BENTUK TUBUH BATUAN BEKU DALAM (INTRUSIF)

a. Pengertian Batuan Beku Batuan beku atau batuan igneus (dari Bahasa Latin: ignis, "api") adalah

jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras,

dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai

batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan

ekstrusif (vulkanik).

Magma ini dapat berasal dari batuan setengah cair ataupun batuan yang

sudah ada, baik di mantel ataupun kerak bumi. Umumnya, proses

pelelehan terjadi oleh salah satu dari proses-proses berikut: kenaikan

temperatur, penurunan tekanan, atau perubahan komposisi. Lebih dari 700

tipe batuan beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk

dibawah permukaan kerak bumi.

Berdasarkan genesanya atau tempat terjadinya dari batuan beku, dapat

dibedakan menjadi dua yaitu :

a.Batuan ekstrusif

b.Batuan Intrusif

Batuan beku yaitu batuan yang terbentuk sebagai hasil dari kumpulan

mineral-mineral silikat hasil penghabluran magma yang mendingin

(Walter T Huang, 1962). Berdasarkan teksturnya batuan beku ini bisa

dibedakan lagi menjadi batuan beku plutonik dan vulkanik.

Perbedaan antara keduanya bisa dilihat dari besar mineral penyusun

batuannya. Batuan beku plutonik umumnya terbentuk dari pembekuan

magma yang relatif lebih lambat sehingga mineral-mineral penyusunnya

relatif besar. Contoh batuan beku plutonik ini seperti gabro, diorite, dan

granit (yang sering dijadikan hiasan rumah). Sedangkan batuan beku

vulkanik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat

(misalnya akibat letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih

kecil. Contohnya adalah basalt, andesit (yang sering dijadikan pondasi

rumah), dan dacite.

b. Macam Bentuk tubuh batuan beku

1. Batuan Ekstrusi Kelompok batuan ini terdiri dari semua material yang dikeluarkan

kepermukaan bumi baik didaratan maupun dilautan. Material ini

mendingin dan membeku dengan cepat ada yang berbentuk padat, cair,

debu, suatu larutan

1. Ekstrusi linier,

terjadi jika magma keluar lewat celah-celah retakan atau patahan

memanjang sehingga membentuk deretan gunung berapi. Misalnya

Gunung Api Laki di Eslandia, dan deretan gunung api di Jawa Tengah dan

Jawa Timur.

2. Ekstrusi areal,

terjadi apabila letak magma dekat dengan permukaan bumi, sehingga

magma keluar meleleh di beberapa tempat pada suatu areal tertentu.

Misalnya Yellow Stone National Park di Amerika Serikat yang luasnya

mencapai 10.000 km2.

3. Ekstrusi sentral,

terjadi magma keluar melalui sebuah lubang (saluran magma) dan

membentuk gunung-gunung yang terpisah. Misalnya Gunung Krakatau,

Gunung Vesucius, dan lain-lain.

2. Batuan Intrusif Intrusi merupakan suatu proses yang terjadi akibat suatu adanya aktivitas

magma (plutonisme) yang berada dibawah permukaan bumi yang berusaha

keluar namun tidak muncul kepermukaan yang di akibat adanya tekanan

dan temperature yang sangat tinggi dari dalam bumi, yaitu dengan cara

menerobos batuan yang sebelumnnya sudah terbentuk atau ada, sehingga

menghasilkan beberapa bentuk tubuh dari batuan beku.

Batuan ini secara genesa terjadi dan terbentuk disuatu tempat yang berada

dibawah permukaan bumi yang membeku dengan lambat, sehingga

menghasilkan perbedaan dari komposisi mineral, susunan kimia, struktur,

tekstur yang tidak beraturan, ebrbentuk tabular, bentuk pipas sehingga

menhasilkan tubuh batuan beku dengan jenis yang berbeda- beda.

Dimana kontak batuan intrusi dengan batuan yang diintrusi atau daerah

batuan, bila sejajar dengan lapisan batuan maka tubuh intrusi ini disebut

konkordan. Bila batuan yang mengintrusi memotong dari lapisan massa

batuan yang diintrusi maka disebut dengan diskordan.

Macam-macam bentuk tubuh Batuan Beku intrisif :

1. Batholit

2. Dyke

3. Sill

4. Lakolit

5. Stock

Batholit Batholit berasal dari bahasa Yunani (greek); dari kata Bathos (ukuran) dan

lithos (batuan) yang artinya merupakan suatu tempat, rongga atau ruang

dengan ukuran besar sebagai tempat sekaligus hasil dari intrusi batuan

beku (plutonic) yang terbentuk akibat dari pembekuan magma didalam

kulit bumi. Batholit sering juga diartikan sebagai batuan beku yang

terbentuk di dalam dapur magma, sebagai akibat penurunan suhu yang

sangat lambat.

Batholit umumnya berbentuk ruang besar yang tidak beraturan dan

biasanya memiliki bentuk yang jelas dipermukaan bumi dengan

penampang melintang dari tubuh pluton (intrusi dengan tubuh tidak

beraturan) memperlihatkan yang sangat besar dan kedalaman yang tidak

diketahui batasnya. Luas area batholit baik yang ada didalam kulit bumi

maupun suatu Singkapan batholit yang muncul kepermukaan memiliki

luas sampai 100 km2

Batholit biasanya selalu tersusun atas senyawa-senyawa felsik (asam)

sampai intermediet (menengah), itu artinya batholit sebagian besar terdiri

dari batuan beku asam sampai batuan beku intermediet, misalnya granite,

diorite, dan quartz monzonite.Meskipun terlihat tak beraturan, batholit

merupakan suatu ruang yang memiliki komposisi mineral yang komplek.

Singkapan batholit akan muncul kepermukaan setelah banyak mengalami

proses pengangkatan (up lift) dan proses erosi selama jutaan tahun. Contoh

singkapan baholit yang ada di Indonesia misalnya singkpan felsik batholit

di kepulauan sumatra, Riau, dan Kalimantan, sedangkan yang terkenal

adalah intrusi granit yang terdapat dipulau karimun (Riau).

Dike atau Dyke Dalam ilmu geologi Dyke adalah suatu jenis intrusi batuan beku berbentuk

lembar yang mengenai lapisan tanah dan memotong secara bersebrangan

Dyke, disebut juga gang, merupakan salah satu badan intrusi yang

dibandingkan dengan batholit, berdimensi kecil. Bentuknya tabular,

sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong struktur

(perlapisan) batuan yang diterobosnya. Kadang-kadang kontak hampir

sejajar tapi perbandingan antara panjang dan lebar tidak sebanding.

Kenampakan di lapangan dyke dapat berukuran sangat kecil dan dapat

pula berukuran sangat besar.

-planar struktur dri dinding batuan, seperti selimut atau foliasi

-formasi batuan berbentuk masive, seperti intrusi igneous/magmatic dan

garam diapirs.

oleh karena itu dike dapat mempengaruhi atau mengganggubatuan

sediment atau produk sediment aslinya.

Sill Sill atau Intrusi datar (lempeng intrusi), yaitu magma menyusup diantara

dua lapisan batuan, mendatar dan pararel dengan lapisan batuan tersebut

Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap

perlapisan batuan yang diterobosnya dengan ketebalan dari beberapa mm

sampai bebebrapa kilometer. Penyebaran ke arah lateral sangat luas

sedangkan penyebaran ke arah vertical sangat kecil. Berbentuk tabular dan

sisi-sisinya sejajar.

Dalam ilmu geologi, sill merupakan suatu batuan beku plutonik yang

berbentuk tabel serta mengintrusi suatu lapisan batuan sediment yang lebih

tua atau mengintrusi lapisan batuan sediment yang sudah terlebih dahulu

terbentuk, alas lahar volkanik atau tuff, atau bahkan sepanjang arah foliasi

di dalam batuan metamorf. Istilah sill berarti lembar intrusi. Maksudnya

adalah sill tidak memotong ke seberang batuan atau lapisan sedimen yang

telah ada sebelumnya, akan tetapi berlawanan dengan dike, dimana intrusi

magma memotong ke seberang batuan yang lebih tua.

Sills selalu paralel ke daerah tuff. Pada umumnya intrusi yang dibentuk

oleh sill adalah didalam suatu orientasi horisontal, walaupun proses

tektonis dapat menyebabkan perputaran sill ke dalam dekat orientasi

vertikal. sill dapat dikacaukan dengan arus lahar. Ambang yang

dipengaruhi oleh arus lahar akan menunjukkan peleburan yang parsial dan

menyatu.

Salisbury Sebuah batuan curam di Edinburgh, Scotlandia, merupakan

suatu sill yang secara parsial yang ultramafic mengarahkan intrusi batuan

beku sepanjang es agesCertain. layered mafic adalah berbagai sill yang

sering berisi deposit bijih penting. Contoh Precambrian meliputi Bushveld,

Insizwa, dan Dyke Yang mengintrusi kompleks selatan Afrika, Duluth

yang mengintrusi kompleks dari Atasan Daerah, dan Stillwater kompleks

gunung berapi di Amerika Serikat. Contoh Phanerozoic pada umumnya

lebih kecil dan meliputi Rùm peridotite yang kompleks Scotland dan

Skaergaard yang berapi-api untuk kompleks timur Greenland. Intrusi

batuan beku ini sering berisi konsentrasi emas, platina, unsur logam

pelapis kran, dan unsur-unsur jarang lain.

Lacolith Lacolith, sejenis dengan sill. Yang membedakan adalah bentuk bagian

atasnya, batuan yang diterobosnya melengkung atau cembung ke atas,

membentuk kubah landai. Sedangkan, bagian bawahnya mirip dengan Sill.

Akibat proses-proses geologi, baik oleh gaya endogen, maupun gaya

eksogen, batuan beku dapt tersingka di permukaan.

Lakolit adalah magma yang menyusup di antara lapisan batuan yang

menyebabkan lapisan batuan di atasnya terangkat sehingga menyerupai

lensa cembung, sementara permukaan atasnya tetap rata.

Lakolit pada umumnya merupakan suatu variasi khusus dari sill, yang

artinya bentuk batuan beku yang menyerupai sill akan tetapi perbandingan

ketebalan jauh lebih besar dibandingkan dengan lebarnya dan bagian

atasnya melengkung, membentuk seperti kubah atau magma yang

menerobos di antara lapisan bumi paling atas. Bentuknya seperti lensa

cembung atau kue serabi

Selain lakolit ada juga lapolit yang bentuknya merupakan kebalikan dari

lakolit, yang artinya bentuk batuan beku yang luas, dengan bentuk seperti

lensa dimana bagian tengahnya melengkung karena batuan dibawahnya

bersifat lentur.

Pada dasarnya, sebagian besar batuan beku ini memiliki kandungan silica

lebih besar dari 66%, yang artinya batuan beku ini adalah batuan asam

(felsik), misalnya granit, diorite, synit, tonalit, dan lain-lain

Stock Stock, seperti batolit, bentuknya tidak beraturan dan dimensinya lebih

kecil dibandingkan dengan batholit, tidak lebih dari 10 km. Stock

merupakan penyerta suatu tubuh batholit atau bagian atas batholit

Jenjang Volkanik, adalah pipa gunung api di bawah kawah yang

mengalirkan magma ke kepundan. Kemudian setelah batuan yang

menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya kurang

lebih silindris dan menonjol dari topografi disekitarnya. Bentuk-bentuk

yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya disebut konkordan

diantaranya adalah sill, lakolit dan lopolit. Lopolit, bentuknya mirip

dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas

.Batuan beku dalam selain mempunyai berbagai bentuk tubuh intrusi, juga

terdapat jenis batuan berbeda, berdasarkan pada komposisi mineral

pembentuknya. Batuan-batuan beku luar secara tekstur digolongkan ke

dalam kelompok batuan beku fanerik.

Hilangnya Kota Pompeii akibat Erupsi Vesuvius 79 SM

Ketinggian : 1.281 m

Koordinat : 40°49′ LU 14°26′ BT

Lokasi : Italia

Jenis : Stratovolkano

Letusan terakhir :1944

Gunung Vesuvius yang menurut legenda berarti ―Putra Ves/Zeus‖ alias Hercules,

terletak di kawasan Campagnia dekat Teluk Napoli, tak jauh dari kota industri dan

perdagangan Pompeii yang ketika itu berpenduduk lebih dari 20 ribu jiwa. Tak

jauh dari sana juga terdapat kota peristirahatan musim panas, Herculaneum.

Gunung Vesuvius (bahasa Italia: Monte Vesuvio) adalah satu-satunya gunung

berapi aktif di Eropa Daratan yang terletak di sebelah timur Napoli, Italia.Pada

tahun 79, letusan gunung ini menghancurkan kota Pompeii.

Pompeii adalah sebuah kota zaman Romawi kuno yang telah menjadi puing dekat

kota Napoli dan sekarang berada di wilayah Campania, Italia. Pompeii hancur

oleh letusan gunung Vesuvius pada 79 M. Debu letusan gunung Vesuvius

menimbun kota Pompeii dengan segala isinya sedalam beberapa kaki

menyebabkan kota ini hilang selama 1.600 tahun sebelum ditemukan kembali

dengan tidak sengaja. Semenjak itu penggalian kembali kota ini memberikan

pemandangan yang luar biasa terinci mengenai kehidupan sebuah kota di puncak

kejayaan Kekaisaran Romawi. Saat ini kota Pompeii merupakan salah satu dari

Situs Warisan Dunia UNESCO.

Gunung Vesuvius terkenal karena letusan dalam AD 79 yang menyebabkan

kehancuran Roma kota Pompeii dan Herculaneum dan kematian 10.000 hingga

25.000 orang. Gunung Ini telah meletus beberapa kali sejak dan saat ini dianggap

sebagai salah satu gunung berapi yang paling berbahaya di dunia karena terdapat

penduduk sebesar 3.000.000 orang yang tinggal di dekatnya dan kecenderungan

mereka tinggal ke arah ledakan (Plinian) letusan

Kronologis Letusan Di Kota Pompeii, telah lama terbiasa dengan getaran kecil, namun pada 5

Februari 62 terjadi gempa bumi yang hebat yang menimbulkan kerusakan yang

cukup besar di sekitar teluk itu dan khususnya terhadap Pompeii. Sebagian dari

kerusakan itu masih belum diperbaiki ketika gunung berapi itu meletus. Namun,

ini mungkin merupakan sebuah gempa tektonik daripada gempa yang disebabkan

oleh meningkatnya magma yang terdapat di dalam gunung berapi.

Sebuah gempa lainnya, yang lebih ringan, terjadi pada 64; peristiwa ini dicatat

oleh Suetonius dalam biografinya tentang Nero. Penulis Plinius Muda menulis

bahwa getaran bumi itu "tidaklah begitu menakutkan karena sering terjadi di

Campania". Pada awal Agustus tahun 79, mata air dan sumur-sumur mongering.

Getaran-getaran gempa ringan mulai terjadi pada 20 Agustus 79, dan menjadi

semakin sering pada empat hari berikutnya, namun peringatan-peringatan itu tidak

disadari orang, dan pada sore hari tanggal 24 Agustus, sebuah letusan gunung

berapi yang mematikan terjadi. Ledakan itu merusakkan wilayah tersebut,

mengubur Pompeii dan daerah-daerah pemukiman lainnya. Kebetulan tanggal itu

bertepatan dengan Vulcanalia, perayaan dewa api Romawi.

Dari sekitar 35 km dari gunung berapi itu, terlihat sebuah gejala luar biasa yang

terjadi di atas Gn. Vesuvius: sebuah awan gelap yang besar berbentuk seperti

pohon pinus muncul dari mulut gunung itu. Setelah beberapa lama, awan itu

dengan segera menuruni lereng-lereng gunung dan menutupi segala sesuatu di

sekitarnya, termasuk laut yang di dekatnya.

"Awan" yang digambarkan oleh Plinius Muda itu kini dikenal sebagai aliran

piroklastik, yaitu awan gas yang sangat panas, debu, dan batu-batu yang meletus

dari sebuah vulkano. Plinius mengatakan bahwa beberapa gempa bumi terasa pada

saat letusan itu dan diikuti oleh getaran bumi yang dahsyat. Ia juga mencatat

bahwa debu juga jatuh dalam bentuk lapisan-lapisan yang sangat tebal dan desa

tempat ia berada harus dievakuasi. Laut pun tersedot dan didorong mundur oleh

suatu "gempa bumi", sebuah gejala yang disebut oleh para geologiwan modern

sebagai tsunami.

Korban letusan yg tersedimentasi

Gambarannya lalu beralih kepada fakta bahwa matahari tertutup oleh letusan itu

dan siang hari menjadi gelap gulita. Penduduk Pompeii panik dan mulai

mengungsi ke luar kota, menyisakan 2000 orang yang masih bertahan dalam

lubang-lubang persembunyian menanti letusan gunung berakhir. Tapi selambat-

lambatnya pada keesokan harinya, mereka tewas karena keracunan setelah

menghirup gas dan abu vulkanis. Sementara Herculaneum sementara masih

terselamatkan pada fase awal karena angin bertiup dari arah Barat. Tetapi

penduduk Herculaneum yang sesungguhnya terletak lebih dekat dengan Vesuvius,

tak sempat lega terlalu lama. Gumpalan abu dan gas diikuti oleh letusan lava dan

bebatuan menenggelamkan kota itu hingga lebih dari 20 meter. Suhu yang

mencapai 400 derajat Celcius membuat benda organik seperti tubuh manusia

menghangus, atau bahkan meledak.

Letusan berlangsung selama hampir 24 jam, di mana Vesuvius melepaskan 4

kilometer kubik kandungannya, terutama abu dan bebatuan. Kawasan yang

menderita kerusakan paling parah adalah kawasan di selatan dan tenggara gunung

itu. Jumlah keseluruhan korban yang meninggal dunia mencapai 10 ribu orang.

Vesuvius kini masih berdiri tegak. Ia masih sempat meletus puluhan kali hingga

terakhir kalinya pada tahun 1944. Walaupun tinggi puncaknya saat ini hanya 1281

meter dari permukaan laut, satu-satunya gunung berapi benua Eropa yang masih

aktif ini akan selalu mengingatkan akan ganasnya alam yang dapat memusnahkan

sebuah kota

Tipe Letusan Vesuvius Vesuvius meledak, menghamburkan gumpalan abu tebal yang bisa digambarkan

menyerupai jamur atau pohon cemara. Seperti digambarkan Pliny The Younger,

filsuf yang sedang berada di Teluk Napoli pada saat letusan terjadi, abu terlempar

jauh tinggi ke atas seperti batang, lalu melebar dan akhirnya berhamburan ke

bumi. Tinggi semburan ini diduga mencapai 30 kilometer, dan selama hampir 12

jam kemudian, Pompeii seperti dilapisi abu dan kerikil vulkanis setebal beberapa

sentimeter.

Letusan gunung ini tergolong pada letusan Perret atau Plinian. Letusan tipe ini

sangat berbahaya dan sangat merusak lingkungan. Material yang dilemparkan

pada letusan tipe ini mencapai ketinggian sekitar 80 km. Letusan tipe ini dapat

melemparkan kepundan atau membobol puncak gunung, sehingga dinding kawah

melorot.

Kajian Geologi Sebuah bidang penelitian penting saat ini berkaitan dengan struktur-struktur, yang

kini sedang diperbaiki, pada masa letusan (kemungkinan rusak pada waktu gempa

di tahun 62). Sebagian dari lukisan-lukisan tua yang rusak agaknya tertutup

dengan lukisan-lukisan yang lebih baru, dan alat-alat modern digunakan untuk

menemukan kembali gambaran dari fresko-fresko yang telah lama tersembunyi.

Alasan tentang mengapa struktur-struktur ini masih diperbaiki 10 tahun setelah

letusan itu adalah kenyataan bahwa frekuensi ledakan menjelang ledakan yang

hebat itu semakin kecil.

Kebanyakan penggalian arkeologis di situs itu hanya sampai tingkat jalanan pada

peristiwa vulkanik tahun 79. Penggalian-penggalian yang lebih dalam di bagian

Pompeii yang lebih tua dan contoh-contoh utama dari pengeboran-pengeboran di

dekatnya telah menunjukkan lapisan-lapisan dari berbagai sedimen yang

menunjukkan bahwa peristiwa-peristiwa lain telah melanda kota itu sebelum

terjadinya ledakan yang terkenal itu, karena ada tiga lapisan sedimen yang terletak

di bawah kota itu yang ditemukan di atas lapisan lava. Bercampur dengan sedimen

ini ditemukan pula oleh para arkeolog potongan-potongan kecil dari tulang-tulang

binatang, potongan-potongan keramik dan potongan-potongan tumbuhan. Dengan

menggunakan penanggalan karbon, lapisan yang tertua diperkirakan berasal dari

abad ke-8 SM, sekitar masa pendirian kota itu. Dua lapisan lainnya dipisahkan

dari lapisan-lapisan lainnya dengan lapisan tanah yang dikembangkan dengan baik

atau merupakan jalan yang dibuat orang Romawi pada sekitar abad ke-4 SM dan

abad ke-2 SM. Teori di balik lapisan-lapisan dari beraneka sedimen ini adalah

tanah longsor yang hebat, yang mungkin didorong oleh hujan yang turun

berkepanjangan.

Pada penggalian-penggalian awal situs ini, sesekali ditemukan lubang di dalam

lapisan abu yang berisi sisa-sisa tulang manusia. Giuseppe Fiorelli mengusulkan

untuk mengisi ruang-ruang kosong itu dengan semen. Apa yang dihasilkan adalah

bentuk-bentuk yang sangat akurat dan mengerikan dari Pompeiani (warga

Pompeii) yang gagal melarikan diri, dalam saat-saat terakhir hidup mereka.

Para geologiwan telah menggunakan sifat-sifat magnetik dari batu-batu dan

serpihan-serpihan yang ditemukan di Pompeii untuk memperkirakan temperatur

aliran piroklaktik yang mengubur kota itu. Ketika batu yang meleleh itu membeku

kembali, mineral magnetik dalam batu itu mencatat arah bidang magnet Bumi.

Bila bahan itu dipanaskan melampaui temperatur tertentu, yang dikenal sebagai

temperatur Curie, bidang magnetnya mungkin akan dimodivikasi atau sama sekali

diatur kembali.

Analisis terhadap lebih dari 200 buah batu vulkanik dan serpihan-serpihan, seperti

atap genting, menunjukkan bahwa awan debu itu panasnya hingga 850 °C ketika

muncul dari mulut Vesuvius. Awan itu mendingin hingga kurang dari 350 °C

pada saat tiba di kota itu. Banyak dari bahan-bahan yang dianalisis mengalami

temperatur antara 240 °C hingga 340 °C. Beberapa daerah memperlihatkan

temperatur yang lebih rendah, hanya 180 °C. Ada teori yang mengatakan bahwa

guncangan mungkin telah menyebabkan tercampurnya udara dingin ke dalam

awan debu itu.

Batuan Metamorf Filed under: Petrologi — Tinggalkan komentar

Februari 9, 2012

Rate This

1. PENDAHULUAN

Batuan metamorf merupakan batuan hasil malihan dari batuan yang telah ada

sebelumnya yang ditunjukkan dengan adanya perubahan komposisi mineral,

tekstur dan struktur batuan yang terjadi pada fase padat (solid rate) akibat adanya

perubahan temperatur, tekanan dan kondisi kimia di kerak bumi ( Ehlers & Blatt,

1982).

Batuan metamorf adalah hasil dari perubahan-perubahan fundamental batuan yang

sebelumnya telah ada. Panas yang intensif yang dipancarkan oleh suatu massa

magma yang sedang mengintrusi menyebabkan metamorfosa kontak.

Metamorfosa regional yang meliputi daerah yang sangat luas disebabkan oleh

efek tekanan dan panas pada batuan yang terkubur sangat dalam.

Namun perlu dipahami bahwa proses metamorfosa terjadi dalam keadaan padat,

dengan perubahan kimiawi dalam batas-batas tertentu saja dan meliputi proses-

proses rekristalisasi, reorientasi dan pembentukan mineral-mineral baru dengan

penyusunan kembali elemen-elemen kimia yang sebelumnya telah ada. (

Graha, D.S, 1987 .)

Menurut Turner (1954, lihat Williams dkk, 1954:161-162) menyebutkan bahwa

batuan metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan mineralogik dan

struktur oleh proses metamorfisme dan terjadi langsung dari fase padat tanpa

melalui fase cair.

Jadi batuan metamorf terjadi karena adanya perubahan yang disebabkan oleh

proses metamorfosa. Proses metamorfosa merupakan suatu proses pengubahan

batuan akibat perubahan tekanan, temperatur dan adanya aktifitas kimia fluida/gas

atau variasi dari ketiga faktor tersebut. Proses metamorfosa merupakan proses

isokimia, dimana tidak terjadi penambahan unsur-unsur kimia pada batuan yang

mengalami metamorfosa. Temperatur berkisar antara 2000 C- 800

0 C, tanpa

melalui fase cair (batuan tetap berada pada fase padat).

Perubahan temperatur dapat terjadi oleh karena berbagai macam sebab antara lain

oleh adanya pemanasan akibat intrusi magmatik dan perubahan gradien

geothermal. Panas dalam skala kecil juga bisa terjadi akibat adanya gesekan/friksi

selama terjadinya deformasi suatu massa batuan. Pada batuan silikat batas bawah

terjadinya metamorfosa umumnya pada suhu 1500 ± 50

0 C yang ditandai dengan

munculnya mineral-mineral Mg-carpholite, Glaucophane, lawsonite, paragonite,

prehnite atau stilpnomelane. Sedangkan batas atas terjadinya metamorfosa

sebelum terjadinya pelelehan adalah berkisar 6500 – 1100

0 C, tergantung jenis

batuan asalnya (Bucher & Frey, 1994).

Aktivitas kimiawi fluida dan gas yang berada pada jaringan antar butir batuan

mempunyai peranan yang penting dalam metamorfosa. Fluida aktif yang banyak

berperan adalah air beserta karbon dioksida , asam hidroklorik dan hidroflourik.

Umumnya fluida dan gas tersebut bertindak sebagai katalis atau solven serta

bersifat membantu reaksi kimia dan penyetimbangan mekanis (Huang, 1962).

2. PROSES METAMORFISME

Metamorfosa adalah proses rekristalisasi di kedalaman kerak bumi ( 3 – 20 km )

yang keseluruhannya atau sebagian besar terjadi dalam keadaan padat, yakni tanpa

melalui fasa cair. Sehingga terbentuk struktur dan mineralogi baru yang sesuai

dengan lingkungan fisik baru pada tekanan ( P ) dan temperatur ( T ) tertentu.

Menurut H.G.F. Winkler, 1967, metamorfisme adalah proses-proses yang

mengubah mineral suatu batuan pada fase padat karena pengaruh atau tanggapan

terhadap kondisi fisik dan kimia di dalam kerak bumi, dimana kondisi fisik dan

kimia tersebut berbeda dengan kondisi sebelumnya. Proses-proses tersebut tidak

termasuk pelapukan dan diagenesis. Batuan metamorf adalah batuan yang berasal

dari batuan induk, bisa batuan beku, batuan sedimen, ataupun batuan metamorf itu

sendiri yang mengalami metamorfosa.

Proses metamorfisme kadang-kadang tidak berlangsung sempurna, sehingga

perubahan yang terjadi pada batuan asal tidak terlalu besar, hanya kekompakkan

pada batuan saja yang bertambah. Proses metamorfisme yang sempurna

menyebabkan karakteristik batuan asal tidak terlihat lagi. Pada kondisi perubahan

yang sangat ekstrim, peningkatan temperatur mendekati titik lebur batuan, padahal

perubahan batuan selama proses metamorfisme harus tetap dalam keadaan padat.

Apabila sampai mencapai titik lebur batuan maka proses tersebut bukan lagi

proses metamorfisme tetapi proses aktivitas magma.

Agen atau media yang menyebabkan proses metamorfisme adalah panas, tekanan

dan cairan kimia aktif. Ketiga media tersebut dapat bekerja bersama-sama pada

batuan yang mengalami proses metamorfisme, tetapi derajat metamorfisme dan

kontribusi dari tiap agen tersebut berbeda-beda. Pada proses metamorfisme

tingkat rendah, kondisi temperatur dan tekanan hanya sedikit diatas kondisi proses

pembatuan pada batuan sedimen. Sedangkan pada proses metamorfisme tingkat

tinggi, kondisinya sedikit dibawah kondisi proses peleburan batuan.

Tahap-Tahap Proses Metamorfisme

1. Rekristalisasi

Proses ini dibentuk oleh tenaga kristaloblastik, disini terjadi penyusunan kembali

kristal-kristal dimana elemen-elemen kimia yang sudah ada sebelumnya sudah

ada.

1. Reorientasi

Proses ini dibentuk oleh tenaga kristaloblastik, disini pengorientasian kembali dari

susunan kristal-kristal, dan ini akan berpengaruh pada tekstur dan struktur yang

ada.

1. Pembentukan mineral-mineral baru

Proses ini terjadi dengan penyusunan kembali elemen-elemen kimiawi yang

sebelumnya telah ada.

3. TIPE METAMORFOSA

Bucher & Frey (1994) mengemukakan bahwa berdasarkan tatanan geologinya,

metamorfosa dapat dibedakan menjadi dua, yaitu :

III.1. Metamorfosa regional/ dinamothermal

Metamorfosa regional/dinamothermal merupakan metamorfosa yang terjadi pada

daerah yang sangat luas. Metamorfosa ini dibedakan menjadi tiga, yaitu

metamorfosa orogenik, burial dan dasar samudera(Ocean-floor).

III.1.1. Metamorfosa Orogenik

Metamorfosa ini terjadi pada daerah sabuk orogenik dimana terjadi proses

deformasi yang menyebabkan rekristalisasi. Umumnya batuan metamorf yang

dihasilkan mempunyai butiran mineral yang teroreintasi dan membentuk sabuk

yang melampar dari ratusan sampai ribuan kilometer. Proses metamorfosa

memerlukan waktu yang sangat lama berkisar antara puluhan juta tahun.

III.1.2. Metamorfosa Burial

Metamorfosa ini terjadi oleh akibat kenaikan tekanan dan temperatur pada

daerah geosinklin yang mengalami sedimentasi intensif, kemudian terlipat.

Proses yang terjadi adalah rekristalisasi dan reaksi antara mineral dengan

fluida.

III.1.3. Metamorfosa dasar Samudera(Ocean-Floor)

Metamorfosa ini terjadi akibat adanya perubahan pada kerak samudera di sekitar

punggungan tengah samudera (mid oceanic ridges). Batuan metamorf yang

dihasilkan umumnya berkomposisi basa dan ultrabasa. Adanya pemanasan air laut

menyebabkan mudah terjadinya reaksi kimia antara batuan dan air laut tersebut.

III.2. Metamorfosa Lokal

Metamorfosa lokal merupakan proses metamorfosa yang terjadi pada daerah yang

sempit berkisar antara beberapa meter sampai kilometer saja. Metamorfosa ini

dapat dibedakan menjadi :

(1) Metamorfosa Kontak

Metamorfosa kontak terjadi pada batuan yang mengalami pemanasan di sekitar

kontak massa batuan beku intrusif maupun ekstrusif. Perubahan terjadi karena

pengaruh panas dan material yang dilepaskan oleh magma serta kadang oleh

deformasi akibat gerakan magma. Zona metamorfosa kontak disebut contact

aureole. Proses yang terjadi umumnya berupa rekristalisasi, reaksi antar mineral,

reaksi antara mineral dan fluida serta penggantian/penambahan material. Batuan

yang dihasilkan umumnya berbutir halus.

(2) Pirometamorfosa/ Metamorfosa optalic/Kaustik/Thermal

Metamorfosa ini adalah jenis khusus metamorfosa kontak yang menunjukkan efek

hasil temperatur yang tinggi pada kontak batuan dengan magma pada kondisi

volkanik atau quasi volkanik, contohnya pada xenolith atau pada zona dike.

(3) Metamorfosa Kataklastik/Dislokasi/Kinematik/Dinamik

Metamorfosa kataklastik terjadi pada daerah yang mengalami deformasi

intensif, seperti pada patahan. Proses yang terjadi murni karena gaya

mekanis yang mengakibatkan penggerusan dan granulasi batuan. Batuan

yang dihasilkan bersifat non-foliasi dan dikenal sebagai fault breccia, fault

gauge, atau milonit.

(4) Metamorfosa Hidrotermal/Metasomatisme

Metamorfosa hidrothermal terjadi akibat adanya perkolasi fluida atau gas

yang panas pada jaringan antar butir atau pada retakan-retakan batuan

sehingga menyebabkan perubahan komposisi mineral dan kimia. Perubahan

juga dipengaruhi oleh adanya confining pressure.

Gambar Tipe-tipe metamorfosa

(5) Metamorfosa Impact

Metamorfosa ini terjadi akibat adanya tabrakan hypervelocity sebuah meteorit.

Kisaran waktunya hanya beberapa mikrodetik dan umumnya ditandai dengan

terbentuknya mineral coesite dan stishovite.

(6) Metamorfosa Retrogade/Diaropteris

Metamorfosa ini terjadi akibat adanya penurunan temperatur sehingga kumpulan

mineral metamorfosa tingkat tinggi berubah menjadi kumpulan mineral stabil

pada temperatur yang lebih rendah.

IV. MINERALOGI

Mineral-mineral yang terdapat pada batuan metamorf dapat berupa mineral yang

berasal dari batuan asalnya maupun dari mineral baru yang terbentuk akibat

proses metamorfisme sehingga dapat digolongkan menjadi 3,yaitu :

1. Mineral yang umumnya terdapat pada batuan beku dan batuan metamorf seperti kuarsa, felspar, muskovit, biotit, hornblende, piroksen, olivin dan bijih besi.

2. Mineral yang umumnya terdapat pada batuan sedimen dan batuan metamorf seperti kuarsa, muskovit, mineral-mineral lempung, kalsit dan dolomit.

3. Mineral indeks batuan metamorf seperti garnet, andalusit, kianit, silimanit, stautolit, kordierit, epidot dan klorit.

Proses pertumbuhan mineral saat terjadinya metamorfosa pada fase padat dapat

dibedakan menjadi secretionary growth, concentrionary growth dan replacement

(Ramberg, 1952 dalam Jackson, 1970). Secretionary growth merupakan

pertumbuhan kristal hasil reaksi kima fluida yang terdapat pada batuan yang

terbentuk akibat adanya tekanan pada batuan tersebut. Concentrionary growth

adalah proses pendesakan kristal oleh kristal lainnya untuk membuat ruang

pertumbuhan. Sedangkan replacement merupakan proses penggantian mineral

lama oleh mineral baru. Secara umum model pertumbuhan kristal ini dapat dilihat

pada gambar IV.1.

Kemampuan mineral untuk membuat ruang bagi pertumbuhannya tidak sama satu

dengan yang lainnya. Hal ini dapat ditunjukkan dengan oleh percobaan Becke,

1904 (Jackson, 1970). Percobaan ini menghasilkan Seri Kristaloblastik yang

menunjukkan bahwa mineral pada seri yang tinggi akan lebih mudah membuat

ruang pertumbuhan dengan mendesak mineral pada seri yang lebih rendah.

Mineral dengan kekuatan kristaloblastik tinggi umumnya besar dan euhedral.

Tekanan merupakan faktor yang mempengaruhi stabilitas mineral pada

batuan metamorf (Huang, 1962). Dalam hal ini dikenal dua golongan mineral

yaitu stress mineral dan antistress mineral. Stress mineral merupakan mineral

yang kisaran stabilitasnya akan semakin besar bila terkena tekanan atau

dengan kata lain merupakan mineral yang tahan terhadap tekanan. Mineral-

mineral tersebut umumnya merupakan penciri batuan yang terkena

deformasi sangat kuat. seperti sekis. Contoh stress mineral antara lain

kloritoid, stauroilit dan kianit. Sedangkan antistress mineral adalah mineral

yang kisaran stabilitasnya akan menurun pada kondisi tekanan yang sama.

Mineral ini tidak tahan terhadap tekanan tinggi sehingga tidak pernah

ditemukan pada batuan yang terdeformasi kuat. Contoh mineralnya antara

lain andalusit, kordierit, augit, hypersten, olivin, potasium felspar dan

anortit.

V. FASIES METAMORFIK

Konsep fasies metamorfik diperkenalkan oleh Eskola, 1915 (Bucher & Frey,

1994). Eskola mengemukakan bahwa kumpulan mineral pada batuan metamorf

merupakan karakteristik genetik yang sangat penting sehingga terdapat hubungan

antara kumpulan mineral dan kompisisi batuan pada tingkat metamorfosa

tertentu. Dengan kata lain sebuah fasies metamorfik merupakan kelompok batuan

yang termetamorfosa pada kondisi yang sama yang dicirikan oleh kumpulan

mineral yang tetap. Tiap fasies metamorfik dibatasi oleh tekanan dan temperatur

tertentu serta dicirikan oleh hubungan teratur antara komposisi kimia dan

mineralogi dalam batuan.

VI. STRUKTUR BATUAN METAMORF

Struktur batuan metamorf adalah kenampakan batuan yang berdasarkan ukuran,

bentuk atau orientasi unit poligranular batuan tersebut(Jackson, 1970).

Pembahasan mengenai struktur juga meliputi susunan bagian massa batuan

termasuk hubungan geometrik antar bagian serta bentuk dan kenampakan internal

bagian-bagian tersebut. (Bucher & Frey, 1994).

Secara umum struktur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi struktur foliasi

dan nonfoliasi.

VI.1. Struktur Foliasi

Struktur foliasi merupakan kenampakan struktur planar pada suatu massa batuan

(Bucher & Frey, 1994). Foliasi ini dapat terjadi karena adanya penjajaran mineral-

mineral menjadi lapisan-lapisan (gneissosity), orientasi butiran(schistosity),

permukaan belahan planar(cleavage) atau kombinasi dari ketiga hal tersebut

(Jackson, 1970).

1. Slaty Cleavage

Umumnya ditemukan pada batuan metamorf berbutir sangat halus (mikrokristalin)

yang dicirikan oleh adanya bidang-bidang belah planar yang sangat rapat, teratur

dan sejajar. Batuannya disebut slate (batusabak).

Struktur Slaty Cleavage

1. 2. Phylitic

Srtuktur ini hampir sama dengan struktur slaty cleavage tetapi terlihat

rekristalisasi yang lebih besar dan mulai terlihat pemisahan mineral pipih dengan

mineral granular. Batuannya disebut phyllite (filit)

1. 3. Schistosic

Terbentuk adanya susunan parallel mineral-mineral pipih, prismatic atau

lentikular (umumnya mika atau klorit) yang berukuran butir sedang sampai kasar.

Batuannya disebut schist (sekis).

1. 4. Gneissic/Gnissose

Terbentuk oleh adanya perselingan., lapisan penjajaran mineral yang mempunyai

bentuk berbeda, umumnya antara mineral-mineral granuler (feldspar dan kuarsa)

dengan mineral-mineral tabular atau prismatic (mioneral ferromagnesium).

Penjajaran mineral ini umumnya tidak menerus melainkan terputus-putus.

Batuannya disebut gneiss.

VI.2. Struktur Non Foliasi.

Struktur ini terbentuk oleh mineral-mineral equidimensional dan umumnya terdiri

dari butiran-butiran (granular). Struktur non foliasi yang umum dijumpai antara

lain :

1. 1. Hornfelsic/granulose

Terbentuk oleh mozaic mineral-mineral equidimensional dan equigranular dan

umumnya berbentuk polygonal. Batuannya disebut hornfels (batutanduk)

1. 2. Kataklastik

Berbentuk oleh pecahan/fragmen batuan atau mineral berukuran kasar dan

umumnya membentuk kenampakan breksiasi. Struktur kataklastik ini terjadi

akibat metamorfosa kataklastik. Batuannya disebut cataclasite (kataklasit).

1. 3. Milonitic

Dihasilkan oleh adanya penggerusan mekanik pada metamorfosa kataklastik. Cirri

struktur ini adalah mineralnya berbutir halus, menunjukkan kenampakan goresan-

goresan searah dan belum terjadi rekristalisasi mineral-mineral primer. Batiannya

disebut mylonite (milonit).

1. 4. Phylonitic

Mempunyai kenampakan yang sama dengan struktur milonitik tetapi umumnya

telah terjadi rekristalisasi. Cirri lainnya adlah kenampakan kilap sutera pada

batuan yang ,mempunyai struktur ini. Batuannya disebut phyllonite (filonit)

VII. TEKSTUR BATUAN METAMORF

Tekstur merupakan kenampakan batuan yang berdasarkan pada ukuran, bentuk

dan orientasi butir mineral individual penyusun batuan metamorf (Jackson, 1970).

Penamaan tekstur batuan metamorf umumnya menggunakan awalan blasto atau

akhiran blastic yang ditambahkan pada istilah dasarnya. Penamaan tekstur

tersebut akan dibahas pada bagian berikut ini.

VII.1. Tekstur berdasarkan ketahanan terhadap proses metamorfosa

Berdasarkan ketahanannya terhadap proses metamorfosa ini tekstur batuan

metamorf dapat dibedakan menjadi :

1) Relict/Palimset/Sisa

Tekstur ini merupakan tekstur batuan metamorf yang masih menunjukkan sisa

tekstur batuan asalnya atau tekstur batuan asalnya masih tampak pada batuan

metamorf tersebut. Awalan blasto digunakan untuk penamaan tekstur batuan

metamorf ini. Contohnya adalah blastoporfiritik yaitu batuan metamorf yang

tekstur porfiritik batuan beku asalnya masih bisa dikenali. Batuan yang

mempunyai kondisi seperti ini sering disebut batuan metabeku atau metasedimen.

2) Kristaloblastik

Tekstur kristloblastik merupakan tekstur batuan metamorf yang terbentuk oleh

sebab proses metamorfosa itu sendiri. Batuan dengan tekstur ini sudah mengalami

rekristalisasi sehingga tekstur asalnya tidak tampak. Penamaannya menggunakan

akhiran blastik.

VII.2. Tekstur berdasarkan ukuran butir

Berdasarkan ukuran butirnya, tekstur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi :

1. Fanerit, bila butiran kristal masih dapat dilihat dengan mata 2. Afanit, Bila butiran kristal tidak dapat dibedakan dengan mata

VII.3. Tekstur berdasarkan bentuk individu kristal

Bentuk individu kristal pada batuan metamorf dapat dibedakan menjadi :

1. Euhedral, bila kristal dibatasi oleh bidang permukaan kristal itu sendiri 2. Subhedral, bila kristal dibatasi sebagian oleh bidang permukaannya sendiri dan

sebagian oleh bidang permukaan kristal disekitarnya. 3. Anhedral, bila kristal dibatasi seluruhnya oleh bidang permukaan kristal lain

disekitarnya.

Pengertian bentuk kristal ini sama dengan yang dipergunakan pada batuan beku.

Berdasarkan bentuk kristal tersebut maka tekstur batuan metamorf dapat

dibedakan menjadi :

(1) Idioblastik, apabila mineralnya dibatasi oleh Kristal berbentuk euhedral

(2) Xenoblastik/Hypidioblastik, apabila mineralnya dibatasi oleh kristal

berbentuk anhedral.

VII.4. Tekstur berdasarkan bentuk mineral

Berdasarkan bentuk mineralnya tekstur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi

:

(1) Lepidoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk tabular

(2) Nematoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk prismatic

(3) Granoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk granular,

equidimensional, batas mineralnya bersifat sutured(tidak teratur) dan umumnya

kristalnya berbentuk anhedral.

(4) Granuloblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk granular,

equidimensional, batas mineralnya bersifat unsutured(lebih teratur) dan umumnya

kristalnya berbentuk anhedral.

Selain tekstur yang telah disebutkan diatas terdapat beberapa tekstur khusus

lainnya yang umumnya akan tampak pada pengamatan petrografi, Yaitu:

Porfiroblastik, apabila terdapat beberapa mineral yangh ukurannya lebih besar tersebut sering disebut sebagai porphyroblasts

Poikiloblastik/Sieve Texture yaitu tekstur porfiroblastik dengan porphyroblasts tampak melingkupi beberapa kristal yang lebih kecil.

Mortar teksture, apabila fragmen mineral yang lebih besar terdapat pada massa dasar material yang berasal dari kirstal yang sama yang terkena pemecahan (crushing).

Decussate texture yaitu tekstur kristaloblastik batuan polimeneralik yang tidak menunjukkan keteraturan orientasi.

Sacaroidal Texture yaitu tekstur yang kenampakannya seperti gula pasir. Batuan mineral yang hanya terdiri dari satu tekstur saja, sering disebut

bertekstur homeoblastik, sedangkan batuan yang mempunyai lebih dari satu tekstur disebut bertekstur heteroblastik.

VIII. PENAMAAN DAN KLASIFIKASI BATUAN METAMORF

Tatanama batuan metamorf secara umum tidak sesismatik penamaan batuan beku

atau sedimen. Kebanyakan nama batuan metamorf didasarkan pada kenampakan

struktur dan teksturnya. Untuk memperjelas banyak dipergunakan kata tambahan

yang menunjukkan ciri khusus batuan metamorf tersebut, misalnya keberadaan

mineral pencirinya (contohnya sekis klorit) atau nama batuan beku yang

mempunyai komposisi yang sama (contohnya granite gneiss). Beberapa nama

batuan juga berdasarkan jenis mineral penyusun utamanya (contohnya kuarsit)

atau dapat pula dinamakan berdasarkan fasies metamorfiknya (misalnya granulit).

Selain batuan yang penamaannya berdasarkan struktur, batuan metamorf lainnya

yang banyak dikenal antara lain :

Amphibolit yaitu batuan metamorf dengan besar butir sedang sampai kasar dan mineral utama penyusunnya adalah amfibol(umumnya hornblende) dan plagioklas. Batuan ini dapat menunjukkan schystosity bila mineral prismatiknya terorientasi.

Eclogit yaitu batuan metamorf dengan besar butir sedang sampai kasar dan mineral penyusun utamanya adalah piroksen ompasit (diopsid kaya sodium dan aluminium) dan garnet kaya pyrope.

Granulit, yaitu tekstur batuan metamorf dengan tekstur granoblastik yang tersusun oleh mineral utama kuarsa dan felspar serta sedikit piroksen dan garnet. Kuarsa dan garnet yang pipih kadang dapat menunjukkan struktur gneissic.

Serpentinit, yaitu batuan metamorf dengan komposisi mineralnya hampir semuanya berupa mineral kelompok serpentin. Kadang dijumpai mineral tambahan seperti klorit, talk dan karbonat yang umumnya berwarna hijau.

Marmer, yaitu batuan metamorf dengan komposisi mineral karbonat (kalsit atau dolomit) dan umumnya bertekstur granoblastik.

Skarn, Yaitu marmer yang tidak murni karena mengandung mineral calc-silikat seperti garnet, epidot. Umumnya terjadi karena perubahan komposisi batuan disekitar kontak dengan batuan beku.

Kuarsit, Yaitu batuan metamorf yang mengandung lebih dari 80% kuarsa. Soapstone, Yaitu batuan metamorf dengan komposisi mineral utama talk. Rodingit, Yaitu batuan metamorf dengan komposisi calc-silikat yang terjadi

akibat alterasi metasomatik batuan beku basa didekat batuan beku ultrabasa yang mengalami serpentinitasi. (Diktat praktikum petrologi, 2007)

STRUKTUR CIRI LAIN KOMPOSISI

MINERAL UTAMA

GENESA NAMA

BATUAN

FOLIASI SLATY

CLEAVAGE

- Abu-abu

kehitaman,

hijau, merah

- Kilap

suram

- Belahan

berkembang

baik

Klorit Mika Kwarsa - Metamorfosa

regional

- Dari

mudstone,

siltstone,

claystone dll

BATU

SABAK

(SLATE)

- Kehijauan

atau merah

- Kilap

sutera

- Belahan

tidak

berkembang

baik

FILIT

SCHISTOSE - Foliasi

kadang-

kadang

bergelombang

- Kadang-

kadang hadir

garnet

Amphibole Metamorfosa

Regional

SEKIS

GNEISSIC Kwarsa dan

feldspar

nampak

berselang

seling dengan

lapisan tipis

yang kaya

amphibol dan

mika

Piroksen Metamorfosa

Regional

GENIS

NON FOLIASI - Warna

beragam

KWARSA KWARSIT

- Lebih keras

dibanding

kaca

- Warna

gelap

- Berbutir

halus

- Lebih

keras

dibanding

gelas

KWARSA/MIKA Metamorfosa

Termal/Kontak

HORNFELS

- Warna putih

sampai

dengan hitam

- Kadang

masih

terdapat fosil

- Lebih keras

dibanding

kuku jari

- Bereaksi

dengan HCl

DOLOMIT

Atau

KALSIT

MARMER

- Hijau

terang sampai

gelap

- Kilap

berminyak

- Lebih

keras dari

kuku jari

SERPENTIN

SERPENTIN

- Hitam

- Pecahan

konkoidal

- Lebih

keras dari

―ANTRASITE

COAL‖

TABEL IDENTIFIKASI BATUAN METAMORF

Mekanika Batuan Posted by sangminer on 28 Februari 2012

Mekanika batuan merupakan ilmu teoritis dan terapan tentang perilaku mekanik

batuan, berkaitan dengan respons batuan atas medan gaya dari lingkungan

sekitarnya (Deere, D.V., dalam Stagg & Zienkiewicz, 1968)

Mekanika batuan mempelajari :

1) Mekanisme deformasi kristal-kristal mineral yang mengalami tekanan tinggi

pada temperatur tinggi

2) Perilaku triaksial batuan di laboratorium

3) Stabilitas dinding terowongan, bahkan :

4) Mekanisme pergerakan-pergerakan kerak bumi sendiri, dalam hal ini jelas

geologi berperan, antara lain material-material yang terlibat :

- masa batuan yang keberadaannya tidak terlepas dari lingkungan geologi atau

dihasilkan dari lingkungan geologi

- karakter fisiknya, yang merupakan fungsi dari cara terjadinya dan dari semua

proses yang terlibat

- stabilitas dinding terowongan, bahkan

- sejarah geologi pada lokasi kejadian

PENTINGNYA LITOLOGI DAN JENIS BATUAN

Litologi suatu batuan memberikan acuan tentang mineraloginya, tekstur, kemas

yang mengarahkan kepada klasifikasi yang dapat diterima ; (lithology = ilmu

tentang batuan).

kuku jari

- Abu-abu

hijau sampai

abu-abu biru

- Kilap

berminyak

- Lebih

lunak dari

kuku jari

Pentingnya klasifikasi yang dapat diterima :

Jenis batuan, mineralogy, tekstur, fabric (kemas) —> deskriptif terminologi —>

sistem klasifikasi yang dapat diterima, misalnya: oolitic limestone, bituminous

shale.

Jenis batuan sama bisa memberikan rentang nilai sifat mekanik yang

panjang Cenderung lithologic name ditinggalkan, diganti dengan nama kelas yang

menggunakan sifat mekanik —> tetap dipertahankan untuk beberapa alasan :

1) Setidaknya ada rentang nilai

Untuk jenis batuan tertentu sebagian rentang harganya tinggi/panjang, sebagian

lagi pendek. Misalnya: limestone 5.000 lb/in2 hingga 35.000 lb/in

2 (rentang harga

30.000; 1 lb/in2 = 0,70307 Ton/m

2); rock salt, garam batuan, 3.000 – 5.000 lb/in

2

—> rentang harga 2.000 saja.

2) Sehubungan dengan tekstur, fabric, structural anisotropy dalam batuan yang

terbentuk secara khusus (a particular origin); misalnya:

a. batuan beku, umumnya punya suatu fabric yang padat dan interlocking, yang

hanya sedikit saja memiliki perbedaan sifat mekanik ke arah-arah yang berbeda.

b. batuan sedimen berlapis anisotropy in mechanical properties

c. batuan metamorf, foliasi —> lebih-lebih anisotropy

Prinsip Dasar Mekanika Batuan

Mengenal dan menafsirkan tentang asal-usul dan mekanisme pembentukan

suatu struktur geologi akan menjadi lebih mudah apabila kita memahami

prinsip-prinsip dasar mekanika batuan, yaitu tentang konsep gaya (force),

tegasan (stress), tarikan (strain) dan faktor-faktor lainnya yang

mempengaruhi karakter suatu materi/bahan.

· Gaya (Force)

Gaya merupakan suatu vektor yang dapat merubah gerak dan arah

pergerakan suatu benda. Gaya dapat bekerja secara seimbang terhadap

suatu benda (seperti gaya gravitasi dan elektromagnetik) atau bekerja hanya

pada bagian tertentu dari suatu benda (misalnya gaya-gaya yang bekerja di

sepanjang suatu sesar di permukaan bumi).

Gaya gravitasi merupakan gaya utama yang bekerja terhadap semua

obyek/materi yang ada di sekeliling kita. Besaran (magnitud) suatu gaya

gravitasi adalah berbanding lurus dengan jumlah materi yang ada, akan

tetapi magnitud gaya di permukaan tidak tergantung pada luas kawasan

yang terlibat. Satu gaya dapat diurai menjadi 2 komponen gaya yang

bekerja dengan arah tertentu, dimana diagonalnya mewakili jumlah gaya

tersebut. Gaya yang bekerja diatas permukaan dapat dibagi menjadi 2

komponen yaitu: satu tegak lurus dengan bidang permukaan dan satu lagi

searah dengan permukaan.

Pada kondisi 3-dimensi, setiap komponen gaya dapat dibagi lagi menjadi dua

komponen membentuk sudut tegak lurus antara satu dengan lainnya. Setiap

gaya, dapat dipisahkan menjadi tiga komponen gaya, yaitu komponen gaya

X, Y dan Z.

· Tekanan Litostatik

Tekanan yang terjadi pada suatu benda yang berada di dalam air dikenal

sebagai tekanan hidrostatik. Tekanan hidrostatik yang dialami oleh suatu

benda yang berada di dalam air adalah berbanding lurus dengan berat

volume air yang bergerak ke atas atau volume air yang dipindahkannya.

Sebagaimana tekanan hidrostatik suatu benda yang berada di dalam air,

maka batuan yang terdapat di dalam bumi juga mendapat tekanan yang

sama seperti benda yang berada dalam air, akan tetapi tekanannya jauh

lebih besar ketimbang benda yang ada di dalam air, dan hal ini disebabkan

karena batuan yang berada di dalam bumi mendapat tekanan yang sangat

besar yang dikenal dengan tekanan litostatik. Tekanan litostatik ini menekan

kesegala arah dan akan meningkat ke arah dalam bumi.

· Tegasan (Stress forces)

Tegasan adalah gaya yang bekerja pada suatu luasan permukaan dari suatu

benda. Tegasan juga dapat didefinisikan sebagai suatu kondisi yang terjadi

pada batuan sebagai respon dari gaya-gaya yang berasal dari luar. Tegasan

dapat didefinisikan sebagai gaya yang bekerja pada luasan suatu permukaan

benda dibagi dengan luas permukaan benda tersebut: Tegasan (P)= Daya (F)

/ luas (A).

Tegasan yang bekerja pada salah satu permukaan yang mempunyai

komponen tegasan prinsipal atau tegasan utama, yaitu terdiri daripada 3

komponen, yaitu: σP, σQ dan σR. Tegasan pembeda adalah perbedaan antara

tegasan maksimal (σP) dan tegasan minimal (σR). Sekiranya perbedaan gaya

telah melampaui kekuatan batuan maka retakan/rekahan akan terjadi pada

batuan tersebut. Kekuatan suatu batuan sangat tergantung pada besarnya

tegasan yang diperlukan untuk menghasilkan retakan/rekahan.

· Gaya Tarikan (Tensional Forces)

Gaya Tegangan merupakan gaya yang dihasilkan oleh tegasan, dan

melibatkan perubahan panjang, bentuk (distortion) atau dilatasi (dilation)

atau ketiga-tiganya.

Bila terdapat perubahan tekanan litostatik, suatu benda (homogen) akan

berubah volumenya (dilatasi) tetapi bukan bentuknya. Misalnya, batuan

gabro akan mengembang bila gaya hidrostatiknya diturunkan.

Perubahan bentuk biasanya terjadi pada saat gaya terpusat pada suatu

benda. Bila suatu benda dikenai gaya, maka biasanya akan dilampaui ketiga

fasa, yaitu fasa elastisitas, fasa plastisitas, dan fasa pecah. Bahan yang rapuh

biasanya pecah sebelum fase plastisitas dilampaui, sementara bahan yang

plastis akan mempunyai selang yang besar antara sifat elastis dan sifat untuk

pecah. Hubungan ini dalam mekanika batuan ditunjukkan oleh tegasan dan

tarikan.

Kekuatan batuan, biasanya mengacu pada gaya yang diperlukan untuk

pecah pada suhu dan tekanan permukaan tertentu. Setiap batuan

mempunyai kekuatan yang berbeda-beda, walaupun terdiri dari jenis yang

sama. Hal ini dikarenakan kondisi pembentukannya juga berbeda-beda.

Batuan sedimen seperti batupasir, batugamping, batulempung kurang kuat

dibandingkan dengan batuan metamorf (kuarsit, marmer, batusabak) dan

batuan beku (basalt, andesit, gabro).

Batuan yang terdapat di Bumi merupakan subyek yang secara terus menerus

mendapat gaya yang berakibat tubuh batuan dapat mengalami

pelengkungan atau keretakan. Ketika tubuh batuan melengkung atau retak,

maka kita menyebutnya batuan tersebut terdeformasi (berubah bentuk dan

ukurannya). Penyebab deformasi pada batuan adalah gaya tegasan

(gaya/satuan luas). Oleh karena itu untuk memahami deformasi yang terjadi

pada batuan, maka kita harus memahami konsep tentang gaya yang bekerja

pada batuan. Tegasan (stress) dan tegasan tarik (strain stress) adalah gaya

gaya yang bekerja di seluruh tempat dimuka bumi. Salah satu jenis tegasan

yang biasa kita kenal adalah tegasan yang bersifat seragam (uniform-stress)

dan dikenal sebagai tekanan (pressure). Tegasan seragam adalah suatu gaya

yang bekerja secara seimbang kesemua arah. Tekanan yang terjadi di bumi

yang berkaitan dengan beban yang menutupi batuan adalah tegasan yang

bersifat seragam. Jika tegasan kesegala arah tidak sama (tidak seragam)

maka tegasan yang demikian dikenal sebagai tegasan diferensial.

Tegasan diferensial dapat dikelompokaan menjadi 3 jenis, yaitu:

· Tegasan tensional (tegasan extensional) adalah tegasan yang dapat

mengakibatkan batuan mengalami peregangan atau mengencang.

· Tegasan kompresional adalah tegasan yang dapat mengakibatkan

batuan mengalami penekanan.

· Tegasan geser adalah tegasan yang dapat berakibat pada tergesernya

dan berpindahnya batuan.

Ketika batuan terdeformasi maka batuan mengalami tarikan. Gaya tarikan

akan merubah bentuk, ukuran, atau volume dari suatu batuan. Tahapan

deformasi terjadi ketika suatu batuan mengalami peningkatan gaya tegasan

yang melampaui 3 tahapan pada deformasi batuan.

di bawah memperlihatkan hubungan antara gaya tarikan dan gaya tegasan

yang terjadi pada proses deformasi batuan.

· Deformasi yang bersifat elastis (Elastic Deformation) terjadi apabila

sifat gaya tariknya dapat berbalik (reversible).

· Deformasi yang bersifat lentur (Ductile Deformation) terjadi apabila

sifat gaya tariknya tidak dapat kembali lagi (irreversible).

· Retakan / rekahan (Fracture) terjadi apabila sifat gaya tariknya yang

tidak kembali lagi ketika batuan pecah/retak.

Kita dapat membagi material menjadi 2 (dua) kelas didasarkan atas sifat

perilaku dari material ketika dikenakan gaya tegasan padanya, yaitu :

· Material yang bersifat retas (brittle material), yaitu apabila sebagian

kecil atau sebagian besar bersifat elastis tetapi hanya sebagian kecil bersifat

lentur sebelum material tersebut retak/pecah

· Material yang bersifat lentur (ductile material) jika sebagian kecil

bersifat elastis dan sebagian besar bersifat lentur sebelum terjadi peretakan /

fracture

Bagaimana suatu batuan / material akan bereaksi tergantung pada beberapa

faktor, antara lain adalah:

Temperatur – Pada temperatur tinggi molekul molekul dan ikatannya dapat

meregang dan berpindah, sehingga batuan/material akan lebih bereaksi

pada kelenturan dan pada temperatur, material akan bersifat retas.

Tekanan bebas – pada material yang terkena tekanan bebas yang besar akan

sifat untuk retak menjadi berkurang dikarenakan tekanan disekelilingnya

cenderung untuk menghalangi terbentuknya retakan. Pada material yang

tertekan yang rendah akan menjadi bersifat retas dan cenderung menjadi

retak.

Kecepatan tarikan – Pada material yang tertarik secara cepat cenderung

akan retak. Pada material yang tertarik secara lambat maka akan cukup

waktu bagi setiap atom dalam material berpindah dan oleh karena itu maka

material akan berperilaku / bersifat lentur.

Komposisi – Beberapa mineral, seperti Kuarsa, Olivine, dan Feldspar

bersifat sangat retas. Mineral lainnya, seperti mineral lempung, mica, dan

kalsit bersifat lentur. Hal tersebut berhubungan dengan tipe ikatan kimianya

yang terikat satu dan lainnya. Jadi, komposisi mineral yang ada dalam

batuan akan menjadi suatu faktor dalam menentukan tingkah laku dari

batuan. Aspek lainnya adalah hadir tidaknya air. Air kelihatannya berperan

dalam memperlemah ikatan kimia dan mengitari butiran mineral sehingga

dapat menyebabkan pergeseran. Dengan demikian batuan yang bersifat

basah cenderung akan bersifat lentur, sedangkan batuan yang kering akan

cenderung bersifat retas.

KLASIFIKASI KETEKNIKAN —> BATUAN PADU (INTACT ROCK)

a. Batuan padu (Intact rock)

merupakan material batuan yang dapat diambil sebagai sample dan diuji di

laboratorium, dan bebas dari kemampuan structural berskala besar, misalnya

kekar, bidang-bidang perlapisan, zona gerusan (shear zones).

Klasifikasi batuan padu berdasarkan 2 sifat keteknikan, yaitu:

- Ketahanan kompresif satu-sumbu σa(ult) (uni axial compressive strength)

- Modulus of elasticity, Et = tangen modulus pada 50% ultimate strength),

ketahanan kompresif hasil uji spesimen dengan nisbah ukuran panjang : diameter

(h : D) paling tidak = 2 : 1. h : D = 2:1, malah boleh lebih besar

Batuan diklasifikasikan baik atas dasar strength maupun modulus ratio —>

sebagai AM, BL, BH, CM dan seterusnya.

Modulus-ratio = Et / σa (ult)

Et = target modulus pada 50% ultimate (final maximum) strength

σa(ult) = qu = unconfined / uniaxial compressive trength (UCS)

(http://bosstambang.com/Surface-Mining/mekanika-batuan.html)

Sifat Fisik Batuan

Porositas Porositas didefinisikan sebagai perbandingan volume pori-pori (yaitu volume

yang ditempati oleh fluida) terhadap volume total batuan. Ada dua jenis porositas

yaitu porositas antar butir dan porositas rekahan. Secara matematis porositas dapat

dituliskan sebagai berikut:

Sebagai contoh, apabila batuan mempunyai media berpori dengan volume 0,001

m3, dan media berpori tersebut dapat terisi air sebanyak 0,00023 m

3, maka

porositasnya adalah:

Pada kenyataannya, porositas didalam suatu sistem panasbumi sangat bervariasi.

Contohnya didalam sistem reservoir rekah alami, porositas berkisar sedikit lebih

besar dari nol, akan tetapi dapat berharga sama dengan satu (1) pada rekahannya.

Pada umumnya porositas rata-rata dari suatu sistem media berpori berharga antara

5 – 30%.

Kecepatan Aliran Fluida

Kecepatan aliran darcy atau flux velocity (v) adalah laju alir rata-rata volume flux

per satuan luas penampang di media berpori. Sedangkan kecepatan rata-rata fluida

yang melalui media berpori dikenal sebagai interstitial velocity (u). Hubungan

antara kedua parameter kecepatan tersebut adalah sebagai berikut:

Harga flux velocity pada umumnya sekitar 10-6

m/s. Besarnya interstitial velocity

digunakan untuk kecepatan suatu partikel (partikel kimia penjejak atau tracer)

yang mengalir pada media berpori.

Permeabilitas

Permeabilitas adalah parameter yang memvisualisasikan kemudahan suatu fluida

untuk mengalir pada media berpori. Parameter ini dihubungkan dengan kecepatan

alir fluida oleh hukum Darcy seperti di bawah ini

Tanda negatif dalam persamaan di atas menunjukkan bahwa apabila tekanan

bertambah dalam satu arah, maka arah alirannya berlawanan arah dengan

pertambahan tekanan tersebut. Dari persamaan (2.3) dapat dinyatakan bahwa

kecepatan alir fluida (kecepatan flux) berbanding lurus dengan k/m, dimana

didalam teknik perminyakan, k/m dikenal sebagai mobility ratio.

Permeabilitas mempunyai arah, dimana ke arah x dan y biasanya mempunyai

permeabilitas lebih besar dari pada ke arah z. Sistem ini disebut anisotropic.

Apabila permeabilitas tersebut seragam ke arah horizontal maupun vertikal

disebut sistem isotropik.

Satuan permeabilitas adalah m2. Pada umumnya pada reservoir panasbumi,

permeabilitas vertikal berkisar antara 10-14

m2, dengan permeabilitas horizontal

dapat mencapai 10 kali lebih besar dari permeabilitas vertikalnya (sekitar 10-13

m2). Satuan permeabilitas yang umum digunakan didunia perminyakan adalah

Darcy (1 Darcy = 10-12

m2).

Densitas Batuan

Densitas batuan dari batuan berpori adalah perbandingan antara berat terhadap

volume (rata-rata dari material tersebut). Densitas spesifik adalah perbandingan

antara densitas material tersebut terhadap densitas air pada tekanan dan

temperatur yang normal, yaitu kurang lebih 103 kg/m

3.

Batuan mempunyai sifat-sifat tertentu yang perlu diketahui, dalam mekanika

batuan dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu ;

a. Sifat fisik batuan seperti bobot isi ‖Spesific Gravity‖ porositas dan absorbsi

‖Void Ratio‖.

b. Sifat mekanika batuan seperti kuat tekan, kuat tarik, modulus elastisitas, ‖

Poisson `s Ratio‖.

Kedua sifat tersebut dapat ditentukan, pada umumnya ditentukan terhadap sampel

yang diambil dari lapangan. Satu persatu dapat digunakan untuk menentukan

kedua sifat batuan. Pertama-tama adalah penetuan sifak fisik batuan yang

merupakan pengujian tanpa merusak (Non Destructive Test), kemudian

dilanjutkan dengan penentuan sifat mekanik batuan yang merupakan pengujian

merusak (Destructive Test) sehingga contoh fasture (hancur).

Pembutan contoh batuan dapat dilakukan dilaboratorium maupun dilapangan

(insitu). Pembuatan percontohan dilaboratorium dilakukan dari blok batuan yang

diambil dilapangan hasil pemboran Core (inti). Sampel yang didapat berbentuk

selinder dengan diameter pada umumnnya antara 50-70 mm dan tingginya dua

kali diameter tersebut. Ukuran percontohan dapat lebih kecil dari ukuran yang

disebut diatas tergantung maksud pengujian.

Pengujian ini dilakukan pada inti bor (core) dengan contoh berbentuk silinder

dengan dimeter 50-70 mm kemudian dipotong dengan mesin untuk mendapatkan

ukuran tinggi dua kali diameternya.

Kemudian conto yang diambil dimasukkan eksikator dan udara yang ada dalam

eksikator dihisap sehingga conto dalam keadaan vacum.

Dari conto yang didalam eksikator didapatkan nilai berat jenis,berat jenuh

tergantung dalam air dan berat kering conto.