BAB 5

BATUAN BEKU

Magma dapat mendingin dan membeku dibawah atau diatas permukaan bumi. Bila membeku dibawah permukaan bumi, terbentuklah batuan yang dinamakan batuan beku dalam atau batuan beku intrusif. Dan sering juga dikatakan sebagai batuan beku plutonik. Sedangkan bila magma dapat mencapai permukaan bumi kemudian membeku, terbentuklah batuan beku luar atau batuan beku ekstrusif.

Batuan beku dalam

Magma yang membeku dibawah permukaan bumi, pendinginannya sangat lambat (dapat sampai jutaan tahun), memungkinkan tumbuhnya kristal-kristal yang besar dan sempurna bentuknya, menjadi tubuh batuan beku intrusif. Tubuh batuan beku dalam mempunyai bentuk dan ukuran yang beragam, tergantung pada kondisi magma dan batuan disekitarnya. Magma dapat menyusup pada batuan disekitarnya, atau menerobos melalui rekahan-rekahan pada batuan sekelilingnya. Pada gambar 5.1. terlihat diagram penampang tubuh-tubuh batuan plutonik. Bentuk-bentuk yang memotong struktur batuan sekitarnya, diskordan, adalah batolit, stock, dyke (korok) dan jenjang volkanik (volcanic neck). Sedangkan bentuk yang sejajar dengan struktur batuan sekitarnya, konkordan, adalah sill, lakolit dan lopolit.

Batolit, merupakan tubuh batuan beku dalam (pluton) yang paling besar dimensinya. Bentuknya tidak beraturan, memotong lapisan-lapisan batuan yang

diterobosnya. Kebanyakan batolit merupakan kumpulan massa dari sejumlah tubuh-tubuh intrusi

yang berkomposisi agak berbeda. Perbedaan ini mencerminkan bervariasinya magma pembentuk batolit. Beberapa batolit mencapai lebih dari 1000 km panjangnya dan 250 km lebarnya. Dari pengukuran geofisika dan penelitian pada beberapa batolit yang tersingkap dipermukaan, diperkirakan tebalnya antara 20 sampai 30 km. Batolit tidak terbentuk oleh magma yang menyusup dalam rekahan, karena tidak ada rekahan sebesar dimensi batolit. Dan karena besarnya batolit dapat mendorong batuan diatasnya. Meskipun batuan yang diterobos dapat tertekan keatas oleh magma yang bergerak keatas secara perlahan, tentunya ada proses lain yang bekerja. Magma yang naik melepaskan fragmen-fragmen batuan yang menutupi-nya. Proses ini dinamakan stoping. Blok-blok hasil stoping lebih padat dibandingkan magma yang naik, sehingga mengendap. Saat mengendap fragmen-fragmen ini bereaksi dan sebagian terlarut dalam magma. Namun tidak semua terlarut dan mengendap di dasar dapur magma (magma chamber). Setiap fragmen batuan yang berada dalam tubuh magma yang sudah membeku dinamakan xenolith.

Stock, seperti batolit, bentuknya tidak beraturan dan dimensinya lebih kecil dibandingkan batolit, tidak lebih dari 10 km. Stock merupakan penyerta suatu tubuh batolit atau bagian atas batolit yang tererosi.

Dike atau korok, disebut juga gang, merupakan salah satu batuan intrusi yang dibandingkan dengan batolit, berdimensi kecil. Bentuknya tabular, sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong

GAMBAR 5.1. Diagram penampang batuan beku dalam. Batolit- tubuh batuan beku yang sangat besar, berbentuk tidak teratur dan tidak diketahui dasarnya; stock- suatu tubuh yang kecil dan bersifat sama dengan batolit; dyke-korok atau gang, berbentuk lempeng yang memotong struktur batuan disekitarnya; sill- berbentuk sama dengan dyke, tetapi sejajar dengan struktur disekitarnya; lakolit- sama dengan sill, bagian atasnya cembung keatas. Banyak batuan beku dalam yang berhubungan dengan gunung api (B.J. Skinner, 1992).

BAB 5 / Batuan Beku

struktur (perlapisan) batuan yang diterobosnya, gambar 5.2.

Volcanic neck (jenjang volkanik), adalah pipa gunung api dibawah kawah, yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudian setelah batuan yang menutupi disekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya kurang lebih silindris dan menonjol dari topografi sekitarnya ini disebut jenjang volkanik.

Sill adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk tabular dengan sisi-sisinya sejajar.Pada umumnya dike dan sill terdapat bersamaan, merupakan bagian dari suatu sistem batuan intrusi, gambar 5.2. Dike dan sill dapat sangat besar. Contohnya Great Dike di Zimbabwe, Afrika, merupakan massa gabro sepanjang 500 km dan 8 km lebarnya dengan dinding dindingnya sejajar dan tegak.

Sedangkan contoh sill yang besar terdapat dekat kota New York, Amerika, pada tebing S. Hudson, ketebalannya kurang lebih 300 meter.

Lakolit sejenis dengan sill merupakan intrusi yang sejajar dengan perlapisan batuan yang diterobosnya. Dibedakan dengan sill karena bentuk bagian atasnya, batuan yang diterobosnya melengkung atau cembung keatas, membentuk kubah landai. Sedangkan bagian bawahnya mirip dengan sill. Akibat proses-proses geologi, baik oleh gaya endogen, maupun gaya eksogen, batuan beku dalam dapat tersingkap atau berada diatas permukaan bumi. Meskipun terbentuk di bawah permukaan bumi, oleh gaya tektonik terangkat,

36

Bab 5 / Batuan beku

dan lapisan batuan diatasnya tererosi, sehingga batuan beku dalam tersebut muncul di permukaan.

Lopolit bentuknya mirip dengan lakolit, hanya bagian atas dan bawahnya cekung keatasBatuan beku dalam selain mempunyai berbagai bentuk tubuh intrusi, juga terdapat jenis batuan berbeda, berdasarkan pada komposisi mineral pembentuknya. Dari yang paling kaya akan mineral kuarsanya sampai paling sedikit adalah granit dan granodiorit, diorit, gabbro dan peridotit, seperti terlihat dalam kolom Batuan Faneritik pada tabel Klasifikasi Batuan Beku.

Batuan beku luar

Magma yang mencapai permukaan bumi, keluar melalui rekahan atau lubang kepundan gunung api sebagai erupsi, mendingin dengan cepat dan membeku menjadi batuan ekstrusif. Keluarnya magma di permukaan bumi melalui rekahan dinamakan erupsi linier atau fissure eruption. Pada umumnya magma basaltik yang viskositasnya rendah dapat mengalir disekitar rekahannya, menjadi hamparan lava basalt, disebut plateau basalt.Sedangkan yang keluar melalui lubang kepundan gunung api dinamakan erupsi sentral. Magma dapat mengalir melalui lereng, sebagai aliran lava atau ikut tersembur keatas bersama gas-gas sebagai piroklastik, , atau rempah gunung api. Di udara segera membeku meskipun masih pijar.

Lava terdapat dalam berbagai bentuk dan jenis, tergantung pada komposisi magmanya dan tempat atau lingkungan dimana pembekuannya terjadi.Apabila magma membeku dibawah permukaan air terbentuklah lava bantal (pillow lava), dinamakan demikian karena bentuknya mirip dengan bantal. Bagian depan alirannya membulat bentuknya dan bertumpuk saling tindih.Sebagai halnya batuan beku dalam, batuan beku luar juga terdapat dalam beberapa jenis, yaitu riolit dan dasit, andesit, basalt dan berbagai batuan piroklastik. Dalam Klasifikasi Batuan Beku.termasuk dalam kelompok batuan afanitik. Kenyataan bahwa kecepatan pendinginan magma mempengaruhi besar butir dapat dipergunakan sebagai cara sederhana untuk membedakan batuan beku dalam dari batuan beku luar. Apabila batuan beku memperlihatkan butiran-butiran kasar (coarse grains) maka batuan tersebut batuan intrusif. Dan sebaliknya, bila berbutir halus (fine grains) maka batuan ekstrusif.Untuk lebih teliti haruslah diperhatikan sifat fisik lainnya, tekstur batuan.

Tekstur (texture)

Secara umum batuan beku intrusif dan ekstrusif atau batuan beku umumnya dapat dibedakan dari kenam-pakan bentuk, ukuran butir dan hubungan kristal mineral-mineralnya atau disebut tekstur batuan.Beberapa tekstur batuan beku yang umum adalah :

1. Gelas (glassy) - tidak berbutir atau tidak mempunyai kristal (amorf).

2. Afanitik (aphanitic) - (fine grain texture) berbutir sangat halus, hanya dapat dilihat dengan mikroskop.

3. Faneritik (phaneritic) - (coarse grain texture) berbutir cukup besar, dapat dilihat tanpa mikroskop.

4. Porfiritik (porphyritic) - mempunyai dua ukuran kristal yang dominan.

5. Piroklastik (pyroclastic) - mempunyai fragmen material volkanik.

Tekstur gelas terjadi akibat magma membeku dengan cepat, saat magma mencapai permukaan bumi dan

37

GAMBAR 5.2 Dike dan sill merupakan tubuh-tubuh batuan intrusif berbentuk pipih (tabular). Dike memotong lapisan-lapisan batuan disekitarnya. Sill di-injeksikan diantara lapisan-lapisan batuan.

(WK. Hamblin, 1989).

TABEL 5.1 Klasifikasi sederhana batuan beku berdasarkan tekstur dan komposisi mineral

Felsik(granitik)

Intermediet(andesitik)

Mafik(basaltik)

Ultra mafik

Intrusif (faneritik) Granit Diorit Gabbro Peridotit

Ekstrusif (afanitik)

Riolit Andesit Basalt

Komposisi mineral utama

KuarsaK felsparNa felspar

HornblendeNa felsparCa felspar

Ca felsparPiroksen

OlivinPiroksen

Mineral tambahan

MuskovitBiotitHornblende

BiotitPiroksen

OlivinHornblende

Ca felspar

BAB 5 / Batuan Beku

bersentuhan dengan atmosfir. Suhu dan tekanan di atmosfir jauh lebih rendah dari dapur magma dibawah. Akibatnya tidak sempat membentuk kristal atau amorf, seperti obsidian. Kadang-kadang lava mendingin dan membeku begitu cepatnya sehingga atom-atomnya tidak sempat untuk membentuk mineral, sehingga yang terbentuk adalah mineraloid, gelas.Batuan beku luar yang sebagian besar atau seluruhnya terdiri dari gelas dinamakan obsidian.

Afanitik (aphanitic dari bahasa Junani phaneros yang berarti terlihat, dan a berarti tidak) dapat diartikan butiran-butiran mineralnya tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Batuan beku dengan tekstur ini memperlihatkan pembekuan yang cepat, tetapi masih sempat membentuk kristal. Batuan bertekstur ini terdiri dari mineral-mineral dengan kristal yang sangat kecil. . Misalnya bagian dalam aliran lava, dibawah mikroskop dapat dikenali feldspar dan kwarsa.

Faneritik (phaneritic) berarti dapat dilihat. Batuan dengan tekstur ini butiran mineralnya dapat dilihat tanpa mikroskop, memperlihatkan besar kristal yang hampir seragam dan saling mengunci (interlock). Bentuk kristal yang besar-besar ini menyatakan bahwa pembekuannya berlangsung sangat lama, yang berarti terjadi jauh dibawah permukaan bumi.

Porfiritik; merupakan tekstur yang khusus dimana terdapat campuran antara butiran-butiran kasar didalam massa butiran-butiran lebih halus. Butiran yang besar, bentuknya relatif sempurna dinamakan fenokrist (phenocrysts), sedangkan butiran yang kecil-kecil, disekitar fenokrist disebut massadasar (groundmass). Fenokrist yang dikelilingi massadasar terbentuk sebagai layaknya mineral berbutir kasar pada batuan beku dalam, oleh pendinginan magma secara perlahan-lahan dalam kerak atau mantel. Sedangkan massa dasar yang mengelilingi fenokrist

memberikan bukti bahwa magma yang sebagian membeku bergerak naik keatas dengan cepat. Pada kondisi baru ini magma mendingin dengan cepat dan menghasilkan mineral-mineral yang terbentuk terakhir yang berbutir halus. Banyak batuan beku ekstrusif yang porfiri.

Pegmatite Batuan beku dalam yang terdiri dari mineral-mineral berukuran yang tidak lazim, besar-besar, sampai 2 cm atau lebih.

Pyroklastik, dalam bahasa Junani pyro artinya api dan klastos adalah pecah. Tekstur batuan dikatakan pyroklastik apabila pada batuan tersebut terdapat butiran fenokris dan massa dasar, mirip dengan porfiritik. Namun dibawah mikroskop terlihat bahwa butiran-butirannya lebih banyak pecah-pecah dari pada kristal saling mengunci. Selain itu juga fragmennya bengkok, terpilin dan terdeformasi. Tekstur ini terjadi akibat erupsi ledakan material berukuran debu dihembuskan keatas. Di udara terbentuk mineral dan gelas, bercampur sebagai material yang panas. Bila diendapkan masih panas, maka material-material ini saling merekat seperti di las satu dengan lainnya.

Klasifikasi Batuan Beku

Batuan beku sangat banyak jenisnya, pengelompokkan atau klasifikasi sederhana didasarkan atas tekstur dan komposisi mineralnya. Keragaman tekstur batuan beku diakibatkan oleh. sejarah pendinginan magma, sedangkan komposisi mineral bergantung pada kandu- ngan unsur kimia magma induk dan lingkungan kristalisasinya. Saat magma dengan komposisi tertentu

38

TABEL 5.2 Klasifikasi berdasarkan perbandingan mineral yang umum dalam batuan beku. Batas antara tipe batuan tidak tegas, melainkan gradual (garis putus-putus). Untuk mengetahui komposisi umum batuan, proyeksikan dari garis putus kebawah dan perkirakan persentasi mineral pada tepikiri. (Skinner, 1992)

Bab 5 / Batuan beku

membeku, sama. Hanya teksturnya yang berbeda. Misalnya granit, terbentuk sebagai batuan intrusif

Tetapi bila kelompok mineral yang terbentuk baik dalam batuan beku intrusif maupun batuan beku ekstrusif adalah magma yang sama mencapai permukaan dan membeku, batuan yang terbentuk adalah riolit. Klasifikasi sederhana batuan beku yang umum adalah seperti pada Tabel 5.1. Batuan yang kaya akan kuarsa berwarna terang, seperti granit atau riolit. Dalam tabel terdapat disebelah kiri. Dan sebaliknya, makin berkurang kandungan kuarsa (kearah kanan) batuan makin berwarna gelap, seperti gabbro dan peridotit.Batuan pada bagian kanan tabel, kaya akan mineral-mineral yang mengkristal paling dulu, mengandung lebih banyak unsur Mg dan Fe, sebab itu dinamakan mineral mafik (Magnesium dan Fe). Kandungan SiO2

nya sangat kecil, sehingga memberikan warna lebih gelap dibandingkan dengan batuan pada bagian kiri tabel. Sedangkan batuan pada bagian kiri lebih banyak feldspar dan silika dinamakan mineral felsik yang merupakan mineral-mineral berwarna terang dan batuannya berwarna lebih terang dari pada batuan bagian kanan tabel. Pada Tabel 5.2 diperlihatkan klasifikasi dalam bentuk diagram perbandingan persentasi kandungan mineral

dan teksturnya. Batas-batas antara tipe batuan tidak tegas, melainkan bertahap, yang diperlihatkan sebagai garis putus-putus.Dalam tabel terlihat juga bahwa batuan berkomposisi mineral dengan perbandingan sama, tetapi dapat bertekstur kasar dan halus, tergantung dari cara pendinginannya. Yang mencerminkan dimana batuan tersebut terbentuk.

Batuan faneritik

Sering pula dikatakan batuan berbutir kasar dan yang umum dijumpai adalah :

Granit berkomposisi terutama dari felspar dan kwarsa. K-felspar merupakan mineral utamanya, berwarna merah muda, sedangkan Na-Ca plagioklasterdapat dalam jumlah sedang, berwarna putih seperti porselein. Mika, muskovit atau biotit berwarna hitam mengkilat atau serpihan berwarna bronz, tersebar merata dalam batuan. Banyak dijumpai granit dengan butiran-butiran hornblende yang tersebar.Berat jenis granit relatif kecil ( 2,7 ) dibandingkan dengan basalt ( 3,2.).Istilah granit hanya dipergunakan untuk batuan beku yang mengandung kuarsa dimana K felspar dominan.Sedangkan bila plagioklas felspar yang dominan dinamakan granodiorit

39

BAB 5 / Batuan Beku

. Untuk membedakan K felspar dan plagioklas felspar tidaklah mudah, memerlukan peralatan khusus. Oleh karena itu secara umum kedua batuan tersebut disebut saja sebagai batuan granitik. Ada dua pendapat mengenai pembentukan granit, yang satu mengatakan batuan beku, dilain pihak mengatakan granit termasuk batuan metamorf. Hal ini akan dibahas dalam bab 7, Batuan metarfosa.Granit dan batuan lain yang setara membentuk kerak benua, sedangkan basalt membentuk kerak samudra.

Diorit mempunyai tektur mirip granit tetapi komposisinya tidak sama. Mineral utamanya adalah Na-plagioklas feldspar, sedangkan kwarsa dan K-feldspar merupakan mineral minor. Mineral amfibol didalamnya mencirikan diorit. Dan bukanlah tidak mungkin dijumpai piroksen. Komposisi diorit merupakan komposisi menengah antara granit dan basalt.

Gabbro, teksturnya berbutir kasar, mirip dengan granit, tetapi komposisi utamanya adalah piroksen dan Ca-plagioklas. Olivin terdapat sebagai mineral minor. Warna gabro hijau tua, abu-abu tua atau hitam. Gabro merupakan material utama bagian bawah kerak samudra, dan juga pada beberapa bagian kerak benua tua.

Peridotit hampir seluruhnya terdiri dari mineral olivin dan piroksen, sangat jarang dijumpai diatas permukaan bumi.Dari berat jenisnya yang besar dan sifat fisik lainnya dapat diperkirakan bahwa selubung bumi (mantel) terdiri dari peridotit.

Batuan afanitik

Basalt adalah batuan beku luar, yang khas bertekstur afanitik, berbutir halus sampai sangat halus. Biasanya berwarna gelap, terjadi dari pendinginan pada bagian dalam aliran lava. Komposisi utamanya Ca-plagioklas dan piroksen, sedangkan olivin atau amfibol hanya sedikit. Plagioklas terdapat sebagai kristal-kristal memanjang mengelilingi olivin dan piroksen yang sama besarnya. Ada juga basalt yang mempunyai kristal olivin atau piroksen yang besar-besar sebagai fenokrist sehingga menjadikannya bertekstur porfiritik. Pada umumnya basalt mengandung sedikit gelas, terutama didekat bagian atas aliran lava.

Andesit terdiri dari Na-plagioklas, piroksen dan amfibol. Umumnya mengandung kwarsa sedikit atau sama sekali tidak ada. Kenampakannya mirip dengan diorit dan bertekstur porfiritik, dengan feldspar dan mineral-mineral ferro dan magnesium sebagai fenokrist. Andesit merupakan tipe lava yang banyak dijumpai setelah basalt dan sering terdapat sepanjang batas benua atau di bagian dalam benua.

Riolit berkomposisi sama dengan granit, biasanya mengandung fenokrist feldspar, kwarsa atau mika, tetapi belum dapat disebut porfiritik. Riolit dan andesit sukar dibedakan tanpa mikroskop, dan disatukan dalam kelompok felsite (kelompok batuan bertekstur afanitik dan berwarna terang).

Struktur batuan beku

Meskipun batuan beku tebentuk dari pembekuan magma, namun beberapa batuan beku memperlihatkan adanya struktur, seperti blok lava, ropy lava, lava bantal (pillow lava ), struktur aliran dan struktur rekahan, serta vesikular dan amigdaloidal.

Blok lava, yang di Hawaii dikatakan lava aa, adalah aliran lava yang permukaannya sangat kasar, berbentuk bongkah-bongkah. Pada saat mengalir permukaannya yang berhubungan langsung dengan amosfir sudah membeku, sedangkan didalam yang panas dan cair masih mengalir. Akibatnya bagian yang

40

Bab 5 / Batuan beku

membeku pecah-pecah dan terbawa mengalir sebagai bongkah-bongkah.

Lava tali (ropy lava), dikatakan lava Pahoehoe di Hawaii, merupakan aliran lava yang permukaannya halus dan dilihat dari atas berbentuk seperti pilinan tali. Bagian depannya membulat, memnajang kebelakang, bergaris tengah sampai beberapa meter. Dan saling tumpang tindih, mirip tali yang besar.Lava bantal, sesuai dengan namanya, aliran lava ini bentuknya menyerupai bantal yang tumpang tindih.. Sering dijumpai bersamaan dengan batuan sedimen marin sehingga disimpulkan terbentuk dibawah permukaan air.Struktur aliran, terlihat sebagai kesejajaran bentuk lensa-lensa kecil, garis-garis dan goresan-goresan, yang diakibatkan oleh karena lava tidak homogen.

Struktur rekahan, atau kekar, berbentuk kolom-kolom memanjang berbentuk prisma, permukaannya berbentuk segi enam. Rekahan-rekahan yang merupa-. kan sumbu panjang kolom, arahnya tegak lurus bidangpendinginan, dan dinamakan kekar kolom (collumnar joint).

Struktur vesikular terjadi akibat keluarnya gas-gas yang terlarut dalam magma karena penurunan tekanan disekitarnya, atau setelah mencapai permukaan bumiStruktur ini terlihat sebagai serat-serat dalam lava. Sedangkan struktur amigdaloid terjadi apabila rongga-rongga pelepasan gas terisi oleh kristal mineral sekunder, kalsit misalnya

41