BATUAN BEKU

BATUAN BEKU

I. Terminologi

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari pembekuan cairan silikat pijar (magma), baik disertai proses kristalisasi atau tidak, yang terjadi dibawah atau diatas permukaan bumi.

Magma adalah larutan silikat kompleks yang bersuhu tinggi (650-12000C) yang bersumber dari mantel bumi atau pelelehan batuan yang sudah terbentuk terlebih dahulu. Komposisi utama magma terdiri dari unsur-unsur O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K.

II. Pembekuan Magma

Bumi terdiri dari beberapa bagian :

1. Kerakbumi (lithosphere), kedalaman 0-60 km, terdiri dari:

a. kerak benua (continental crust), ketebalan 20-90 km (rata-rata 35 km)

b. kerak samudera (oceanic crust), ketebalan 10 km

2. Mantel (mantle), kedalam 60-2898 km, terdiri dari:

a. Mantel atas (upper mantle), kedalaman 60-410 km ( low velocity layer pada kedalaman 60-220 km)

b. Zona transisi (transition zone), kedalaman 410-660 km

c. Mantel bawah (lower mantle), kedalaman 660-2898 km

3. Inti bumi (core), kedalaman 2898-6370 km, terdiri dari:

a. Inti luar (outer core), kedalaman 2898-5145 km

b. Inti dalam (inner core), kedalaman 5145-637 km

Gambar xxx Interior bumi (An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology, Prentice Hall, 2001)

Pembekuan magma adalah proses kristalisasi yang akan membentuk mineral kristal yang bermacam-macam.

Differensiasi Magma

Merupakan pemisahan magma homogen dalam fraksi-fraksi dengan komposisi yang berbeda-beda.

a. Hasil migrasi ion atau molekul dalam cairan magma akibat perbedaan temperatur.

b. Perpindahan gas yang membawa volatile ke tempat lain dari magma.

Kristalisasi beberpa mineral tertentu saling berhubungan, sehingga ada kecendrungan untuk mempertahankan keseimbangan antara fase cair dan padat.

Reaksi Bowen

Kristalisasi menurut Bowen dibagi menjadi dua seri yaitu seri continous (bagian kanan) dan seri discontinous (bagian kiri). Mineral pada bagian atas merupakan mineral yang terbentuk pertama kali, seiring penurunan suhu magma akan terbentuk mineral-mineral lain. Pada akhir kristalisasi terbentuk mineral kuarsa. Resisteni mineral semakin tinggi dari atas ke bawah. Suhu permukaan bumi yang rendah dan pengaruh eksogen yang tinggi mengakibatkan mineral yang terbentuk diawal kristalisasi mengalami pelapukan.

Asimilasi

Magma yang bertemperatur tinggi dapat melarutkan batuan yang berada di sekitarnya sehingga mempengaruhi komposisi magma.

Pencampuran Magma

Pencampuran dua magma atau lebih dapat terjadi misalnya magma yang berasal dari mantel dapat bergabung dengan magma dari proses partial melting batuan kerak benua.

Mineral pembentuk batuan dapat dibagi atas 3 kelompok, yaitu :

1. Mineral Utama (essential minerals) : mineral yang terbentuk dari kristalisasi magma, yang biasanya hadir dalam jumlah yang cukup banyak dan menentukan nama/sifat batuan. Contoh : olivin, piroksen, amfibol, biotit, plagioklas, k-feldspar, muskovit, kuarsa, feldspartoid.

2. Mineral tambahan (accessory minerals) : mineral yang terbentuk dari kristalisasi magma, tetapi kehadirannya relatif sedikit ( masa hablurGranularitas

Granularitas merupakan ukuran butir kristal dalam batuan beku, dapat sangat halus yang tidak dapat dikenal meskipun menggunakan mikroskop, tetapi dapat pula sangat kasar. Umumnya dikenal dua kelompok testur ukuran butir, yaitu afanitik dan fanerik.

Afanitik

Dikatakan afanitik apabila ukuran butir individu kristal sangat halus, sehingga tidak dapat dibedakan dengan mata telanjang. Batuan dengan tekstur afanitik dapat tersusun oleh massa kristal, massa gelas atau keduanya. Selaiin ityu dikenal pula istilah mikrokristalin dan kriptokristalin. Disebut mikrokristalin apabila kristal individu dapat dikenal dengan mikroskop, sedangkan apabila tidak dapat dikenal menggunakan mikroskop disebut kriptokristalin.

Faneritik

Kristal individu yang termasuk kristal faneritik dapat dibedakan menjadi ukuran-ukuran :

Halus, ukuran diameter rata-rata kristal individu < 1 mm

Sedang, ukuran diameter kristal 1 mm 5 mm

Kasar, ukuran diameter kristal 5 mm 30 mm

Sangat kasar, ukuran diameter keristal > 30 mm

Kemas

Kemas meliputi bentuk butir dan susunan hubungan kristal dalam suatu batuan.

Bentuk Butir

Ditinjau dari pandangan dua dimensi, dikenal tiga macam :

Euhedral, apabila bentuk kristal dari butiran mineral mempunyai bidang kristal yang sempurna.

Subhedral, apabila bentuk kristal dari butiran mineral dibatasi oleh sebagian bidang kristal yang sempurna.

Anhedral, apabila bentuk kristal dari butiran mineral dibatasi oleh bidang kristal yang tidak sempurna.

Secara tiga dimensi dikenal :

Equidimensional, apabila bentuk kristal ketiga dimensinya sama panjang.

Tabular, apabila bentuk kristal dua dimensi lebih panjang dari satu dimensi lain.

Iregular, apabila bentuk kristal tidak teratur.

Relasi

Merupakan hubungan antara kristal satu dengan yang lain dalam suatu batuan dari segi ukuran dikenal :

1. Granularitas atau Equigranularitas, apabila mineral mempunyai ukuran butir yang relatif seragam, terdiri dari :

Panidiomorfik granular, yaitu sebagian besar mineral berukuran seragam dan euhedral. Bentuk butir euhedral merupakan penciri mineral-mineral yang terbentuk paling awal, hal ini dimungkinkan mengingat ruangan yang tersedia masih sangat luas sehingga mineral-mineral tersebut sempat membentuk kristal secara sempurna.

Hipidiomorfik granular, yaitu sebagian besar berukuran relatif seragam dan subhedral. Bentuk butiran penyusun subhedral atau kurang sempurna yang merupakan penciri bahwa pada saat mineral terbentuk, maka rongga atau ruang yang tersedia sudah tak memadahi untuk dapat membentuk kristal secara sempurna.

Allotiomorfik granular, yaitu sebagian besar mineralnya berukuran relative seragam dan anhedral. Bentuk butiran anhedral atau tidak beraturan sama sekali merupakan pertanda bahwa mineral-mineral anhedral tersebut terbentuk paling akhir dari rangkaian proses pembentukan batuan beku.

2. Inequigranular, apabila mineralnya mempunyai ukuran butir tidak sama, antara lain terdiri dari :

Porfiritik, adalah tekstur batuan beku dimana kristal besar (fenokris) tertanam dalam mesadasar yang lebih halus, dapat berupa butiran kristal halus.

Vitroverik, apabila fenokris tertanam dalam masadasar berupa gelas.

3. Testur Khusus, adalah tekstur disamping menunjukkan hubungan antara bentuk dan ukuran butiran antara mineral-mineral yang berbeda. Tetapi testur ini amat sulit untuk diamati secara megaskopis. Terdiri dari :

Diabas, tekstur dimana plagioklas tumbuh bersama dengan piroksen, disini piroksen tidak terlihat jelas dan plagioklas radier terhadap piroksen.

Trakhitik, fenokris sanidin dan piroksen tertanam dalam masadasar kristal sendiri yang relatif tampak penjajaran dan isian butir-butir piroksen, oksida besi dan asesori mineral.

Inmtergranular, ruang antar kristal-kristal plagiaklas ditempati oleh kristal-kristal piroksen, olivin atau bijih besi.

KLASIFIKASI DAN PENAMAAN BATUAN BEKU

Berbagai klasifikasi telah dikemukakan oleh beberapa ahli, kadang-kadang satu batuan pada klasifikasi yang lain penamaannya berlainan pula. Dengan demikian seorang petrolog harus benar-benar mengerti akan dasar penamaan yang diberikan pada suatu batuan beku.

Klasifikasi Berdasarkan Kimiawi

Klasifikasi ini telah lama menjadi standart dalam geologi (C.J. Huges, 1962), dan dibagi dalam empat golongan yaitu :

1. Batu beku asam, bila batuan beku tersebut mengandung lebih 66% SiO2. Contoh batuan ini Granit dan Rhyolit.

2. Batuan beku menengah atau intermediet, bila batuan tersebut mengandung 52% - 66% SiO2. Contoh batuan ini Diorit dan Andesit.

3. Batuan beku basa, bila batuan beku tersebut mengandung 45% - 52% SiO2. Contoh batuan ini Gabro dan Basalt.

4. Batuan beku ultra basa, bila batuan beku tersebut mengandung kurang dari 45% SiO2. Contoh batuan tersebut Peridotit dan Dunit.

Klasifikasi berdasarkan Mineralogi

Dalam klasifikasi ini indeks warna akan menunjukkan perbandingan mineral mafic dengan mineral felsic. S.J Shand, 1943, membagi empat macam batuan, yaitu :

1. Leucrocatic rock, bila batuan beku tersebut mengandung 30% mineral mafic.

2. Mesocratic rock, bila batuan beku tersebut mengandung 30% - 60% mineral mafic.

3. Melanocratic rock, bila batuan beku tersebut mengandung 60% - 90% mineral mafic.

4. Hipermelanuc rock, bila batuan beku tersebut mengandung lebih 90% mineral mafic.

Sedangkan S.J. Elis, 1948, membagi menjadi empat golongan tekstur pula, yaitu :

1. Felsic, untuk batuan beku dengan indeks warna kurang dari 10%

2. Mafelsic, untuk batuan beku dengan indeks warna 10% - 40%.

3. Mafic, untuk batuan beku dengan indeks warna 40%-70%

4. Ultramafic, untuk batuan beku dengan indeks warna lebih dari 70%

Klasifikasi berdasarkan tekstur dan komposisi mineral

Berdasarkan ukuran besar butir dan tempat terbentuknya, batuan beku dapat dibagi menjadi dua: Batuan beku Vulcanik dan Batuan beku Plutonik. Batuan beku Volkanik adalah Batuan beku yang terbentuk diatas atau didekat permukaan bumi. Menurut Williams, 1983, Batuan beku yang berukuran kristal kurang dari 1 mm adalah kelompok batuan volkanik, terutama pada matriknya. Batuan beku yang mempunyai ukuran kristal lebih dari 1 mm dikelompokkan dalam batuan plutonik, lebih lebih bila berukuran > 5 mm.

Pembagian berdasarkan ukuran kristal saja tidak cukup karena seringkali inti suatu aliran lava yang tebal mempunyai tekstur fanerik sedang (1-5 mm). Atau sebaliknya bagian tepi suatu pluton boleh jadi akan mempunyai tekstur fanerik halus atau bahkan afanitik dikarenakan pendinginan yang cepat selama kontak dengan batuan sampingnya. Oleh karena itu penamaan sekepal batuan dilaboratorium akan sangat teruntungkan jika didukung dengan data lapangan atas batuan tersebut.

Batuan Volkanik

Tata nama untuk kedua kelompok tersebut disarikan dalam tabel 2.2. Batuan volkanik dinamai dengan mempertimbangkan komposisi fenokris dan warna. Fenokris kwarsa dan feldspar alkali bersama dengan plagioklas asam dan sedikit biotit umum hadir dalam komposisi asam, seperti dalam riolit dan dasit. Jika fenokris kwarsa dan feldspar alkali hadir bersama plagioklas asam yang melimpah melebihi jumlah feldspar alkali, batuan tersebut adalah dasit. Sebaliknya bila yang melimpah adalah felspar alkali dibandingkan plagioklas asam maka batuan tersebut cenderung riolit. Warna dalam berbagai hal tidak begitu berarti. Banyak dasit dan riolit yang berwarna abu-abu kehijauan atau agak gelap. Oleh karena itu warna baru bermanfaat jika tidak didapati satupun fenokris dalam batuan volkanik tersebut.

Fenokris hornblende yang melimpah dengan disertai oleh biotit atau piroksen adalah khas pada andesit. Sungguhpun demikian sering pula didapati andesit berwarna abu-abu yang mengandung fenokris piroksen dalam jumlah terbatas. Hal tersebut berkaitan erat dengan kondisi kandungan fluida H2O pada magma saat pembentukkannya. Trakit merupakan batuan berkomposisi menengah yang melihatkan tekstur aliran dengan melibatkan banyak sanidin didalamnya. Kenampakan penjajaran mineral pada trkit merupakan gambaran akan aliran tersebut. Tekstur aliran/trkitik semacam ini dikenal pula dengan istilah pilotaksitik.

Basalt merupakan batuan volkanik berkomposisi basa yang umumnya berwarna gelap dengan fenokris olivin dan piroksen yang melimpah. Ada kalanya basalt tidak berfenokris namun akan terlihat berwarna gelap dan umumnya vesikuler atau bahkan skoria. Skoria adalah tekstur batuan volkanik yang sangat vesikuler, namun karena kehadiran skoria khas pada basalt maka seringkali basalt yang bertekstur skoria disebut dengan skoria saja. Variasi nama dalam komposisi basa menjadi beragam, oleh kehadiran kandungan mineralnya. Seperti spilit misalnya. Spilit adalah batuan berkomposisi mineralogi mafik sebagaimana basalt namun sesungguhnya kandungan An plagioklasnya rendah (oligoklas). Lava basalt berstruktur bantal yang terbentuk diair laut umumnya adalah spilit. Pengamatan plagioklas dalam hal ini memerlukan antuan mikroskop. Basanit dan teprit adalah karabat berkomposisi basa yang mengandung felspartoid dan olivin.

Batuan Plutonik

Setidaknya ada dua peneliti batuan beku yang telah menyusun klasifikasi dan tatanama batuan plutonik : Streckeisen, 1974 dan William, 1954 dan 1983.Williams mambagi batuan plutonik berdasarkan pada indeks warna (jumlah mineralmafik dalam batuan). Indek warna 10% atau bauan felsik diwakili oleh batuan granodiorit, andesit dan granit. Granit mempunyai kandungan feldspar alkali yang jauh melimpah dibandingkan plagioklasnya, sebaliknya granodiorit mempunyai plagioklas yang lebih dominan. Adamelit merupakan nama batuan felsik yang mempunyai felspar alkali sebanyak plagioklasnya.

Pada indeks warna 10 40% batuan plutonik diwakili oleh diorit, monozonit dan syenit. Kwarsa umumnya hadir dengan jumlah kurang dari 10% pada kelompok ini. Syenit adalah salah satu dari kelompok ini yang memiliki felspar alkali melebihi plagioklasnya.

Beberapa batuan plutonik maffik dengan indeks warna antara 40 70% adalah gabro, diabas/dolerit. Gabro mempunyai tekstur ofitik sedangkan diabas bertekstur diabasik atau sub ofitik. Ofitik adalah kenampakan dimana plagioklas dilingkupi oleh peroksin sedangkan diabasik adalah tumbuh bersama antara plagioklas dan peroksen dimana plagioklas memperlihatkan pertumbuhan yang menyebar.

Batuan Ultra mafik diperlihatkan dengan indeks warna lebih dari 70%. Dapat saja disusun oleh > 90% olivin yang disebut dunit atau oleh gabungan olivin dan piroksen yang dikenal dengan peridotit. Jika batuan ultra mafiktersebut disusun oleh >90% piroksen dikenal dengan piroksenit dan jika > 90% berupa hornblende disebut dengan hornblendit. Serpentinit adalah ubahan secara menyeluruh/ >90% batuan yang kaya akan mineral mafik. Anortosik adalah batuan ultra basa yang tidak termasuk dalam ultra mafik karena hampir keseluruhan disusun oleh plagioklas basa, sehingga indeks warna 90% dipergunakan klasifikasi berdasarkan mineral mafiknya sedangkan jika kandungan mineralmafik < 90%. Dipergunakan segitiga QAPF tersebut. Pengeplotan kandungan mineral mineral felsik harus dikalkulasi menjadi 100% (Q+A+P=100% atau A+P+F=100%).

BATUAN PIROKLASTIK

Terminologi

Batuan yang tersusun oleh fragmen hasil erupsi volkanik secara eksplosif (Williams, Turner, Gilbert, 1954)

Batuan yang terdiri dari bahan rombakan yang diletuskan dari lubang volkanik, diangkut melalui udara sebagai bahan maupun awan pijar, kemudian diendapkan di atas tanah dalam kondisi kering atau dalam tubuh air (Henrich, 1959)

Bagian dari batuan volkaniklastik (Fisher, 1961 & Vide Carozi, 1975)

Batuan yang terdiri dari material detrital/rombakan dari hasil kegiatan volkanik, ditransport dan diendapkan di danau, darat ataupun laut. (Johannsen, 1977)

Pyroclastic Fall

Sebaran mengikuti topografi

Ukuran butiran menghalus, lapisan menipis menjauhi pusat erupsi

Struktur :graded bedding normal dan reverse

Komposisi : pumice, scoria, abu/debu, sedikit lapili

Macam-macam : scoria-fall deposit, pumice-fall deposit, ash-fall deposit

Pyroclastic Flow

Endapan aliran debu dan balok/blok

Terdiri dari lapili vesikuler dan debu

Sorting buruk; butiran menyudut

Sebaran tidak merata; menebal di bagian lembah

Seringkali berasosiasi dengan lava riolitik, dasitik, andesitik

Endapan aliran scoria

Didominasi oleh lapili scoria

Komposisi andesitik, basaltik

Endapan aliran pumice

Komposisi dasitik, riolitik

Lapili, blok, pecahan gelas bertekstur pumice

Pyroclastic Surge

Endapan base surge, berasosiasi dengan endapan jatuhan

Endapan ground surge, berasosiasi dengan endapan aliran piroklastik

Endapan ash-clouds surge, biasanya di bagian atas endapan aliran piroklastik

Batuan piroklastik :

Batuan yang disusun oleh material-material yang dihasilkan oleh letusan gunung api.

Dicirikan oleh kehadiran material piroklas yang dominan (gelas, kristal, batuan volkanik), butiran yang menyudut, porositas yang relatif tinggi.

Batuan Epiklastik :

Batuan hasil rombakan batuan volkanik maupun batuan lainnya.

Terdiri dari material hasil rombakan batuan (kristal, fragmen batuan) dan material non volkanik.

FRAGMEN PIROKLASTIK DAN ENDAPAN

Fragmen piroklastik (piroklas) : fragmen berasal dari erupsi gunungapi (hasil langsung proses gunungapi)

Macam piroklas berdasarkan terjadinya

juvenile pyroclasts : hasil langsung akibat letusan, membeku dipermukaan (fragmen gelas, kristal pirojenik)

cognate pyroclasts : fragmen batuan hasil erupsi terdahulu (dari gunungapi yang sama)

accidental pyroclasts : fragmen batuan berasal dari basement (komposisi berbeda)

Klasifikasi batuan piroklastik

Dasar : ukuran butiran

Penamaan : tuf, tuf lapili, aglomerat, breksi piroklastik atau breksi volkanik

Untuk batuan berbutir halus ( 64 mmBom, blokLapisan bom / blok

Tefra bom atau blok Aglomerat, breksi piroklastik

2 64 mmlapiliLapisan lapili atau Tefra lapiliBatulapili (lapillistone)

1/16 2 mmAbu/debu kasarAbu kasarTuf kasar

< 1/16 mmAbu/debu halusAbu/debu halustuf halus

Hal hal yang perlu dideskripsi dalam batuan piroklastik Warna, deskripsikan warna batuan yang representatif

Besar butir, deskripsikan menggunakan besar butir/ukuran klast batuan piroklastik

Komponen, deskripsikan komponen batuan piroklastik :

- Kristal, fragmen kristal

- Fragmen litik : volkanik atau non volkanik, polimik atau monomik

- Pumice atau scoria

- Shards, lapili akresionari, vitriklas

- Semen : siliseous, karbonat atau zeolit.

Litofasies :

- Masif (tidak berlapis) atau berlapis

- Berlapis : Laminasi : < 1cm

Berlapis sangat tipis : 1 3cm

Berlapis tipis : 3 10cm

Berlapis sedang : 10 30cm

Berlapis tebal : 30 -100cm

Berlapis sangat tebal : > 100cm

- Masif (tidak bergradasi) atau bergradasi :

normal ; reverse ; normal-reverse ; reverse-normal

- Kemas : clast-supported atau matrix-supported,

terpilah baik, terpilah sedang, terpilah buruk

- Kekar : blocky, prismatik, columnar, platy

- Ketebalan lateral rata atau tidak rata

- Secara lateral menerus atau tidak menerus

- Cross-bedded, cross-laminated

Alterasi :

- Mineralogi : klorit, serisit, silika, pirit, karbonat, feldspar, hematit

- Distribusi

Lahar :

Endapan aliran piroklastik dengan media air (di sungai, akibat air hujan dll)

Sortasi buruk

Berhubungan langsung dengan erupsi langsung maupun tidak langsung

Sama sekali tidak ada kaitannya dengan erupsi gunungapi; mobilitas dari endapan tefra pada lereng tak stabil), contoh : akibat gempa bumi

Epiklastik/epiclast : material hasil rombakan batuan terdahulu

Batuan epiklastik : batuan yang terdiri dari material hasil rombakan batuan terdahulu (termasuk batuan volkanik), contoh : batupasir volkanik

Batuan piroklastik :

Piroklas : pecahan hasil letusan gunungapi

Definisi : batuan terdiri dari piroklas

Contoh : tuf, breksi piroklastik

Batuan sedimen tufan

Batuan sedimen yang mengandung campuran piroklas

Contoh : batupasir tufan (butiran pasir mencapai 90%, pecahan gelas 10%)

Tuf pasiran :

Batuan piroklastik yang mengandung campuran epiklas

Contoh : material piroklas mencapai 90%, material pasir hasil rombakan batuan terdahulu mencapai 10%

Batuan volkaniklastik : batuan terdiri dari material volkanik; kemungkinan material volkanik hasil rombakan (epiklas), hasil letusan langsung (piroklas)

Klasifikasi Batuan Vulkanik