petrogenesis pulau bali

Click here to load reader

Post on 14-Dec-2015

74 views

Category:

Documents

16 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Petrogenesis dari Pulau Bali ditinjau dari batuan vulkanik

TRANSCRIPT

MODEL PETROGENESA PULAU BALI DARI ANALISIS DATA GEOKIMIALindawati Sumpena*Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha 10, Bandung, Jawa Barat ABSTRAKAnalisis geokimia dari unsur utama dan unsur jejak dilakukan di Formasi Ulakan untuk mengetahui tatanan tektonik Pulau Bali. Analisis dilakukan menggunakan data primer dan data sekunder yang diambil dari paper Wheller (1986). Data tersebut kemudian diplot menggunakan diagram Le Bas, Peccerillo Taylor, Miyashiro, Spider diagram, dsb untuk mengetahui tatanan tektoniknya. Berdasarkan analisis petrogenesis dari data geokimia, saya berpendapat bahwa Pulau Bali merupakan island arc. Formasi Ulakan memiliki seri magma toleitik hingga kalk-alkali dengan pengayaan K yang berasal dari sediment wedge yang turut mengalami partial melting.

Kata kunci : Analisis geokimia, Formasi Ulakan, Island-arc

ABSTRACTGeochemical analysis using major and trace element done in Ulakan Formation to understand Bali tectonic setting. Primary and secondary data from Wheller (1986) used and plotted in Le Bas diagram, Peccerilo Taylor diagram, Miyashiro diagram, Spider Diagram, etc. According geochemical petrogenesis analysis, it can be concluded that Bali is an island arc. Ulakan Formation has two magma tholeitic and calc-alkaline magma series. K enrichment probably generated by slab and sedimentary wedge partial melting.Keywords:Geochemical analysis, Ulakan Formation, Island-arcI. PENDAHULUANPulau Bali berada pada 80340 805048 LS dan 11402540 11504240 BT, di sebelah timur Pulau Jawa. Sejarah tektonik dari Pulau Bali dapat dianalisis dari sampel basalt dari Pulau Bali bagian tenggara tepatnya Formasi Ulakan. Formasi Ulakan dipilih karena memiliki umur tertua yaitu Miosen Awal. Dari data prosentase berat oksida dan jumlah unsur jejak dalam ppm dapat diketahu informasi yang diperlukan dalam analisis tingkat kejenuhan silika pada magma, deret magma, lingkungan tektonik, dan proses fraksionasi kristalisasi. Sampel diambil dari Formasi Ulakan serta data sekunder dari paper Wheller (1986). Secara umum, analisis geokimia berdasarkan CIPW Norm menunjukkan bahwa terdapat dua kelompok sampel batuan yang dibagi berdasarkan kemunculan mineral Nefelin dan HiperstenFm. Ulakan

Gambar 1. Peta Geologi Pulau Bali. Formasi Ulakan ditunjukkan dengan tanda panahIIMETODE PENELITIANMetode penelitian berupa studi literatur dari Sampel Fm. Ulakan (Wheller, 1986) serta beberapa sampel lain. Data kemudian diolah menggunakan software Ms. Excel, program CIPW Norm, Program Plotting Diagram AFM. Diagram yang telah diplot digunakan untuk analisis petrogenesa dari Pulau Bali.

III. DATA GEOKIMIA SAMPEL Tabel 1. Data Unsur Utama Sampel Fm. Ulakan dari Wheller (1986) dan data lain

Tabel 2. Data Unsur Jejak Sampel Fm. Ulakan dari Wheller (1986) dan data lain

Kandungan MgO yang tinggi (>6%) yang mengindikasi bahwa magma yang ada pada Formasi Ulakan memiliki komposisi yang dekat dengan magma primitif. Pada beberapa sampel, jumlah total presentasi berat seperti AB-5 dan LEBU-2 yang memiliki nilai total > 100%. Hal ini mengindikasi adanya pelapukan atau perubahan mineral yang di dukung dari nilai LOI yang tinggi (> 4). Namun data ini juga harus didukung oleh bukti petrologi yang nanti akan kita bahas.IV.PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA4.1Mineral Normatif dari Program CIPW NormTabel 3. Data Mineral Normatif

Dari data CIPW Norm, diperoleh pengelompokkan dua mineral dari sampel Formasi Ulakan yaitu kelompok sampel dengan mineral normatif Hipersten (magma jenuh silika) dan kelompok sampel dengan mineral normatif Nefelin (magma tidak jenuh silika) yang muncul saling berkebalikan. Kelompok normatif Nefelin adalah sampel 67412, 67413, 67414, 67415, 67417, 67420, 67421, 67422, 67425, 67426, RM 13-03, AB-5, BI-3, MG-4, dan ABAH 1. Sedangkan sampel kelompok hipersten antara lain sampel 67419, 67425, LEBU-1K, LEBU-1M, LEBU-2 (Rolinson, 1993).4.2Hasil Plot Diagram K2O vs SiO2 (Diagram Peccerillo Taylor)Diagram ini digunakan unuk mengetahui afinitas dan deret dari magma pembentuk batuan sampel. Gambar 2. Diagram K2O vs SiO2

Dari diagram K2O vs SiO2 diperoleh rentang sampel yang cukup besar dari Seri Kalk-alkali hingga Seri Alkali. Pada seri alkalin banyak terdapat sampel normatif nefelin. Kelompok seri alkali banyak memiliki kandungan K. Hal ini berlawanan dengan hasil CIPW Norm yang menunjukkan tidak adanya mineral dengan kandungan K yang tinggi. Terdapat indikasi pengayaan K pada sampel Fm. Ulakan.

4.3Hasil Plot Diagram TAS (Na2O + K2O vs SiO2)Gambar 3. Diagram Na2O+K2O vs SiO2

Diagram Le Bas digunakan untuk mengidentifikasi batuan dengan penamaan kandungan unsur kimia. Secara umum, diagram Le Bas (antara SiO2 Vs Na2O+K2O) mengelompokkan Sampel Fm. Ulakan sebagai Seri Basalt dengan satu sampel picro-basalt.4.4Hasil Plot Diagram AFMGambar 4. Diagram AFM

Berdasarkan hasil pengeplotan pada Diagram AFM, terlihat bahwa hampir seluruh sampel Fm. Ulakan berada pada zona toleit. Hanya satu sampel saja yang berada di zona kalk-alkali.

4.5Hasil Plot Diagram FeO/MgO vs SiO2 (Diagram Miyashiro, 1974)Gambar 5. Diagram Miyashiro (1974)

Plot FeO/MgO vs SiO2 menunjukan bahwa sampel Fm. Ulakan memiliki afinitas magma toleitik baik dari sampel Wheller (1986) maupun dari sampel basalt.

4.6Diagram Harker

Gambar 6. Diagram Harker SiO2 terhadap unsur utama lain

Diagram Harker digunakan untuk mengetahui apakah batuan berasal dari magma yang co-genetik. Ciri dari magma yang co-genetik yaitu trendline yang membentuk garis linear. Secara umum, plot SiO2 terhadap MgO, CaO, dan FeO memiliki gradien negatif yang menandakan terjadinya fraksionasi kristal membentuk mineral-mineral yang lebih berat. Sedangkan pada plot SiO2 terhadap Al2O3 dan Na2O mengalami kenaikan. Hal ini menunjukkan bahwa pembentukan mineral-mineral yang lebih asam terjadi dan semakin bertambah seiring diferensiasi magma. Terlihat pola dari magma yang terpisah membentuk dua trenline yang saling berdampingan dari sampel basalt pada plot SiO2 terhadap Al2O3, FeO, dan P2O5. Seri magma linier pertama terdiri dari B1-3, MG4, RM-13, ABAH, dan LEBU 2 yang co-genetik sedangkan sementara seri magma linier kedua terdiri dari LEBU 1K, LEBU 1M dan AB 5.

4.7Plot Unsur Jejak SampelTabel 4. Nilai normalisasi sampel terhadap mantel primitif

4.7.1Plotting terhadap Mantel PrimitifGambar 6. Diagram normalisasi terhadap mantel primitif. Marker berwarna biru menunjukkan Ne-norm Wheller (1986), warna kuning Hy-norm Wheller (1986), warna abu-abu Ne-norm basalt, dan warna hijau Hy-norm basalt

Gambar 7. Diagram normalisasi basalt terhadap mantel primitif

Dari spider diagram normalisasi terhadap mantel primitif, terlihat adanya kemiripan pola antara spider diagram sampel dan spider diagram basalt toleit South Sandwich (island arc). Terdapat kenaikan pada Ba, spike yang tajam dari Nb, kenaikan Sr, dan penurunan pada Ti. Tren menurun kearah unsur inkompatibel. Spike yang tajam dari Nb merupakan ciri khas dari magmatisme yang berkaitan dengan jalur subduksi (Wilson, 1989).4.7.2Plotting terhadap KondritTabel 5. Nilai normalisasi sampel terhadap kondrit

Gambar 8. Diagram normalisasi semua sampel terhadap kondrit. Di bagian kanan terdapat spider diagram island arc

Gambar 9. Diagram normalisasi sampel basalt terhadap kondrit. Di bagian kanan terdapat spider diagram island arc

Dari spider diagram normalisasi terhadap kondrit, diketahui sampel Fm.Ulakan memiliki kemiripan dengan tren spider diagram dari magma toleitik. Nilai paling tinggi dari hasil plot yaitu 20. Rollinson (1989) menyatakan adanya light REE-depleted menjadi ciri khas dari basalt toleit island arc. Hal ini juga turut membedakan sampel dari basalt kalk-alkali yang mengalami pengkayaan light-REE (Wilson, 1989)

4.7.3Plotting terhadap MORBTabel 6. Nilai normalisasi sampel terhadap MORB

Gambar 10. Diagram normalisasi sampel basalt terhadap MORB. Di bagian kanan terdapat spider diagram island arc

Gambar 11. Diagram normalisasi sampel basalt terhadap MORB. Di bagian kanan terdapat spider diagram island arc

Berdasarkan plot spider diagram yang dibandingkan dengan spider diagram oceanic island arc (Wilson, 1989), diketahui bahwa sampel Fm. Ulakan memiliki kemiripan dengan oceanic island calc-alkaline basalt dikarenakan adanya pengayaan pada unsur light-REE, penurunan ke arah heavy-REE, penurunan dari unsur Rb ke Th, spike pada Nb, serta penurunan pada unsur Ti. Namun, pada bagian yang lebih kanan, pola cenderung mirip dengan oceanic island tholeitiic basalt terlihat pada pola Y dan Yb yang cenderung mendatar dibawah 1.

V. MODEL PETROGENESIS PULAU BALIIsland arc terbentuk dari subduksi antar lempeng samudera. Ciri lain yang muncul yaitu adanya pembentukan rantai kepulauan, diapit oleh batas cekungan yang terbentuk dari pemekaran lantai samudera di bagian belakang. Sedangkan di bagian depan, terbentuk fore arc yang dibentuk oleh kerak samudera dan membentuk prisma akresi. Kerak samuderaPulau Bali

Gambar 12. Skema tektonik Pulau Bali yang digambarkan sebagai island arc. Subduksi dari lempeng samudera ini membuatnya mengalami peningkatan suhu dan tekanan yang besar yang mengeluarkan unsur-unsur volatil ke mantel serta membentuk batuan metamorf. Kehadiran dari air memicu terjadinya partial melting dari mantel atas bagian atas menjadi magma. Magma inilah yang menjadi sumber magmatisme dari Pulau Bali.Data geokimia basalt dari Fm.Ulakan menunjukkan bahwa Pulau Bali merupakan Island Arc. Namun, terdapat hal yang menarik yaitu pengkayaan unsur K yang terlihat pada Diagram Peccerillo Taylor . Pengkayaan unsur K ini umumnya ditemui pada batuan beku yang lebih asam atau batuan sedimen. Saya menginterpretasikan adanya sedimen wedge yang ikut terleburkan bersama bagian mantel dari litosfer yang dibuktikan pula oleh kandungan Ba yang tinggi (Wilson