular ilmenite, and leucoxene. B. Amygdaloidal basalt. Coast Ranges, California. Diam. 2mm. Laths of cloudy oligoclase and a few of albite, with relic granules of augite, in a matrix of chlorite, calcite, ilmenite, and leucoxene. Amygdules filled by calcite and chlorite. C. Variolitic basalt, Mount Tamalpais, California. Diam. 2 mm. Specimen from a pillow sill. Subradiating laths of albite and slender prisms of augite, in a groundmass of calcite, chlorite, and leucoxene. Amygdules of calcite and chlorite.
A
B
C
Gambar II. 23. Gabbros dan Troctolite
III-23
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Gabbro, Volpersdorf, Saxony. Diam. 3 mm. Labradorite and diallage are the chief primary minerals; the latter shows kelyphitic fringes of tremolite. The remainder consists of serpentine and talc. B. Gabbro, Glen More ring dike, Mull, Scotland. Diam. 3 mm. Chiefly composed of labradorue and augite ophitically intergrown. Accessory constituents include serpentinized olivine, needles of apatite, flakes of biotite bordering plates of ilmenite, and, in the upper-left portion, a micrographic patch of quartz and Kfeldspar. C. Troctolite, Volpersdorf, Saxony. Diam. 6 mm. Essentially an olivine-labra-dorite rock. The olivine is almost entirely converted to serpentine, and the surrounding feldspar is criss-crossed by expansion cracks. Accessory augite is partly embedded in the feldspar and also forms fringes around the olivine.
A
B
C
Gambar II. 24. Norites dan Ferrogabbro A. Olivine norite, Aberdeen, Scotland. Diam. 3 mm. All the visible hypersthene is optically continuous; it encloses grains of olivine and is intergrown ophit-ically with calcic labradorite. Iron ore and biotite are accessory constituents. B. Ferrogabbro, Iron Mine Hill, Rhode Island. Composed of labradorite, iron-rich olivine, and opaque oxides containing specks of green spinel. The opaque grains are exsolution intergrowths of magnetite and ilmenite. C. Quartz norite, Sudbury, Ontario. Diam. 3 mm. Around the large hypersthene crystals are reaction rims of green hornblende and brown biotite. Biotite also envelops accessory iron oxides. The rest of the rock is composed ofsubhedral laths of labradorite and anhedral quartz. Elsewhere, but not shown here, bluishgreen arfvedsonite forms fringes around some of the hornblende.
III-24
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
Gambar II. 25. Tipe Adirondack Anorthosite A. Anorthosite, Frontenac County, Quebec. Diam. 1 cm. An anhedral granular intergrowth of labradorite and accessory green hornblende. B. Andesine anorthosite from same locality. Diam. 1 cm. Interlocking anhedra of calcic andesine; large crystal of corundum fringed with iron oxide, green spinel, talc, and clinozoisite.
A
B
C
Gambar II. 26. Andesites A. Pyroxene andesite, Crater Lake, Oregon. Diam. 3 rnm. Phenocrysts of zoned. labradorite-andesine, with inclusions of glass and ofhypersthene and augite, in a groundmass composed of oligoclase microlites, specks of opaque oxide and pyroxene, and interstitial cryptocrystalline material. B. Hornblende andesite. Black Butte, Mount Shasta, California. Diam. 3 mm. Phenocrysts of oxyhornblende, pleochroic from gold to russet, fringed with granular magnetite; also phenocrysts of zoned labradorite. Pilotaxitic groundmass of microlitic andesine and interstitial cryptocrystalline material stippled with magnetite and fumarolic hematite. III-25
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
C. Hornblende andesite, Stenzelberg, Siebengebirge, Germany. Diam. 3 mm. The hornblende phenocrysts are completely replaced by granular opaque oxides and augite. These, together with phenocrysts of diopsidic augite and calcic andesine, lie in a cryptocrystalline groundmass.
A
B
C
Gambar II. 27. Diorite-Tonalite Spectrum A. Hornblende diorite, near Stockholm, Sweden. Diam. 3 mm. Roughly equant subhedral crystals ofandesine-oligoclase; a little microcline, hornblende, and biotite; accessory iron oxides, apatite, and sphene. B. Felsic tonalite (trondhjemite), Castle Towers batholith, British Columbia. Diam. 2.5 mm. Main constituent is oligoclase showing oscillatory zoning and borders of myrmekile; next in abundance is quartz, then orthoclase. Accessory constituents are biotite, apatite, iron oxides, and sphene. C. Tonalite, Adamello, Italy. Diam. 2.5 mm. Subhedral and euhedral zoned crystals ofandesine-oligoclase, locally rimmed with orthoclase; anhedral patches of quartz; green hornblende and brown biotite; allanite partly fringed with epidote (lower right); accessory magnetite, apatite, and sphene.
III-26
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 28. Monzonites and Plagioclase-Rich Granite (Adamellite) A. Monzonite, Monzoni, Tyrol, diam. 2.5 mm. Euhedral laths of andesine; anhedral, turbid sodic orthoclase, and a little interstitial quartz. Diopsidic augite, partly bordered by green hornblende and brown biotite. Accessory minerals are opaque oxides, apatite, and sphene. B. Quartz-bearing hornblende monzonite, Pine Nut Range, Nevada. Diam. 2.5 mm. Euhedral crystals of andesine, large anhedra of altered orthoclase, and smaller ones of quartz. Dark constituents are hornblende, sphene, ahd opaque oxides. Accessory needles of apatite. C. Granite (adamellite), Shap Fell, Westmorland, England. Diam. 2.5 mm. Euhedral, altered crystals of oligoclase; anhedral quartz and slightly altered orthoclase. The Hakes of biotite show alteration to chlorite with liberation of secondary sphene. Accessory constituents are primary sphene, apatite, Huor-ite (near center), and allanite (near bottom).
A
B
C
Gambar II. 29. Syenites
III-27
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Quartz-bearing syenite (nordmarkite), Oslo, Norway. Diam. 2.5 mm. Large crystals of microperthite, locally veined and fringed with albite; a little quartz and biotite; accessory opaque oxides, zircon, and sphene. B. Syenite, Ymir, British Columbia. Diam. 3 mm. The main constituents are biotite, uralitized augite and altered orthoclase. Minor constituents are small euhedral andesines and apatite. C. Alkali syenite, Cilaor, Reunion Island. Diam. 2.5 mm. The feldspar is altered perthite; and there is a little interstitial quartz. The mafic minerals are aegi-rineaugite (palest), aegirine (darkest), and barkevikitic hornblende,
A
B
C
Gambar II. 30. Porphyries A. Pneumatolyzed granite porphyry, Cornwall, England. Diam. 5 mm. Euhedral phenocrysts of quartz and altered perthite in a microgranular groundmass of tlie same minerals accompanied by abundant muscovite, topaz (near top), fluorite (right edge), and two generations of tourmaline. B. Granodiorite porphyry, Paiyenssu, northwestern Yunnan, China. Diam. 3 mm. Large crystals of quartz and calcic oligoclase, with smaller ones of hornblende and biotile, in a microgranular matrix of quartz and alkali feldspar with accessory sphene and epidote. C. Hornblende diorite porphyry, Carrizo Mountain laccolith, northeastern Arizona. Diam. 3 mm. Phenocrysts ofandesine, partly altered to calcite and clay minerals, and of green hornblende, some of which are twinned on the front pinacoid. The groundmass consists chiefly of microgranular feldspar with minor quartz and accessory grains of apatite and zircon. This rock might also be called and/site porphyry.
III-28
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 31. Granites A. Hornblende "granite," Plauen, near Dresden, Saxony. Diam. 3 mm. Composed of green hornblende, orthoclase, oligoclase, and quartz, with accessory magnetite, apatite, sphene, and allanite. Note that some of the oligoclase is enclosed poikilitically by hornblende and orthoclase, and, left of center, there is a little myrmekite at the contact between two orthoclase crystals. With decreasing quartz, the rock grades into syenite. B. Biotite granite, Rockport, Maine. Diam. 3 mm. Euhedral and subhedral crystals of niicrocline-perthite; strained anhedral crystals of quartz. Two generations of biotite; the earlier in large flakes; the later in radiating tufts occupying cracks and veins. The later biotite is darker and richer in iron and is associated with pneumatolytic fluorite. C. Peralkaline riebeckite-aegirine granite, Quincy, Massachusetts. Diam. 3 mm. Euhedral and subhedral crystals ofmicroperthile, and anhedral quartz; dark constituents are riebeckite, aegirine, and allanite.
A
B
Gambar II. 32. Peralkaline Granite Porphyry A. Riebeckite granite porphyry, Lake Brunner, New Zealand. Diam. 3 mm. Phenocrysts of quartz and sodic orthoclase (latter not shown), in a graphic groundmass of the same two minerals accompanied by acicular riebeckite. III-29
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
B. Riebeckite granite porphyry, Ailsa Craig, Scotland. Diam. 2 mm. Essentially composed of sodic orthoclase with interstitial riebeckite and quartz.
A
B
C
Gambar II. 33. Pneumatolyzed Granites A. Tourmalinized granite, Cornwall, England. Diam. 3 mm. Clusters of radiating blusih-green tourmaline needles, some of them bordering a corroded phenocryst of primary brown tourmaline. The remainder of the rock consists of microperthite and quartz, the latter invading the former. At the upper right are several tourmaline needles that terminate against a ghost boundary which marks the edge of a vanished quartz or feldspar crystal. B. Greisen, Geyer, Erzgebirge, Germany. Diam. 5 mm. Composed of topaz, lithium mica, and dusty quartz. C. Greisen, Grainsgill, Cumberland, England. Diam. 3 mm. Composed essentially of quartz and muscovite, with accessory rutile, apatite, and arsenopyrite. The large flakes of muscovite are relics from the original granite; the plumose muscovite is secondary after orthoclase; the minute, densely packed scales of muscovite are secondary after plagioclase. Other accessory minerals in this rock, not shown, are tourmaline and molybdenite.
III-30
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 34. Granite and Granodiorites A. Biotite granite, Conway, New Hampshire. Diam. 3 mm. The feldspars are micropenhite and altered oligoclase; quartz is anhedral. Dark minerals are biotite, allanite, and a little magnetite. Two crystals of apatite near center. B. Hornblende-biotite granodiorite, Yosemite, California. Diam. 3 mm. Approximately half the rock consists of normally zoned plagioclase (Anso-zo), and a quarter of quartz. The remainder is composed ofperthite, hornblende, and biotite, with accessory magnetite. C. Basic inclusion in granodiorite from the same locality. Diam. 3 mm. Richer in hornblende, biotite, plagioclase, sphene, and apatite, but poorer in quartz and potassic feldspar than the enclosing rock.
A
B
Gambar II. 35. Tonalites A. Tonalite, Adamello, Italy. Diam. 2.5 mm. Subhedral and euhedral zoned crystals of andesine-oligoclase, locally rimmed with orthoclase; anhedral patches of quartz; green hornblende and brown biotite; allanite partly fringed with epidote (lower right); accessory magnetite, apatite, and sphene. B. Felsic tonalite (trondhjemite). Castle Towers batholith, British Columbia. Diam. 2.5 mm. Main constituent is oligoclase showing oscillatory zoning and borders of myrmekite; next in abundance is quartz, then orthoclase. Accessory constituents are biotite, apatite, iron oxide, and sphene. III-31
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 36. Granite Pegmatites A. Garnetiferous fine-grained pegmatite, Pala, California. Diam. 2 mm. Composed ofspessartine, lithium mica, albite, microcline, quartz, and a little deep-blue tourmaline. B. Tourmaline pegmatite, Pala, California. Diam. 2 mm. Large crystals of colorless elbaite, scattered in a matrix of lithium mica, albite, and quartz. C. Tourmalinized pegmatite, Tuolumne Canyon, Yosemite, California. Diam. 2 mm. Large crystal of zoned blue tourmaline; abundant granulated quartz and strained microcline; accessory muscovite and spessartine.
A
B
C
D
Gambar II. 37. Granite-Gabbro Reaction Series, Lake Manapouri, New Zealand A. Granite, diam. 3 mm. Composed mainly of microcline-perthite, quartz, albite, and biotite. The dark clot is a gabbro relic now composed of biotite, sphenerimmed opaque oxide, and acicular apatite. B. Transitional rock. Diam. 3 mm. The constituents, in order of abundance, are oligoclase, biotite, orthoclase, hornblende, quartz, sphene, apatite, epidote, and iron oxide. In this specimen most of the hornblende of the original gabbro has been replaced by biotite. III-32
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
C. Transitional rock, nearer the gabbro contact. Diam. 3 mm. ChieHy andesine and hornblende, the latter in process of replacement by biotite. Iron oxide partly replaced by sphene, abundant apatite, and a little quartz and epidote. D. Metagabbro. Diam. 3 mm. Least-altered material. Only difference from unaltered gabbro is the presence of a little introduced quartz. Bulk of rock consists of andesine and hornblende, with accessory epidote, sphene, while mica, chlorite, and opaque oxide.
A
B
C
Gambar II. 38. Dacites A. Hyalodacite, near Lassen Peak, California. Diam. 3 mm. Phenocrysts of glasscharged, zoned andesine, quartz, green hornblende, biotke, and hyper-sthene, in a glassy groundmass stippled with crystallites. B. Basic inclusion in dacite, Lassen Peak, California. Diam. 3 mm. Laths of labradorite and calcic andesine, and prisms of reddish-brown oxyhornblende largely replaced by magnetite and hematite. Interstitial colorless glass and cristobalite; some of the latter also occurs in spheroids. C. Pumiceous dacite obsidian. Rock Mesa, near Three Sisters, Oregon Cascades. Diam. 2 mm. Microphenocrysts ofhypersthene and corroded, glass-charged andesine, in a matrix of colorless vesicular glass.
III-33
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 39. Rhyolite and Dacites A. Rhyolite, Climax, Colorado, diam. 4 mm. Phenocrysts of quartz, orthoclase, oligoclase, and biotite, in a cryptocrystalline base stippled with minute flakes of white mica, larger, spongy granules of topaz, and (lower right) grains of fluorite and pink garnet. B. Dacite, Sidewinder Mountain, near Barstow, California. Diam. 3 mm. Corroded phenocryst of quartz; other phenocrysts of andesine and of resorbed biotite and hornblende. Groundmass composed chiefly of quartz and K-feld-spar (microfelsite). The feldspar is partly altered; piedmontite clusters occur inside the porphyritic andesine; and smaller specks are visible inside the hornblende and biotite crystals as well as in the felsitic groundmass. C. Tridymiie-rich hypersthene dacite. Crater Lake, Oregon. Diam. 3 mm. Phenocrysts of hypersthene rimmed with magnetite and hematite resulting from fumarolic oxidation; also phenocrysts of andesine. Cryptocrystalline groundmass stippled with hematite dust; irregular patches of tridymite with characteristic fan-shaped twins.
III-34
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar II. 40. Rhyolites A. Rhyolite pitchstone, near Shoshone, California. Diam. 2.5 mm. Phenocrysts of brownish-green hornblende and of andesine, in a base of banded glass showing perlilic cracks and abundant curved crystallites. B. Spherulitic biotite rhyolite, Apati, Hungary. Diam. 3 mm. Phenocrysis of quartz, sanidine, andesine, and reddish-brown biotite in a devitrified spher-ulitic groundmass containing amygdules of opal and radiating chalcedony. C. Sodic rhyolite (pantellerite), Santa Rosa, California. Diam. 2 mm. Phenocrysts of sodic sanidine or anorthoclase, corroded quartz, and deep-brown enig-matite. Groundmass of quartz and sanidine with needles and mosslike patches of arfvedsonite, subordinate needles of aegirine, and anhedral specks of enigmatite. In other specimens from this locality the rhyolite contains abundant opal and tridymile lining pores.
A
B
C
Gambar II. 41. Phonolites A. Mafic pseudoleucite phonolite, Bearpaw Mountains, Montana. Diam. 3 nini. Phenocrysts of pseudoleucite composed of sanidine, cloudy zeolites, and a little nepheline; also of biotite and diopsidic augite, the latter partly fringed with III-35
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
aegirine. Groundmass consists chiefly of aegirine needles, biotite, and anhedral sanidine. B. Nosean phonolite, Wolf Rock, Cornwall, England. Diam. 2 mm. Phenocrysts of sanidine and zoned nosean, in a groundmass of euhedral nepheline, aci-cular aegirine, a few sanidine microlites, and a little interstitial turbid anal-cinie. C. Aegirine phonolite. Lead, South Dakota. Diam. 2 mm. Kuhedral neplielines and poikilitic patches of aegirine, in a matrix composed mainly of sanidine microlites.
A
B
C
Gambar II. 42. Ultramafic Rocks A. Melilitite, Ellioll County, Kentucky. Diam. 3 nun. Partly serpeiilini/ed phenocrysisofolivine, flakes of pale-brown phlogopite, plates of melilite with clear rims that polarize in ultra-blue, granules of perovskite and chromite, and, near top of section, a grain of pyrope garnet with a reaction rim. The dense matrix consists of iron oxide, perovskite, antigorite, and calcite, some of which is coarse grained and fills irregular pores. B. Lherzolite, Haute Garrronne, France. Diam. 3 mm. Diallage (at bottom), bronzite, and granular olivine, with accessory green spinel (upper right) and picotite (lower right). C. Pyroxenite, Hope, British Columbia. Diam. 3 mm. Approximately equal amounts of ortho pyroxene and diopsidic augite. Some of the former contains lamellar inclusions of clinopyroxene. A little poikilitic hornblende (near lop of section) and pyrrhotke.
III-36
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB III BATUAN PIROKLASTIK
III.1. TEKTONIK DAN PEMBENTUKAN GUNUNGAPI Proses pembentukan gunungapi awalnya terjadi dari suatu tumbukan antar lempeng terutama untuk lempeng benua dengan lempeng samudera dan lempeng samudera dengan lempeng samudera, daerah pemekaran dan hot spot. Pada umumnya proses pembentukan gunungapi dapat dibedakan dari kedudukan tektonik lempengannya, yaitu: 1. Daerah pemekaran Daerah pemekaran yang disebut juga sebagai daerah divergen disebabkan karena adanya aktifitas tektonik yang menghasilkan pemekaran pada lempeng samudera. Magma keluar melalui celah pada daerah lemah dan membentuk punggungan. Pemekaran ini menghasilkan sifat magma berupa umafik hingga ultramafik. Sifat magma yang cenderung basa dikarenakan mantel dari lempeng samudera sendiribersifat basa hingga ultrabasa. Tipe batuan yang dihasilkan bersifat basa. Pada kerak kontinen juga dapat terjadi proses pemekaran dan menghasilkan tipe batuan dengan sifat batuan dengan sifat basa sama dengan magma yang keluar dari pemekaran kerak samudera. 2. Daerah penunjaman Daerah ini terjadi penunjaman salah satu lempeng atau dengan sebutan
daerah
konvergen.
Umumnya
lempeng
samudera
menyusup dibawah lempeng samudera mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada berat jenis lempeng benua. Daerah ini III-37
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
dapat menghasilkan sifat magma yang beragam mulai dari asam hingga basa. Variasi sifat magma ini dipengaruhi dari sudut penunjaman saat proses tumbukan lempeng samudera dengan lempeng benua. Semakin kecil sudut penunjaman maka akan menghasilkan magma yang bersifat asam sementara semakin besar sudut penunjaman maka akan menghasilkan magma yang bersifat basa. 3. Hot spot (Intraplate volcanism) Pembentukan gunungapi dari aktifitas hot spot dikarenakan adanya terobosan magma dari atmosfer menuju ke lithosfer dan pada bagian bawah kerak lithosfer magma ini melewati celah yang mempunyai kedudukan lateral. Komposisi magma bila keluar di lempeng samudera akan bersifat basa, hal ini sama dengan produk magma yang keluar dari pemekaran lempeng samudera, bila magma keluar di kontinen maka sangat berpotensial menjadi magma yang bersifat sama. Pembentukan gunungapi daerah ini berbeda dengan proses pemebntukan daerah subduksi dan pemekaran, karena daerah ini mempunyai pusat magma yang tetap.
III-38
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Volcanisme pada tatanan tektonik
Volcanisme Pada Volcanic Arc batas kontinental aktif
volcanime pada zona subduksi busur kepulauan
setiap
volcanisme pada intraplit (hotspot)
volcanime pada pusat pemekaran tengah samudera
Gambar III. 1. Proses tektonik dan vulkanisme
III-39
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
III.2. PRODUK ERUPSI GUNUNGAPI Batuann piroklastik merupakan batuan yang dihasilkan oleh erupsi gunung api dengan ciri-ciri yang khas. Untuk mempelajari material piroklastik, terlebih dulu kita harus memahami tentang aktivitas vulkanisne baik proses maupun produknya. Pemahanan itu secara umum meliputi pemahaman tentang : 1. Erupsi gunung api. 2. Material hasil aktivitas gunung api.
Gambar III. 2. Produks erupsi vulkanik 1. Erupsi Gunung Api Menurut
Muzil
Anwar,
1981
erupsi
gunung
api
adalah
suatu
manifestasi gejala vulkanisme ke arah permukaan atau suatu aspek kimiawi dari perpindahan energi ke arah permukaan yang tergantung pada kandungan energi dalam dapur magma yang mencakup panas sewaktu pendinginan magma dan tekanan gas selama pembekuan/ pendinginan. III-40
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Sehingga dapat disimpulkan bahwa erupsi gunung api merupakan gejala awal munculnya gunung api baru atau aktifnya gunung api lama. Sifat erupsi gunung api dapat terjadi karena adanya tekanan dari dalam bumi yang cukup besar sehingga mampu mengalahkan tekanan beban diatasnya. Berdasrkan sumber kejadiannya erupsi vulkanik dibedakan (Fisher, 1984) : 1. Erupsi piroklastik Erupsi yang terjadi akibat kegiatan magma itu sendiri. Jadi prosesnya berkisar dari pemisahan gas (degassing) dari fase magma, naiknya tekanan ruang magma hingga melebihi tekanan
beban
sumbat
gunungapi
sampai
terjadi
ledakan/erupsi. 2. Erupsi hidrovulkanik Erupsi ini lebih kompleks dari erupsi piroklastik. Eruspsi hidrovolkanik
sistem
magmatik
berinteraksi
erat
dengan
lingkungan sehingga menghasilkan suatu rangkaian proses yang rumit dan terjadi dalam waktu yang relatif sangat singkat. Erupsi hidrovulkanik secara umum didefinisikan sebagai erupsi yang terjadi karena kontak antara air dan magrna. namun demikian, adanya kontak antara air dan magma belum tentu menimbulkan letusan. Dalam hal ini ada beberapa syarat agar adanya kontak antara air dengan magma tersebut menghasilkan letusan, yaitu :
Proses Superheating Yaitu proses pemanasan air oleh magma atau sumber panas lain seperti aliran lava, aliran piroklastik dan sebagainya. Superheating menyebabkan pondidihan air yang menghasilkan penguapan total di seluruh bagian air yang terpanaskan. III-41
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Penguapan ini disertai ekepansi gelombang gas, sehingga tekanan gas naik dengan cepat. Hasil akhir dari rangkaian proses ini adalah kenaikan tekanan yang dapat menimbulkan ledakan sebagai reaksi keseluruhan sistem untuk mencapai kesetimbangan.
Lapisan Penahan. Proses superheating akan menghasilkan tekanan tinggi bila kenalkan
suhu
berada
pada
kondisi
isovolume.
Kondisi
semacam ini bisa dicapai bila air berada pada tempat dengan volume ruang yang konstan, Di alam tempat tersebut terjadi bila air berada dalam lapisan porous impermeabel. Bila tekanan yang dihasilkan melampaui besamya tekanan litostatis lapisan penahan maka akan terjadi letusan.
Perbandingan Air dengan Magma. Timbulnya lotuean hidrovulkanik dikontrol
oleh perbandingan
air dan magma. Yang berpengaruh pada jumlah pemanasan dan derajat fragmentasi yang dihasilkan oleh peralihan energi. Perbandingan air dengan magma terlalu besar menyebabkan superheating tidak berlangsung sempurna sehingga hanya diperoleh energi yang kecil.
III-42
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar III. 3. Sketsa mekanisme erupsi hidrovolkanik (Djoko, 1985) 2. Material hasil aktifitas gunungapi Secara umum produk dari erupsi gunungapi bisa dibedakan atas: a. Gas Volkanik Pada waktu erupsi gas dikeluarkan dalam jumlah besar dengan gaya yang kuat. Gas-gas tersebut dihasilkan oleh proses degassing sebelum
terjadi
erupsi.
Menurut
"Volcanoes"
gas-gas
yang
dikeluarkan oleh erupsi gunung api biasanya berupa campuran uap air, hidrogen, karbonmonooksida, karbondioksida, hidrogen sulfida, sulfur dioksida, sulfur trioksida, klorin dan asam klorida, III-43
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
dalam berbagai proporsi. Untuk mengidentifikasi gas-gas yang dikeluarkan suatu gunung api saat erupsi sangat sulit dilakukan, karena biasanya gas-gas tersebut telah bereaksi dengan udara. Namun dari baunya dapat diperkirakan gas-gas yang dominan keluar saat erupsi adalah gas-gas belerang seperti SO2 dan H2S. b. Aliran Lava. Lava adalah magma yang keluar dari permukaan bumi. Tingkat keenceran lava akan mempengaruhi morfologi dari aliran lava yang dibentuknya. Lava dengan viskositas rendah akan meleleh dengan pelamparan luas tapi tidak tebal. Sedang lava yang agak kental maka pemekarannya berjalan lambat dengan penyebaran tidak begitu luas tapi sangat tebal. Lava kental akan membentuk morfologi "volcanic dome" yaitu penimbunan ke atas dari celah ke sisi tebing. Dan jika magmanya sangat kental akan membentuk "plug dome". Aliran lava bisa terjadi jika lava yang keluar saat erupsi adalah lava encer atau sangat encer. Kadang-kadang pada aliran lava dijumpai suatu lapisan-lapisan yang dibentuk oleh adanya perbedaan fase pembekuan lava tersebut. Bantuk-bentuk dan struktur hasil penbekuan lava memiliki ciri-ciri berbeda tergantung sifat-sifat lavanya. Untuk lava yang membeku didarat, bentuk dan strukturnya dipengaruhi oleh jarak aliran dan viskositasnya, antara lain:
Lava Pahoe-hoe. Dicirikan oleh bentuk yang terlipat-lipat pada permukaar.ya. Bentuk inl terjadi oleh adanya aliran atau gerak lava di bawah bagian yang membeku. Biasanya terjadi pada lava basalt dengan viskositas rendah.
Lava AA III-44
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Dicirikan oleh permukaan yang tidak teratur, runcing-runcing dan permukaan kasar. Permukaan runcing ini terbentuk oleh pecahan permukaan lava saat pembekuan. Lava AA bisa terbentuk dari kelanjutan pembentukan lava pahoe hoe atau tanpa melalui fase lava pahoe hoe.
Lava Blok. Dibedakan dari lava AA karena bentuk yang sudah lebih teratur dan mempunyai permukaan yang halus. Pembetukan blok-blok pada jenis ini juga dipengaruhi oleh pemecahan permukaan lava yang sedang membeku pada aliran lava (autobreksiasi). Komposisi lava ini adalah lebih silikaan dan lebih kental dari komposisi
yang
membentuk
lava
AA,
sehingga
hasil
autobreksiasinya lebih teratur dan halus permukaannya dalam bentuk blok-blok. Untuk aliran lava bawah laut dibatasi oleh tekanan air sehingga keenceran lava dapat terpelihara yang mengakibatkan aliran lebih jauh dan lebih tipis dibanding aliran lava darat. c. Volkaniklastik Merupakan seluruh material lepas yang dibentuk oleh proses fragmentasi,
dihamburkan
transportasi,
diendapkan
oleh pada
berbagai berbagai
macam lingkungan
agen atau
tercampur dengan fragmen non volkanik.
III-45
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
VOLCANIC ERUPTION 4
3
EFFUSIVE
EXPLOSIF
Lava flows (Syn-Volcanic
Coherent lava (or intrusion)
Autoclastic deposit
Mass flow
traction
suspension
Pyroclastic flow deposit
Pyroclastic surge deposit
Pyroclastic fall deposit
Welded Non welded
Non welded
Welded Non welded
4
RESEDIMENTATION Mass flow
Resedimended deposits
traction
(syn-eruption)
suspension
volcaniclastic
4 WEATHERING, EROSION, REWORKING AND (POST-ERUPTIVE) RESEDIMENTATION
Mass flow Encircled number: relevant part of guide Boxes: process Italics: deposit
traction
suspension
Volcanogenic sedimentary deposits
Gambar III. 4. Proses vulkanisme III-46
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
III.3. ENDAPAN KLASTIKA GUNUNGAPI Berdasarkan
pengertian
tersebut
maka
istilah
vulkaniklastik
mencakup bermacam-macam batuan vulkanik, yaitu: a. Material Piroklastik Akumulasi material piroklastik atau sering pula disebut sebagai tephra merupakan hasil banyak proses yang berhubungan dengan erupsi vulkanik tanpa memandang penyebab erupsi dan asal dari materialnya. Fisher, 1984 menyatakan bahwa fragmen piroklastik merupakan fragmen "seketika" yang terbentuk secara langsung dari proses erupsi vulkanik. Material piroklastik saat dierupsikan gunung api memiliki sifat fragmental, dapat berujud cair maupun padat. Dan setelah menjadi massa padat material tersebut disebut sebagai batuan piroklastik. b. Material Hidroklastik Material ini dihasilkan oleb suatu erupsi hidrovulkanik yakni erupsi yang terjadi karena kontak air dengan magma. Berdasarkan cara transportasi sebelum diendapkan, akumulasi material hidroklastik dapat dibedakan menjadi 2, yaitu: -
Endapan Hidroklastik Jatuhan Endapan hidroklastik jatuhan adalah endapan yang terjadi dari akumulasi material hidroklastik yang dilemparkan dari pusat erupsi ke udara dan kemudian jatuh di tempat pengendapannya. Cara transportasi material hidroklastik jatuhan dapat dibedakan menjadi 2 yaitu transportasi gerak peluru (trajectory) dan turbulensi awan erupsi.
III-47
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
-
Endapan Hidroklastik Aliran. Endapan ini terjadi dari akumulasi material hidroklastik yang terlempar dari pusat erupsi, kemudian bergerak sepanjang permukaan bumi menuju tempat pengendapannya.
c. Material Autoklastik Material ini di alam dijumpai sebagai breksi vulkanik autoklastik yaitu bentuk fragmentasi padat karena letusan gas-gas yang ada di dalamnya karena oleh penghancuran lava (Wright, 1963 vide Willard,
1968).
Jadi
material
ini
merupakan
gesekan
oleh
penghancuran lava sebagai hasil dari perkembangan lanjut dari pembekuan. d. Material Alloklastik Material ini sering disebut sebagai breksi vulkanik alloklastik yaitu breksi yang dibenbuk oleh fragmentasi dari beberapa batuan "preexisting" oleh proses vulkanik bawah permukaan (Wright; 1963 vide Willard; 1968). Jadi proses breksiasi dari batuan ini terjadi di dalam gunung api baru kemudian ekstrusion sebagai aliran breksi. Breksiasi inl mungkin dihasilkan oleh pengembangan gas atau oleh runtuhnya gunung api yang kemudian terbentuk rongga-rongga dan akhirnya diikuti erupsi. Aliran breksi pada tipe ini terjadi pada derajat kemiringan dan bergerak dari gunung api dengan
media
air
menjadi
lahar.
Proses
yang
seperti
ini
mengakibatkan batuan ini sukar dibedakan dengan breksi laharik. Ciri dari breksi ini adalah ketebalannya yang besar dan tidak berlapis, material penyusunnya sangat kasar dan tidak tersortasi. Fragmen mempunyai ukuran beraneka ragam, heterolitologi. Fragmen pumis, skoria dan batuan afanitik jarang dijumpai.
III-48
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
e. Material Epiklastik. Material ini merupakan hasil dari pelapukan dan erosi dari batuan vulkanlk dan umumnya bukan merupakan hasil vulkanisme yang seumur. Karena endapan epiklastik ini merupakan hasil proses rework dan telah mengalami transportasi maka pada umumnya fragmen-fragmennya
lebih
rounded
dan
material
piroklastik
maupun hidroklastik. Fragmen-fragmen tersebut; dapat terbentuk oleh proses-proses non vulkanik atau proses epigenik sehingga membentuk modifikasi butiran yang agak membulat. Material epiklastik di alam sering dijumpai sebagai breksi laharik. III.4. TIPE ENDAPAN PIROKLASTIK Endapan piroklastik menurut Mc Phie et al (1993) adalah endapan volkaniklastik primer yang tersusun oleh partikel (piroklas) terbentuk oleh empsi yang eksplosif dan terendapkan oleh proses volkanik primer (jatuhan, aliran, surge). Proses erupsi ekplosif yang terlibat dalam pembentukan endapan piroklastik meliputi tiga tipe utama yaitu
:
erupsi
letusan
magmatik,
erupsi
freatik
dan
erupsi
freatomagmatik. Ketiga tipe erupsi ini mampu menghasilkan piroklas yang melimpah yang berkisar dari abu halus (< 1/16 mm) hingga blok dengan panjang beberapa meter. Termasuk dalam tipe endapan piroklastik meliputi: 1. Piroklastik aliran. 2. Piroklastik jatuhan. 3. Piroklastik surge. 1. Piroklastik Aliran Piroklastik aliran adalah aliran panas dengan konsentrasi tinggi, dekat permukaan, mudah bergerak, berupa gas dan partikel terdispersi yang dihasilkan oleh erupsi volkanik (Wright et al 1981, III-49
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
vide Mc Phie et al 1993). Fisher & Schmincke (1984) menyebutkan bahwa piroklastik aliran adalah aliran densitas partikel-partikel dan gas dalam keadaan panas yang dihasilkan oleh aktifitas volkanik. Aliran piroklastik melibatkan semua aliran pekat yang dihasilkan oleh letusan atau guguran lava baik besar maupun kecil. 2. Piroklastik Jatuhan Piroklastik yang dilontarkan secara ledakan ke udara sementara akan
tersuspensi,
yang
selanjutnya
jatuh
ke
bawah
terakumulasi membentuk endapan piroklastik jatuhan.
dan
Endapan
merupakan produk dari jatuhan baiistik dan konveksi turbulen pada erupsi kolom (Lajoie, 1984). Karakteristik dari endapan dapat yang diamati antara lapisan piroklastik jatuhan dan piroklastik aliran dapat dilihat pada tabel III.1.
Tabel III. 1. Perbedaan yang dapat diamati dari lapisan antara endapan piroklastik jatuhan dan piroklastik aliran (Lajoie, 1984) Piroklastik Jatuhan
Piroklastik aliran
Sortasi
Sortasi baik (well sorted)
Sortasi buruk (poorly sorted)
Ketebalan lapisan
Teratur dan mengikuti Tidak teratur, menipis pada permukaan yang ditutupi tinggian, menebal pada (mantle bedding) cekungan, menipis secara lateral terhadap batas saiuran
Gradasi dan laminasi
Lapisan massif jarang; gradasi normal Jarang, tapi dapat hadir, tidak ada struktur traksi yang tegas seperti laminasi parallel dan laminasi ob!ique, tetapi crude strait umum.
Lapisan massif. Gradasi terbalik umum pada endapan yang terakumulasi dari suspensi laminar (aliran debris dan butiran). Gradasi normai banyak dijumpai pada endapan yang berasal dari suspensi turbulen dan itu umumnya ditemukan mendasari atau menutupi bagian laminasi. III-50
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Struktur primer yang lain
Bomb surge dan acretionary lapilli umum dijumpai pada endapan subaerial atau shallow water. Lubang/pipa gasescape tidak ada.
Acretionary lapilli dihasilkan pada lapisan atas pada beberapa subaerial nuees ardentes. Jarang atau tidak ada pada endapan subagueous.
Sekuen struktur primer. (Phmary sructure seguence)
Tidak ada
Lubang/pipa gas-escape umum dijumpai Umum, dan umumnya itu jarang teramati pada sedimen transportasi massa (mass-transported sediments) yang lain.
3. Piroklastik Surge Piroklastik surge adalah ground hugging, dilute (rasio partikel gas rendah), aliran purticulate yang diangkut secara lateral di dalam gas turbulen (Fisher 1979 vide Mc Phie e/ al 1993). Piroklastik surge dibentuk secara langsung oleh erupsi freatomagmatik maupun freatik (base surge) dan asosiasinya dengan piroklastik aliran {ash cloud surge dan ground surge). Tempat yang dilalui oleh pengendapan lapisan sangat tipis atau laminasi biasanya disebut sebagai bed set.
III-51
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Piroklastik Jatuhan Piroklast terlontar ke athmosfir dan jatuh ke bawah Aliran Piroklastik Konsentrasi partikel relatif tinggi yang bergerak di dasar/lereng volkan Gelombang Piroklastik Konsentrasi
partikel
relatif
rendah
yang
bergerak
menuruni
dasar/lereng volkan.
Gambar III. 5. Jenis endapan piroklastik
III-52
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar III. 6. Karakteristik endapan yang berasal dari erupsi eksplosif (endapan piroklastik primer) Mc Phie et al, 1983.
III-53
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
III.5. KLASIFIKASI Pembuatan klasifikasi batuan piroklastik sudah banyak dibuat oleh para ahli, tetapi masih terjadi kekurangan maupun perbedaan tentang batuan piroklastik. Klasifikasi
berdasarkan
perkembangan
terbentuknya
batuan
piroklastik sangat sulit, sedangkan saat ini klasifikasi didasarkan pada:
Asal – usul fragmen
Ukuran fragmen
Komposisi fragmen
a. Klasifikasi berdasarkan asal – usul fragmen Batuan piroklastik yang merupakan hasil endapan bahan volkanik dari letusan tipe eksplosif maka Johnson dan Levis (1885), lihat Mac Donald (1972) membuat klasifikasi sebagai berikut: - Essential
fragmen
berasal
langsung
:
magma segar
- Accessor
fragmen berasal dari lava atau piroklastik yang
:
terdapat pada kerucut volkanik
- Accidental
fragmen yang berasal dari batuan lain yang
:
tidak
menunjukkan
dari
gejala
pembekuan
pembekuan,
metamorfisme Klasifikasi berdasarkan ukuran dari fragmen. Klasifikasi ini dibuat pertama kali oleh Grabau (1924) dalam Carozzi (1975) : -
> 2,5 mm Rudyte
: - 2,5 – 0,5 mm Arenyte : -
< 0,5 mm Lutyte
: III-54
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Klasifikasi batuan piroklastik dari Wenworth dan Williams (1932) dalam Pettijohn banyak dipakai, tetapi kisaran yang dipakai tidak sama antara batuan sedimen dan piroklastik : - Breksi volkanik:
Tersusun dari fragmen-fragmen diameter > 32 mm, bentuk fragmen meruncing
- Aglomerat
:
Fragmen berupa bom-bom dengan ukuran > 32 mm
- Lapili/tuf lapili:
Fragmen tersusun atas Lapili yang berukuran antara 4 mm – 32 mm
- Tuf kasar
:
Fragmen-fragmen
tersusun
atas
abu
kasar
dengan ukuran butir terletak antara 0,25 mm – 4 mm - Tuf halus
:
Fragmen-fragmen
tersusun
atas
abu
halus
dengan ukuran < 0,25 mm b. Klasifikasi berdasarkan komposisi fragmen Klasifikasi yang telah dibuat digunakan untuk tuf, yaitu
0,25 –4 mm............................................................................: tuf kasar
< 0,25 mm............................................................................: tuf halus
Menurut Williams, Turner dan Gilbert (1954), tuf dapat diklasifikasikan menjadi : 1. Vitric Tuff
tuf dengan penyusun utama terdiri dari gelas
: 2. Lithic Tuff
tuf dengan penyusun utama terdiri dari fragmen
:
batuan
3. Crystal Tuff
tuf dengan penyusun utama kristal dan pecahan –
:
pecahan kristal
III-55
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
III-56
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Pettijohn (1975) membuat klasifikasi tuf, dengan membandingkan prosentase gelas dengan kristal, yaitu: 1. Vitric Tuff: Tuf mengandung gelas antara 75% - 100% dan kristal 0% 25%. 2. Vitric crystal tuff: Tuf mengandung gelas antara 50% - 75% dan kristal 25% 50%. 3. Crystal vitric tuff: Tuf mengandung gelas antara 25% - 50% dan kristal 50% 75%. 4. Crystal tuff : Tuf mengandung gelas antara 0% - 25% dan kristal 75% 100%.
III-57
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel III. 2. Grain size-based genetic nomenclature for common types of volcaniclastic deposits. Modified from Fisher(1961)&Schmidt (1981) GRAIN SIZE
VOLCANICLASTIC DEPOSITS IN GENERAL and VOLCANOGENIC SEDIMENTARY DEPOSITS
<1/16 mm
volcanic mudstone
1/16-2 volcanic sandstone mm 2-4 mm 4-64 mm
volcanic conglomerate, volcanic breccia
> 64 mm
GRAIN SIZE
AUTOCLASTIC DEPOSITS RESEDIMENTED AUTOCLASTIC Hyaloclastite
fine hyaloclastite
Autobrec cia
Mixture or uncertain origin
DEPOSITS
autoclastic mudstone
resedimented fine hyaloclastite, resedimented autoclastic mudstone
hyaloclastite sandstone
autoclastic sandstone
resedimented hyaloclasiite sandstone, resedimented autoclastic sandstone
granular hyaloclastite
granular granular autobrec autoclastic cia breccia
resedimented granular hyaloclastite, resedimented granular autobreccia, resedimented granular autoclastic breccia
hyaloclastite breccia
autobrec autoclastic cia breccia
resedimented hyaloclastite breccia, resedimented autobreccia, resedimented autoclastic breccia
coarse hyaloclastite breccia
coarse coarse autobrec autoclastic cia breccia
resedimented coarse hyaloclastite breccia, resedimented coarse autobreccia, resedimented coarse autoclastic breccia
?
PYROCLASTIC DEPOSITS
PYROCLAST-RICH DEPOSITS
Unconsolidated tephra
Consolidated pyroclastic rock
<1/16 mm
fine ash
fine tuff
resedimented mudstone
ash-rich
1/16-2 mm
coarse ash
coarse tuff
resedimented sandstone
ash-rich
2-64 mm
>64 mm
lapilli tephra
bomb (fluidal shape) tephra, block (angular) tephra
RESEDIMENTED SYNERUPTIVE
Post-eruptive resedimented reworked, or uncertain origin
tuffaceous mudstone
tuffaceous sandstone
resedimented pyroclast-rich lapillistone (or lapillistone, resedimented tuffaceous lapilli tuff or pumice lapillistone, tuffaceous breccia tuff-breccia) resedimented pumice and lithic lapillistone agglomerate (bombs present), pyroclastic breccia
or
conglomerate,
resedimented pyroclast-rich breccia, resedimented pumice breccia, resedimented pumice and lithic breccia
III-58
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel III. 3. Terms to be used for mixed pyroclastic-epiclastic rocks (after Schmid, 1981,). Average clast size in mm. > 64 64 - 2 2 - 1/16 1/16 - 1/256
Pyroclastic Agglomerate, pyroclastic breccia Lapilli tuff coarse fine
< 1/256 Amount pyroclastic material
100% to 75%
Tuffites (mixed Epiclastic (volcanic and/or pyroclastic-epiclastic) nonvolcanic) Tuffaceous conglomerate, Conglomerate, breccia tuffaceous breccia Tuffaceous sandstone Sandstone Tuffaceous siltstone Siltstone Tuffaceous mudstone, Mudstone, shale shale 75% to 25%
25% to 0%
Gambar III. 7. Klasifikasi tuff (after, Schmid, 1981)
III-59
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel III. 4. Classification and nomenclature of pyroclasts and well-sorted pyroclastic deposits based on clast size (after Schmid, 1981). Clast size in mm
Pyroclast
> 64
bomb, block
64 to 2
lapillus
2 to 1/16 < 1/16
coarse ash grain fine ash grain
Pyroclastic deposit Mainly consolidated Mainly unconsolidated tephra pyroclastic rock agglomerate bed of blocks oragglomerate pyroclastic bomb, block tephra breccia layer, bed of lapilli or lapilli lapilli tuff tephra coarse ash
coarse (ash) tuff
fine ash (dust)
fine (ash) tuff
Gambar III. 8. Klasifikasi batuan piroklastik (Fisher, 1986)
Heinrich (1956) selama pengendapan tuf bisa bercampur dengan material sedimen yang bermacam-macam. Material sedimen yang III-60
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
paling banyak dapat dipakai untuk pemberian nama tuf. Misal serpihan atau mengandung gamping, tuf gampingan dan sebagainya. Batuan sedimen non volkanik, bisa tercampuri oleh tuf hasil letusan gunung
berapi,
pembentuk
sehingga
batuan
yang
membentuk
campuran
mempunyai
sumber
dua
bahan
dan
proses
pembentukan yang tidak sama. Pettijohn (1975), adanya tuf di dalam batuan sedimen bisa dipergunakan untuk pemerian tambahan. Sehingga akan diperoleh penamaan seperti batupasir tufa, serpih tufan dan lainnya. Klasifikasi berdasarkan komposisi sangat penting untuk analisa tuf. Batuan yang berdasarkan ukuran fragmen dengan mudah dan sederhana dapat dimasukkan ke dalam kelompok tuf ini, ternyata mempunyai komposisi yang cukup berariasi. Variasi komposisi tersebut dikelompokan lagi. Vitric Tuff
Menurut Heinrich (1956), penyusun utama terdiri atas gelas. Tuf vitrik
merupakan
hasil
endapan
primer
material
letusan
gunungapi. Komposisi umumnya bersifat riolitik, meskipun juga dijumpai berkomposisi dasitik, trasitik, andesitik dan basaltik. Kepingan gelas umumnya mempunyai bentuk meruncing. Inklusiinklusi magnetit banyak dijumpai dalam gelas. Gelas biasanya tidak berwarna, tetapi apabila berkomposisi basaltik berwarna kuning sampai coklat. Fragmen-fragmen berupa kristal dan fosil terkadang dijumpai, walaupun dalam prosentase yang kecil. Mineral-mineral bisa berupa mineral penyusun riolit, andesit dan lain-lain. Mineral skunder yang hadir antara lain kalsit, opal, kalsedon, kuarsa, oksida-oksida
besi
dan
lain-lain.
Beberapa
tuf
vitrik
yang
mengendap dalam tubuh air tersemen oleh kalsit, Heinrich (1956). III-61
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tuf
vitrik
umumnya
bertekstur
vitroclastic,
yaitu
kepingan-
kepingan gelas terletak dalam matrik yang berupa abu gelas yang sangat halus, Williams, Turner dan Gilbert (1954). Macam-macam tuf vitrik:
Tuf palagonit Penyusun
utama
gelas
basa,
dengan
warna
kuning
kehijauan sampai coklat tua. Tuf palagonit umumnya mengandung kristal-kristal plagioklas, olivin, piroksen dan bijih besi, lubang-lubang banyak terisi kalsit atau zeolit, Heinrich (1956). Porselanit atau batu cina Penyusun berupa abu gelas yang sangat halus, sering disebut tuf lempungan.
Welded tuff atau ignimbrit Penyusun
terdiri
atas
kepingan-kepingan
gelas
yang
terelaskan, Heinrich (1956).
Tuf pisolit Penyusun terdiri atas pisolit-pisolit abu gelas yang sangat halus, Williams, Turner dan Gilbert (1954).
Crystal tuff
Komposisi dominan terdiri atas kristal, sedangkan gelas dijumpai berjumlah sedikit. Tuf kristal riolitik, yaitu kristal kuarsa, sanidin, biotit, hornblende, lain yang terkadang dijumpai seperti augit. Tuf kristal yang mengandung tridimit. Tuf kristal dasitik, yaitu kristal hornblende, hipersten, andesin, magnetit dan augit banyak dijumpai pada trasit. Sedangkan pada III-62
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
tuf kristal basaltik, tersusun atas olivin, augit, magnetit dan labradorit. Lithic tuff
Penyusun
dominan
berupa
fragmen-fragmen
batuan.
Gelas
dijumpai dalam jumlah yang relatif sedikit. Fragmen tersebut biasanya berupa fragmen batuapung, skoria, obsidian, andesit, basalt, granofir, batuan beku hipo-abisik bertekstur porfiritik atau halus. Kadang terdapat fragmen batuan plutonik, metamorfik maupun sedimen, Heinrich (1956). Bahan piroklastik yang dikeluarkan dari ventral volkan, sebelum terendapkan mengalami berbagai proses, baik cara terangkuntnya dan media transportasi, maupun material yang terendapkan.
III-63
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
III.6. PETROGRAFI Ignimbrit/endapan aliran pumis (ignimbrites : pumice-flow deposit) IGNIMBRIT - endapan aliran piroklastik didominasi pumis.
welded ignimbrite - ignimbrite terelaskan Unwelded ignimbrite - ignimbrit tak terelaskan
Gambar III. 9. Kenampakan ignimbrit di lapangan
Tekstur mikroskopi ignimbrit (nonwelded texture)
III-64
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Nonwelded tuff dengan kenampakan glass shards
Nonwelded tuff dengan kenampakan unbroken glass bubbles
Tekstur mikroskopi ignimbrit (welded texture)
(a). Welded tuffs dari SE Idaho (b). Welded tuffs dari Vales, N.Mex-nampak penjajaran kristal denan glas shards (c). Nampak kompaksi yang kuat dan perlipatan yang
berlawanan dengan arah
kristal
III-65
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tekstur mikroskopi ignimbrit (welded texture)
(a). Kristal welded tuffs (b). Fragmen batu welded tuffs yang lebih tua, dikungkung oleh ignimbrit yang lebih muda
III-66
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar III. 10. Feldspathoidal Lavas A. Nephelinite, Mikeno, East Africa. Diam. 1 mm. Microphenocrysts of green augite and nepheline, in a matrix of dark-brown glass with granules of iron oxide, and slender microlites of sanidine. B. Leucite basanite, Vesuvius, Italy. Diam. 3 mm. Phenocrysts of olivine, green diopsidic augite, and leucite, in an intergranular matrix of labradorile laths, iron oxide, and augite. Locally there are minute interstitial grains of sanidine. C. Hauynophyre, Tahiti. Diam. 1 mm. Microphenocrysts of deep-sky-blue hauyne with webs ofrutile; slender prisms of pale-green diopsidic augite and euhedral granules of iron oxide, in a matrix of pale glass.
A
B
C
Gambar III. 11. Volcanic Ashes A. Andesitic crystal ash erupted from the volcano Santa Maria, Guatemala, in 1902. Diam. 2 mm. Broken crystals of plagioclase, dark-green hornblende, paler-green pyroxenes, rounded bioiite Hakes, magnetite, and a few lithic chips, of andesile. VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
B. Dacilic vilric ash showing pumiceous texture. Uiam. 2 mm. Product of the culminating explosions of Mount Mazama, which led to the formation of Crater Lake, Oregon. Shredded and cellular bits of pumiceous glass accompanied by fewer broken chips of plagioclase and small prisms of hypersthene. C. Basaltic ash (Pele's Hair), Kilauea, Hawaii. Diam, 2 mm. Threads of brown basaltic glass containing bubbles of gas. Material discharged by lava fountains in the form of spray.
A
B
C
Gambar III. 12. Tuffs A. Rhyolilic vitric tuff, Shasta Valley, California. Diarri. 2 mni. Shows typical vitroclastic texture. Arcuate shards of glass lie in a matrix of almost impalpable glass dust. B. Rhyolitic crystal tuff, Etsch valley, Italy. Diam. 2 mm. Broken crystals ofquail/. and sodic plagioclase, together with small Hakes ofbiotile, in a matrix of glass dust and pumice fragments. C. Andesitic lithic tuff, near Managua, Nicaragua. Diam. 2 mm. Fragments of various kinds ofandesite predominate; between these lies a matrix made up of plagioclase and pyroxene crystals and pale-brown glass dusi.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar III. 13. Rhyolitic Pumice and Ignimbrite A. Rhvolitic pumice, Lipari Island, Italy. Diani. 3 mm. Entirely composed of extremely vesicular glass. B. Incipiently welded ignimbrile, near Bishop, California. Diam. 3 mm. Specimen from the unwelded top of an ignimbrite. Crystals of quartz and sanidine, in a matrix of undeformed glass shards and dust, with well-'preserved vitro-clastic texture. C. Welded tuff, from same locality. Diam. 3 mm. Specimen from the welded interior portion of the same ignimbrite. Constituents as in B, but here the glass shards are deformed and flattened.
A
B
C
Gambar III. 14. Basaltic Tuffs A. Palagonite luff, Oamaru, New Zealand. Diam. 4 mm. Fragments of palagon-ile, pale buff within and deep gold at the margins, including crystals of olivine and labradorite. Between these fragments is a matrix of calcite. VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
B. Palagonite,tuff, Oahu, Hawaiian Islands. Diam. 4 mm. The cores of the vesicular fragments consist of fresh pale-buff palagonite including crystal's of olivine; the rims of the fragments are fibrous and birefringent and largely composed of smectite. Between the fragments is a matrix of zeolites. C. Hornblende andesite scoria, product of the last ash flows from Mount Mazama (Crater lake), Oregon. Diam. 4 mm. Phenocrysts of hornblende and labradorite, embedded in extremely vesicular, brown-to-black andesitic glass.
A
B
Gambar III. 15. Volcanic Sandstones A. Volcanic wacke (Eocene), Tyee Formation, Umpqua River, Oregon: Diam. 1.2 mm. Poorly sorted angular and subangular grains of coarse silt and sand tightly packed in an argillaceous matrix colored green by chloritic material. About half of the grains are particles of volcanic rocks, chiefly andesite; about 30% are plagioclase, chiefly andesine (lightly stippled, with cleavage); and about 20% are quartz (clear). B. Miocene arenite, 3700 m below surface, south of Lost Hills, California. Diam. 1.2 mm. Loosely packed, subangular grains of andesite, plagioclase (lightly stippled, with cleavage), and quartz firmly cemented by coarse calcite (stippled, with two cleavages). Single calcite crystal in center encloses many sand grains.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB IV BATUAN SEDIMEN KLASTIK
IV.1. PENGERTIAN BATUAN SEDIMEN KLASTIK Asal mula mula batuan sedimen klastik adalah akibat dari prosesproses yang menyangkut siklus sedimentasi (pelapukan – erosi transport - sedimentasi - diagenesa). Dalam batuan sedimen kelompok mineral penyusunnya adalah : a. Mineral autigenic Terbentuk di daerah sedimentasi dan langsung diendapkan Contoh : gipsum, kalsit, anhidrit, halit b. Mineral allogenic Tidak
terbentuk
pada
daerah
sedimentasi/pada
saat
sedimentasi. Telah mengalami transportasi dan kemudian diendapkan di daerah sedimentasi Syarat :
Tahan pelapukan
Tahan
pengikisan
selama
transportasi
sampai
pengendapan
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Stabilitas mineral dalam batuan sedimen : 1. Mineral tak stabil Merupakan mineral yang berada pada transportasi, tetapi jarang sampai pada pengendapan. a. Mineral yang umumnya allogenic (jarang sekali/tidak pernah authigenic) Olivin Piroksen Plagioklas basa Hornblende Plagioklas asam Epidot Andalusit Staurolit Kianit Silimanit Magnetit Ilmenit Garnet Spinel
Makin stabil
b. Mineral yang umumnya authigenic Gypsum Karbonat Glaukonit Plagioklas asam K. Feldspar
Makin stabil
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
2. Mineral stabil Mineral yang tetap ada mulai dari transportasi sampai dengan pengendapan. Lempung (clay mineral) Kuarsa Chert Muskovit Tourmalin Zirkon Rutile Brookit Anatase
IV.2. PROSES PEMBENTUKAN BATUAN SEDIMEN KLASTIK Dalam pembentukan batuan sedimen klastik ada 2 fase proses yaitu : 1. Fase pembentukan endapan 2. Fase pembentukan batuan sedimen klastik 1. Fase pembentukan endapan Fase ini meliputi :
Proses pelapukan
Proses erosi
Proses transportasi
Proses pengendapan
2. Fase pembentukan batuan sedimen klastik Fase ini sedimen yang telah terendapkan akan mengalami beberapa proses yaitu:
Sementasi,
endapan
tersemenkan
oleh
larutan
kimia
(karbonat, silika, oksida besi)
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Pemadatan
(compaction),
memadatnya
massa
endapan
karena pengisian semen
Pemampatan (desication), keluarnya air dari rongga-rongga batuan
Pembatuan (litification), membatunya endapan yang telah kompak
Berdasarkan proses yang terjadi dalam pembentukan batuan sedimen maka dapat dibagi menjadi 3 yaitu: 1. Batuan sedimen hasil proses mekanis, dengan media air, angin dan es. Dicirikan oleh banyaknya mineral allogenik, mineralnya detritus, bertekstur klastik, dibedakan : berbutir kasar, misalnya: breksi, konglomerat berbutir sedang, misalnya batupasir berbutir halus, misalnya batulempung, batulanau 2. Batuan sedimen hasil proses kimia, banyak mengandung mineral autogenik, komposisi material non detritus, teksturnya non klastik, dibedakan : sedimen evaporasi, misalnya gipsum, anhidrit, garam sedimen karbonat, misalnya batugamping, dolomit 3. Batuan sedimen yang dihasilkan akibat aktifitas jasad kehidupan (proses
organis),
misal
batubara,
diatome,
batugamping
terumbu. Cara pengendapan : VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Secara mekanis, ini menghasilkan sedimen detritus (sedimen klastik) Secara kimia, dengan reaksi anorganik (langsung) ataupun dengan reaksi organik (dibantu oleh organisme) Lingkungan pengendapan adalah direfleksikan oleh mineral – mineral dalam batuan. Untuk menghasilkan batuan sedimen, tergantung pada: 1. Litologi batuan asal 2. Stabilitas dari mineral –mineral yang ada 3. Kecepatan erosi : merupakan banyaknya materal sedimen yang
dapat
menentukan
diangkut
/
banyaknya
ditransport, material
sehingga
yang
turut
dapat/akan
diendapkan. Transport akan menghasilkan : Sorting/pemilahan Roundness/kebundaran, yaitu ukuran butiran menjadi kecil/lebih kecil Proses diagenesa : Dapat mengubah tekstur batuan sedimen Dapat mengakibatkan rekristalisasi
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
IV.3. KOMPONEN KLASTIK
DASAR
KLASIFIKASI
BATUAN
SEDIMEN
Komponen komposisi pada batuan sedimen terbagi atas: 1. Komposisi kimia 2. Komposisi mineral Faktor yang mempengaruhi susunan komposisi batuan sedimen : a. Besar butir Serpih/lempung (Al2O3, K3O, FeO) Pasir halus > SiO2 b. Tingkat maturity/kedewasaan Keadaan batuan sedimen dibandingkan dengan batuan induknya Tingkatan : •
Super mature
•
Mature
•
Sub mature
•
Immature
Tingkatan tersebut dilihat berdasarkan : Tekstur Mineral komposisi
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Makin tinggi tingkat maturitynya maka makin banyak mineral stabil yang dikandungnya. Mineral-mineral yang umum adalah sebagai berikut: 1. Mineral Utama Mineral yang terbentuk sebagai penyusun batuan sedimen Kuarsa Feldspar Mika Lempung Karbonat 2. Mineral ikutan/tambahan Jumlahnya sedikit Zirkon Garnet Magnetit Tourmalin Piroksen Manfaat dari komposisi mineral:
Menunjukkan komposisi batuan induk
Memberi nama batuan
Mengetahui proses pembentukannya
Mengetahui lingkungan sedimentasinya (environment)
Kepentingan ekonomi
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
IV.4. TEKSTUR DAN STRUKTUR BATUAN SEDIMEN KLASTIK a. Tekstur batuan klastik Batuan sedimen yang terbentuknya berasal dari hancuran batuan lain, kemudian tertranportasi dan terdeposisi, selanjutnya mengalami diagenesa, sehingga terbentuk batuan tersebut, misalnya : batupasir. Khusus batuan sedimen klastik untuk penelitian harus diperhatikan mengenai
ukurannya,
bentuk
(shape),
kebundaran
(roundness),
tekstur permukaan, orientasi dan komposisi mineralnya. Shape adalah bentuk daripada butiran tersebut, dapat dibedakan menjadi 4 macam, yaitu:
Sphericity,
Golongan I ................................................................ oblate/tabular
Golongan II................................................................ equent/equiaxial
Golongan III............................................................... bladed/triaxial
Golongan IV............................................................... prolate/rod shape pengukurannya
dengan
cara
membandingkan
luas
permukaan bola yang berisi obyek yang volumenya sama dengan volume bola tersebut. Roundness yaitu derajat kebulatan dari butiran tersebut atau bisa juga disebut dengan keruncingan dari bola tersebut.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Bentuk dari pada sedimen sangat dipengaruhi oleh bentuk semula, struktur, daya tahan, media transportasi, jarak transportasi dan lama tertransport. Orientasi butir adalah susunan dari pada butiran tersebut, yang mencerminkan proses pengendapannya. Tekstur permukaan yaitu morfologi dari butiran akibat pengaruh media transportasi dan proses setelah transportasi. Maturity yaitu derajat kedewasaan diketahui dengan membandingkan komposisi mineral pada suatu tempat dengan mineral yang terdapat pada batuan asalnya.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar IV. 1. Derajat kebundaran
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
b. Struktur batuan sedimen Struktur batuan sedimen klastik terbagi atas : 1. Struktur Syngenetik (terjadi bersamaan dengan terjadinya sedimentasi) a. Proses fisik Eksternal struktur yaitu kelihatan dari luar
Misal ukuran dan bentuk dari tubuh sedimen. Contoh : bentuk lembaran (sheet), lensa, lidah, delta dan shoestring. Ada juga yang hubungannya berupa konkresi, interfingering dan intertongue. Internal struktur yang tercermin pada batuan sedimen itu
tersendiri
Perlapisan dan laminasi (bedding dan lamination) o Normal current bedding yaitu perlapisan karena arus normal,
misal:
perlapisan
sejajar.
Berdasarkan
ukurannya dibedakan menjadi : - laminasi, bila tebal lapisan < 1 cm - stratum, bila tebal lapisan lebih dari 1 cm - bed, kumpulan dari beberapa laminer dan straith o cross bedding (perlapisan silang siur) yang terjadi akibat adanya perubahan arah arus.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
o Graded bedding
(perlapisan tersusun), yang
terjadi
karena adanya pemilahan ukuran butir halus ke kesar atau sebaliknya
Freature of bedding planes yaitu bentuk dari permukaan lapisan selama proses sedimentasi. -
Ripplemark
yaitu bentuk
permukaan bergelombang
karena adanya proses arus satu arah -
Mud crack yaitu bentuk retak-retak pada lapisan lumpur, biasanya berbentuk segi lima.
-
Rain drops prints yaitu bekas titik-titik air hujan pada permukaan batuan
-
Swash
and
riil
marks
yaitu
jejak
binatang
pada
permukaan lapisan -
Flute cast
yaitu bentuk gerusan pada permukaan
lapisan yang bentuknya seperti seruling -
Load cast yaitu lekukan pada batas perlapisan yang diakibatkan oleh gaya tekan dari muatan yang ada diatasnya.
Deformational structure Yaitu terjadinya perubahan struktur batuan pada saat sedimen terendapkan karena adanya tekanan. o Post deposisional slump feature Yaitu struktur luncuran yang terjadi akibat adanya desakan yang tinggi o Intraformationalkonglomerat VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Yaitu struktur hancuran yang menyerupai konglomerat karena adanya pergerakan pada sedimen sebelum mengalami litifikasi b. Struktur sedimen yang terbentuk akibat proses biologi External structure Biostromes Bioherm Keterangan
menurut
Cuming
(1932)
Bioherm
adalah
merupakan panggul bukit, lensa atau yang serupa yang mempunyai penyebaran terbatas, terdiri atas kerangka organisme yang belum tertransportasi dan dikelilingi oleh litologi yang berbeda. Biostromes
menurut
Cuming
(1932)
berupa
struktur
batugamping yang berlapis sebagaimana shellbed , cronoid, coral bed, yang berupa akumulasi sisa organisme yang belum tertransport dan tidak menunjukkan pembengkaan seperti tanggul bukit atau lensa. Biostromes menurut Lingk (1950) merupakan batugamping yang berlapis dan terdiri dari organisme yang merambat dan membentuk lapisan keras. Internal structure Misal fosil dalam batuan 2. Struktur epigenetik terjadi setelah batuan tersebut terbentuk) a. Karena proses fisik (mekanis) VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
External structure Batas antara tiap lapisan o Batas tegas atau gradual o Batas selaras atau tak selaras Lipatan dan sesar Internal structure Clastic
dike
hidrostatika
yaitu yang
terjadi kuat
karena
sehingga
adanya material
tekanan seperti
diinjeksikan b. Karena proses kimia atau organisme
Corroion zone
Concretions
Stilolites
Cone in cone
Cristal mold and cast
Seins and dike
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
IV.5. KLASIFIKASI BATUAN SEDIMEN KLASTIK
Sand cobbles Mud (clay and fine silt)
Sandy mudstone
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Gambar IV. 2. Classification of Sandstones Figure modified after Dolt, journal of Sedimentary Petrology, vol. 34 (1964): p. 629. Three mineral components of sand—quartz [Q), feldspar (F), and lithic grains (L)—and represented by the three apices of the triangles; points within the triangles represent relative proportions of these three components. Percentage of argillaceous matrix is represented by a vector extending toward [he rear of the diagram. The term arenite is restricted to sandstones that are essentially free of matrix material; all others are argillaceous (muddy) sandstone, or wacke. IV.6. PETROGRAFI BATUAN SEDIMEN KLASTIK
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
Gambar IV. 3. Recent Sands as Seen in Thin Section A. Firm beach sand, Point Reyes, California. Impregnated with plastic before collection in order to preserve texture. Diam. 3 mm. Uncompacted sub-rounded grains very well sorted; porosity very high—about 30%. This is a lithic sand with high feldspar content; it contains abundant chert grains (heavily stippled), quartz (lightly stippled), feldspar (shown with cleavage lines), and various rock fragments. B. Sand from channel of jacalitos Creek, Coalinga, California. Impregnated with plastic before collection in order to preserve texture. Diam. 3 mm. Uncompacted subangular grains fairly well sorted; porosity very high; finer-grained layer at bottom. This is a lithic sand derived from a mixed sedimentary terrane including volcanic sandstones; it contains about 40% chips of andesite, argillite, shale, chert, and serpentine, 35% quartz, and 25% feldspar.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
Gambar IV. 4. Uncemented Sandstones as Seen in Thin Section A. St. Peter Sandstone (Ordovician), Beloit, Wisconsin. Diam. 2.5 mm. Very wellsorted sandstone consisting of subrounded quartz grains, a quartz arenite. The texture is very porous, but grains have been compacted until they are in close contact. Compare texture in Figure 11—4A. B. Temblor arkosic sandstone (Miocene), 2500 m below surface, Kettleman Hills, California. Diam. 2.5 mm. Moderately sorted sandstone consisting of abundant subangular grains of quartz and feldspar (with cleavage), together with fewer biotite flakes (lined) and rock particles (heavily stippled). Texture very porous, but deep burial has caused rearrangement and compaction of grains. Compare the texture in Figure 11—4B. Note deformed biotite pinched between compacted grains.
A
B
C
Gambar IV. 5. Cements in Sandstones
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Lithic arenite (Miocene, Temblor Formation), 2500 m below surface, Kettle-man Hills, California. Diam. 1 mm. Lithic grains, quartz, and plagioclase enclosed in and cemented by a single barite crystal. Note uniformly oriented right-angle cleavages in barite. B. Volcanic arenite (Miocene, Temblor formation), 1000 m below surface, Jacal-itos Field, California. Diam. 1 mm. Cement is chlorite. A micronbrous fringe rims each grain, but in the centers of pores the chlorite appears microgranular. C. Arkose (Miocene, Topanga Formation), Santa Monica Mountains, California. Diam. 1 mm. Calcile replacing plagioclase, irregular patches of uniformly oriented feldspar being enclosed within a single calcite crystal. An adjacent quartzfeldspar grain (upper left) is not replaced.
A
B
C
Gambar IV. 6. Cements in Sandstones A. Pennsylvanian sandstone, Zuni Mountains, New Mexico. Diam. 1.5 mm. Quartz and turbid rock particles coated with ferric oxide (black), locally covered in turn by clear euhedral overgrowths of quartz, and the whole cemented by calcite (stippled). Note trains of globular opaque inclusions in quartz grains. B. Cretaceous arkosic arenite, Gualala, California. Diam. 0.5 mm. Local clear euhedral overgrowths of authigenic quartz on detrital quartz (center, lower right, and left). Quartz overgrowths covered and remaining pores filled by the zeolite laumontite (cleavage lines but no stippling). C. Lithic sandstone (Miocene, Temblor Formation), Reef Ridge, California. Diam. 0.75 mm. An incomplete cement of uniformly oriented calcite (stippled, with cleavage lines); voids fringed with microfibrous chlorite covering both calcite and detrital grains alike; chloritic fringe covered with opal (blank).
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar IV. 7. Graywacke A. Ordovician lithic graywacke (Fortune Formation), Lawrence Harbor, Newfoundland. Diam. 1.5 mm. An unsorted aggregate of angular grains of sand and coarse silt set in an abundant argillaceous matrix. Grains are quartz (clear or lightly stippled), feldspar (chiefly plagioclase, shown with cleavage), a few shreds of mica, and particles of phyllite, argillite, chert, and andesite or basalt. Long dimensions of most grains lie roughly parallel to bedding plane which is nearly normal to the section. B. Franciscan graywacke, Mendocino County, California. Diam. 1.5 mm. Generally similar to A, but shows less orientation of grains, slightly less matrix, and more grains of feldspar and basalt. This specimen is typical of many Franciscan sandstones thai fall near the boundary between lithic and feld-spathic types. C. Precambrian feldspathic graywacke, Hurley, Wisconsin. Diam. 1.3 mm. Texturally like B, except that the margins of the grains are corroded. Quartz grains are very abundant, feldspar is common, and rock chips are sparse. This is a well-known chemically analyzed graywacke (U.S. Geological Survey Bulletin, vol. 150 (1898): pp. 84-87).
A
B
C
Gambar IV. 8. Arkosic Sandstones VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Arkose (Tertiary), Lake Manapouri, New Zealand. Diarn. 2.5 mm. Unsorted angular grains of orthoclase and oligoclase (with cleavage) and of quartz (clear), accompanied by large and small unoriented flakes of biotite and a grain of sphene (upper left), all bound together by a mortar of silty clay slightly stained with limonite. Essentially residual, resting on granitic rock from which it was derived. B. Arkose (Pennsylvanian, Fountain Formation), Boulder, Colorado. Diam. 2.5 mm. Poorly sorted angular grains of quartz, turbid oligoclase, and microdine (both feldspars stippled and showing cleavage), and accessory flakes of muscovite, all bound together by a matrix of silty clay stained red by ferric oxides. The deposit has been transported but suggests a near-by granitic source. C. Torridonian arkose (Precambrian), Loch Assynt, Scotland. Diam. 2.5 mm. Poorly sorted subangular grains of quartz (clear and very slightly stippled) and of microcline, orthoclase, and oligoclase, firmly bonded in a matrix of micaceous clay. Feldspars are in part fresh (shown with cleavage) and in part very turbid (stippled). A few rock fragments (schist) are not shown.
A
B
C
Gambar IV. 9.Arkosic Sandstones A. Miocene arkosic arenite, or arkose, 3000 m below surface, near Simmler, California. Diam. 2 mm. Very tightly packed angular and subangular grains: not well sorted, but free from clay. Consolidated by compaction without cement. Plagioclase, orthoclase, and microcline (all lightly stippled) and quartz (blank) are about equally abundant; grains ofcalcite (heavily, stippled) and biotite are accessory. Note pinched and contorted mica. B. Micaceous arkosic arenite, or arkose (Triassic), Portland, Connecticut. Diam. 2 mm. Fairly well-sorted angular to subangular grains of feldspar (lightly stippled) and quartz (blank); abundant parallel oriented flakes of muscovite and chloritized biotite, larger than other grains, lie parallel to the bedding. The rock is lightly cemented by scattered grains of calcite (heavily stippled and showing cleavage) and secondary quartz overgrowths (separated from detrital quartz by dotted lines). Porosity high. A few schist particles, not shown in this field. VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
C. Red arkosic wacke, or arkose (Triassic), Mt. Tom, Massachusetts. Diam. 3 mm. Unsorted angular-to-subangular grains of quartz and turbid feldspar, in a very abundant matrix of ferruginous clay.
A
B
C
Gambar IV. 10. Lithic Arenite and Lithic Graywacke A. Calcareous lithic arenite (Miocene Modelo Formation), Santa Monica Mountains, California. Diam. 2.5 mm. Fairly well-sorted sandstone consisting of subangular and subrounded slate and schist fragments and smaller angular grains of quartz and feldspar (trace only) cemented with fine-grained calcite. B. Bragdon lithic graywacke (Mississippian), Trinity County, California. Diam. 2.5 mm. An unsorted aggregate of angular grains set in a dark argillaceous matrix. Less matrix than in graywackes of Figure 13-5. Grains are largely chert and devitrified rhyolites (stippled), andesile, and slate; there are fewer angular quartz grains (clear) and a trace of plagioclase (with cleavage). No preferred orientation of grains is visible. C. Volcanic graywacke (Triassic), southern New Zealand. Diam. 2.5 mm. An unsorted aggregate of angular and subangular grains in a matrix containing much microcrystalline chlorite. Grains are chiefly fragments of andesilic or basaltic rocks; plagioclase grains (with cleavage) are common; and quartz (clear) is subordinate.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar IV. 11. Miscellaneous Lithic Sandstones A. Andesite arenite (Upper Miocene, Neroly Formation), Mount Diablo, California. Diam. 2.5 mm. Well-sorted, loosely packed, subangular grains of andesite rock, andesine (clear, with cleavage), hypersthene (center and top), and hornblende (lower left and right). Each grain enclosed in a thin fibrous rim of smectite. Hypersthene and hornblende are euhedral, but hypersthene has been etched by intrastratal solutions after development of smectite rims. This is an epiclastic arenite, not a tuff or a tuffaceous arenite. B. Calcareous tuffaceous sandstone (Oligocene, Tunnel Point Formation), Coos Bay, Oregon. Diam. 3 mm. A mixture of pyroclastic and epiclastic material deposited in a marine environment, where it was mixed with glauconite and cemented with very fine-grained calcite (stippled). Curved glass shards and detrital quartz and feldspar are clear; turbid fragments of meta-andesite and phyllite, and spheroidal pellets of glauconite, are darkly stippled. C. Calcareous serpentine arenite (Eocene), southeastern Monterey County, California. Diam. 3 mm. Angular and subangular grains of serpentine (line pattern), together with microcrystalline carbonate pellets (stippled), firmly cemented with finely granular calcite. Note two unbroken foraminifers.
A
B
C
Gambar IV. 12. Lithic Arenites VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Triassic sandstone, Boonton, New Jersey. Diam. 2 mm. Not well soned, but contains little or no clay. Composed of angular and subangular grains derived from sedimentary and low-grade metamorphic rocks. Rock fragments of shale, slate, argillite, and limestone (lower left and right); also ragged grains of quartz and very few of feldspar. B. Chico Sandstone (Cretaceous), near Chico, California. Diam. 1 mm. Finegrained, well-sorted arenite consisting of subangular grains; poorly consolidated and very porous. Rock fragments are slate and Hne schist, with a littlt-chert; quartz (clear or slightly stippled) is abundant, and feldspar (with cleavage), both fresh and cloudy, is common; hornblende and epidote (darkly stippled, with cleavage, in upper left and at bottom) are present in every thin section; a bent flake ofbiotite in upper left. C. Triassic sandstone (Keuper), Stuttgart, Germany. Diam. 1 mm. Tightly packed subangular grains; porosity relatively low. Abundant schist and micro-granular rock particles (lined and stippled); abundant quart/, and feldspar (lightly stippled with cleavage), both orthoclase and plagioclase; some mica flakes. Grains of mica schist are commonly oriented parallel to bedding and give the rock a very micaceous aspect in hand specimen.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB V BATUAN SEDIMEN KARBONAT V.1. PENGERTIAN BATUAN SEDIMEN KARBONAT Batuan karbonat didefinisikan sebagai batuan dengan kandungan material karbonat
lebih dari 50 % yang tersusun atas partikel
karbonat klastik yang tersemenkan atau karbonat kristalin hasil presipitasi langsung (Reijers & Hsü, 1986). Bates & Jackson (1987) mendefinisikan batuan karbonat sebagai batuan yang komponen utamanya adalah mineral karbonat dengan berat keseluruhan lebih dari 50 %. Sedangkan batugamping, menurut definisi Reijers & Hsü (1986) adalah batuan yang mengandung kalsium karbonat hingga 95 %. Sehingga tidak semua batuan karbonat merupakan batugamping.
V.2. KARAKTERISTIK KOMPONEN BATUAN KARBONAT– MIKROFASIES Menurut Tucker (1991) komponen penyusun batugamping dibedakan atas non skeletal grain, skeletal grain, matrix, dan cement. 1). Non Skeletal Grain, terdiri dari : a. Ooid dan Pisolid Ooid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat atau elips yang mempunyai satu atau lebih struktur lamina yang konsentris dan mengelilingi inti. Inti penyusun biasanya partikel karbonat atau butiran kuarsa. Ooid memliki ukuran butir < 2 mm dan apabila memiliki ukuran > 2 mm disebut pisoid.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
b. Peloid Peloid adalah butiran karbonat yang berbentuk bulat, elipsoid atau meruncing yang tersusun oleh micrite dan tanpa struktur internal. Ukuran dari peloid antara 0,1 – 0,5 mm.
c. Pellet Pellet merupakan partikel berukuran < 1mm berbentuk spheris atau elips dengan komposisi CaCO 3. Secara genetis pellet merupakan kotoran dari organisme. d. Agregat dan Intraklas VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Agregat merupakan kumpulan dari beberapa macam butiran karbonat
yang
mikrokristalin
tersemen
atau
bersama-sama
tergabung
akibat
oleh
material
semen organik.
Sedangkan intraklas ialah fragmen dari sedimen yang sudah terlitifikasi
atau
setengah
terlitifikasi
yang
terjadi
akibat
pelepasan air lumpur pada daerah pasang surut/tidal flat. 2). Skeletal Grain......................................................................... Merupakan butiran cangkang penyusun batuan karbonat yang terdiri dari seluruh mikrofosil, butiran fosil ataupun pecahan dari fosil-fosil makro. Cangkang ini merupakan allochem yang paling umum dijumpai dalam batugamping. 3). Lumpur Karbonat dan Micrite. Micrite adalah matriks yang biasanya berwarna gelap. Pada batugamping hadir sebagai butir yang sangat halus. Micrite memilliki ukuran butir kurang dari 4 um. Micrite dapat mengalamai alterasi dan dapat tergantikan oleh mosaik mikrospar yang kasar. 4). Semen Semen terdiri dari material halus yang menjadi pengikat antar butiran dan mengisi rongga pori yang terendapkan setelah fragmen dan matriks. Semen dapat berupa kalsit, silika, sulfat atau oksida besi.
V.3. KLASIFIKASI BATUAN KARBONAT Dalam praktikum ini digunakan 4 macam klasifikasi yaitu klasifikasi untuk batugamping yaitu klasifikasi Dunham (1962) yang kemudian dikembangkan menjadi klasifikasi Embry & Klovan (1971), klasifikasi Folk (1959) dan klasifikasi untuk batuan campuran silisiklastikkarbonat yaitu Klasifikasi Mount (1985). VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
a. Klasifikasi Dunham (1962) dan Embry & Klovan (1971)......... Klasifikasi Dunham (1962) didasarkan pada tekstur deposisi dari batugamping. Karena menurut Dunham, dalam sayatan tipis, tekstur deposisional merupakan aspek yang tetap. Kriteria dasar dari tekstur deposisi yang diambil Dunham (1962) berbeda dengan Folk (1959). Dasar yang dipakai oleh Dunham untuk menentukan tingkat energi adalah fabrik batuan. Bila batuan bertekstur mud supported diinterpretasikan terbentuk pada energi rendah karena Dunham beranggapan lumpur karbonat hanya terbentuk pada lingkungan yang berarus tenang. Sebaliknya Dunham berpendapat bahwa batuan dengan fabrik grain supported terbentuk pada energi gelombang kuat sehingga hanya komponen butiran yang dapat mengendap. Batugamping dengan kandungan beberapa butir (< 10 %) di dalam matrikss lumpur karbonat disebut mudstone, dan bila mudstone tersebut mengandung butiran tidak saling bersinggungan disebut wackestone.
Lain
halnya
bila
antar
butirannya
saling
bersinggungan disebut packstone atau grainstone; packstone mempunyai tekstur grain-supported dan biasanya memiliki matriks mud.
Dunham memakai istilah boundstone untuk batugamping
dengan
fabrik
yang
mengindikasikan
asal-usul
komponen-
komponennya yang direkatkan bersama selama proses deposisi (misalnya : pengendapan lingkungan terumbu). Dalam hal ini boundstone ekuivalen dengan istilah biolithite dari Folk. Klasifikasi Dunham (1962) memiliki kemudahan dan kesulitan. Kemudahannya adalah tidak perlunya menentukan jenis butiran VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
dengan detail karena tidak menentukan dasar nama batuan. Kesulitan adalah di dalam sayatan petrografi, fabrik yang menjadi dasar klasifikasi kadang tidak selalu terlihat jelas karena di dalam sayatan hanya memberi kenampakan dua dimensi, oleh karena itu harus dibayangkan bagaimana bentuk tiga dimensi batuannya agar tidak salah dalam penafsirannya. Embry dan Klovan (1971) mengembangkan klasifikasi Dunham (1962) dengan membagi batugamping menjadi dua kelompok besar yaitu autochtonous limestone dan allochtonous limestone berupa batugamping yang komponen-komponen penyusunnya tidak terikat secara organis selama proses deposisi. Pembagian allochtonous dan autochtonous limestone oleh Embry dan Klovan (1971) telah dilakukan oleh Dunham (1962) hanya saja tidak terperinci. Dunham hanya memakainya sebagai dasar penglasifikasiannya saja antara batugamping yang tidak terikat (packstone,
mudstone,
wackestone,
grainstone)
dan
terikat
(boundstone) ditegaskan. Sedangkan Embry dan Klovan (1971) membagi framestone,
lagi
boundstone
bindstone,dan
menjadi
tiga
bafflestone,
kelompok
yaitu
berdasarkan
atas
komponen utama terumbu yang berfungsi sebagai perangkap sedimen. Selain itu juga ditambahkan nama kelompok batuan yang mengandung komponen berukuran lebih besar dari 2 cm > 10 %. Nama yang mereka berikan adalah rudstone untuk componentsupported dan floatstone untuk matrix supported.
Klasifikasi
Embry & Klovan (1971) dapat dilihat pada Gambar V.1.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel V. 1. Klasifikasi Embry & Klovan (Reijers & Hsü, 1986) Kelebihan yang lain dari klasifikasi Dunham (1962) adalah dapat dipakai untuk menentukan tingkat diagenesis karena apabila sparit dideskripsi maka hal ini bertujuan untuk menentukan tingkat diagenesis.
Tabel V. 2. Klasifikasi Dunham (1962) b. Klasifikasi Folk (1959) Dasar klasifikasi Folk (1959) yang dipakai dalam membuat klasifikasi ini adalah bahwa proses pengendapan pada batuan VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
karbonat
sebanding
dengan
batupasir,
begitu
juga
dengan
komponen-komponen penyusun batuannya, yaitu : a. Allochem Analog dengan pasir atau gravel pada batupasir. Ada empat macam allochem yang umum dijumpai yaitu intraklas, oolit, fosil dan pellet b. Microcrystalline calcite ooze Analog dengan matrik pada batupasir. Disebut juga micrite (mikrit) yang tersusun oleh butiran berukuran 1- 4 μm. c. Sparry calcite (sparit) Analog sebagai semen. Pada umumnya dibedakan dengan mikrit karena kenampakannya yang sangat jernih. Merupakan pengisi rongga antar pori.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel V. 3. Klasifikasi Folk (1959) c. Klasifikasi Mount (1985) Klasifikasi
Mount
(1985)
merupakan
klasifikasi
deskriptif.
Menurutnya sedimen campuran memiliki empat komponen : (1)
Silisiclastic sand (kuarsa, feldspar yang berukuran pasir),
(2)
Mud campuran silt dan clay),
(3)
Allochem butiran karbonat seperti pelloid, ooid, bioklas, dan intraklas yang berukuran >20 µm), dan lumpur karbonat atau mikrit (berukuran <20 µm).
Komponen-komponen tersebut suatu tetrahedral yang memiliki pembagian delapan kelas umum dari sedimen campuran. NamaVI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
nama tiap kelas menggambarkan baik tipe butir dominan maupun komponen antitetik yang melimpah sebagai contoh : batuan yang mengandung material silisiklastik >50 % berukuran pasir dengan sedikit allochem maka disebut allochemical sandstone. Diagram klasifikasi Mount (1985) dapat dilihat pada Gambar V. 3.
SILISICLASTIC > CARBONATE ?
SAND > MUD ?
ALLOCHEMS > MICRITE ?
yes
yes no
allochemical sandstone micrite sandstone
no
yes no
allochemical mudrock micrite mudrock
yes
yes no
sandy allochem limestone sandy micrite
no
yes no
muddy allochem limestone
NAME
yes
no muddy micrite
Tabel V. 4. Klasifikasi Mount untuk penamaan batuan campuran silisiklastik-karbonat (Mount,1985)
V.4. TIPE-TIPE POROSITAS/PERMEABILITAS Ada beberapa ahli geologi yang mencoba memberikan klasifikasi mengenai tipe-tipe porositas tersebut. Salah satu di antaranya adalah Choquette & Pray (1970) dalam Reeckmann & Sanders (1981). Klasifikasi ini mencoba menghubungkan ukuran pori, bentuk dengan kemas dari batuan tersebut. Adapun klasifikasi dari Choquette & Pray (1970) adalah sebagai berikut :
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
1. Porositas pada batuan karbonat, sepenuhnya dikontrol oleh kemas batuan yang disebut sebagai fabric selective dan dibagi menjadi: a. Interparticle : Bisa termasuk dalam porositas primer yaitu merupakan pori – pori yang terdapat di antara partikel atau intergranular, dan biasanya tidak mengalami sementasi. Porositas ini bervariasi tergantung pada sortasi, kemas, dan ukuran butiran. b. Intraparticle : Pori–pori yang terdapat di dalam butiran, bisa terbentuk sebagai porositas primer atau bisa terbentuk pada awal diagenesis, oleh proses yang dikenal sebagai maceration, dimana material organik yang ada, dibusukkan di antara skeletal. Jenis porositas ini juga bisa disebabkan oleh proses perpindahan dari interior butiran yang tidak terlalu mengalami kalsitifikasi.
Melalui
proses ini tertinggal bagian cortex-nya saja. c. Intercrystalline : Merupakan pori–pori yang terdapat diantara kristal–kristal yang relatif sama ukurannya, yang tumbuh karena adanya proses rekristalisasi atau dolomitisasi. . d. Mouldic : Suatu rongga yang terbentuk karena proses pelarutan fragmen dalam batuan. Porositas ini termasuk porositas sekunder dan termasuk
dalam
fabric
selective.
Untuk
membentuk
tipe
porositas ini, dibutuhkan perbedaan tingkat kelarutan antara butiran dan struktur yang ada. Terbentuk dalam batuan VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
monomineralik berhubungan dengan perbedaan kristalinitas, ukuran kristal, inklusi organik, porositas primer dan lain-lain. e. Fenestral : Merupakan variasi dari interparticle porosity yang terbentuk pada
lingkungan
yang
khusus,
seperti
supratidal
levee.
Terbentuk sebagai akibat hilangnya beberapa butir pembentuk batuan sehingga terbentuk rongga–rongga yang besar. f. Shelter : Merupakan variasi dari interparticle porosity, dimana adanya butiran yang berbentuk lempeng, menjadi semacam payung bagi area di bawahnya, untuk melindungi dari pengisian sedimen yang mengendap. g. Growth framework : Pertumbuhan
kerangka
seperti
kerangka
koral,
yang
mengakibatkan rongga yang diisi oleh koral, menjadi terbuka. 2. Porositas batuan karbonat tersebut tidak dipengaruhi atau dikontrol oleh kemas (fabric) batuan, disebut sebagai not fabric selective, yaitu porositas: a. Fracture : Rongga yang berbentuk rekahan, yang terbentuk akibat adanya tekanan luar, dan biasanya terjadi setelah pengendapan, serta berasosiasi dengan proses perlipatan, pensesaran ataupun salt doming. Terjadi pada batuan karbonat yang relatif brittle, biasanya homogen, seperti kapur dan dolomit. b. Channel : VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Saluran antar rongga yang terbentuk akibat pelarutan. c. Vug : Lubang yang terbentuk sebagai akibat proses pelarutan, seperti gerowong. d. Cavern : Pelarutan
lubang
yang
bisa
membesar,
sehingga
dapat
dimasuki manusia.
.
Tabel V. 5. 3. Porositas batuan karbonat yang dapat bersifat sebagai kedua– duanya, disebut sebagai fabric selective or not. Tipe porositas ini antara lain :
Breccia :
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Terbentuk karena adanya proses retakan yang menyebabkan batuan hancur menjadi bongkah-bongkah kecil dan terbentuklah pori-pori yang berada di antaranya.
Boring : Pori-pori yang terbentuk karena adanya aktivitas pemboran oleh organisme.
Burrow : Porositas yang terbentuk karena penggalian organisme.
Shrinkage : Penciutan, dimana sedimen yang telah diendapkan, menjadi kering dan menciut, sehingga terjadi rekahan-rekahan yang dapat menimbulkan pori.
V.5. DIAGENESA BATUAN KARBONAT a. Lingkungan Diagenesis •
Diagenesis di bawah air laut : laut dangkal, bagian laut dalam
•
Meteoric diagenesisfreshwater diagenesis : diatas muka air tanah, di bawah muka air tanah
b. Lingkup dan proses diagenesis •
Lingkup diagenesis : pengisian pori, lithifikasi, neomorphisme dan pelarutan
•
Proses diagenesis 1. Pengisian pori dengan mikrit/lumpur karbonat VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
2. Mikritisasi oleh ganggang 3. Pelarutan 4. Sementasi 5. Polimorfisme 6. Rekristaliasi 7. Pengubahan/penggantian 8. Dolomitisasi 9. Slisifikasi •
Sementasi : proses perekatan antar butir batuan akibat adanya proses pelarutan dan pembatuan
V.6. TEKSTUR BATUAN SEDIMEN KARBONAT Pada umumnya batuan terdiri dari mineral – mineral authigenic. Batuan memperlihatkan gejala diagenesa pada tekanan (P) dan temperatur (T) tertentu, maka porositas batuan menjadi sangat rendah atau hilang. Batuan karbonat dicirikan oleh porositas yang rendah dan ditandai oleh tekstur mozaic. Contoh : batugamping Terdiri dari kristal – kristal kalsit dan tidak memperlihatkan porositas / porositas rendah. Butiran – butiran kalsit dapat berupa polygon – polygon atau bergerigi. Butiran kalsit yang bergerigi menunjukkan adanya rekristalisasi yang terjadi pada saat diagenesa. Sebelum rekristalisasi, ada pori sehingga menjadi ada porositas. Pada non klastik kadang - kadang ada butiran – butiran yang amorf : VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
o Kalsedon
Sebagai semen
o Opal Ciri yang penting pada batuan karbonat, butiran – butiran yang mula – mula halus, pada diagenesa akan menjadi bertambah besar. Ada 3 unsur tekstur : Butiran (grain) Butiran klastik (yang tertransport), disebut sebagai fragmen Massa dasar (matrix) Lebih halus dari butiran/fragmen, diendapkan bersama-sama dengan fragmen Semen (cement) Berukuran
halus,
merekat
butiran/fragmen
dan
matriks
:
diendapkan kemudian (setelah fragmen dan massa dasar) Sorting/pemilahan Sorting baik Besar butir merata (matriks hanya sedikit/tidak ada) Sorting buruk Besar butir tak merata dan matriks cukup banyak Rounding/kebundaran •
Merupakan sifat permukaan dari pada butiran
•
Disebabkan oleh pengaruh transport terhadap butiran yang akibatnya menjadi butiran membundar VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
•
Terbagi atas : -
Angular (menyudut)
-
Sub angular (menyudut tanggung)
-
Sub rounded (membulat tanggung)
-
Rounded (bulat)
-
Well rounded (sangat bulat)
V.7. FAMILI BATUGAMPING Ada tiga tipe famili batugamping, yaitu: 1. Sparry allochemical rocks/mud-free allochems Batugamping tipe ini merupakan batugamping yang tersaring dan identik dengan konglomerat dan batupasir yang well rounded dan pada
umumnya
terbentuk
pada
kondisi
pengendapan
yang
dipengaruhi oleh arus yang mempunyai tenaga yang penuh. Daerah pengendapanseperti itu misalnya daerah pantai, bar ataupun daerah submarin yang dangkal. Tapi biarpun demikian dapat juga sparry allochemical rocks terbentuk pada lingkungan dengan arus yang lebih lemah. 2. Microcrystalline allochemical rocks Batugamping tipe ini identik dengan batupasir lempungan ataupun konglomerat dan terbentuk pada lingkungan pengendapan yang dipengaruhi oleh arus yang tidak begitu kuat dan begitu cepat. 3. Microcrystalline rocks
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Batugamping tipe ini identik dengan batulempung dan terbentuk pada lingkungan yang tidak dipengaruhi oleh arus yang kuat. Daerah pengendapannya pada laut amat dangkal, dengan laguna yang terlindunglereng yang landai dan terendam serta mempunyai tingkat kedalaman yang sedang. Disamping pada daerah-daerah tersebut diatas Microcrystalline rocks dapat juga terbentuk di dalam daerah lepas pantai yang lebih dalam dari daerah-daerah diatas. Dari semua partikel alkimia, intraklast adalah paling penting karena terbentuk di air dangkal, dibawah garis gelombang, atau mencirikan kemungkinan adanya pengangkatan tektonik. Akan tetapi tidaklah dapat dipungkiri bahwa satuhal dapat terjadi diantara banyak kemungkinan yang merupakan suatu kelainan. Kelainan-kelainan tersebut misalnya, mikrit dapat terbentuk di dalam zone energi yang tinggi jika lumpur karbonat tersebut terperangkap oleh algae yang kotor (penuh lumpur) dan diangkut dengan keras oleh gelombang. Sedangkan sparit mungkin saja terjadi pada suatu lingkungan air yang tenang apabila disitu terjadi suatu akumulasi fragmenfragmen fossil, dan zat kimia yang terdapat pada lingkungan tersebut tidak bercampur dengan lumpur karbonat. Sparit tersebut dapat terbentuk oleh pretipitasi kimiawi ataupun oleh peristiwa abrasi dalam lingkungan yang tenang tersebut. Mikrit atau diamikrit adalah analog dengan lempung/serpih yang terbentuk di tengah-tengah dari sebagian besar laguna ataupun terentuk di dalam air laut lepas pantai.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Batuan yang tersaring dari lumpur karbonat ataupun tersaring dari alokimia merupakan transisi biomikrit ke biosparit dan identik dengan immature sandstone. Batuan tersebut dapat terbentuk apabila gelombang atau arus tidak begitu kuat. Bila kegiatan arus tersebut berlangsung dengan sporadis maka semua mikrit tidak akan dapat dikikis ataupun diangkut. Biosparite, intrasparite dan sebagainya adalah identik dengan super mature sandstone. Satu hal yang dipandang penting di dalam pembagian lingkungan pengendapan
batugamping
adalah
adanya
matriks
lumpur
gampingan dan semen sparry calsite yang diakibatkan oleh adanya pembagian antara kegiatan gelombang dan arus. Arus turbulen akan mempercepat proses pencucian lumpur gampingan dan lumpur gampingan tersebut kemudian bercampur satu sama lain hingga menjadi suatu suspensi lumpur karbonat. Suspensi lumpur karbonat tersebut kemudian diangkut ke dalam zone energi rendah. Proses tersebut merupakan garis pemisah antara tingkat mature dan sub mature dalam batupasir dan antara mikrit dan sparit dalam klasifikasi pertama Folk (1959). Derajat sortasi/pemilahan Derajat sortasi untuk pertama kalinya ditulis oleh Dunham, R.J. dan seperti halnya dalam batupasir derajat sortasi dalam batugamping merupakan fungsi dari mean grain size. Sebagai contoh, bila semua material alokimia terdiri dari fossil, sehingga hanya mempuyai satu
sifat saja, maka sortasinya akan VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
bagus. Derajat sortasi tersebut tetap bagus walaupun pengaruh arus kuat, karena ukuran dari binatang-binatang tersebut tidak dapat dipisah-pisahkan satu sama lain dalam arti kata lain mempunyai ukuran yang mendekati seragam.
Penyaringan, pemilahan dan pembundaran dalam karbonat Penyaringan dari matriks lumpur karbonat terjadi pada tingkat energi yang rendah karena lumpur karbonat mempunyai diameter yang begitu sangat halusnya dan mempunyai sifat mudah diangkut atau dipindahkan ke tempat lain. Batuan yang yang di dalam proses pembentukkannya tidak mengalami penyaringan (winnowing) akan tercirikan oleh melimpahnya kandungan lumpur karbonat (seperti biomikrit), pada umumnya mempunyai indikasi diendapkan pada lingkungan dengan energi yang rendah.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 1. Allochemical Limestones a. Foraminiferal biomicrite (Eocene), Italy. Diam. 3 mm. Abundant foraminifers in a matrix of microcrystalline calcite (stippled). Orbitoids predominate, but a variety of other forms is included. b. Gastropod biomicrite (Miocene), Ulm, Germany. Diam. 3 mm. Fresh-water limestone containing abundant whole and broken Planorbis shells. Matrixes turbid microcrystalline calcite (dark stippling) containing patches of clear coarser calcite. Larger shells were partly filled with carbonate mud at the time of deposition. Voids remaining within shells, and also cavities under shell fragments, were later filled with coarser spar as a result of authigenic precipitation. The filling within several shells is an example of geopetal structure; contact between microcrystalline calcite and sparry calcite within shells is the bedding surface and is shown right side up. c. Trilobite sparite (Silurian), Asker, Norway. Diam. 3 mm. Very abundant carapaces of the trilobite Olenus enclosed in sparry calcite cement in which crudely columnar crystals stand approximately normal to the shell surfaces.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 2. Allochemical Limestones A. Biomicrite, Twin Creek Limestone (Jurassic), near Jackson, Wyoming. Diarn. 2.7 mm. Poorly sorted, ragged organic fragments enclosed in a matrix of calcite mud (stippled). Most larger fragments are fibrous calcite and may be bits of brachiopod or of certain molluscan shells; two coarse calcite fragments are bits of echinoids. Ragged, disoriented character of the organic fragments suggests bioturbation. B. Crinoidal limestone, Trenton Limestone (Ordovician). Trenton Falls, New York. Diam. 3 mm. Medium-grained limestone composed of tightly interlocking crinoid fragments. Pressure solution along grain boundaries has produced microstylolites between the grains. One phosphate shell fragment in lower part of diagram. ' C. Cephalopod biomicrite (Silurian), Chuohle, Bohemia. Diam. 4 mm. Casts of the nautiloid cephalopod Orthoceras (circular cross-sections) composed of mediumgrained sparry calcite are embedded in a matrix of microcrystalline calcite and small shell fragments. Absence of any trace of shell in the large casts suggests that the original shells were removed by solution and the resulting molds later filled with calcite spar,
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 3. Oolitic Limestones A. Pleistocene ooids. Great Salt Lake, Utah. Diam. 3 mm. Ooids consist of subangular detrital quartz grains enclosed by aragonite having both concentric and radial fibrous structure. Incipient cement. B. Oomicrite, Volksen, Deister Mountains, Germany. Diam. 3 mrp. Loosely packed ooids consist of nuclei encased by microcrystalline calcite (dark stippling); nuclei are shell fragments, some of which have been recrystallized to calcite mosaics. Ooids occur in a micrite matrix that has been partially recrystallized; note patches of neomorphic microspar and fine-grained spar. The allochems are called ooids, because nuclei are visible and also because vague relics of concentric structure are visible in some (not illustrated); they have probably been micritized. C. Composite ooids (Pleistocene), Pyramid Lake, Nevada. Diam. 6 mm. Large ooids consisting of microcrystalline (stippled) and radial fibrous (clear) concentric layers. Nuclei are fragments of broken ooids, clusters of tiny ooids (right and center), and bits of granular carbonate (lower right). Incipient cementation as in A.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 4. Oolitic Limestones A. Oolitic biosparite (Jurassic), Bath, England. Diam. 2.5 mm. Radial fibrous calcite ooids (upper right), microgranular calcite pellets (heavily stippled, at bottom), and abraded shell fragments, all cemented with fine-grained calcite. Cement fabric consists of bladed calcite crystals rimming each carbonate fragment, with coarse calcite crystals (lightly stippled, near bottom) occupying the centers of original pores. Some shell fragments are original fibrous calcite; some are abraded single crystals, probably from echinoids (right and left); some are recrystallized granular calcite and were probably aragonite originally. Micrite envelopes on most allochems. B. Recent ooids, coast of southern Florida. Diam. 2.5 mm. Dark microcrystalline ooids having distinct concentric structure. Nuclei are microcrystalline pellets; concentric carbonate is aragonite. Partly cemented with fine-grained calcite, which probably formed in the vadose environment. Remaining pores are blank. C. Oosparite, St. Louis Limestone (Mississippian), Bowling Green, Kentucky. Diam. 2.5 mm. Ooids consisting of radial fibrous calcite, but with distinct concentric banding, tightly packed and firmly cemented by fine-grained clear calcite. Nuclei in ooids are mostly microcrystalline calcite pellets, but a few appear organic (right edge and lower right). Compare the looser packing in B.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 5..Dolomitized Limestones A. Dolomitized Devonian coral. Bear River Range, northern Utah. Diam. 8 mm. Limestone matrix and septa of coral replaced by very fine-grained dolomite; coarser dolomite has filled in between septa in coral; dolomite euhedra near the center are enclosed in a single large calcite crystal. B. Dolomitized crinoidal limestone (Silurian), Niagara River, \New York. Diam. 6 mm. Coarse calcite crystals (stippled) are remnants of crinoid plates and stem segments enclosed and marginally replaced by a fine-grained mosaic of subhedral dolomite crystals. C. Dolomitized Devonian coral {Cyathophyllum}, Eifel, Germany. Diam. 3 mm. Coral structure cut longitudinally. Septa consist of cross-oriented prismatic dolomite; dolomite mosaic between septa is composed of interlocking larger anhedral grains, generally elongated parallel to septa.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 6. Dolomites A. Lone Mountain Dolomite (Silurian), 3000 m below surface, near Eureka, Nevada. Diam. 2.5 mm. Mosaic of dolomite anhedra, not visibly different from some recrystallized calcite mosaics. B. Glauconitic Bonneterre Dolomite (Cambrian), near St. Louis, Missouri. Diam. 2.5 mm. Inequigranular dolomite mosaic, with patches of microcrystalline glauconite between dolomite grains. Local ferric oxide (black), Compare pellet form of glauconite (stippled) in C. Relict ovoid in large dolomite grain at right may be organic. The rock contains some detrital quartz grains (not shown in this field) and is perhaps a dolomitized glauconitic calcarenite. C. Sandy glauconitic dolomite (Cambrian, Sawatch Formation), Ute Pass, El 1'aso County, Colorado. Subrounded quartz grains and glauconite pellets Healing in a dolomite mosaic; probably a dolomitized calcarenite. Compare the non-porous mosaic of anhedral dolomite grains at the bottom with porous aggregate of dolomite rhombs in upper part of figure. Local ferric oxide stain (black).
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 7. Cherts A. Cherty portion of Madison Limestone (Mississippian), Bear River Range, northern Utah. Diam. 2.5 mm. Dolomite rhombohedra and detrital quartz sporadic grains (blank and irregular) set in a matrix of microcrystalline quartz. Chert bands like that in center parallel the bedding and alternate with others, like that at bottom, composed almost entirely of dolomite. Opaque lamina in dolomite is probably organic material. Secondary veinlet of chalcedony. B. Foraminiferal chert (Upper Miocene, McLure Formation), Reef Ridge, California. Diam. 2 mm. In lower half, well-preserved calcite tests, infilled partly with coarse calcite (two cleavages) and partly with chalcedony (blank), are set in a matrix of opal (stippled). In upper half, matrix is clear chalcedony (blank), and calcite tests (without distinct outlines) have been largely replaced by chalcedony. C. Chert in Helderberg Limestone (Devonian), Genesee County, New York. Diam. 2.5 mm. An irregular patch of uniformly oriented calcite (dark stippling plus cleavage) is enclosed and seemingly replaced by microcrystalline quartz (light stippling). Dolomite euhedra, some of which are zoned, are scattered through both chert and calcite.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar V. 8. Ironstones A. Frodingham Ironstone (Lias), Scunthrope, Lincolnshire, England. Diam. 2 mm. Ovoid limonite ooids in a shelly limestone. Ooids are brown, concentrically banded, and translucent in thin section. The matrix is finely granular calcite, containing a variety of abraded shell fragments, some of which are granular and some fibrous. Cavities in three shell fragments (center and lower part) are filled with green chamosite (stippled). B. Northampton Sand Ironstone (Lias), Corby, Northamptonshire, England. Diam. 2 mm. Sideritic limestone containing numerous chamosite ooids (stippled lightly) and also shell fragments and grains of detrital quartz (blank). One ooid has quartz nucleus. An abraded phosphate shell fragment (stippled) in lower center, two fibrous shell fragments marginally replaced by siderite. C. Northampton Sand Ironstone (Lias), Irthlingborough, Northamptonshire, England. Diam. 2 mm. Chamosite ooids in a matrix of chamosite mud. Both matrix and ooids partly replaced by patches of granular siderite.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
BAB VI BATUAN METAMORF VI.1. PENGERTIAN BATUAN METAMORF Metamorfosa
adalah
suatu
proses
pengubahan
batuan
akibat
perubahan P (tekanan), T (temperatur) atau kedua-duanya. Proses metamorfosa merupakan proses isokimia yang tidak terjadi penambahan
unsur-unsur
kimia.
Temperatur
yang
dibutuhkan
berkisar antara 2000 C - 8000C. Proses metamorfosa berjalan tanpa melalui fase cair. Akibat metamorfosa adalah batuan keluar dari kondisi kesetimbangan lama dan memasuki kondisi kesetimbangan yang baru. Perubahan yang terjadi pada tekstur dan assosiasi mineral, sedangkan yang tetap komposisi kimia, fase padat (tanpa melalui fase cair). Berdasarkan perubahan P dan T, dikelompokan atas: a. Progresive metamorfosa, merupakan perubahan dari P dan T rendah ke P dan T tinggi. b. Retrogresive metamorfosa, merupakan perubahan dari P dan T tinggi ke P dan T rendah. Kondisi
fisik
yang
mengontrol
metamorfosa/mempengaruhi
rekristalisasi dan tekstur.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A. Tekanan •
Tekanan hidrostatik
•
Tekanan searah (stress)
Kelompok mineral yang dikenal, yaitu : o Stress mineral yaitu mineral-mineral yang tahan terhadap tekanan. Contoh: Staurolit, kianit o Anti stress mineral yaitu mineral-mineral yang jarang dijumpai pada batuan yang mengalami stress. Contoh: olivin, andalusit. B. Temperatur Pada umumnya perubahan temperatur jauh lebih efektif dari pada perubahan tekanan dalam hal pengaruhnya bagi perubahan mineralogi. Katalisator
berfungsi
mempercepat
reaksi,
terutama
pada
metamorfosa bertemperatur rendah. Hal-hal yang mempercepat reaksi : a. Adanya larutan-larutan kimia yang berjalan antar ruang butiran. b. Deformasi batuan, yaitu batuan yang pecah-pecah menjadi fragmen-fragmen kecil sehingga memudahkan kontak antara larutan kimia dengan fragmen-fragmen.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
C. Komposisi Type metamorfosa a. Metamorfosa termal : Disebut juga metamorfosa dinamo atau metamorfosa kontak Terjadi akibat perubahan temperatur (kenaikan temperatur) Biasa dijumpai disekitar intrusi/batuan plutonik b. Metamorfosa regional Terjadi akibat perubahan (kenaikan) P dan T bersama-sama Meliputi daerah yang luas, misalnya pada geosinklin yang mengalami sedimentasi kemudian terlipat Tekanan yang berpengaruh adalah P hidrostatis & P stress c. Metamorfosa kataklastik Disebut juga metamorfosa kinematik atau metamorfosa dislokasi Adanya penghancuran batuan oleh sesar dsb, kemudian diikuti dengan rekristalisasi .. (kenaikan P stress) Struktur-struktur pada metamorfosa kataklastik : •
struktur kataklastik : Apabila penghancuran tidak begitu kuat (butiran masih kasar)
•
struktur milonitik : Apabila penghancuran cukup kuat (butiran sedang)
•
struktur filonitik : VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Apabila penghancuran kuat sekali (butiran halus sekali) VI.2. TEKSTUR DAN STRUKTUR 1. Sifat pertumbuhan kristal Rekristalisai terjadi dalam keadaan padat, maka setiap kristal yang tumbuh harus mempunyai daya desak/daya tumbuh yang tinggi Tekstur sangat khas disebabkan oleh P dan T tinggi Setiap tekstur yang terbentuk pada saat metamorfosa disebut tekstur kristaloblastik Dpl adalah tekstur dari kristal-kristal yang dihasilkan oleh proses metamorfosa Tekstur sisa (yang terbentuk sebelum metamorfosa) diberi awalan blasto, contoh: Blastoporfiritik 2. Urutan kristalisasi (Crystaloblastic series) Mineral yang tersusun menurut kemampuan mendesak dari mineral terhadap mineral di sekitarnya Jika kuat cenderung untuk tumbuh sempurna (euhedral) Golongan
1 rutile – titanit – magnetit
Golongan 2 turmalin – kyanit – sataurolit – garnet Golongan epidot – zolsit – forsierit Golongan 4 piroksin – ampibol – wollastonit Golongan 5 mika – klorit – talk Golongan 6 kalsit – dolomit VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Golongan
7 kordierit – skapelit – feldspar
Golongan
8 kuarsa
Kuarsa umumnya dijumpai dalam bentuk anhedral 3. Bentuk individul kristal Idioblast
mineral berbentuk euhedral
Hypidioblast/xenoblastikmineral berbentuk enhedral 4. Tekstur Lepidoblastikterdiri dari mineral-mineral tabular Nematoblastikterdiri dari mineral-mineral prismatik Granoblastik
terdiri
dari
mineral
-
mineral
yang
equidimensional (granular) dengan batasbatas yang satured (tak teratur). Mineralmineral mempunyai bentuk anhedral Granuloblastik
terdiri
dari
mineral
-
mineral
yang
equidimensional (granular) dengan batasbatas
yang
unsatured
Mineral-mineral
(lebih
mempunyai
teratur). bentuk
anhedral Homeoblastik
apabila batuan terdiri dari satu tekstur
Contoh: Lebidoblastik saja ataupun Nematoblastik saja Heteroblastik
apabila batuan terdiri atas lebih dari satu tekstur VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Contoh: Lebidoblastik dan Granoblastik
Ada beberapa mineral yang ditemukan dengan ukuran yang lebih besar dari pada yang lain, dikenal sebagai tekstur porfiroblastik. Mineral-mineral tersebut ditemukan pada deret atas dari urutan rekristalisasi (Crystalloblastic series). Mineral-mineral tersebut adalah :
Tekstur
•
Garnet
•
Kyanit
•
Andalusit
•
Kordierit
•
Staurolit
relict
merupakan
tekstur
sisa
yang
dapat
menunjukkan batuan asal sebelum mengalami proses metamorfose Contohnya :
Blastoporfiritikbatuan asal bertekstur porfiritik
Blastofitikbatuan asal bertekstur ofitik
Tekstur lain yang biasa dijumpai Granoblastik polygonal Decussate Sama dengan granoblastik polygonal, hanya bentuk individu kristal lebih euhedral dan rapat sekali Web tekstur Khas untuk metamorfose thermal VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Mortar tekstur Merupakan
hasil
crushing/pemecahan
sehingga
hancur Sacaroidal Seperti gula pasir 5. Struktur batuan metamorf Secara umum struktur batuan metamorf terdiri atas foliasi dan non foliasi. a. Foliasi (schistosity) Merupakan struktur paralel yang ditimbulkan oleh mineralmineral pipih sebagai akibat proses metamorfosa. Foliasi ini meskipun tak sempurna, dapat diperlihatkan oleh mineral-mineral prismatik yang menunjukan orientasi tertentu. •
Mineral pipih ............................................................... biotit
•
Mineral prismatik......................................................... hornblende, piroksen
b. Non foliasi Merupakan
struktur
equidimensional
yang
sehingga
dibentuk terdiri
atas
oleh
mineral
butiran
–
yang butiran
(granular), dapat dijumpai pada batuan hornfels. Foliasi dihasilkan oleh metamorfosa regional dan metamorfosa kataklastik Non foliasi dihasilkan metamorfosa termal........................... VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Struktur – struktur yang biasa dikenal: 1. Slaty cleavage •
Merupakan struktur foliasi planar yang dijumpai sebagai bidang-bidang belah pada batu sabak
•
Tidak menunjukkan cleavage
•
Merupakan mozaic yang terdiri dari mineral-mineral yang equidimensional
•
Merupakan hasil dari metamorfosa termal
•
Terlihat rekristalisasi yang lebih kasar dari pada slaty cleavage
•
Batuan mempunyai kilap yang lebih mengkilap daripada batu sabak
•
Sudah mulai terjadi pemisahan mineral pipih dengan mineral granular, tetapi masih belum jelas/belum sempurna
•
Gejala segregation / pemisahan tersebut disebut juga diferensiasi metamorfosa
•
Struktur akibat perulangan dari mineral pipih dengan mineral equigranular/equidimensional
•
Mineral pipih orientasinya tidak terputus-putus (menerus)
2. Granulose/hornfelsic
3. Filitik
4. Schistose
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
•
Disebut juga close schistosity
•
Struktur akibat perulangan mineral pipih dengan mineral equidimensional atau granular
•
Orientasi mineral pipih terputus-putus (tidak menerus) oleh mineral-mineral granular
•
Disebut juga open schistosity
•
Berbutir halus
•
Menunjukkan goresan-goresan akibat granulation (penggerusan) yang kuat
•
Gejala dan kenampakan sama dengan milonitik
•
Disini sudah terjadi rekristalisasi
•
Menunjukkan kilap silky
5. Gneissose
6. Milonitik
7. Filonitik
VI.3. KLASIFIKASI Klasifikasi batuan metamorf dapat terbagi berdasarkan komposisi kimia dan tekstur. 1. Klasifikasi berdasarkan komposisi kimia batuan metamorf a. Batuan metamorf sekis pelitik Merupakan batuan sekis yang banyak mengandung Al Di darat berasal dari : lempung, serpih, mudstone
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
b. Batuan metamorf kuarso-feldspatik merupakan Batuan metamorf yang
banyak mengandung
kuarsa dan feldspar dapat berasal dari batupasir greywacke c. Batuan metamorf yang kalkareous merupakan Batuan metamorf yang banyak mengandung Ca dapat berasal dari batugamping, dolomit d. Batuan metamorf yang basic Batuan metamorf dengan kadar Fe dan Mg tinggi Dapat berasal dari tuff e. Batuan magnesian Batuan metamorf yang kaya Mg saja Dapat berasal dari batuan sedimen yang kaya akan Mg 2. Klasifikasi berdasarkan Struktur a. Hornfels/granulose Batuan metamorf yang terdiri dari mozaic butir-butir yang equidimensional (mineral yang granular/interlocking) dan tidak menunjukkan pengarahan/orientasi/foliasi Tidak menunjukkan schistosity Tekstur granoblastik Struktur granular/hornfelsik Hasil metamorfosa thermal / metamorfose kontak b. Slate (batusabak) Batuan metamorf berbutir halus Struktur : slaty cleavage (memperlihatkan foliasi yang jelas, tetapi tanpa agregation banding (selang seling mineral pipih dan granular) Sebagai hasil metamorfosa regional dari mudstone, siltstone, claystone dan lain-lain VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
c.
d.
e.
f.
g.
Catatan: makin tinggi derajat metamorfosa, semakin terlihat segregation banding Phyllite Batuan metamorf berbutir halus Memperlihatkan schistosity Mulai terlihat segregation banding (meskipun kurang baik, terlihat rekristalisasi yang lebih kasar dibanding slate, sudah mulai terjadi pemisahan mineral pipih dengan mineral granular Memperlihatkan kilap karena timbulnya mineral muskovit dan klorit Butiran lebih halus daripada batusabak Sekis Batuan metamorf yang sangat schistose, Butiran – butiran cukup kasar sehingga mineral mineralnya dapat dibedakan satu sama lain segregation banding baik sekali terdiri dari perulangan mineral – mineral pipih / tabular dengan mineral granular, orientasi mineral pipih terputusputus oleh mineral granular (open schistocity) Struktur close schistose Sebagai hasil metamorfosa regional Amphibolite Batuan metamorf yang berbutir sedang – kasar Terdiri atas mineral hornblende dan plagioklas saja, kadang-kadang ada biotit dan minera penyerta Schistosity timbul akibat orientasi dari mineral – mineral prismatik (hornblende) Schistosity tidak sebaik batuan sekis Hasil metamorfosa regional berderajat medium-tinggi Gneiss Batuan metamorf berbutir kasar Schistosity tidak baik karena terpotong oleh mineralmineral equidimensional (kuarsa dan feldspar) Struktur : open schistose Hasil metamorfose regional Granulite Batuan metamorf tanpa mika / ampibol (sedikit) Tidak ada schistosity VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Terdiri atas mineral – mineral equidimensional dan prismatik Tekstur : granoblastik Kadang – kadang ada orientasi yang diperlihatkan oleh mineral kuarsa atau feldspar atau kedua – duanya sehingga sebagai lensa-lensa pipih Hasil metamorfose regional fasies granulite Marble Batuan metamorfose yang terdiri dari karbonat (kalsit atau dolomit) Tekstur granoblastik Schistosity tidak ada, kalaupun ada sangat buruk dan hanyalah berupa orientasi dari lensa-lensa kalsit Milonit Batuan metamorf berbutir halus Sebagai hasil penggerusan yang kuat Terlihat goresan-goresan ataupun lensa-lensa dari batuan asal yang tidak hancur, berbentuk seperti mata Sebagai hasil metamorfose kataklastik Kataklastik Butiran lebih kasar dari pada milonit Penggerusan kurang kuat Tidak ada rekonstitusi kimia Filonit Gejala dan kenampakan sama dengan milonit Disini sudah terjadi rekristalisasi Menunjukkan kilap silky, karena adanya mineral mika Sebagai hasil penggerusan (granulation) yang kuat sekali Butiran halus sekali
h.
i.
j.
k.
VI. 4. FASIES METAMORFOSE DAN TEKTONIK LEMPENG Fasies metamorfose adalah kelompok batuan metamorfose yang menunjukkan suatu kondisi fisik tertentu yang dicirikan oleh asosiasi mineral yang tetap. Dalam menentukan fasies metamorfose, perlu diingat 2 hal yang penting, yaitu: VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Komposisi mineral batuan metamorf
Kondisi fisik (temperatur dan tekanan)
Harus diingat bahwa asosiasi mineral tidak akan menyimpang dari komposisi kimia batuan asal. Fasies-fasies yang dikenal dalam batuan metamorf: 1. Fasies metamorf kontak a. Fasies albite-epidot-hornfels b. Fasies Hornblende-hornfels c. Fasies Piroksen-hornfels -
Temperatur tinggi
-
Tekanan sedang
-
Metamorfose thermal
d. Fasies sanidinit 2. Fasies Metamorfose regional derajad rendah a. Fasies zeolit b. Fasies pumpelit c. Fasies Lawsonit-albit-clorit d. Fasies Skis Biru (blueschist) atau Skis-mika (glaucophaneschist) e. Fasies Skis Hijau (green-schist) 3. Fasies Metamorfose regional derajat tinggi a. Fasies amphibolite Silimanit – almandit sub fasies (Tekanan dan temperatur tinggi) VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Staurolit – kianit sub fasies (Tekanan dan temperatur rendah) Kordierit – antofilit sub fasies (Tekanan dan temperatur sedang) b. Fasies granulite c. Fasies eklogit (Lebih tinggi dari granulite fasies)
VI. 5. PRODUK METAMORFOSA KONTAK DAN MEKANIK Pelitik
Hornfels : melimpah mineral mengandung oksida Al 2O3 (andalusit atau cordierit atau keduanya) porfiroblastik, matrik granoblastik berbutri halus : kuarst, felsdpar, mika atau grafit. Fasies Piroksin Homfels : orthoklas atau mikroklin hadir
bersama
muskovit.
andalusit
Fasies
atau
Sanidinit:
silimanit Batuan
tanpa basaltik
mengandung xenolit kaya alumma-homfds Buchite
: Xenolit, pada partial melting yang menghasilkan batuan transisi antara batuan beku dan metamorf Pelitic buchite ; cordierit, spinel, alumunium silikat mulit (temperatur tinggi) jarang, dan glas.
Pelitic Spoted schist : Bagian luar kontak aureole yang berkembang pada batuan tekstur slaty atau filitik yang akan menghasilkan
batuan
metamorf
tekstur
foliasi;
schistosic. Asal batuan mengandung oksida K2O tinggi atau sedimen pelitik kandungan biotit atau muskovit tinggi. VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Kuarts-Feldspatik hornfels : Kuarst, plagioklas dan K-feldspar dari batupasir atau siliceous volcanic rocks (riolit, dasit) Tekstur ; mosaik kuarts dan feldspart Marmer (Marble): hasil metamorfisme kontak tingkat tinggi, kontak dengan batuan karbonat dan dolomit, Granoblastik, mosaik butiran kalsit yang seragam. Cals-Silicate Hornfels dan Skarn : matamorfik kontak calcium-bearing silicates. Skarn
metamorfik pada argillaceons
limestones Basic Hornfels
: Metamorfisme kontak tingkat tinggi pada famili basalt dan andesit. Granobalstik, mosaik labradorit, diopsid, hipersten dan asesirus magnetit, apatit dan spinel. Pada batuan asal sangat basa, dijumpai olivin
Magnesian Hornfels : hornfels kasar dengan komposisi magnesian amphibol seperti antopilit atau cummingtonit, cordierit dan biotit, almandin, gamet.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel VI. 1. Some Characteristic Mineral Assemblages (Accessory Phases Omitted) in Common Rocks on Contact Aureoles Rock Group Pelitic
Hornblende-Hornfels Facies Muscovite-biotite Andalusite'-muscovite-biotite Andalusite'-cordierite-muscovitebiotite Staurolite-biotite andalusite" Staurolite-cordierite-muscovite
Calcareous 1. Calcic marbles' 2.
Magnesian marbles (metadolomites)'
3.
Calc-silicate rocks
Basic Magnesian 1. Metaserpenites
2. Alumious types 'Or sillimanite. '"Or andalusite.
<
Plus anyor all of quarts plagioclase K-feldspar
Calcite-tremolite (-quartz) Calcite-diopside (-quartz) Calcite-tremolite-diopside Calcite-diopside-grossular Calcite-dolomite-tremolite-clinohumite Calcite-dolomite-forsterite Calcite-dolomite-forsterite-phlogopite Diopside-epidote-hornblende Diopside-grossular-epidote Diopside-vesuvianite-grossular-wollastonite Diopside and grossular, commonly with significant iron Hornblende-plagiocalse (-biotite, -almandine) Hornblende-plagioclase-diopside Antigorite-forsterite-tremolite Forsterite-talc-tremolite Forsterite-anthophyllite-tremolite Anthophyllite-talc
Pyroxene-hornfels Facies With quartz K-feldspar-sillimanite''-cordierite K-feldspar—sillimanite'' Without quartz. Cordierite-corundum-spinel Cordierite-corundum-sillimanite'' Calcite-wollastonite (-diopside) Calcite-diopside (-forsterite) Calcite-wollastonite-diopsidegrossular Calcite-forstente-periclase Calciteforsterite-monticellite Cakiteforsterite-spinel Calcite-forsteritediopside
Plus biotite (and plagioclase) Plus any or all biotite, K-feldspar, plagioclase
Clinohumitc possible additional phase
Diopside-wollastonite-grossular-vesuvianite Diopside-grossular-anorthite (or calcic plagioclase) Diopside-hypersthene-plagioclase Diopside-olivine-plagioclase Forsterite-enstatite-spinel (-diopside)
Cordierite anthophyllite (-biotite) Anthophyllite-curnmingtonite- Hypersthene-cordierite (-biotite) biotite K-feldspar or plagioclase, or both, possible minor phase.
VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
VI. 6. PRODUK METAMORFOSA REGIONAL DERAJAD RENDAH 1. Metamorfisme sangat rendah Immature product Metapelitik : Batuan induk shale, pada fase awal terkena metamorfisme (montmonlonit, illit, pyrophyllite) • Metagraywacke • Metabasalt Fasies Zeolit dan Pumpellyite 2. Metamorfisme pada tekanan sedang Mature Product •
Slate dan Filit : Asal sedimen berbutir halus, komposisi utania mica, clorit kuarts dan grafit. Asesoris : tourmalin, rutil, epidot-, spinel, magnetit dan pirit.
•
Pelitik Skis Mika : komposisi dominan ; muskovit, dorit, kuarts serta albit, epidot atau clinozoisit, dolomit (atau kalsit). Asesoris ; spinel, tourmalin, apatit dan magnetit, sering pula gamet, grafit dan rutil.
•
Kuarts-Feldphatic Skis Mika : Skis mika turunan asal dari graywacke dengan kuarts dan felsdpart melimpah.
•
Low-Grade Calc-Schists : tekstur skistosik komposisi kalsit, dolomit, dan sedikit kuarts ,albit, muskovit, clorit, clonozoisit, spinel dan gafit.
•
Skis hijau (Greenschists): metmorfisme temperatur rendah pada batuan basa-semibasa. Melimpah mineral clorit, epidot dan aktinolit.
•
Magnesian Schists : metamorfisme pada batuan peridotit pada metamorfisme asosiasi dengan hidrotermal dan metamorfisme burial Fasies Skis Hijau (Greenschist)
3. Metamorfisme pada tekanan tinggi mature product (tekanan diatas 10-12 kb) Fasies Skis Biru (Blueschist) VI-20
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel VI. 2. Low-grade mineral paragenesis in relation to facies of regional metamorphism (selected mineral assemblages) Rock type Metapelites
Zeolite and pumpellyite facies Montmorrillonite-illite-quartz-alkali feldspar + pyrophyllite
Metagraywacke
metacherts
Quartz-heulandite + analcime Quartz-albite-laumontite-prehnitechlorite + stilpnomelane Quartz-albite-prehnite-pumpellyitechlorite + stilpnomelane Quartz + iron oxides
Calcareous
Calcite + quartz
Metabasalt
Sphilitic assemblages\; albite-chloriteepidote orbital pumpellyte + relict augite
Serpentinites and derivative magnesite rocks
Chrysotile and/orbital lizardite + brucite
Greenschist facies Muscovite (phengitic)-chlorite-quartzalbite-epidote + stilpnomelane orbital chloritoid Same as above plus biotite + almandine; stilpnomelane rare Quartz-albite-epidote-muscovitechlorite + stilpnomelane Same as above with biotite + almandine; stilpnomelane absent
Blueschist facies Muscovite (phengitic)paragonite-lawsonite-chloriteglaucophane-quartz-albitesphene
Quartz + iron oxides Quartz-piedmontite-muscovitespessartine-stilpnomelane Calcite-quartz + tremolite orbital talc Calcite-dolomites + tremolite orbital talc Calcite-zoisite-grossular (andraditic) Calcite-albite-epidote Albite-chlorite-epidote + stilpnomelane Albite-actinolite-epidote-chlorite + calcite + biotite
Quartz-stilpnomelane-spessatine Quartz-crossite-aegirine + lawsonite Argonite + lawsonite + glaucophane Calcite + relict aragonite
Calcite-quartz + tremolite Antigorite-calcite-talc Antigorite-diopside-forsterite Talc-magnesite + tremolite
VI-22
Quartz-jedelite-muscovite-chloitelawsonite-glaucophane-sphene Same as above + almandine + epidote
Albite-lawsonite-pumpellyiteglaucophane-chloritestilpnomelane-sphene Albite-epidote-glaucophaneomphasite-chlorite-actinolite Albite-lawsonite-clinozoisitechlorite + hornblende + almadine Antigorite + tremolite + talc
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
VI. 7. PRODUK METAMORFOSA REGIONAL DERAJAT TINGGI Hydrous Rocks : •
High-Grade Skis Pelitik
•
Kuarts-Feldspart Skis dan Gneis
•
Granitik dan Granodioritik Gneis
•
Amphibolit : batuan metamorfik foliasi dengan komposisi utama homblende dan plagioklas
•
High-Grade Magnesian Skis : progresif
Anhydrous Rocks : •
Kuartsit
•
High-grade Marbles dan Calc-granulits
•
Granulit: kuarts-Feldspart Granulit, Piroksen Granulit
•
Ecklogit
VI-22
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Tabel VI. 3. High-Grade Mineral Paragenesis in Relation to Facies of Regional Metamorphism (Selected Mineral Assemblages) Rock Type Metapelite (micas predominant) and quartzo-feldspathic rocks (quarts and feldspars predominant) Granitic Metacherts
Calcareous
Metabasalt and metagabbros
Magnesian schist and granulite
Amphibolite Facies Muscovite-biotite-quartz-plagioclase ± orthoclasea-almandine ± staurolite ± kyanite or sillimanite ± chlorite ± epidote Same as above, with cordierite and andalusite as Al2SiO3 potymorphb Quartz-plagioclase-orthoclase (or microcline)-biotite ± hornblende or muscovite Quartz-diopside (hedenbergitic)-hypersthene-garnet Quartz-diopside-hedenbergitecummingtonite-garnet Calcite-tremolite-quartz Calcite-diopsidequartz Calcite-diopside-tremolite Calcitedolomite-forsterite clinohumite Calcite-tremolite-forsterite-phlogopite Zoisite-scapolite-quartz Calcite-plagioclase (An>20) Diopside-zoisite-plagioclase ± hornblende Hornblende-plagiocklase + biotite + alamandite Hornblende-plagiocklase + diopside + almandine Hornblende-plagiocklase – epidote + quartz Antigorite-forsterite-tremolite Forsterite-talc-tremolite Forsterite-anthophyllite-tremolite Forsterite-enstatite-tremolite + spinel Magnesit-anthophyllite (or enstatite)tremolite Cordierite-anthophyllite
Granulite Facies Quartz- K- feldspar-plagioclasesillimanile (or kyanite)almandine-phlogopite Same plus cordierile (kyanile excluded)c Quartz-orthoclase (or microcline)plagioclase-hyperstheneaugite-almandine Quartz-hedenbergite-fayalitemagnetite
Eclogite Facies
Quartz-jadeite-phengilezosite-pyrope-rutile
Calcite-dolomite-forsterite spinel Calcite-diopside-wollastonite' Diopside-scapolite-bytownitegrossular-andradite
Garnet (magnesian grossular)-omphacite ± kyanite
Plagiocklase – diopsidehyperstene-rutile + olivine + spinel + sapphirine
Omphacite-pyropealmandite-rutile + kyanite + amphibolite
Forsterite-enstatite-diopside + spinel
Forsterite-enstatitediopside-pyrope-spinel
VI-22
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar VI. 1. Metamorphic Textures A. Porphyroblastic texture in garnei-mica-quartz schist, Perthshire, Scotland. Diam. 5 mm. Porphyroblasis of garnet enclose curved trains of graphite inclusions, the arrangement of which indicates counterclockwise rotation of the growing porphyroblasts. B. Granoblastic texture in garnet-hypersthene-plagioclase granulite, Hartmannsdorf. Saxony. Diam. 2 mm. The two largest crystals are of almandine garnet. C. Poikiloblastic (sieve) texture in skarn, Doubtful Sound, New Zealand. Diam. 1 mm. On the right, pink andradite garnet; on the left, part of a large crystal of epidote enclosing quartz and calcite.
A
B
C
Gambar VI. 2. Pelitic Hornfelses and Spotted Slates A. Ctiiastolite slate, Fichtelgebirge, Bavaria. Diam. 3 mm. A porphyroblast of chiastolite (now converted to a mat of indeterminate colorless micaceous minerals), cut at right angles to the z (c) axis, shows geometrically arranged graphite inclusions. The groundmass consists of finely crystalline, colorless micas, pale-brown biotite, and minor quartz and graphite. Note how the slaty VI-23
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
cleavage (horizontal) and the cross-cutting strain-slip cleavage (steeply inclined) have been destroyed in the vicinity of the growing porphyroblast. B. Chiastolite slate, near Mariposa, Sierra Nevada, California. Diam. 7 mm. Section cut parallel to slaty cleavage. Porphyroblasts of altered chiastolite are enclosed in a matrix of biotite, graphite, and quartz. Note tlie unaltered core, which has survived in the upper part of the central porphyroblast. C. Andalusite hornfels, near Andlau, Germany. Diam. 3 mm. Spongy andalusite, biotite, muscovite, and iron oxides in a matrix of quartz.
A
B
C
Gambar VI. 3. Skarns A. Scapolite-aciinolite-phlogopite marble, Germany. Diam. 2.5 mm. The three colorless idioblastic crystals with relatively low refractive index are of scapolite. B. Skarn, Donegal, Ireland. Diam. 2.5 mm. Vesuvianite enveloping green diopsidic pyroxene (in lower half). Grossular (upper right) and vesuvianite (upper edge), both enclosing granular epidote-clinozoisite. C. Skarn, Aberdeenshire, Scotland. Diam. 2 mm. Large prismatic crystal of vesuvianite (at left) and darker grains of grossular-andradite with irregular fracture, enclosed in colorless, radially prismatic prehnite.
VI-24
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar VI. 4. Basic Hornfelses A. Diopsicle-plagioclase-biotite hornfels, near Cisco, Sierra Nevada, California. Uiani. 3 nun. Diopside shown stippled; a few grains of magnetite. B. Hornblende-plagioclase hornfels, near Cisco, Sierra Nevada, California. Diam. 3 mm. Relict phenocrysts of plagioclase retaining zonary structure indicate igneous origin. C. "Beerbachite," Odenwald, Germany. Diam 3 mm. Hypersthene, diopside, plagioclase, and magnetite; pyroxenes show retrograde alteration to fibrous pale-green amphibole; olivine (not shown) is also present.
A
B
C
Gambar VI. 5. Magnesian Contact Marbles A. Chondrodite-spinel marble. Amity, New York. Diani. 3 mm. Pale-yellow chondrodite and deep-green pleonaste in a matrix of calcite. A single crystal of pyrite (right) and a ragged Hake of graphite (lower left). Addition of fluorine and sulfur is indicated by presence of chondrodite and pyriie. VI-25
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
B. Ludwigite-forsterite-spinel marble, Twin Lakes, Sierra Nevada, California. Diani. 2 mm. Calcite encloses round grains of forsterite and green pleonaste and slender prisms of the magnesium-iron borate ludwigite ("y == dark brown; a = dark green; refractive index 1.85-2.0; elongation parallel to "y). Presence of ludwigite indicates addition of boron and iron. C. Brucite marble (predazzite), Predazzo, Italy. Diam. 2 mm. Colorless clear areas are of brucite, pseudomorphous after periclase; under crossed polarizers they show a complex, concentric arrangement of deformational kinks in the brucite crystals. A few round granules of forsterite are also present.
A
B
C
Gambar VI. 6. Mylonites A. San Gabriel Mountains, California. Diam. 5 mm. Strained and broken coarse crystals ("porphyroclasts") of feldspar and a train of garnet granules set in a fine-grained schistose matrix of quartz and feldspar veined with granoblastic quartz. B. Granite mylonite, San Gabriel Mountains, California. Diam. 5 mm. Coarse, strained, partially granulated crystals are of plagioclase, microcline, and quartz. The granular matrix is composed of quartz, feldspar, and biotite. C. Mylonitic augen gneiss, Deadman Lake, British Columbia. Diam. 6 mm. Ovoid relict crystals of plagioclase and of K-feldspar, in a matrix of muscovite, chlorite, and quartz, traversed by swarms of stringers of later undeformed quartz.
VI-26
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
A
B
C
Gambar VI. 7. High-Grade Politic Schists A. Almandine-biotite-plagioclase schist, sillimanite zone, Scottish Highlands. Diain. 4.5 mm. B. Staurolite-biotite-muscovite-quartz schist, near Innsbruck, Austria. Diam. 4.5 mm. The central porphyroblast of golden staurolite is marginally altered to finely divided white mica (retrograde metamorphism involving introduction of potassium). C. Kyanite-staurolite-almandine-muscovite schist with minor biotite and quartz, Gassets, Vermont. Diam. 3 mm. Pale-pink almandine at right and top left margins; golden siaurolite, lacking cleavage, at top right and lower right; kyanite prisms have well-developed cleavage (the crystal at lower left is cut parallel to {100} and shows a nearly centered negative bisectrix figure; extinction is at 30° to the cleavage).
A
B
Gambar VI. 8. Eclogites A. Kyanite eclogite, Suiztal, Tyrol. Diam. 3 mm. Pink pyrope, colorless omphacite, and kyanite, with accessory rutile. Crystals ofkyanite (with closely spaced cleavage cracks) show strong preferred orientation. B. Eclogite, closely associated with serpentinite, near Healdsburg, Coast Ranges, California. Diam. 3 mm. Idioblastic pink garnets rimmed with chlorite; abundant colorless omphacite; deep-brown rutile rimmed with granular sphene. VI-27
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
Sphene and chlorite (and in other sections glaucophane) are products of incipient retrograde metamorphism.
VI-28
Lecture Note : Petrografi, Agus Hendratno – Geologi UGM
VI-29
DAFTAR PUSTAKA Akiho M., 1978, Metamorphism and Metamorphic Belts, George Aleen & Unwin. The Gresham Press. London. Boggs, S., Jr., 1987, Principles of Sedimentology und Stratigraphy, Mc Hill Publishing Company, Ohio. Cas, R.A.F. & Wright, J.V., 1987, Volcanic Successions : Modern and Ancient, Allen and Unwin (Publisher) Ltd., London UK. Ernest G. E., and Blatt H., 1982, Petrology of Igneous, Sedimentary, and Metamophic Rodes, W. H. Freeman and Company, San Fransisco. Fisher, R.V. & H.-U., Schmince, 1984, Pyroclastic Rocks, SpringerVerlag, Berlin. Flugel,. E, 1982, Microfacies Analysis of Limestones, Springer-Verlag, New York. Gilbert., C, M,. Turner., F.J., and Williams., H, 1982, Petrography; An introduction to the Study of Rocks in Thin Section. Groves, D., I, and Muller., D., 1997, Potassic Igneous Rocks and Associated Gold-Copper Mineralization, Springer . Hekinian, R., 1982, Petrology of Ocean Floor, Elsevier Scientific Publishing. Company, Asterdam, Hyndman, Donald., W., 1972, Petrology of Igneous and Metamorphic Rocks, Mc.Graw-Hill, Inc, Macdonald., G., A, 1972, Volcanoes, University of Hawaii, PrentiseHall, Inc, New Jersey. Mc. Phie., J., Doyle,. And Allen, 1993, Volcanic Texture, Centre for Ore Deposit and Exploration Studies, University Tasmania. Pettijohn., F. J, 1957, Sedimentary Rocks, Harper and Brother, New York. Philpotts., Anthony., R, 1989, Petrography of Igneous and Metamorphic Rocks, Prentice Hall. Inc. Rollinson, H., 1993, Using Geochemical Data : Evaluation, Presentation, Interpretation, Longman Group, United Kingdom. Rusdi, Irianto, 2003, Endapan Volkaniklastik pada Lingkungan Laut, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Geologi, (tidak dipublikasikan) Sorensen., H, 1979, The Alkaline Rocks, Universitetets Mineralogiske-Geoloske Instituter, Copenhagen, John Wiley & Sons. Travis, R. B., 1955, Classification of Rocks, Quarterly of Colorado School of Mines. Williams, H. & McBirney, A. 1979, Volcanology, Freeman Cooper and Company, San Francisco, Wilson, M.,1991, Igneous Petrogenesis : A Global Tectonic Approach, Publisher, London
Df-1
Contoh Format Deskripsi Batuan LABORATORIUM PETROGRAFI Analisa sayatan tipis batuan Pemeriksa : Jenis batuan : Perbesaran 40 x Nikol Paralel a
b
c
d
e
f
g
LOKASI
SATUAN
TUGU
Batugamping Bioklastik
No. Lokasi
No. Peraga
Bagian
Nama Lapangan : Deskripsi Sayatan Tipis h
I
h
I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nikol bersilang a
b
c
d
e
f
g
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Df-2
LEMBAR DATA PETROGRAFI IDENTIFIKASI CONTOH Kedalaman Lokasi TIPE BATUAN DAN TEKSTUR Nama Batuan
Batupasir
Sorting
Poorly sorted
Klasifikasi
Quarzarenite
Roundness
Angular – sub angular
Range ukuran butir
0,04 – 0,3 mm
Hubungan antar butir
PC >< mengambang
Mean ukuran butir
0,12 mm (very fine sand
Struktur
Butiran terrigenous Monocrystalline quartz
% 76.25
Matriks Lempung detrital
Straight extenction
Carbonate mud
Undulose extenction
Pseudomatrix Pseudomatrix Vulcanic glass
Feldspars Potash feldspar Plagioclase feldspar Microline Lithic fragments Igneous Acid Basic Metamorphic Polycristalline quartz Low grade Mod. Grade High grade Sedimentary Chert Claystone Siltstone Sandstone
Accessory minerals Micas Glauconite Heavy minerals Carbonacous mat Opaque minerals
% 16
3
CEMENTS Silica Pyrite Chlorite Kaolinite Illite Zeolites
Arenaceous forams Planktonic forams Small benth. forams Large forams %
0.5
Dolomite Siderite Kaolinite Chlorite Pyrite Indeterminate clays
Mollucas Pellecypoda Gastropoda Ostracoda Algals Red algae
Indeterminate clays Calcite spar Dolomite Siderite Ferroan calcite Ferroan dolomite REPLACEMENT Calcite spar
Buitiran skeletal Foraminiferals
Indeterminate 1.5 0.5
Butiran karbonat
Green algae Blue green algae
%
Echinoderms Brachiopod Bryozoan Pylloid algae Corals Indeterminate bioclast Non skeletal grains Intraclast Oolites Pisolites Oncolites
Df-3
%
Df-4