Petrologi PDF

Preview

Summary

Modul Praktikum Petrologi 2015 BAB I BATUAN BEKU Batuan beku adalah batuan yang terjadi dari pembekuan larutan silikat cair liat , pijar, bersifat mudah bergerak yang kita kenal dengan nama magma. Penggolongan batuan beku dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) yaitu 1. Berdasarkan genetik batuan, 2. B...

Description

Modul Praktikum Petrologi 2015

BAB I BATUAN BEKU

Batuan beku adalah batuan yang terjadi dari pembekuan larutan silikat cair liat , pijar, bersifat mudah bergerak yang kita kenal dengan nama magma. Penggolongan batuan beku dapat dikelompokkan menjadi 3 (tiga) yaitu 1. Berdasarkan genetik batuan, 2. Berdasarkan senyawa kimia yang terkandung dan 3. Berdasarkan susunan mineraloginya. Batuan beku dapat dibagi menjadi: A. Batuan Beku Ekstrusi Batuan beku sebagai hasil pembekuan magma yang keluar di atas permukaan bumi baik di darat maupun di bawah muka air laut. Pada saat mengalir di permukaan masa tersebut membeku

relatif cepat dengan melepaskan

kandungan gasnya. Oleh karena itu sering memperlihatkan struktur aliran dan banyak lubang gasnya (vesikuler). Magma yang keluar di permukaan atau lava setidaknya ada 2 jenis: Lava Aa dan Lava Pahoehoe. Lava Aa terbentuk dari masa yang kental sedangkan lava Pahoehoe terbentuk oleh masa yang encer B. Batuan Beku Intrusi Batuan hasil pembekuan magma di bawah permukaan bumi. Ukuran mineralnya kasar, > 1 mm atau 5 mm.

Ga mb ar 1 .1 Jenis -Jen is In stru si Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

1

Modul Praktikum Petrologi 2015 1. Berbentuk tidak teratur dengan dinding yang curam dan tidak diketahui batas bawahnya. Yang memiliki penyebaran > 100 km 2 disebut batolith, yang kurang dari 100 km2 dikenal dengan stock sedangkan yang lebih kecil dan relatif membulat disebut boss. Ketiganya merupakan peristilahan dalam batuan plutonik. 2. Intrusi berbentuk tabular yang memotong struktur setempat (diskordan) disebut dyke/korok sedangkan yang konkordan disebut sill atan lakolit kalau cembung ke atas. 3. Intrusi berdimensi kecil dan membulat sering dikenal dengan intrusi silinder atau pipa.

1.1 PENGENALAN MAGMA Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah bersifat mobile, bersuhu antara 900 ° - 1200 °C atau lebih dan berasal dai kerak bumi bagian bawah atau selubung bumi bagian atas ( F.F. Grouts, 1947; Tumer dan verhogen 1960, H. Williams, 1962 ). Komposisi kimiawi magma dari contoh-contoh batuan beku terdiri dari : a. Senyawa-senyawa yang bersifat non-volatil dan merupakan senyawa oksida dalam magma. Jumlahnya sekitar 99% dari seluruh isi magma , sehingga merupakan mayor element, terdiri dari SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, CaO, Na2O, K2O, TiO2, P2O5. b. Senyawa volatil yang banyak pengaruhnya terhadap magma, terdiri dari fraksifraksi gas CH4, CO2, HCl, H2S, SO2 dsb. c. Unsur-unsur lain yang disebut unsur jejak (trace element) dan merupakan minor element seperti Rb, Ba, Sr, Ni, Li, Cr, S dan Pb. (Dally 1933, Winkler 1957, Vide W. T. Huang 1962) berpendapat lain yaitu magma asli (primer) adalah bersifat basa yang selanjutnya akan mengalami proses diferensiasi menjadi magma yang bersifat lain. (Bunsen 1951, W. T. Huang, 1962) mempunyai pandapat bahwa ada dua jenis magma primer, yaitu basaltis dan granitis dan batuan beku merupakan hasil campuran dari dua magma ini yang kemudian mempunyai komposisi lain.

Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

2

Modul Praktikum Petrologi 2015 1.2. EVOLUSI MAGMA Magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai berikut :  Hibridasi, merupakan pembentukan magma baru karena pencampuran dua magma yang berlainan jenisnya.  Sinteksis, merupakan pembentukan magma baru karena proses asimilasi dengan batuan samping.  A n a t e k s i s , m e r u p a k a n p roses pambentukan magma dari peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar. Dari magma dengan kondisi tertentu ini selanjutnya mengalami differensiasi magma. Differensiasi magma ini meliputi semua proses yang mengubah magma dari keadaan awal yang homogen dalam skala besar menjadi masa batuan beku dengan komposisi yang bervariasi.

Proses-proses differensiasi magma meliputi :  Fragsinasi, merupakan pemisahan kristal dari larutan magma,karena proses kristalisasi berjalan tidak seimbang atau kristal-kristal pada waktu pendinginan tidak dapat mengikuti perkembangan. Komposisi larutan magma yang baru ini terjadi terutama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan yang menyolok dan tiba-tiba.  Crystal

S ettlin g/Gravitation al

S ettlin g ,

merupakan

pengendapan

kristal oleh gravitasi dari kristal -kristal berat Ca, Mg, Fe yan g akan memperka ya magma pada bagian dasar waduk. Disini mineral silikat berat akan terletak dibawah mineral silikat ringan.  Liqu id Immisib ility , merupakan proses dimana larutan magma ya ng mempun yai suhu ren dah akan pecah me njadi larutan yan g masing masing akan membeku membentuk bahan yang heterogen.  Crystal Flotation , merupakan pengembangan kristal ringan dari sodium (Na) dan potassium (K) yan g ak an memperka ya magma pada bagian atas dari waduk magma.  Vesicu lation , merupakan proses dimana magma yan g men gandung komponen seperti CO 2 , S O 2 , S 2 , Cl 2 , dan H 2 O s ewaktu naik kepermukaan Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

3

Modul Praktikum Petrologi 2015 membentuk gelembung - gelembung gas dan membawa serta komponen volatile S odium (Na) dan P otasium(K).  Diffu sion , merupakan proses dimana bercampurn ya batuan dinding dengan magma didalam waduk magma secara lateral.

Ga mb ar 1. 2 Sk ema d iff eren siasi magma (Atlas of Volcan ic US GS )

1.3 SERI REAKS I BOWEN DARI MINERAL UTAMA PEMBENTUK BATUAN BEKU S eri Reaksi Bowen merupakan suatu skema yan g menunjukan urutan kristalisasi dari mineral pembentuk batuan beku yan g terdiri dari dua bagian. Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

4

Modul Praktikum Petrologi 2015 Mineral -mineral tersebut dapat digolongkan dalam dua golongan besar yaitu: 1. Golongan mineral berwarna gelap atau m afik mineral. 2. Golongan mineral berwarna terang atau felsik mineral. Dalam proses pendinginan magma dimana magma itu tidak langsung semuanya membeku, tetapi mengalami penurunan temperatur secara perlahan bahkan mungkin cepat. Penurunan tamperatur ini disertai mulainya pembentukan dan pengendapan mineral-mineral tertentu yang sesuai dengan temperaturnya Pembentukan mineral dalam magma karena penurunan temperatur telah disusun oleh Bowen. Sebelah kiri mewakili mineral-mineral mafik, yang pertama kali terbentuk dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin. Akan tetapi jika magma tersebut jenuh oleh SiO2 maka Piroksenlah yang terbentuk pertama kali. Olivin dan Piroksan merupakan pasangan ”Incongruent Melting”; dimana setelah pembentukkannya Olivin akan bereaksi dengan larutan sisa membentuk Piroksen. Temperatur menurun terus dan pembentukkan mineral berjalan sesuai dangan temperaturnya. Mineral yang terakhir tarbentuk adalah Biotit, ia dibentuk dalam temperatur yang rendah. Mineral disebelah kanan diwakili oleh mineral kelompok Plagioklas, karena mineral ini paling banyak terdapat dan tersebar luas. Anortite adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin terbentuk peda suhu menengah dan terdapat batuan beku Diorit atau Andesit. Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah albit, mineral ini banyak tersebar pada batuan asam seperti granit atau Riolite. Reaksi berubahnya komposisi Plagioklas ini merupakan deret : “Solid Solution” yang merupakan reaksi menerus, artinya kristalisasi Plagioklas Ca-Plagioklas Na, jika reaksi setimbang akan berjalan menerus. Dalam hal ini Anortite adalah jenis Plagioklas yang kaya Ca, sering disebut Juga "Calcic Plagioklas", sedangkan Albit adalah Plagioklas kaya Na ( "Sodic Plagioklas / Alkali Plagioklas" ). Mineral sebelah kanan dan sebelah kiri bertemu pada mineral Potasium Felspar ke mineral Muskovit dan yang terakhir mineral Kuarsa, maka mineral Kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral Felsik atau mineral Mafik, dan sebaliknya mineral yang terbentuk pertama kali adalah mineral yang sangat tidak stabil dan mudah sekali terubah menjadi mineral lain.

Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

5

Modul Praktikum Petrologi 2015 I.4. JENIS BATUAN BEKU A. Klasifikasi berdasarkan tekstur dan komposisi mineral. Berdasarkan ukuran besar butir dan tempat terbentuknya , batuan beku dapat dibagi menjadi dua : yaitu Batuan beku volkanik dan Batuan beku plutonik. a. Batuan Beku Volkanik Batuan beku volkanik adalah batuan beku yang terbentuk di atas atau di dekat permukaan bumi (intrusi dangkal). Menurut Williams (1983), batuan beku yang berukuran kristal kurang dari 1 mm adalah kelompok batuan volkanik, terutama kehadiran masa gelas. b. Batuan Beku Plutonik Batuan beku yang terbentuk pada kedalaman yang sangat besar dan mempunyai ukuran kristal lebih dari 1 mm. B. Klasifikasi berdasarkan kimiawi Klasifikasi ini telah lama menjadi standar dalam Geologi (Hughes , 1962 ), dan dibagi dalam empat golongan , yaitu : a. Batuan beku asam , bila batuan beku tersebut mengandung lebih 66 % SiO2.Contoh batuan ini Granit dan Riolit. b. Batuan beku menengah atau Intermediet, bila batuan tersebut mengandung 52% -66% SiO2.Contoh batuan ini adalah Diorit dan Andesit. c. Batuan beku basa, bila batuan tersebut mengandung 45% - 52% SiO2. Contoh batuan ini adalah Gabro dan Basalt. d. Batuan beku ultra basa, bila batuan beku tersebut mengandung kurang dari 45% SiO2 . Contoh batuan tersebut adalah Peridotit dan Dunit. C. Klasifikasi berdasarkan kejenuhan silika (SiO2) Berdasarkan kejenuhan silika (SiO2) batuan beku dapat dikelompokkan menjadi 3 (Tiga), yaitu : a. Over saturated rock, bila batuan beku tersebut lewat jenuh silika. Contoh batuan tridimit. b. Saturated rock, bila batuan beku tersebut jenuh silika.

Contoh batuan

mengandung feldspar , piroksen, amphibol bervariasi dengan mineral sphene, zirkon, apatit, dll.

Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

6

Modul Praktikum Petrologi 2015 c. Under saturated rock, bila batuan beku tersebut tidak jenuh silika. Contoh batuan yang non felspatoid yaitu batuan yang tidak muncul mineral felspatoid biasanya pada fase olivin magnesian.

Gambar 1.3. Skema yang menunjukkan seri reaksi Bowen.

Garis putus merupakan batasan golongan batuan yang ditandai dengan komposisi Mineral yang dominan dalam pembatasannya. Misalnya Kuarsa, Muskovit, Biotit, Kalium Felspar tergolong ke dalam Batuan Asam. Selanjutnya amati apakah batuan tersebut Plutonik atau Vulkanik, lalu perhatikan antara perbandingan Plagioklas dengan Kalium Felspar.

Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

7

Modul Praktikum Petrologi 2015 I.5. STRUKTUR BATUAN BEKU Struktur batuan beku adalah bentuk batuan beku dalam skala yang besar, seperti lava bantal yang terbentuk di lingkungan air (laut), seperti lava bongkah, struktur aliran dan lain-lainnya. Suatu bentuk struktur batuan sangat erat sekali dengan waktu terbentuknya. Macam-macam struktur batuan beku adalah : a. Masif, apabila tidak menunjukkan adanya fragmen batuan lain yang tertanam dalam tubuhnya. b. Pillow lava atau lava bantal, merupakan struktur yang dinyatakan pada batuan ekstrusi tertentu , yang dicirikan oleh masa berbentuk bantal dimana ukuran dari bentuk ini adalah umumnya 30 - 60 cm dan jaraknya bedekatan, khas pada Columnar Joint, struktur yang ditandai oleh kekar-kekar yang tertanam secara tegak lurus arah aliran. c. Vesikuler, merupakan struktur batuan beku ekstrusi yang ditandai dengan lubanglubang sebagai akibat pelepasan gas selama pendinginan. d. Skoria, adalah struktur batuan yang sangat vesikuler (banyak lubang gasnnya). e. Amigdaloidal, struktur dimana lubang-lubang keluar gas terisi oleh mineralmineral sekunder seperti zeolit, karbonat dan bermacam silika. f. Xenolith, struktur yang memperlihatkan adanya suatu fragmen batuan yang masuk atau tertanam ke dalam batuan beku. Struktur ini terbentuk sebagai akibat peleburan tidak sempurna dari suatu batuan samping di dalam magma yang menerobos. g. Autobreccia, struktur pada lava yang memperlihatkan fragmen-fragmen dari lava itu sendiri.

I.6. TEKSTUR BATUAN BEKU Tekstur dalam batuan beku merupakan hubungan antar mineral atau mineral dengan masa gelas yang membentuk masa yang merata pada batuan. Selama pembentukan tekstur dipengarui oleh kecepatan dan stadia kristalisasi. Yang kedua tergantung pada suhu, komposisi kandungan gas, kekentalan magma dan tekanan. Dengan demikian tekstur tersebut merupakan fungsi dari sejarah pembentukan batuan beku. Dalam hal ini tekstur tersebut menunjukkan derajat kristalisasi (degree of crystallinity), ukuran butir (grain size), granularitas dan kemas (fabric), (Williams, 1982; Huang, 1962 ) Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

8

Modul Praktikum Petrologi 2015 1. Derajat kristalisasi Derajat kristalisasi merupakan keadaan proporsi antara masa kristal dan masa gelas dalam batuan. Dikenal ada tiga kelas derajat kristalisasi, yaitu :  Holokristalin

: apabila batuan tersusun seluruhnya oleh masa kristal

 Hipokristalin

: apabila batuan tersusun oleh masa kristal dan gelas

 Holohylalin

: apabila batuan seluruhnya tersusum oleh masa gelas

2. Granularitas 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 ukuran butir, yaitu afanitik dan fanerik. a. Afanitik Dikatakan afanitik apabila ukuran butir individu kristal sangat halus, sehingga tidak dapat dibedakan dengan mata telanjang b. Fanerik Kristal individu yang termasuk kristal fanerik dapat dibedakan menjadi ukuranukuran :  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 kristal > 30 mm 3. Kemas Kemas meliputi bentuk butir dan susunan hubungan kristal dalam suatu batuan. a. Bentuk kristal Ditinjau dari pandangan dua dimensi, dikenal tiga macam :  Euhedral, apabila bentuk kristal dan 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 sebagian bidang kristal yang tidak sempurna Secara tiga dimensi dikenal :  Equidimensional, apabila bentuk kristal ketiga dimensinya sama panjang. Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2015

9

Modul Praktikum Petrologi 2015  Tabular, apabila bentuk kristal dua dimensi lebih panjang dari satu dimensi lain.  Irregular, apabila bentuk kristal tidak teratur. b. Relasi Merupakan hubungan antara kristal satu dengan yang lain dalam suatu batuan dari ukuran dikenal : 1. Granularitas atau Equiqranular, 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 mineralmineral tersebut sampai membentuk kristal secara sempurna.  Hipiodiomorfik granular, yaitu sebagian besar mineralnya berukuran relatif seragam dan subhedral. Bentuk butiran penyusun subhedral atau kurang sempurna yang merupakan penciri bahwa pada saat mineral terbentuk, maka rongga atau ruangan yang tersedia sudah tidak memadai untuk memadai untuk dapat membentuk kristal secara sempurna.  Allotiomorfik granular, yaitu sebagian besar mineralnya berukuran relatif seragam dan anhedral. Bentuk anhedral atau tidak beraturan sama sekali merupakan pertanda bahwa bahwa pada saat mineralmineral penyusun ini terbentuk hanya dapat mengisi rongga yang tersedia saja. Sehingga dapat ditafsirkan 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 masa dasar kristal yang lebih halus.  Vitroverik , apabila fenokris tertanam dalam masa dasar berupa gelas.

Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2013

10

Modul Praktikum Petrologi 2015 3. Tekstur khusus batuan beku Karakter tekstur ditentukan oleh bentuk kristal, struktur, relasi, atau karakter internal telah memberikan bentuk khusus. Dalam beberapa kasus ditemukan bahwa detail dari suatu batuan tidak bisa ditentukan tanpa menggunakan mikroskop. Selain tekstur menunjukkan bentuk dan relasi antar kristal juga menunjukkan pertumbuhan bersama antara mineral – mineral yang berbeda. Berikut beberapa tekstur khusus dari batuan beku :  Diabasik, yaitu tekstur dimana plagioklas tumbuh bersama dengan piroksen, di sini piroksen tidak terlihat jelas dan plagioklas radier terhadap piroksen.  Trachitik, yaitu tekstur dimana fenokris sanidin dan piroksen tertanam dalam masa dasar kristal sanidin yang relatif tampak penjajaran dengan isian butir-butir piroksen, oksida besi dan aksesori mineral.  Intergranular adalah tekstur batuan beku yang memiliki ruang antar plagioklas ditempati oleh kristal – kristal piroksen, olivin atau biji besi.  Intersertal

adalah tekstur batuan beku yang memiliki ruang antar

plagioklas diisi masa dasar gelas.  Ophitic adalah tekstur batuan beku dimana kristal-kristal plagioklas tertanam secara acak dalam kristal yang lebih besar olivin atau piroksen. I. 7. KOMPOSISI MINERAL Menurut Walker T. Huang (1962), komposisi mineral dikelompokkan menjadi tiga kelompok mineral yaitu : A. Mineral Utama Mineral-mineral ini terbentuk langsung dari kristalisasi magma dan kehadirannya sangat menentukkan dalam penamaan batuan. 1. Mineral felsic (mineral berwarna terang dengan densitas rata-rata 2,5-2,7), yaitu :  Kuarsa ( SiO2 )  Kelompok felspar, terdiri dari seri felspar alkali

(K, Na) AlSi3O8. Seri

felspar alkali terdiri dari sanidin, orthoklas, anorthoklas, adularia dan mikrolin. Seri plagioklas terdiri dari albit, oligoklas, andesin, labradorit, biwtonit dan anortit. Laboratorium Petrologi Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta 2013

11

Modul Praktikum Petrologi 2015  Kelompok felspatoid (Na, K Alumina silika), terdiri dari nefelin, sodalit, leusit. 2. Mineral mafik (mineral-mineral feromagnesia dengan warna gelap dan densitas rata-rata 3,0-3,6), yaitu :  Kelompok olivin, terdiri dari fayalite dan forsterite  Kelompok piroksen, terdiri dari enstatite, hiperstein, augit, pigeonit, diopsid.  Kelompok mika, terdiri dari biotit, muskovit, plogopit.  Kelompok Amphibole, terdiri dari antofilit, cumingtonit, hornblende, rieberkit, tremolit, aktinolite, glaukofan, dll.

B. Mineral Sekunder Merupakan mineral-mineral ubahan dari mineral utama, dapat dari hasil pelapukan, hidrotermal maupun metamorfisma terhadap mineral-mineral utama. Dengan demikian mineral-mineral ini tidak ada hubungannya dengan pembekuan magma (non pirogenetik). Mineral sekunder terdiri dari :  Kelompok kalsit (kalsit, dolomit, magnesit, siderit), dapat terbentuk dari hasil ubahan mineral plagioklas.  Kelompok serpentin (antigorit dan krisotil), umumnya terbentuk dari hasil ubahan mineral mafik (terutama kelompok olivin dan piroksen).  Kelompok klorit (proktor, penin, talk), umumnya terbentuk dari hasil ubahan mineral kelompok plagioklas.  Kelompok serisit sebagai ubahan mineral plagioklas.  Kelompok kaolin (kaolin, hallosit), umumnya ditemukan sebagai hasil pelapukan batuan beku.

C. Mineral Tambahan (Acces...