buku prak agrogeo 2018 - ipb university
TRANSCRIPT
AG
ROG
EOLO
GI
penu
ntun
prak
tiku
m
Divisi Pengembangan Sumberdaya Fisik LahanDepartemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian
INSTITUT PERTANIAN BOGOR2018
Disusun oleh:Iskandar, Basuki Sumawinata, Budi Mulyanto,Dyah Tjahyandari Suryaningtyas, Darmawan
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
i
PENGANTAR
Buku ini merupakan hasil perbaikan dari Buku Penuntun Praktikum Geologi yang ditulis oleh Mulyanto et al. (1987). Sesuai dengan nama mata kuliahnya, buku penuntun praktikum ini sekarang diberi nama Penuntun Praktikum Agrogeologi.
Buku Penuntun Praktikum Geologi tulisan Mulyanto et al. (1987) – yang saat itu masih dibuat dengan mesin tik manual dan diperbanyak dengan mesin stensil – selalu difotocopy ulang oleh para mahasiswa baru karena buku “aslinya” hampir tidak ada yang memilikinya lagi. Akibatnya, kualitas tulisan yang selalu dicopy berulang-ulang ini menjadi semakin menurun. Terdorong oleh kondisi yang demikian itulah buku Penuntun Praktikum Geologi ditulis ulang dan mengalami revisi, khususnya pada bab mengenai mineral (Bab II), batuan beku (Bab III), batuan sedimen (Bab IV) dan batuan metamorfik (Bab V) yang mengalami perubahan total dalam cara penyajiannya. Pada edisi ke-2 buku ini kembali ditambahkan materi baru, yaitu kristalografi (Bab II) yang diberikan dalam praktikum pada minggu pertama. Dengan adanya tambahan baru ini maka penomoran bab lainnya mengalami pergeseran. Harapan dari revisi ini tentu saja agar para mahasiswa bisa lebih memahami materi praktikum Agrogeologi.
Bogor, Agustus 2018
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
ii
DAFTAR ISI
PENGANTAR ...................................................................................................i DAFTAR ISI ....................................................................................................ii I. PENDAHULUAN ......................................................................................... 1 II. SISTEM KRISTAL .................................................................................... 3
2.1. Pengantar Kristalografi ........................................................................ 3 2.2. Aktifitas Praktikum .............................................................................. 8
III. SIFAT-SIFAT FISIK DAN IDENTIFIKASI MINERAL ....................... 9 3.1. Pendahuluan .......................................................................................... 9 3.2. Identifikasi Mineral............................................................................. 10
(a). Bentuk Kristal dan Habit ................................................................... 11 (b). Belahan dan Pecahan ........................................................................ 13 (c). Kekerasan ......................................................................................... 14 (d). Warna dan Warna Gores (Streak) ...................................................... 15 (e). K i l a p ............................................................................................. 16 (f). Berat Jenis ........................................................................................ 17 (g). Sifat-sifat Fisik Lainnya .................................................................... 17
3.3. Aktivitas Praktikum ............................................................................ 17 IV. BATUAN BEKU ...................................................................................... 24
4.1. Pendahuluan ........................................................................................ 24 4.2. Komposisi Mineral .............................................................................. 24 4.3. T e k s t u r ........................................................................................... 26 4.4. Klasifikasi dan Identifikasi ................................................................. 27 4.5. Beberapa Jenis Batuan Beku ............................................................. 31
Keluarga Granit-Riolit.............................................................................. 31 Keluarga Diorit-Andesit ........................................................................... 32 Keluarga Gabro-Basalt ............................................................................. 32 Gelas Volkanik dan Piroklastik ................................................................ 33
V. BATUAN SEDIMEN ................................................................................ 34 5.1. Pendahuluan ........................................................................................ 34 5.2. Susunan Mineral ................................................................................. 34 5.3. T e k s t u r .......................................................................................... 35
Tekstur Klastik......................................................................................... 36 Tekstur Kristalin ...................................................................................... 36
5.4. Klasifikasi dan Identifikasi ................................................................. 37 5.5. Beberapa Jenis Batuan Sedimen ......................................................... 40
Batuan Sedimen Klastik ........................................................................... 40 Batukapur ................................................................................................ 41 Batugipsum .............................................................................................. 41 Batugaram ............................................................................................... 42 Chert dan Flint ......................................................................................... 42
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
iii
VI. BATUAN METAMORFIK ..................................................................... 43 6.1. Pendahuluan ........................................................................................ 43 6.2. F o l i a s i ............................................................................................. 43 6.3. Klasifikasi dan Identifikasi ................................................................. 44 6.4. Beberapa Jenis Batuan Metamorfik ................................................... 45
Batuan Metamorfik Berfoliasi .................................................................. 45 Batuan Metamorfik Tak-berfoliasi ............................................................ 46
VII. STRUKTUR GEOLOGI ........................................................................ 47 7.1. Pendahuluan ........................................................................................ 47
Volkanisme .............................................................................................. 47 G r a d a s i ............................................................................................... 47 Diastrofisme ............................................................................................ 47
7.2. Beberapa Contoh Struktur Geologi .................................................... 48 No. 1. Patahan/Sesar Turun (Normal Fault) .............................................. 48 No. 2. Patahan/Sesar Berbalik (Reversed Fault)........................................ 48 No. 3. Patahan Slenk/Terban (Through Fault) .......................................... 48 No. 4. Patahan/Sesar Kemiringan (Dip Fault) ........................................... 48 No. 5. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault) yang menyebabkan ulangan dari
singkapan ....................................................................................... 49 No. 6. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault) yang menyebabkan pemotongan
lapisan ............................................................................................ 49 No. 7. Lipatan Setangkup (Symetrical Fold) dan Lipatan Tidak Setangkup
(Asymetrical Fold) (dengan poros horisontal) ................................. 50 No. 8. Lipatan Miring (Pitching Fold) ...................................................... 50 No. 9. Patahan/Sesar Kemiringan (Dip Fault) dengan pergeseran tegak .... 50 No. 10. Patahan/Sesar Transversal (Tear Fault) dengan pergeseran
mendatar ........................................................................................ 50 No. 11. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault) ................................................ 51 No. 12. Ketidakselarasan (Unconfirmity) .................................................. 51 No. 13. Lipatan Monoklin (Monoclinal Fold) ........................................... 52 No. 14. Lipatan Isoklin (Isoclinal Fold) .................................................... 52 No. 15. Sesar Sungkup (Overthrust) ......................................................... 52 No. 16. Retas Lempeng (Sill) ................................................................... 53 No. 17. Retas (Dyke) ................................................................................ 53 No. 18. Retas lempeng dan retas yang tersesar (faulting of sill and dykes) . 54 No. 19. Lakolit (Lacolite) ......................................................................... 54 No. 20. Fakolit (Phacolite) ....................................................................... 54 No. 21. Doma yang tersesar dengan Retas (Faulted Dome with Dykes) ..... 55
VIII. PETA GEOLOGI ................................................................................. 56 8.1. Pendahuluan ........................................................................................ 56 8.2. Pemetaan Geologi ................................................................................ 56
P e r s i a p a n .......................................................................................... 56 Penetapan daerah studi ............................................................................. 57 Penggambaran daerah studi pada peta dasar.............................................. 57 Identifikasi contoh batuan, mineral, dan fosil ............................................ 58
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
iv
Pengukuran posisi lapisan pada singkapan ................................................ 58 Penggambaran peta geologi ...................................................................... 59
8.3. Informasi dari peta geologi ................................................................. 59 8.4. Zone-zone fisiografi Jawa Barat ......................................................... 60
Zone Fisiografi Dataran Aluvium Jakarta ................................................. 60 Zone Fisiografi Bogor .............................................................................. 62 Zone Fisiografi Bandung .......................................................................... 63 Zone Fisiografi Pegunungan Selatan......................................................... 64
IX. BUKU REFERENSI ................................................................................ 65
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
v
DAFTAR TABEL Tabel 1. Persyaratan Kristalografi 7 Sistem Kristal............................................. 5 Tabel 2. Kekayaan unsur simetri pada masing-masing kelas kristal .................... 6 Tabel 3. Perbandingan beberapa sifat fisik mineral yang berkaitan dengan struktur
kristal atau susunan kimia ................................................................. 11 Tabel 4. Deret kekerasan mineral berdasarkan skala Mohs ............................... 14 Tabel 5. Padanan kekerasan skala Mohs dengan alat-alat sederhana ................. 15 Tabel 6. Sifat-sifat Fisik Mineral ...................................................................... 18 Tabel 7. Beberapa mineral dengan kilap logam ................................................ 19 Tabel 8. Beberapa mineral dengan kilap non-logam – warna gelap ................... 20 Tabel 9. Beberapa mineral dengan kilap non-logam – warna cerah ................... 21 Tabel 10. Batuan-batuan Sediman Klastik ........................................................ 37 Tabel 11. Batuan-batuan Sediman Kimia ......................................................... 38 Tabel 12. Penentuan Batuan Sedimen Klastik atau Sedimen Kimia .................. 38 Tabel 13. Identifikasi Batuan Sedimen Klastik ................................................. 39 Tabel 14. Identifikasi Batuan Sedimen Kimia................................................... 39 Tabel 15. Klasifikasi Batuan Metamorfik ......................................................... 44
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
vi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Sumbu kristalografik pada masing-masing sistem kristal. Sumbu yang
memiliki ukuran panjang yang sama diberi notasi a1, a2 dan a3.......... 4 Gambar 2. Notasi intersep bidang kristal terhadap sumbu ................................... 7 Gambar 3. Intersep dan indises Miller untuk bidang-bidang dalam kristal isometri .......................................................................................................................... 7 Gambar 4. Model kristal sistem triklinik dari bahan karton ................................. 8 Gambar 5. Kristal salju sebagai hasil pengaturan atom-atom yang teratur ........... 9 Gambar 6. Pengaturan atom-atom Na dan Cl dalam halit (kiri) dan bentuk kristal
halit (kanan) ..................................................................................... 9 Gambar 7. Diagram urutan kristalisasi mineral-mineral utama pembentuk batuan
(Urutan reaksi Bowen) .................................................................... 25 Gambar 8. Klasifikasi batuan beku................................................................... 28 Gambar 9. Diagram Alir Identifikasi Batuan Beku ........................................... 29 Gambar 10. Estimasi visual persentase mineral-mineral kelam ......................... 30 Gambar 11. Diagram Alir Prosedur Identifikasi Batuan Metamorfik: tak-berfoliasi
(atas), berfoliasi (bawah) ................................................................ 45 Gambar 12. Patahan/Sesar Turun (kiri), Sesar Berbalik (kanan) ....................... 48 Gambar 13. Patahan Slenk/Terban (kiri), Sesar Kemiringan (kanan) ................ 49 Gambar 14. Sesar Jurus menyebabkan pengulangan lapisan (kiri), Sesar Jurus
menyebabkan pemotongan lapisan (kanan) ..................................... 49 Gambar 15. Lipatan Setangkup (kiri) dan Lipatan Tidak Setangkup, Lipatan
Miring (kanan) ............................................................................... 50 Gambar 16. Sesar kemiringan dengan pergeseran tegak (kiri), Sesar transversal
dengan pergeseran mendatar (kanan) .............................................. 51 Gambar 17. Sesar Jurus .................................................................................... 51 Gambar 18. Ketidakselarasan ........................................................................... 52 Gambar 19. Lipatan Monoklin (kiri), Lipatan Isoklin (kanan) ........................... 52 Gambar 20. Sesar Sungkup .............................................................................. 53 Gambar 21. Retas Lempeng (kiri), Retas (kanan) ............................................. 53 Gambar 22. Retas lempeng dan retas yang tersesar ........................................... 54 Gambar 23. Lakolit (kiri), Fakolit (kanan) ........................................................ 55 Gambar 24. Doma yang tersesar dengan Retas ................................................. 55
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
1
I. PENDAHULUAN
Ilmu tanah tidak dapat dipisahkan dengan geologi karena tanah merupakan hasil proses pelapukan batuan oleh iklim dan organisme yang dipengaruhi oleh topografi dan waktu. Batuan dan bentuk wilayah merupakan sebagian dari hasil proses geologi. Variasi jenis batuan dan bentuk wilayah menentukan jenis tanah yang akan terbentuk, sehingga antara geologi, geomorfologi dan ilmu tanah mempunyai hubungan yang erat. Salah satu cabang geologi yang mempelajari klasifikasi, proses pembentukan dan identifikasi batuan adalah petrografi. Bidang studi ini sangat erat dengan mineralogi karena komponen penyusun batuan adalah mineral-mineral yang dipelajari dalam mineralogi.
Mineral mempunyai susunan kimia tertentu, sehingga jika terlapuk akan melepaskan unsur-unsur yang berguna bagi tanaman dan/atau sebagian membentuk mineral baru sebagai mineral sekunder. Mineral sekunder umumnya berukuran klei (< 2 µm) dan bersifat koloidal. Mineral klei inilah, bersama dengan humus, merupakan komponen tanah yang aktif yang dapat menjerap sementara unsur hara di dalam tanah untuk kemudian secara berangsur-angsur dilepas dan diambil oleh tanaman. Dengan uraian di atas mudah dimengerti bahwa jenis batuan menentukan sifat kimia dan kesuburan tanahnya.
Mempelajari mineral dan batuan pada lingkungan alami di lapang merupakan kegiatan yang menyenangkan bagi mereka yang berminat terhadap geologi. Sambil berpetualang kita dapat mengamati beraneka jenis batuan yang dapat dipakai untuk menduga potensi kesuburan tanahnya.
Pengamatan mineral dan batuan biasanya dilakukan pada singkapan-singkapan alami, seperti tempat-tempat yang tererosi, bagian terjal suatu pegunungan (gawir), pinggiran sungai dan pantai yang terjal. Selain itu pengamatan mineral dan batuan dapat dilakukan di tempat-tempat yang tersingkap karena kegiatan manusia, seperti tempat galian bahan tambang atau potongan di pinggir jalan. Pengamatan yang dilakukan mencakup jenis mineral dan batuan, struktur dan stratigrafi batuan, dan ketebalan masing-masing lapisan batuan. Perlapisan batuan dalam kerak bumi tidak selamanya horisontal, sehingga sudut dan arah kemiringan lapisan (dip dan strike) juga perlu diamati. Sudut ini diukur dengan klinometer, sedangkan arah kemiringan diukur dengan menggunakan kompas. Kejadian-kejadian pada struktur lapisan batuan perlu diamati, antara lain lipatan (fold), patahan/sesar (fault) dan retakan (joint). Hasil pengamatan ini kemudian dituangkan dalam peta geologi yang lengkap dengan legenda dan skalanya. Selanjutnya peta geologi ini akan menjadi dasar untuk pembuatan peta tanah. Dari hasil pengamatan lapang dan peta geologi kita juga dapat menduga proses-proses geologi yang telah terjadi pada wilayah tersebut.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
2
Dalam buku ini disajikan dasar-dasar pengamatan mineral dan batuan berdasarkan sifat-sifat fisiknya yang sangat penting untuk identifikasi mineral dan batuan berukuran bongkah (makroskopis). Disamping mempelajari mineral dan batuan, geologi juga mempelajari proses-proses yang mempengaruhi bentuk muka bumi (landform). Agar proses tersebut dapat dipahami dengan mudah, maka dalam praktikum ini model struktur geologi akan ditampilkan dalam bentuk model balok (block model).
Hasil penelitian geologi di Indonesia sudah cukup banyak, terutama dimulai oleh ahli-ahli Belanda. Hasil-hasil penelitian ini disajikan dalam bentuk peta geologi. Oleh karena itu dalam praktikum ini akan dipelajari pula cara membaca peta geologi.
Setelah mengikuti praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat mengenal jenis-jenis mineral dan batuan yang ditemui di lapang dan dapat menggali informasi geologi lebih lanjut yang diperlukan dalam ilmu tanah, baik di lapang maupun di perpustakaan.
PERHATIKAN. Selama praktikum berlangsung mahasiswa sama sekali tidak diperkenankan:
1) memecahkan, merobek, mencabik atau melakukan hal-hal lain yang dapat merusak spesimen mineral/batuan,
2) memindahkan label-label atau spesimen ke kotak spesimen lainnya, dan
3) mencoret-coret label dan spesimen.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
3
II. SISTEM KRISTAL
2.1. Pengantar Kristalografi
Jika suatu mineral tumbuh tanpa ada halangan dari butir-butir lain di sekelilingnya, maka mineral tersebut akan tumbuh dan berkembang membentuk kristal yang dibatasi oleh bidang-bidang kristal (crystal faces) yang datar dan halus dengan pola geometris yang sempurna. Pola tersebut mencerminkan adanya keteraturan internal dari atom-atom yang menyusun mineral, atau yang dikenal dengan sifat kristalin. Bentuk khas dari suatu kristal disebut dengan habit. Beberapa mineral umum yang bentuk kristalnya merupakan ciri diagnostik adalah kuarsa (heksagonal), halit (kubus), garnet (kubus), fluorit (kubus), pirit (kubus), galena (kubus), amfibol (prisma panjang) dan piroksen (prisma pendek). Geometri kristal berkaitan dengan sifat-sifat fisik dan kimia mineral. Ilmu yang mempelajari tentang geometri kristal disebut dengan kristalografi, yang merupakan cabang dari mineralogi.
Bentuk kristal sempurna dari suatu mineral merupakan penampakan luar dari keteraturan atom-atom yang menyusun mineral tersebut. Kristal adalah padatan yang terdiri dari bidang-bidang, atau padatan geometrik yang mempunyai sejumlah bidang-bidang dan sudut antar-bidang yang sejalan dengan bentuk geometrik atom-atom yang menyusun unit kristal. Padatan kristalin yang berkembang demikian disebut dengan euhedral, yang bidang-bidang kristalnya berkembang tidak sempurna disebut subhedral dan yang berkembang tanpa menunjukkan adanya bidang-bidang kristal disebut anhedral. Sifat-sifat geometri kristal dapat dipelajari dengan alat yang sederhana atau dengan bantuan loupe dan mikroskop. Untuk mengukur sudut antara dua bidang yang berpotongan digunakan Goniometer Kontak untuk mineral yang berukuran besar dan Goniometer Refleksi untuk mineral yang berukuran yang lebih kecil.
Bidang-bidang kristal berkaitan langsung dengan struktur internalnya, oleh karena itu bidang-bidang memiliki keterkaitan tertentu dengan bidang lainnya. Nicolaus Steno (nama latin dari Niel Stensen) pada 1669 mengamati bahwa sudut-sudut antar bidang yang sama pada kristal-kristal kuarsa selalu sama. Hasil pengamatan ini kemudian dikenal sebagai Hukum Steno tentang sudut antar bidang kristal yang konstan pada mineral yang sama.
Suatu kristal dideskripsikan dengan menggunakan garis referensi imaginer yang disebut sumbu-sumbu kristalografik yang umumnya paralel dengan bidang-bidang kristal utama. Semua kristal memiliki 3 sumbu kristalografik, yaitu a, b dan c, kecuali pada sistem heksagonal yang memiliki 4 sumbu. Sumbu-sumbu kristal yang memiliki ukuran panjang sama diberi nama ulang menjadi a1, a2 dan a3. Sumbu kritalografik a diambil yang posisinya horisontal dengan arah depan-
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
4
belakang, sumbu kritalografik b horisontal arah kiri-kanan, dan sumbu kritalografik c posisinya vertikal (Gambar 1).
Gambar 1. Sumbu kristalografik pada masing-masing sistem kristal. Sumbu yang memiliki ukuran panjang yang sama diberi notasi a1, a2 dan a3.
Penggolongan kristal dilakukan secara bertingkat, yaitu sistem, kelas dan
bentuk. Pada kategori paling tinggi, yaitu sistem kristal, penggolongan kristal didasarkan atas perbedaan panjang dan sudut antar sumbu-sumbu kristal. Diketahui terdapat 7 sistem kristal, yaitu: (1) Isometrik (Kubus), (2) Heksagonal, (3) Trigonal (ada juga yang menyebutkan sebagai sistem Heksagonal divisi rombohedral), (4) Tetragonal, (5) Ortorombik, (6) Monoklinik, dan (7) Triklinik.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
5
Persyaratan kristalografi yang harus dipenuhi oleh masing-masing sistem tersebut disajikan pada Tabel 1 dan Gambar 1.
Tabel 1. Persyaratan Kristalografi 7 Sistem Kristal
No. Sistem Persyaratan Kristalografi Panjang Sumbu Sudut antar sumbu
1. Isometrik (Kubus) a1 = a2 = a3 a1 ┴ a2 ┴ a3
2. Heksagonal a1 = a2 = a3 ≠ c a1 ʌ a2 ʌ a3 = 120° ┴ c
3. Trigonal a1 = a2 = a3 ≠ c a1 ʌ a2 ʌ a3 = 120° ┴ c
4. Tetragonal a1 = a2 ≠ c a1 ┴ a2 ┴ c
5. Ortorombik a ≠ b ≠ c a ┴ b ┴ c
6. Monoklinik a ≠ b ≠ c a ʌ c ┴ b
7. Triklinik a ≠ b ≠ c a ʌ b ʌ c
Kategori kelas didasarkan pada kekayaan unsur simetri yang dimiliki oleh suatu kristal. Unsur-unsur simetri ini ada 3 macam, yaitu: (1) sumbu simetri: garis sumbu putar kristal yang apabila diputar pada garis sumbu tersebut terjadi pengulangan bentuk; (2) pusat simetri: titik yang membagi garis-garis sumbu yang melalui titik tersebut menjadi dua sama panjang; (3) bidang simetri: bidang yang membagi kristal menjadi 2 bagian yang satu bagian merupakan gambaran cermin bagian yang lain. Bidang simetri ini seringkali disebut bidang cermin. Dari tujuh sistem kristal yang ada dapat dipilah menjadi 32 kelas kristal seperti disajikan pada Tabel 2.
Pada kategori paling rendah, yaitu bentuk kristal, penggolongan didasarkan pada posisi atau kedudukan bidang fundamental atau unit bidang pada sumbu kristal. Dari 32 kelas kristal dapat diturunkan 224 bentuk tunggal. Sketsa masing-masing bentuk tersebut dapat dilihat di dalam buku Algemene Mineralogie en Kristallographie (Escher, 1950).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
6
Tabel 2. Kekayaan unsur simetri pada masing-masing kelas kristal
Sistem Kelas Sumbu putar simetri
Bidang Pusat 2 kali
3 kali
4 kali
6 kali
Isometrik (kubus)
Tetratoidal 3 4 - - - - Diploidal 3 4 - - 3 ya Hextetrahedral 3 4 - - 6 - Gyroidal 6 4 3 - - - Hexoctahedral 6 4 3 - 9 ya
Heksagonal Trigonal Dipyramidal - 1 - - 1 - Pyramidal - - - 1 - - Dipyramidal - - - 1 1 ya Ditrigonal Dipyramidal 3 1 - - 4 - Dihexagonal Pyramidal - - - 1 6 - Trapezohedral 6 - - 1 - - Dihexagonal Dipyramidal 6 - - 1 7 ya
Trigonal Pyramidal - 1 - - - - Rhombohedral - 1 - - - ya Ditrigonal Pyramidal - 1 - - 3 - Trapezohedral 3 1 - - - - Hexagonal Scalenohedral 3 1 - - 3 ya
Tetragonal Disphenoidal 1 - - - - - Pyramidal - - 1 - - - Dipyramidal - - 1 - 1 ya Scalenohedral 3 - - - 2 - Ditetragonal pyramidal - - - - 4 - Trapezohedral 4 - 1 - - - Ditetragonal-Dipyramidal 4 - 1 - 5 ya
Ortorombik Pyramidal 1 - - - 2 - Disphenoidal 3 - - - - - Dipyramidal 3 - - - 3 ya
Monoklinik Domatic - - - - 1 - Sphenoidal 1 - - - - - Prismatic 1 - - - 1 ya
Triklinik Pedial - - - - - - Pinacoidal - - - - - ya
Posisi bidang kristal dideskripsikan dengan menunjukkan perpotongannya terhadap sumbu-sumbu kristal. Jadi untuk menggambarkan bidang kristal harus diketahui apakah bidang tersebut paralel terhadap 2 sumbu dan memotong sumbu yang ke-3, atau paralel terhadap satu sumbu dan memotong dua sumbu lainnya, atau memotong semua sumbu. Sebagai tambahan informasi harus juga ditambahkan jarak relatif perpotongan bidang pada sumbu-sumbu yang berbeda. Bidang AA pada Gambar 2 posisinya paralel terhadap sumbu b dan c, dan memotong sumbu a. Notasi untuk intersep bidang AA ini dituliskan 1a, ¥b, ¥c, sedangkan bidang A’A’ yang memotong sumbu a pada 2 unit panjang dibanding bidang AA, intersepnya dituliskan 2a, ¥b, ¥c. Bidang BB yang paralel sumbu a dan c memotong sumbu b, intersepnya adalah ¥a, 1b, ¥c. Untuk bidang AB yang
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
7
memotong sumbu a dan b, paralel sumbu c intersepnya ditulis 1a, 1b, ¥c. Bidang yang memotong ketiga sumbu intersepnya ditulis 1a, 1b, 1c.
Intersep bidang:
AA - 1a, ¥b, ¥c A’A’ - 2a, ¥b, ¥c BB - ¥a, 1b, ¥c AB - 1a, 1b, ¥c
Gambar 2. Notasi intersep bidang kristal terhadap sumbu
Salah satu metoda yang banyak digunakan untuk menggambarkan posisi
bidang kristal terhadap sumbu-sumbu kristal adalah notasi yang dikembangkan oleh W.H. Miller dan dikenal sebagai Indises Miller atau Indeks Miller. Dengan mengguna-kan notasi Indises Miller suatu bidang terdiri dari serangkaian angka yang merupakan inversi dari notasi intersep tanpa menuliskan huruf yang menunjukkan sumbu-sumbu berbeda. Sebagai contoh, untuk intersep 1a, 1b, 1c dan 2a, 2b, 2/3c, inversinya berturut-turut adalah 1/1 1/1 1/1 dan ½ ½ 3/2. Indises Miller untuk bidang kristal 1/1 1/1 1/1 ini ditulis menjadi (111), sedangkan untuk bidang ½ ½ 3/2 (setelah dikalikan dua untuk menghilangkan pecahan) ditulis menjadi (113). Contoh lain disajikan pada Gambar 3.
Intersep untuk:
AA - 1 : ¥ : ¥ A’A’ - 2 : ¥ : ¥ BB - ¥ : 1 : ¥ AB - 1 : 1 : ¥
Indises Miller untuk:
AA - 1/1 1/¥ 1/¥ = 100 A’A’ - 1/2 1/¥ 1/¥ = 200 BB - 1/¥ 1/1 1/¥ = 010 AB - 1/1 1/1 1/¥ = 110
Gambar 3. Intersep dan indises Miller untuk bidang-bidang dalam kristal isometri
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
8
Untuk mengetahui lebih dalam tentang kristalografi disarankan untuk membaca buku Manual of Mineralogy dari Hurlbut dan Klein (edisi ke-21, 1998).
2.2. Aktifitas Praktikum - Mahasiswa diperkenalkan berbagai sistem kristal dengan menggunakan model
kristal yang terbuat dari bahan kayu.
- Mahasiswa diberi tugas membuat model-model kristal dari bahan karton seperti contoh pada Gambar 4. Model kristal dari bahan karton lainnya bisa dipelajari pada tautan salah satunya adalah: http://webmineral.com/crystall. shtml#.WnY8XJP1VsN
Gambar 4. Model kristal sistem triklinik dari bahan karton
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
9
III. SIFAT-SIFAT FISIK DAN IDENTIFIKASI MINERAL
3.1. Pendahuluan
Mineral dapat didefinisikan sebagai padatan anorganik yang terbentuk secara alami dengan susunan kimia tertentu dan memiliki pengaturan internal atom-atom yang tertentu pula. Atom-atom dalam suatu mineral terdapat dalam perbandingan yang khas dan tersusun dalam pola geometrik yang teratur. Pengaturan atom-atom secara sistimatik ini, atau sering dikenal dengan istilah kristalin, merupakan salah satu aspek penting dalam mineral. Jika proses kristalisasi terjadi pada kondisi ideal, maka senyawa-senyawa kristalin akan dicerminkan oleh adanya bidang-bidang atau muka kristal yang sempurna. Sebagai contoh, tetesan air hujan yang jatuh di udara dapat membeku membentuk kristal-kristal salju (Gambar 5). Bentuk padatan kristal salju merupakan ekspresi eksternal dari pengaturan internal atom-atom hidrogen dan oksigen. Mirip dengan itu, jika larutan yang kaya dengan natrium (Na) dan khlor (Cl) diuapkan, maka akan terbentuk kristal-kristal halit (NaCl) atau garam dapur. Model rangka atom halit dan kristal yang dihasilkan disajikan pada sketsa Gambar 6.
Gambar 5. Kristal salju sebagai hasil pengaturan atom-atom yang teratur
Gambar 6. Pengaturan atom-atom Na dan Cl dalam halit (kiri) dan bentuk kristal halit (kanan)
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
10
Mineral-mineral yang memiliki bidang atau muka kristal yang buruk atau tidak sempurna masih memiliki struktur internal sistimatik seperti ditunjukkan oleh pola simetri yang dihasilkan dari studi dengan menggunakan difraktometer sinar-X. Sebaliknya, atom-atom atau senyawa yang terdapat dalam cairan atau gas memiliki sedikit atau tidak sama sekali sistimatika struktur, sehingga tidak ada bentuk yang tertentu. Senyawa-senyawa yang membentuk padatan tanpa melalui kristalisasi adalah senyawa amorf atau non-kristalin, yaitu senyawa yang tidak memiliki struktur internal yang teratur, misalnya gelas.
Ciri paling signifikan dari sebuah kristal adalah sudut antar bidangnya yang konstan. Sudut antara bidang yang sama dari sebuah mineral tertentu akan sama, meskipun ukuran kristalnya mungkin bervariasi. Ciri khas ini merupakan hal penting untuk membedakan mineral-mineral yang memiliki kemiripan dalam ciri lainnya. Piroksen dan amfibol adalah dua mineral yang sangat mirip komposisi kimia dan kenampakan sifat fisiknya. Untuk membedakannya, amfibol memiliki kristal dengan sudut antar bidang 124° dan 56°, sedangkan pada piroksen antara 87° dan 93°.
Ditinjau dari segi ukurannya, mineral dapat berukuran mulai dari bongkah-bongkah besar, kerakal, kerikil, pasir sampai yang berukuran fraksi klei (< 2 µm). Dengan demikian cara pendekatan untuk mengenali mineral pada masing-masing ukuran tersebut berbeda-beda. Dengan mempelajari sifat-sifat fisiknya, mineral-mineral berukuran bongkah dapat diidentifikasi langsung dengan pancaindera atau dengan bantuan kaca pembesar (loupe). Mineral berukuran pasir diidentifikasi dengan bantuan mikroskop polarisasi, yaitu untuk mengenali sifat-sifat optik mineralnya, sedangkan untuk mengidentifikasi mineral yang berukuran klei digunakan alat bantu diantaranya difraktometer sinar-X.
Dalam praktikum ini akan dipelajari sifat-sifat fisik dari mineral-mineral berukuran bongkah, sebagai pengantar untuk mengenali batuan.
3.2. Identifikasi Mineral
Selain memiliki struktur internal, mineral memiliki komposisi kimia tertentu. Oleh sebab itu setiap mineral memiliki sifat-sifat fisik yang khas, seperti: (a) bentuk kristal dan habit, (b) belahan dan pecahan, (c) kekerasan, (d) warna dan warna gores, (e) kilap, (f) berat jenis, dan (g) sifat-sifat fisik lainnya. Sifat-sifat ini menjadi kriteria penting dalam identifikasi mineral.
Kunci dalam mengidentifikasi suatu mineral adalah mengamati kombinasi sifat-sifat fisik yang ditunjukkan oleh spesimen mineral tertentu. Kombinasi sifat-sifat ini penting karena dua spesies mineral dapat memiliki struktur kristal yang sama, seperti pada galena dan halit yang menunjukkan kesamaan juga pada beberapa sifat fisik lainnya (Tabel 3). Contoh lainnya, dua mineral dapat memiliki susunan kimia yang sama tetapi memiliki struktur kristal yang berbeda, misalnya grafit dan intan.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
11
Tabel 3. Perbandingan beberapa sifat fisik mineral yang berkaitan dengan struktur kristal atau susunan kimia
Mineral Susunan Kimia
Struktur Kristal Kilap Kekerasan Belahan Berat
Jenis
Galena PbS Kubus Logam 2.5 3 jurusan, sempurna
7.50
Halit NaCl Kubus Non-logam 2.5 3 jurusan, sempurna
2.16
Grafit C Berlapis Logam 1.5 1 jurusan, sempurna
2.23
Intan C Kubus Non-logam 10 4 jurusan, tak jelas
3.52
(a). Bentuk Kristal dan Habit
Mineral seringkali ditemukan tanpa menunjukkan habit yang sebenarnya, yaitu berupa kristal-kristal sempurna, melainkan tampil dengan bentuk lain yang seringkali juga sangat membantu dalam identifikasinya. Sebagai contoh, feldspar sering dijumpai dalam bentuk kristal lempeng (tiang) persegi empat (rectangular), amfibol cenderung membentuk kristal-kristal panjang seperti jarum, dan mika dalam bentuk lembaran-lembaran berlapis.
Mineral yang berkristal sempurna dan berdiri sendiri atau kristal euhedral jarang ditemukan di alam. Mineral biasanya membentuk suatu kelompok atau agregat, baik secara teratur ataupun tidak teratur, seperti yang umum dijumpai dalam batuan. Mineral dengan bentuk semacam ini disebut sebagai anhedral. Secara garis besar tipe agregasi dengan masing-masing subgrup di dalamnya dapat digambarkan sebagai berikut:
1. Agregat dimana kristal tumbuh memanjang paralel terhadap salah satu sumbu atau bidang kristal dan kurang lebih merata pada sumbu atau bidang kristal lainnya. Beberapa jenis agregat semacam ini adalah:
a) Jarum (Acicular): bentuk agregat yang kecil dan memanjang seperti jarum. Bentuk ini sering dijumpai pada mineral turmalin, rutil.
b) Radier: bentuk agregat seperti jarum yang tersusun memusat ke satu titik. Bentuk seperti ini dijumpai misalnya pada pektolit.
c) Serabut (Fibrous): merupakan bentuk agregat seperti serabut dan sering dijumpai pada mineral serpentin, asbestos, ribekit
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
12
d) Berpita (Bladed): pada bentuk ini terdapat pemanjangan sepanjang salah satu sumbu dan melebar seperti pita pada sumbu lainnya. Kianit sering dijumpai dalam bentuk seperti ini.
e) Tiang (Columnar): pada tipe ini agregat memanjang pada salah satu arah sebagai hasil penumpukan paralel satu sama lain. Hornblende, augit, turmalin, sering dijumpai dalam bentuk seperti ini.
f) Lempeng (Lamellar/foliated): agregat memiliki perkembangan paralel terhadap salah satu bidang kristal menghasilkan habit berupa lempeng-lempeng tipis yang menumpuk. Perkembangan mineral paralel terhadap salah satu bidang kristal sering berasosiasi dengan adanya belahan yang sempurna, seperti pada golongan mika (biotit, muskovit, flogopit).
2. Agregat pada kelompok ini tidak menunjukkan keteraturan tertentu. Dalam menggambarkan bentuk kristalnya sering digunakan kata sifat untuk menyatakan tiruan alami dari agregat tersebut. Beberapa diantaranya adalah sebagai berikut:
a. Dendritik: bentuk bercabang-cabang menyerupai pohon. Bentuk ini terdapat pada beberapa jenis logam, seperti pada tembaga.
b. Reniform: bentuk yang menyerupai ginjal dengan susunan bagian dalam konsentris atau radier. Bentuk ini terdapat misalnya pada hematit, limonit.
c. Globular: bentuk yang menyerupai bola, bagian dalamnya memusat pada suatu titik (radier). Bentuk seperti ini terdapat misalnya pada filipsit, kuarsa opal.
d. Botryodal (tuberose): merupakan bentuk yang menyerupai buah anggur, seperti pada kalsedon, psilomelan.
e. Pisolitic: bentuk agregat yang merupakan kumpulan dari masa bulat-bulat sebesar biji kedelai, seperti pada bauksit. Oolitic: kumpulan dari masa bulat-bulat sebesar telur ikan, contohnya pada beberapa kalsit, aragonit.
f. Rosette: bentuk mineral menyerupai bunga mawar, seperti pada hematit.
g. Geode (druses): merupakan agregat yang membentuk rongga dengan mineral lainnya terkristalisasi pada dinding rongga bagian dalam, seperti pada kuarsa.
h. Stalaktit: bentuk kerucut yang terjadi akibat deposisi yang berangsur-angsur dari tetesan air di dalam gua-gua, contoh pada goetit, aragonit, kalsit.
i. Konkresi: bentukan yang terjadi akibat deposisi yang dimulai dari satu inti dan kemudian membesar, misalnya pada konkresi besi dan mangan.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
13
3. Bentuk lain-lain:
a) Massive (kompak): material kompak tanpa bentukan atau penampakan tertentu
b) Granular: bentuk agregat yang tersusun dari butiran-butiran seperti pasir, misalnya beberapa pada olivin, kuarsa.
(b). Belahan dan Pecahan Belahan ataupun pecahan adalah sifat mineral yang berhubungan dengan sifat
kohesi unsur-unsur penyusun mineral tersebut. Jika suatu mineral diberi tekanan sampai melewati batas elastisitas/plastisitasnya, maka mineral tersebut akan terpisah menjadi bagian-bagian tertentu yang lebih kecil. Jika bagian-bagian kecil tadi teratur dan sejajar terhadap suatu bidang struktur kristal disebut belahan (cleavage), sebaliknya jika tidak teratur atau tidak mengikuti bidang tertentu maka disebut sebagai pecahan (fracture).
Belahan terjadi apabila di dalam struktur kristal terdapat ikatan atom yang lebih lemah dibandingkan dengan ikatan lainnya. Sebagai contoh, grafit memiliki 2 jenis ikatan atom, yaitu ikatan kovalen yang menghubungkan atom-atom C dalam lempeng dan ikatan van der Waals yang menghubungkan atom-atom C antar lempeng. Oleh sebab itu bidang belahan dalam grafit terdapat diantara lempeng-lempeng tersebut. Suatu benda cenderung membentuk pecahan apabila unsur-unsur penyusunnya berikatan kuat ke semua arah dengan kekuatan yang relatif sama.
Pada pengamatan belahan, ada dua hal yang harus diperhatikan, yaitu kualitas dan jumlah belahan. Kualitas belahan dibedakan dalam:
1. Belahan sempurna, yaitu jika mineral membelah sepanjang suatu bidang belahan yang halus dan berkilap, dan sukar membelah lagi ke arah lainnya. Contoh mineral yang memiliki belahan sempurna adalah kalsit dan golongan mika.
2. Belahan baik, yaitu dapat mudah dibelah melalui bidang belahan, tapi dapat juga retak melintang, contohnya pada golongan feldspar.
3. Belahan jelas, yaitu mineral dapat membelah dengan mudah melalui bidang belahan, tapi juga mudah pecah menurut arah lainnya.
4. Belahan tak jelas, yaitu belahan dan pecahan pada mineral tersebut sama mudah atau sukarnya.
Berdasarkan jumlahnya, mineral dapat memiliki satu, dua, tiga, empat jurusan belahan. Beberapa contoh untuk menyatakan belahan pada mineral misalnya mika memiliki belahan sempurna 1 jurusan, kalsit memiliki belahan sempurna 3 jurusan, gipsum memiliki belahan sempurna pada 1 jurusan dan 2 lainnya tak jelas. Kuarsa tidak memiliki belahan.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
14
Pecahan suatu mineral secara garis besar dapat digolongkan ke dalam:
1. Pecahan kerang (conchoidal), yaitu tipe pecahan berupa cekungan dengan garis-garis melingkar konsentris mirip bagian-dalam dari cangkang kerang, seperti yang dijumpai pada kuarsa dan obsidian.
2. Pecahan tak rata (uneven) atau tak teratur (irregular), yaitu tipe pecahan yang menghasilkan permukaan kasar dan tak teratur, contoh pada kalkopirit, goetit
3. Pecahan logam (hackly), yaitu tipe pecahan dengan permukaan tajam-tajam seperti dijumpai pada besi atau tembaga.
Retakan-retakan yang terjadi pada permukaan mineral merupakan indikasi adanya belahan. Dengan mengamati keadaan retakan dapat ditentukan mutu dan jurusan suatu belahan. Sifat belahan dan sudut yang dibentuk oleh bidang-bidang belahan dapat membantu dalam mengindentifikasi mineral, seperti perbedaan antara piroksen dan amfibol.
(c). Kekerasan Kekerasan suatu mineral menggambarkan kemampuan mineral tersebut
dalam menahan goresan. Sifat ini juga berkaitan erat dengan struktur kristal dan kekuatan ikatan atom-atom penyusunnya. Kekerasan dinyatakan atau diukur dengan membandingkan kekerasan spesimen mineral dengan deret kekerasan mineral standar yang disusun oleh Friedrich Mohs. Deret kekerasan mineral berdasarkan skala Mohs terdiri dari 10 mineral yang disusun dalam urutan dari 1 (paling lunak) sampai 10 (paling keras) seperti disajikan pada Tabel 4. Mineral yang memiliki tingkat kekerasan yang rendah dapat tergores oleh mineral yang kekerasannya lebih tinggi atau sebaliknya. Jika digoreskan satu sama lain saling menggores artinya mineral tersebut mempunyai tingkat kekerasan yang sama. Perlu diketahui bahwa kekerasan ini bukan merupakan kekerasan dengan nilai mutlak.
Tabel 4. Deret kekerasan mineral berdasarkan skala Mohs
Kekerasan Mineral Kekerasan Mineral
1 Talk 6 Ortoklas/Mikroklin
2 Gipsum 7 Kuarsa
3 Kalsit 8 Topas
4 Fluorit 9 Korundum
5 Apatit 10 Intan
Untuk alasan praktis, mineral-mineral deret skala Mohs tidak selalu digunakan untuk menentukan kekerasan mineral. Sebagai gantinya digunakan
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
15
benda atau alat-alat sederhana lain (Tabel 5) yang memiliki kekerasan sepadan dengan skala Mohs.
Tabel 5. Padanan kekerasan skala Mohs dengan alat-alat sederhana
Benda/Alat Kekerasan Skala Mohs
Kuku jari Lunak 2.5 Kawat/Koin tembaga Agak lunak 3 Pisau Agak keras 4.5-5 Baja Sangat keras 7 Kaca Sangat keras 7
Beberapa hal praktis perlu diperhatikan dalam menentukan kekerasan mineral, yaitu:
1. Jangan memilih bidang permukaan granular karena goresan akan melepaskan granul-granul dari agregatnya, misalnya pada olivin.
2. Pilih bidang permukaan yang segar, bersih dan bebas dari produk pelapukan.
3. Perlu dicatat bahwa spesies mineral yang sama dapat saling menggores karena bidang permukaan yang berbeda dapat memiliki kekerasan yang berbeda, misalnya intan dapat digunakan untuk memotong intan lainnya.
(d). Warna dan Warna Gores (Streak) Penampakan paling menawan dari suatu mineral kemungkinan adalah
warnanya. Pada beberapa mineral warna dapat merupakan sifat diagnostik yang sangat berguna dan penting. Namun demikian perlu dicatat bahwa mineral yang sama dapat juga memiliki variasi warna yang cukup lebar. Kuarsa, sebagai contoh, yang umumnya tak berwarna (bening), dapat juga berwarna ungu (amethyst), kuning (citrine), coklat (kuarsa asap), merah muda (kuarsa rose), atau merah (jasper). Demikian juga pada fluorit yang dapat dijumpai sebagai mineral tak berwarna, ungu, biru, kuning, hijau atau merah muda. Mineral-mineral yang memiliki warna bervariasi dikenal sebagai alokromatik. Beberapa mineral memiliki warna yang khas, seperti korundum biru (safir) dan korundum merah (ruby). Mineral dengan warna yang konstan disebut idiokromatik.
Warna mineral yang bervariasi berkaitan dengan susunan kimia dan medan listrik yang dihasilkan oleh struktur atom dari mineral tersebut. Kondisi ini menyebabkan terjadinya seleksi serapan terhadap cahaya yang jatuh pada mineral. Beberapa unsur kelumit (trace element) yang mengotori mineral, seperti Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, berperan juga dalam menghasilkan variasi warna.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
16
Streak atau warna gores adalah warna dari serbuk mineral yang diperoleh dengan cara menggoreskan mineral di atas lempeng porselen tak-berglasir. Tidak seperti warna mineral, streak umumnya tidak bervariasi. Mineral-mineral silikat berwarna umumnya memberikan streak putih, tetapi karbonat, fosfat, arsenat, oksida-oksida dan sulfida memiliki streak yang khas. Sebagai contoh, pirit yang berwarna kuning keemasan selalu menghasilkan streak hitam/coklat kehijauan; mineral besi magnetit, limonit dan hematit yang berwarna kehitaman menghasilkan streak kehitaman pada magnetit, coklat kekuningan pada limonit, dan merah pada hematit.
(e). K i l a p Kilap suatu mineral merupakan penampakan dari permukaan mineral tersebut
dan tergantung kepada kuantitas dan kualitas cahaya yang direfleksikan. Kilap umumnya tidak tergantung kepada warna mineral. Kilap bukanlah warna. Intensitas kilap ditentukan oleh transparansi, reflektivitas dan struktur permukaan mineral. Mineral transparan seperti kuarsa lebih banyak mentransmisikan cahaya dibandingkan mineral opak seperti pirit yang lebih banyak merefleksikan cahaya. Konfigurasi permukaan mineral juga mempengaruhi intensitas dan kesempurnaan kilap.
Dua tipe utama kilap adalah kilap logam (metallic) dan kilap non-logam (Non-metallic):
1. Kilap logam. Jenis kilap ini terlihat pada logam-logam seperti timah, emas, atau tembaga, beberapa logam sulfida, seperti galena (PbS), pirit (FeS2), dan juga pada grafit (C).
2. Kilap sub-logam. Kilap ini diperlihatkan oleh oksida-oksida logam semi-opak, seperti rutil (TiO2).
3. Kilap non-logam. Kilap ini dibagi lagi ke dalam beberapa jenis sebagai berikut:
a. Kilap intan (adamantin): Mineral yang memiliki kilap ini umumnya cemerlang seperti intan, memiliki kekerasan tinggi, berat jenis tinggi dan indeks bias tinggi. Intan, korundum, kristal belerang merupakan contoh dari kilap intan.
b. Kilap kaca (vitreous): Memiliki kilap seperti ditunjukkan oleh pecahan-pecahan kaca. Kuarsa, topas, barit dan kalsit adalah contoh beberapa mineral yang memiliki kilap kaca.
c. Kilap getah (resinous): Menunjukkan tipe kilap seperti terlihat pada resin (getah), contohnya pada sfalerit, kopalit.
d. Kilap mutiara (pearly): Menunjukkan kilap yang berpendar seperti pada mutiara, contohnya pada talk.
e. Kilap sutera (silky): Kilap ini berasosiasi dengan struktur serabut seperti yang dipantulkan oleh kain sutera, misalnya pada serpentin.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
17
f. Kilap lemak (greasy): Kilap seperti yang dipantulkan oleh lemak hewan, misalnya pada nefelin.
g. Tak-berkilap (dull): Mineral tidak menunjukkan adanya kilap, tidak ada refleksi cahaya, menghasilkan penampakan seperti tanah, misalnya pada kalsit var kapur tulis (chalk).
(f). Berat Jenis Berat jenis (specific gravity) yang dimaksud di sini adalah rasio antara masa
mineral dengan masa air pada suhu 4 °C dalam volume yang sama. Dengan demikian secara teknis berat jenis ini tidak memiliki satuan. Berat jenis suatu senyawa kristalin tergantung kepada: (1) jenis atom-atom penyusunnya, dan (2) cara atom-atom dikemas secara bersama-sama. Pada senyawa-senyawa yang memiliki struktur atau kemasan atom yang sama, maka senyawa dengan bobot molekul lebih tinggi akan memiliki berat jenis lebih tinggi pula. Aragonit (CaCO3) dengan bobot molekul 40.08 memiliki berat jenis 2.95, sedangkan strontianit (SrCO3) dengan bobot molekul 87.62 memiliki berat jenis 3.76.
Pengaruh cara pengemasan atom terhadap berat jenis dapat digambarkan pada mineral grafit dan intan yang sama-sama tersusun dari unsur C. Intan dengan berat jenis 3.5 memiliki atom-atom yang dikemas dengan rapat, sehingga menghasilkan kerapatan atom per unit volume yang tinggi, sedangkan pada grafit, berat jenis 2.23, atom-atom C dikemas agak jarang.
(g). Sifat-sifat Fisik Lainnya Sifat fisik lainnya yang berguna untuk identifikasi beberapa mineral adalah
rasa untuk halit, magnetisme untuk magnetit dan reaksi terhadap HCl untuk kalsit dan dolomit. Penggunaan HCl untuk identifikasi kalsit dan dolomit sering dilakukan karena mineral-mineral tersebut sering dijumpai dan terdapat dalam jumlah yang besar. HCl encer yang diteteskan ke permukaan kalsit akan menimbulkan buih akibat dilepaskannya karbondioksida sebagai gas. Untuk dolomit, reaksi akan berlangsung dengan mudah apabila dolomit tersebut dalam bentuk serbuk.
3.3. Aktivitas Praktikum
Lakukan identifikasi pada masing-masing spesimen mineral yang disediakan dan tuliskan secara ringkas seteliti mungkin sifat-sifat fisiknya dalam tabel seperti pada Tabel 6. Lakukan identifikasi mineral secara sistimatik: (1) tentukan tipe kilap, warna dan streak, (2) tentukan adanya belahan atau tidak, (3) tentukan kekerasan, tipe belahan atau pecahan, bentuk, dan sifat-sifat fisik lainnya. Beberapa jenis mineral yang disusun berdasarkan tipe kilap dan warna mineral disajikan pada Tabel 7, 8 dan 9.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
18
Tabel 6. Sifat-sifat Fisik Mineral
No Nama Mineral Kilap Kekerasan Belahan/ Pecahan
Sifat Fisik Lainnya
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
19
Tabel 7. Beberapa mineral dengan kilap logam
Warna gores abu-abu Belahan sempurna, 3 jurusan; berat, S.G.=7.6; H=2.5; warna kelabu-perak
GALENA
PbS
Warna gores hitam
Magnetik; hitam hingga kelabu gelap; S.G.=5.2; H=6; umumnya terdapat dalam masa granular; kristal tunggal oktaeder
MAGNETIT
Fe3O4
Warna gores hitam Kelabu-hitam; lunak, dapat dituliskan pada kertas; H=1; S.G.=2; dapat juga tidak berkilap
GRAFIT
C
Warna gores hitam-kehijauan
Kuning keemasan; kristal kubus; H=6-6.5; S.G.=5; belahan tak jelas
PIRIT FeS2
Warna gores coklat-kemerahan
Kelabu-hitam hingga coklat tua; agregat granular; H=5-6.5; S.G.=5; belahan tak jelas
HEMATIT
Fe2O3
Warna gores coklat-kekuningan
Kuning, coklat atau hitam; masa radier; H=5-5.5; S.G.=3.5-4
LIMONIT
Fe2O3.H2O
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
20
Tabel 8. Beberapa mineral dengan kilap non-logam – warna gelap
Lebih keras dari gelas
Memiliki belahan
Belahan 2 jurusan hampir 90°; hijau gelap hingga hitam; kristal pendek prismatik heksagonal 8-sisi; H=6; S.G.=3.5
GRUP PIROKSEN Komplek Ca, Mg, Fe, Al-silikat. Augit merupakan mineral paling umum
Belahan 2 jurusan pada kira-kira 60° dan 120°; hijau gelap hingga hitam atau coklat; kristal panjang prismatik heksagonal 6-sisi; H=6; S.G.=3-3.5
GRUP AMFIBOL Komplek Na, Ca, Mg, Fe, Al-silikat. Hornblende merupakan mineral paling umum
Tidak memiliki belahan
Hijau oliv; umumnya berupa butir-butir kecil mengkilap; pecahan kerang; kilap kaca; H=6.5-7; S.G.=3.5-4.5
OLIVINE (Fe, Mg)2SiO4
Merah, coklat atau kuning; kilap kaca; pecahan kerang; umumnya berupa kristal kubus 12-sisi; H=7-7.5; S.G. 3.5-4.5
GRUP GARNET Fe, Mg, Ca, Al-silikat
Lebih lunak dari gelas
Memiliki belahan
Coklat hingga hitam; belahan 1 jurusan sempurna; lembaran-lembaran tipis elastis; H=2.5-3; S.G.=3-3.5
BIOTIT K(Mg, Fe)3-AlSi3O10(OH)2
Coklat kekuningan; kilap getah; belahan 6 jurusan; streak coklat kekuningan atau hampir putih; H=3.5-4; S.G.=4
SFALERIT ZnS
Tidak memiliki belahan
Merah; penampakan seperti tanah; streak merah; H=1.5
HEMATIT Fe2O3
Streak kuning-coklat; kuning-coklat hingga coklat tua; umumnya berupa masa kompak; H=1.5
LIMONIT Fe2O3.H2O
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
21
Tabel 9. Beberapa mineral dengan kilap non-logam – warna cerah
Lebih keras dari gelas
Memiliki belahan
Belahan baik 2 jurusan pada kira-kira 90°; kilap mutiara hingga kaca; H=6-6.5; S.G.=2.5
GRUP FELDSPAR
K-feldspar
KAlSi3O8-merah muda, putih atau hijau
Plagioklas feldspar
NaAlSi3O8 hingga CaAl2Si2O8-putih, biru-kelabu; ada garis-garis bidang belahan
Tidak memiliki belahan
Pecahan kerang; H=7; S.G.=2.65; transparan-semi transparan; kilap kaca; kristal prismatik 6-sisi Varietas: Susu (putih), Asap (kelabu-hitam), Rose (merah muda), Amethyst (ungu)
KUARSA
SiO2
Pecahan kerang; H=6-6.5; warna bervariasi; semi transparan-opak; tidak berkilap Varietas: Agate (bergaris/berlapis), Flint (hitam), Chert (pucat), Jasper (merah), Opal (kilap lilin)
KUARSA KRIPTOKRISTALIN
SiO2
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
22
Tabel 9. (Lanjutan)
Lebih lunak dari gelas
Memiliki belahan
Belahan baik 3 jurusan; rasa asin; tak berwarna hingga putih; larut dalam air; H=2-2.5; S.G.=2
HALIT
NaCl
Belahan sempurna pada 1 jurusan dan tidak jelas pada 2 jurusan lainnya; H=2; putih; transparan; S.G.=2.3 Varietas: Selenit: tak berwarna, transparan Alabaster: agregat dari kristal-kristal kecil Satin spar: serabut, kilap sutera
GYPSUM
CaSO4.2H2O
Belahan sempurna 3 jurusan pada kira-kira 75°; berbuih dengan HCl; H=3; tak berwarna, putih atau kuning pucat; transparan hingga opak; S.G.=2.7;
KALSIT
CaCO3
(agregat kristalin berbutir halus membentuk batukapur)
Belahan seperti pada kalsit; berbuih dengan HCl jika dalam bentuk serbuk; H=3.5-4; S.G.=2.8; warna bervariasi tetapi umumnya putih
DOLOMIT
CaMg(CO3)2
Belahan baik 4 jurusan; H=4; S.G.=3; tak berarna, kuning, biru, hijau, atau ungu; transparan hingga semi transparan, kristal kubus
FLUORIT
CaF2
Belahan sempurna 1 jurusan, lembaran-lembaran tipis elastis; H=2-3; S.G.=2.8; lempeng tipis transparan dan tak berwarna
MUSKOVIT KAl2(AlSi3O10)(OH)2
Hijau hingga putih; raba sabun; kilap mutiara; H=1; S.G.=2.8; kompak atau berlapis;
TALK
Mg3Si4O10(OH)2
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
23
Tidak memiliki belahan
Putih hingga merah; seperti masa tanah; kristal sangat kecil, belahan tidak terlihat; lunak; H=1.2; menjadi plastis bila dibasahi; bau tanah
KAOLINIT
Al4Si4O10(OH)8
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
24
IV. BATUAN BEKU
4.1. Pendahuluan Batuan beku diidentifikasi berdasarkan kandungan mineral dan teksturnya.
Batuan ini berasal dari pembekuan lelehan (melt) dalam bumi yang disebut magma. Perubahan bentuk dari cairan menjadi padatan, yaitu melalui proses pendinginan dan kristalisasi, dapat berlangsung secara lambat dalam bumi (membentuk batuan beku dalam atau batuan intrusif) atau dengan cepat dekat atau di permukaan bumi (membentuk batuan beku luar atau batuan ekstrusif). Sebagai hasilnya, batuan beku akan memperlihatkan tekstur karakteristik yang mencerminkan perbedaan proses kristalisasi atau pendinginannya. Komposisi magma akan mencerminkan pula komposisi batuan darimana batuan tersebut berasal, meskipun komposisi keduanya tidak identik. Kandungan mineral suatu batuan beku akan menghasilkan informasi mengenai asal tempat dan kondisinya. Dengan demikian identifikasi dan klasifikasi batuan beku dapat didasarkan kepada komposisi mineral dan teksturnya.
4.2. Komposisi Mineral Komposisi batuan beku dapat dinyatakan dengan dua cara, yaitu berdasarkan
susunan kimia dan mineralnya. Sekitar 99% berat total kebanyakan batuan beku tersusun dari hanya 8 unsur: oksigen, silikon, aluminium, besi, kalsium, natrium, kalium dan magnesium. Unsur-unsur ini umumnya terdapat dalam struktur kristal mineral-mineral silikat penyusun batuan, seperti feldspar, olivin, piroksen, amfibol, kuarsa dan mika. Ke-enam mineral ini menyusun lebih dari 95% volume batuan-batuan beku, sehingga sangat penting dalam mempelajari asal dan klasifikasi batuan beku.
Magma yang banyak mengandung besi, magnesium dan kalsium dikenal sebagai mafik (magnesium dan besi) atau magma bersifat basa yang menghasilkan sejumlah besar olivin, piroksen, amfibol dan Ca-plagioklas. Batuan-batuan yang berasal dari magma mafik ini berwarna gelap karena banyak mengandung mineral-mineral ferromagnesian yang berwarna kelam. Magma yang banyak mengandung silika dan aluminium dikenal sebagai sialik atau felsik atau magma bersifat masam dan cenderung menghasilkan lebih banyak kuarsa, K-feldspar dan Na-plagioklas, yang umumnya membentuk batuan-batuan berwarna cerah.
Tiga kriteria utama yang digunakan dalam batuan beku berdasarkan komposisi mineralnya (lihat juga Gambar 8) adalah:
1. Ada tidaknya kuarsa: Kuarsa merupakan mineral esensial dalam batuan beku felsik, sedangkan dalam batuan beku intermediet dan mafik merupakan mineral asesori
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
25
2. Komposisi feldspar: K-feldspar dan Na-plagioklas merupakan mineral-mineral esensial dalam batuan beku felsik, tetapi jarang atau tidak ada dalam batuan intermediet dan mafik
3. Proporsi dan jenis mineral-mineral ferromagnesian: Batuan mafik banyak mengandung mineral-mineral ferromagnesian, sedangkan batuan felsik banyak mengandung kuarsa. Olivin umumnya hanya dijumpai dalam batuan mafik; piroksen dan amfibol terdapat dalam batuan mafik dan intermediet. Biotit umumnya terdapat dalam batuan intermediet dan felsik.
Kristalisasi mineral-mineral dari magma terjadi pada suhu antara 1200 °C dan 600 °C. Mineral-mineral yang memiliki titik beku paling tinggi akan mengkristal paling awal dan memiliki kebebasan tinggi mengembangkan bidang-bidang kristal yang sempurna (Gambar 7). Mineral-mineral yang mengkristal pada suhu lebih rendah didorong untuk tumbuh dalam ruangan-ruangan sisa diantara kristal-kristal yang telah terbentuk sebelumnya. Oleh sebab itu mineral yang mengkristal pada suhu rendah dicirikan bentuk tidak teratur dengan bidang-bidang kristal yang buruk.
Gambar 7. Diagram urutan kristalisasi mineral-mineral utama pembentuk batuan
(Urutan reaksi Bowen)
Kandungan Fe, Mgdalam lelehan rendah
Intermediet
Felsik
Komposisi Batuan
Mineral kaya silika
Albi
tSUHU
Tinggi
Rendah
Amfib
ol
Biot
it
Orto
klas
Mus
kovit
Kuar
sa
Seri DiskontinuMineral Ferromagnesian
Seri KontinuPlagioklas
Olivi
n
Piro
ksen
Anor
tit
Mafik
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
26
Seperti terlihat pada Gambar 7, olivin dan Ca-plagioklas merupakan mineral yang pertama terbentuk dalam magma mafik, kemudian diikuti oleh piroksen, amfibol dan plagioklas basa. Magma semacam ini akan menghasilkan batuan beku dari keluarga gabro-basalt yang mengkristal pada suhu antara 900° dan 1200° C. Pada magma felsik yang kaya silika dan aluminium, biotit dan K-feldspar merupakan mineral-mineral yang terbentuk diawal kemudian diikuti oleh kuarsa dan muskovit. Batuan beku dari keluarga granit-riolit berkembang dari magma semacam ini pada suhu pembekuan kurang dari 900° C.
4.3. T e k s t u r
Tekstur batuan menggambarkan kenampakan keseluruhan dari suatu batuan yang didasarkan kepada ukuran, bentuk dan pengaturan butir-butir mineral dalam masa batuan tersebut. Tekstur batuan beku berkembang terutama dalam kaitannya dengan komposisi dan laju pendinginan magma. Magma yang lokasinya dalam akan membeku sangat lambat. Individu-individu kristal akan kurang lebih seragam dengan diameter cukup besar. Sebaliknya, magma yang membeku dekat atau di atas permukaan bumi kristal-kristalnya hanya memiliki waktu yang pendek untuk tumbuh karena proses pembekuan berlangsung dengan cepat. Kristal yang berasal dari magma semacam ini umumnya sangat kecil, sehingga sukar dilihat tanpa bantuan mikroskop. Batuan yang terbentuk umumnya nampak masif.
Pada proses pembekuan yang ekstrim cepat, seperti terjadi pada lava yang mengalir ke laut atau danau, lava akan padam dan kristal akan memiliki sedikit atau tidak sama sekali waktu untuk tumbuh. Batuan yang dihasilkan dari proses semacam ini akan memiliki tekstur gelas alami. Tipe pembekuan lainnya yang lebih komplek menyangkut periode pembekuan yang lambat kemudian diikuti oleh periode pembekuan yang lebih cepat. Pada tipe ini akan berkembang dua kristal yang berbeda. Kristal-kristal besar, yang disebut fenokris atau kristal sulung, terbentuk selama periode pendinginan yang lambat dan dikelilingi oleh kristal-kristal lebih kecil yang terbentuk selama periode pendinginan cepat.
Ukuran butir kristal juga dipengaruhi oleh derajat kekentalan magma. Hasil studi eksperimen dan pengamatan lapang menunjukkan bahwa magma kaya silika dicirikan oleh magma yang kental dan membentuk kristal-kristal berukuran kecil, sedangkan magma dengan kandungan silika sedikit akan lebih encer, sehingga mampu membentuk kristal-kristal berukuran besar. Kekentalan magma juga dipengaruhi oleh kandungan bahan-bahan mudah menguap, seperti uap air. Magma yang mengandung bahan-bahan mudah menguap dalam jumlah besar akan lebih encer dan membentuk kristal lebih besar.
Tekstur batuan beku secara garis besar dapat dikelompokkan kedalam tipe-tipe berikut:
1. Faneritik: Tekstur faneritik dicirikan oleh adanya individu-individu kristal yang cukup besar untuk dilihat dengan mata telanjang.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
27
2. Afanitik: Tekstur afanitik dicirikan oleh individu-individu kristal yang kecil, sehingga tidak dapat dideteksi tanpa bantuan mikroskop. Batuan-batuan dengan tipe tekstur ini terlihat masiv.
3. Forfiritik: Tekstur porfiritik digunakan untuk menggambarkan batuan yang memiliki 2 jenis ukuran kristal, yaitu adanya kristal berukuran besar yang disebut fenokris atau kristal sulung yang dikelilingi oleh masa dasar (ground mass) atau matrik berukuran lebih halus. Tergantung kepada ukuran matriknya, tekstur ini dapat dibagi lagi menjadi forpiritik-faneritik dan forpiritik-afanitik.
4. Gelas: Batuan yang memiliki tekstur gelas tersusun dari mineral-mineral non-kristalin yang butirannya sangat halus, sehingga membentuk seperti gelas.
5. Fragmental: Tekstur fragmental terdiri dari pecahan atau fragmen bersudut dari bahan-bahan yang dierupsikan dengan ukuran bervariasi dari blok-blok besar hingga debu halus.
4.4. Klasifikasi dan Identifikasi
Sistim klasifikasi batuan beku didasarkan kepada dua kriteria, yaitu susunannya, baik kimia maupun mineral, dan teksturnya. Kedua kriteria ini selain dapat membedakan tipe-tipe batuan juga memiliki implikasi penting dalam genesisnya. Susunan kimia dan mineral memberikan petunjuk penting yang menyangkut kondisi magma, sedangkan tekstur berkaitan dengan proses pembekuan.
Karena silikon dan oksigen merupakan unsur paling banyak, batuan beku digolongkan secara garis besar berdasarkan kandungan silikanya (SiO2) yang berkisar antara 40% hingga 70% menjadi ultramafik atau ultrabasa, mafik atau basa, intermediet dan felsik atau masam (Gambar 8). Batuan mafik dan ultramafik banyak mengandung besi, magnesium dan kalsium, sedangkan kandungan silikanya relatif rendah. Unsur-unsur tersebut terdapat dalam olivin, piroksen dan Ca-plagioklas. Perbedaan utama antara mafik dan ultramafik adalah proporsi kandungan olivin dan plagioklasnya. Karena mineral-mineral penyusun batuan mafik dan ultramafik berwarna gelap, maka batuannya pun berwarna gelap. Contoh batuan ultramafik adalah peridotit, yaitu penyusun utama selubung atas kerak bumi. Basalt, sebagai contoh batuan mafik, merupakan penyusun utama kerak samudera.
Batuan-batuan felsik atau masam merupakan batuan yang banyak mengandung silika dan aluminium, sedangkan kandungan besi, magnesium dan kalsiumnya rendah. Batuan ini tersusun terutama dari mineral-mineral berwarna cerah atau pucat, seperti kuarsa, ortoklas (K-feldspar) dan Na-plagioklas. Mineral berwarna gelap atau kelam, seperti biotit dan hornblende, juga ditemukan dalam batuan felsik tetapi dalam jumlah sedikit, sehingga tidak terlalu mempengaruhi warna cerah dari batuan. Batuan felsik yang paling umum dijumpai adalah granit.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
28
Batuan-batuan intermediet, seperti namanya, memiliki komposisi antara batuan mafik dan felsik. Dalam batuan ini, mineral-mineral khas yang terdapat dalam batuan felsik, seperti ortoklas dan kuarsa, terdapat bersama-sama dengan mineral-mineral dalam batuan mafik, seperti piroksen.
Gambar 8. Klasifikasi batuan beku. Gambar bagian atas menunjukkan nama-nama batuan beku yang disusun berdasarkan komposisi kimianya. Gambar bagian bawah menunjukkan kisaran kandungan mineral pada masing-masing kelompok batuan
Seperti telah dikemukakan di atas, identifikasi batuan beku didasarkan kepada komposisi mineral dan tekstur batuan. Ringkasan cara identifikasi ini disajikan pada Gambar 9 berikut.
Susunan Kimia Felsik Intermediet Mafik Ultramafik
Warna Pucat/cerah Kelabu Gelap/kelamSangat
gelap/sangat kelam
Batuan Beku Dalam
Granit Diorit Gabro Peridotit Faneritik
Riolit Andesit Basalt AfanitikRiolit porfiri Andesit porfiri Basalt porfiri PorfiritikObsidian
100 100
80 80
60 60
40 40
20 20
0 0
Teks
tur
Batuan Beku Luar Tidak ditemukan
Jarang
Tuff, breksi volkanikGelas
piroklastik
Ortoklas
Plagioklas
(Anortit)
(Albit)
Piroksen
Olivin
%-v
ol. M
iner
al
%-v
ol. M
iner
al
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
29
Gambar 9. Diagram Alir Identifikasi Batuan Beku
Identifikasi batuan beku dapat dilakukan dengan mengikuti langkah-langkah berikut:
1. Penentuan Tekstur Batuan
Tentukan tekstur batuan, apakah faneritik, afanitik, porfiritik, gelas atau piroklastik/fragmental.
2. Pendugaan Kandungan Mineral Kelam
Jika spesimen batuan memiliki tekstur faneritik, bandingkan spesimen tersebut dengan dengan Gambar 10 untuk menduga konsentrasi mineral kelam.
But
iran
mik
rosk
opik
Afanitik/forfiritik
Warna cerah
Fenokrist sedikit/tidak ada Riolit
Fenokrist Ku, Hb., Bi. Riolit forfiri
Warna intermediet
Fenokrist sedikit/tidak ada Andesit
Fenokrist Pl., Hb., Bi., Px. Andesit forfiri
Warna kelam
Fenokrist sedikit/tidak ada Basalt
Fenokrist Pl., Px., Ol. Basalt forfiri
Gelas Gelas
Piroklastik/fragmental
Fragmen kecil Tuff
Fragmen kasar Breksi volkanik
But
iran
kasa
rMineral kelam < 40%
Jumlah ortoklas dan kuarsa banyak Granit
Ortoklas dan kuarsa sedikit/tidak ada Diorit
Mineral kelam > 40%
Plagioklas banyak Gabro
Plagioklas sedikit/tidak ada Peridotit
Faneritik
Non-Faneritik
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
30
Untuk batuan afanitik, gunakan warna batuan sebagai panduan. Batuan ultramafik sampai mafik cenderung berwarna hitam sampai hijau gelap. Batuan felsik atau masam berwarna putih atau merah muda, sedangkan batuan intermediet cenderung berwarna kelabu.
Gambar 10. Estimasi visual persentase mineral-mineral kelam
3. Identifikasi Jenis Mineral Kelam
Jika batuan bertekstur faneritik, tentukan jenis mineral kelam yang terdapat dalam batuan (biotit, amfibol, piroksen, olivin)
4. Identifikasi Jenis Feldspar
Tentukan jenis feldspar yang terdapat dalam batuan dengan panduan sebagai berikut:
Feldspar berwarna merah muda hampir selalu ortoklas.
Feldspar berwarna putih atau kelabu adalah K-feldspar atau plagioklas. Jika pada feldspar ditemukan adanya garis-garis pada bidang belahan dapat dipastikan sebagai plagioklas.
Seperti terlihat pada Gambar 8 ortoklas hanya terdapat pada batuan felsik sampai intermediet, sedangkan batuan ultramafik mengandung sangat sedikit feldspar plagioklas. Batuan yang banyak mengandung plagioklas termasuk batuan intermediet sampai mafik.
5. Identifikasi Ada-tidaknya Kuarsa
Tentukan apakah batuan mengandung kuarsa dan bagaimana jumlahnya. Kuarsa dominan dalam batuan felsik, sedikit dalam batuan intermediet dan tidak ada dalam batuan mafik sampai ultramafik: (a) jika ditemukan kuarsa dalam jumlah sekitar 10-40%, maka batuan tergolong keluarga granit-riolit, (b) kuarsa kurang dari 10%, maka batuan termasuk keluarga diorit-andesit, (c) jika batuan tidak mengandung kuarsa, maka tergolong keluarga gabro-basalt.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
31
6. Tentukan Nama Batuan
Bandingkan hasil pengamatan spesimen batuan dengan Gambar 8 untuk menentukan nama batuan. Sebagai contoh:
(a) Jika batuan bertekstur faneritik, memiliki komposisi intermediet (mengandung sekitar 35% mineral kelam) dengan hornblende, mengandung plagioklas sebagai satu-satunya feldspar, dan sedikit kuarsa, maka batuan tersebut adalah diorit.
(b) Batuan faneritik yang tersusun dari 25% olivin, 50% piroksen dan 25 % plagioklas adalah gabro
(c) Batuan afanitik yang memiliki fenokrist amfibol pada matriks batuan berwarna cerah karena plagioklas, batuannya kemungkinan besar adalah andesit porfiritik, sedangkan jika fenokristnya kuarsa maka batuannya adalah riolit porfiritik
(d) Batuan faneritik yang tersusun dari 15% amfibol, tanpa kuarsa dan 85% plagioklas adalah diorit
Batuan afanitik hanya memiliki sedikit kristal yang dapat dibedakan, sehingga relatif sulit untuk mengindentifikasinya hanya berdasarkan spesimen batuan. Berikut adalah beberapa panduan yang dapat digunakan:
(1) Jika terdapat fenokrist kuarsa, maka batuannya adalah riolit
(2) Jika terdapat fenokrist K-feldspar, maka batuannya adalah riolit
(3) Jika terdapat fenokrist amfibol, maka batuannya adalah andesit
(4) Jika terdapat fenokrist piroksen atau olivin, maka batuannya adalah basalt
4.5. Beberapa Jenis Batuan Beku Keluarga Granit-Riolit
Keluarga granit-riolit dicirikan oleh susunan mineral sebagai berikut:
Kuarsa ……………………….. 10-40%
K-feldspar ……………………. 30-60%
Plagioklas …………………….. 0-33%
Biotit dan Amfibol …………… 10-33%
Magma yang menjadi sumber batuan-batuan ini kaya akan kalium, silikon dan natrium, sedangkan kandungan besi, magnesium dan kalsium sedikit. Oleh sebab itu granit dan riolit dicirikan oleh warna cerah.
Riolit. Riolit merupakan batuan beku yang terbentuk pada atau dekat permukaan bumi, dicirikan oleh warna putih, kelabu atau merah muda dan hampir selalu mengandung beberapa fenokrist feldspar atau kuarsa (2-10%). Jika fenokrist
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
32
terdapat dalam jumlah lebih dari 10% volume, batuan disebut riolit porfiritik. Karena tekstur batuan ini afanitik, satu-satunya mineral yang dapat diidentifikasi dalam spesimen riolit adalah mineral-mineral yang terdapat sebagai fenokrist.
Granit. Diantara berbagai jenis batuan beku, granit mungkin yang paling terkenal. Granit memiliki tekstur faneritik dengan ukuran diameter kristal rata-rata berkisar dari kurang dari setengah inci sampai lebih dari satu inci. Biotit, amfibol dan plagioklas (kristal yang terbentuk di awal) umumnya euhedral, sedangkan kuarsa dan K-feldspar anhedral.
Fenokrist pada granit umumnya K-feldspar berwarna merah muda. Jika fenokrist terdapat dalam jumlah yang signifikan, maka batuannya disebut granit porfiritik. Umumnya granit berwarna kelabu, tetapi jika K-feldspar dominan dalam batuan, maka warnanya bisa merah muda atau merah.
Keluarga Diorit-Andesit Kelurga diorit-andesit merupakan batuan intermediet yang dalam hal
komposisi berada antara keluarga granit-riolit dengan keluarga gabro-basalt. Batuan ini dicirikan oleh susunan mineral sebagai berikut:
Plagioklas …………………….. 55-70%
Amfibol dan Biotit …………… 25-40%
Komponen plagioklas terdiri dari kira-kira 50% albit dan 50% anortit. K-feldspar dan kuarsa terdapat dalam jumlah sedikit. Oleh karena itu keluarga diorit-andesit dicirikan oleh warna kelabu.
Andesit. Andesit umumnya berwarna kelabu gelap, hijau atau merah dan oleh pelapukan warnanya bisa berubah menjadi coklat gelap atau coklat kemerahan. Andesit yang memiliki tekstur afanitik sempurna relatif jarang ditemukan karena beberapa fenokrist hampir selalu ada dalam andesit. Andesit porfiritik merupakan varietas batuan beku luar intermediet yang paling sering dijumpai. Fenokristnya terutama tersusun dari plagioklas, amfibol atau biotit dalam matriks plagioklas afanitik dan beberapa gelas.
Diorit. Tekstur diorit pada prinsipnya sama seperti tekstur granit. Kedua batuan tersebut hanya berbeda dalam susunan mineralnya. Sementara granit mengandung K-feldspar, kuarsa dan Ca-plagioklas, diorit tersusun terutama dari plagioklas dan mineral-mineral ferromagnesian yang memberi warna lebih gelap dibandingkan granit. Diorit porfiritik tidak banyak, tetapi dijumpai berasosiasi batuan granit.
Keluarga Gabro-Basalt Keluarga gabro-basalt tersusun dari mineral-mineral sebagai berikut:
Plagioklas (umumnya Ca) ..…… 45-70%
Mineral-mineral Ferromagnesian (olivin, piroksen dan amfibol) … 35-50%
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
33
Batuan-batuan ini mengkristal dari magma yang relatif kaya akan besi, magnesium dan kalsium, tetapi sedikit mengandung silika. Batuan ini dicirikan oleh warna hitam atau hijau gelap.
Basalt. Basalt adalah salah satu batuan yang paling mudah dikenali dari cirinya yang hitam, padat dan masif. Individu-individu kristal tidak dapat dilihat dengan mata telanjang, tetapi di bawah mikroskop akan nampak kristal-kristal plagioklas berupa jarum-jarum kecil dikelilingi kristal piroksen dan olivin. Beberapa basalt memiliki lubang-lubang kecil yang disebut vesicles dalam jumlah kira-kira setengah dari total volume. Tekstur vesicular ini terjadi karena adanya gas yang terperangkap dalam lava yang sedang membeku. Basalt umumnya porfiritik dengan mineral piroksen atau olivin sebagai fenokrist. Basalt merupakan batuan beku luar yang paling banyak dijumpai.
Gabro. Gabro umumnya tersusun dari butiran-butiran kristal subhedral berukuran kasar sampai sedang. Dalam batuan ini labradorit plagioklas merupakan jenis feldspar yang dominan, sedangkan mineral-mineral ferromagnesian jumlahnya lebih sedikit dibandingkan feldspar. Gabro porfiritik umumnya mengandung fenokrist labradorit atau piroksen.
Gelas Volkanik dan Piroklastik Obsidian. Obsidian merupakan gelas volkanik yang masif, non-kristalin, memiliki pecahan kerang (conchoidal), kilap kaca dan berwarna hitam karena adanya partikel-partikel seperti debu dari magnetit atau mineral-mineral ferromagnesian. Obsidian berwarna kuning, merah atau coklat yang terjadi karena oksidasi magnetit atau hematit, jarang ditemukan.
Pumice. Pumice adalah gelas volkanik yang sangat porous karena tersusun dari serabut-serabut gelas sub-paralel. Tekstur ini terjadi karena pada saat pembentukan terdapat tekanan kuat yang membuat gas mengembang dengan cepat melalui bagian atas kolom lava obsidian. Lava kemudian mengembang membentuk semacam busa dengan gelembung-gelembung di dalamnya dan kemudian membeku.
Tuff. Bahan-bahan berbagai ukuran yang dierupsikan pada saat gunung api meletus dan ditransportasikan melalui udara disebut bahan piroklastik. Batuan yang terbentuk dari konsolidasi bahan-bahan tersebut diklasifikasikan berdasarkan ukuran butirnya sebagai berikut: (1) Tuff (abu dan debu halus berukuran kira-kira kurang dari 6 mm), (2) Breksi Volkanik (abu kasar dan bongkah-bongkah berukuran sampai kira-kira 5-6 cm) dan (3) Aglomerat (bongkah-bongkah berukuran lebih dari 5-6 cm).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
34
V. BATUAN SEDIMEN
5.1. Pendahuluan Batuan-batuan sedimen berasal dari hasil pelapukan batuan-batuan lainnya
yang kemudian berakumulasi di permukaan bumi pada kondisi suhu dan tekanan normal. Proses utama yang terlibat dalam pembentukan batuan sedimen adalah: (1) pelapukan kimia-fisik pada batuan induk, (2) transportasi hasil pelapukan oleh air, angin, gaya gravitasi, atau es, (3) deposisi bahan-bahan di daerah cekungan, dan (4) litifikasi, yang menyangkut proses pemadatan (compaction) dan/atau penyemenan (cementation) dari bahan sedimen menjadi batuan yang padat. Sebagai contoh, serpih atau shale terbentuk bila lumpur mengalami pemadatan, sedangkan batupasir terbentuk bila butir-butir pasir disemen bersama oleh mineral-mineral lain yang mengendap dalam ruang pori di antara butir-butir pasir. Bahan penyemen utama adalah silika (SiO2), kalsit (CaCO3) dan besi oksida (Fe2O3 atau FeO(OH)).
Salah satu hal yang paling signifikan dalam proses transportasi dan deposisi sedimen adalah pemilahan (sorting) secara kimia-fisik bahan induk yang dikenal sebagai differensiasi sedimen. Bahan-bahan yang sejenis dalam hal ukuran dan berat akan berakumulasi dalam lingkungan sedimentasi yang khas sesuai dengan tingkat energi mekanik yang beroperasi pada saat terjadinya deposisi. Penyortiran secara kimia terjadi berdasarkan prinsip perbedaan kelarutan. Sebagai contoh, kerikil dan kerakal kasar akan dideposisikan di dekat sumber pelapukan, sedangkan fraksi pasir akan ditransportasikan lebih jauh dan mungkin sampai ke pantai. Lumpur halus akan terbawa arus dan gelombang ke tempat yang lebih jauh lagi dan akan dideposisikan pada lingkungan yang memiliki energi mekanik rendah, seperti di rawa-rawa atau danau. Selama proses tersebut kalsium karbonat umumnya terlarut dan kemudian mengendap di lingkungan perairan dangkal dan terpisah dari pasir dan lumpur yang telah mengendap sebelumnya.
Seperti halnya batuan beku, identifikasi batuan sedimen dilakukan melalui pengenalan terhadap komposisi batuan (mineral dan fosil) dan teksturnya (ukuran, bentuk dan pengaturan partikel-partikel dalam batuan).
5.2. Susunan Mineral
Karena bahan sedimen berasal dari berbagai macam batuan yang melapuk, maka batuan sedimen, terutama yang mengendap di dekat sumber asalnya, akan memiliki susunan mineral yang sangat bervariasi dan kompleks. Apabila proses pelapukan dan erosi berlanjut terus, diferensiasi sedimen akan memisahkan bahan-bahan sejenis dalam ukuran, bentuk dan susunan mineral dan mendeposisikannya di tempat terpisah. Batuan sedimen tersusun dari 4 komponen utama: (1) kuarsa, (2) kalsit, (3) mineral klei, dan (4) fragmen batuan.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
35
Kuarsa. Kuarsa merupakan mineral klastik yang paling banyak dijumpai dalam batuan sedimen. Hal ini terjadi karena kuarsa merupakan mineral yang sangat keras, resisten, secara kimia stabil, dan banyak dijumpai dalam kerak bumi. Proses sedimentasi akan menghancurkan mineral-mineral yang kurang stabil dan mengkonsentrasikan kuarsa sebagai deposit pasir. Silika terlarut atau partikel-partikel berukuran koloidal juga merupakan produk pelapukan batuan beku dan umumnya mengendap sebagai bahan penyemen dalam batuan-batuan sedimen berukuran kasar tertentu.
Kalsit. Kalsit merupakan komponen utama dalam batukapur dan penyemen paling umum dalam pasir dan serpih. Kalsium berasal dari batuan beku yang kaya mineral-mineral kalsium, seperti Ca-plagioklas, sedangkan karbonatnya berasal dari air dan karbon dioksida. Kalsium diendapkan sebagai CaCO3 atau terekstrak dari air laut oleh organisme dan terkonsentrasi sebagai cangkang, misalnya dalam kerang. Bila organisme mati, cangkang dan bagian-bagian dari cangkang umumnya berakumulasi sebagai partikel klastik yang akhirnya membentuk berbagai macam batukapur.
Mineral Klei. Mineral klei terbentuk dari hasil pelapukan silikat, khususnya feldspar. Mineral klei berukuran sangat halus (< 2 ųm) dan umumnya terkonsentrasi dalam lumpur dan serpih. Banyaknya feldspar dalam kerak bumi dan segera mengalami dekomposisi pada kondisi atmosfir menyebabkan mineral klei tergolong banyak ditemukan dalam batuan sedimen.
Fragmen Batuan. Fragmen-fragmen batuan induk yang mengandung mineral-mineral dalam kondisi relatif segar adalah komponen utama dalam batuan klastik berukuran kasar. Fragmen batuan banyak dijumpai dalam deposit kerikil-kerakal.
Mineral Lain. Deposit kuarsa, kalsit dan mineral klei, baik tunggal ataupun kombinasinya, merupakan komponen utama dalam batuan sedimen. Akan tetapi mineral tertentu juga ditemukan cukup banyak. Dolomit, [CaMg(CO3)2], dapat mengganti kalsit dalam batukapur. Feldspar dan mika dapat terkonsentrasi dalam batupasir jika proses pelapukan kimia yang seharusnya berlanjut mengalami hambatan. Halit dan gipsum yang mengendap akibat evaporasi air laut, dalam lingkungan tertentu akan berakumulasi membentuk lapisan-lapisan tebal. Jika air menjadi lewat-jenuh oleh silika (SiO2) terlarut, maka akan terbentuk beberapa varietas kuarsa, yaitu chert, jasper dan agate.
5.3. T e k s t u r
Tekstur batuan sedimen memberikan beberapa informasi mengenai sumber sedimen, berapa jauh telah ditransportasikan dan kondisi lingkungan pada saat batuan sedimen terbentuk. Dua tipe tekstur utama yang dikenal adalah: (1) tekstur klastik (debris fragmen batuan) dan (2) tekstur kristalin (kristal yang tumbuh dari larutan).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
36
Tekstur Klastik Kriteria dasar untuk mengklasifikasikan tekstur klastik adalah ukuran butir.
Pembagian lebih lanjut dilakukan atas dasar bentuk butiran, pemilahan dan penyemenan. Ukuran butir klastik bervariasi dari kerakal-kerikil sampai klei dan dikelompokkan menjadi butir kasar (diameter lebih dari 2 mm), butir medium (diameter 2 sampai 1/16 mm) dan butir halus (diameter kurang dari 1/16 mm).
Fragmen batuan dan butir-butir mineral dapat berbentuk bulat, sub-angular atau angular (bersudut) tergantung dari kualitas abrasi yang telah terjadi. Sedimen yang dibawa oleh es atau aksi langsung gravitasi umumnya bersudut, sedangkan butir-butir yang dibawa angin dan air berbentuk bulat. Secara umum, ukuran butir dan bentuk butir merupakan ukuran kasar seberapa jauh butir telah ditransportasikan.
Pemilahan menunjuk kepada kisaran dari berbagai macam ukuran butir. Pemilahan adalah ciri yang sangat penting karena memberikan petunjuk mengenai sejarah transportasi dan lingkungan dimana sedimen diakumulasikan. Bahan yang terpilah secara baik umumnya tersusun dari satu ukuran butir dominan dan satu tipe bahan, sedangkan bahan yang terpilah secara buruk mengandung berbagai macam ukuran butir.
Setelah sedimen terakumulasi di suatu tempat, maka akan terjadi penyemenan, sehingga terbentuk batuan yang padat. Sebagai bahan penyemen utama adalah kalsit, besi dan chert.
Tekstur Kristalin Berbeda dengan tekstur klastik yang digambarkan di atas, mineral-mineral
yang mengendap dari air laut atau danau akan membentuk tekstur yang dicirikan oleh jaringan kristal-kristal yang saling mengunci. Tekstur semacam ini mirip dengan yang dijumpai dalam batuan beku, tetapi umumnya hanya terdiri dari satu mineral dominan. Individu-individu kristalnya biasanya memiliki ukuran yang sama dan saling mengunci membentuk batuan yang rapat. Tekstur kristalin dikelompokkan berdasarkan ukuran butirnya menjadi kasar (lebih dari 2 mm), medium (2 mm sampai dengan 1/16 mm) dan halus atau mikrokristalin (kurang dari 1/16 mm). Beberapa tekstur mikrokristalin memiliki struktur berlapis akibat bervariasinya bahan pengotor selama proses deposisi.
Tekstur Oolitik. Kalsium karbonat yang diendapkan di dasar laut dan teraduk-aduk oleh arus atau gelombang umumnya akan berakumulasi di sekitar fragmen-fragmen kulit kerang berukuran kecil ataupun butir-butir debu. Ketika partikel bergerak kian-kemari, bola-bola kecil yang disebut oolit, akan terbentuk dan bertambah banyak, sehingga mirip dengan batupasir.
Tekstur Skeletal. Kalsium karbonat dapat juga diendapkan dari air laut oleh organisme untuk membentuk cangkang ataupun bagian lain yang keras. Jika organisme semacam ini mati, maka cangkangnya akan berakumulasi di dasar laut. Tekstur batuan yang dihasilkan mirip dengan tekstur klastik tetapi mengandung
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
37
bagian-bagian atau kerangka yang berasal dari organisme. Tekstur semacam ini disebut tekstur skeletal yang menjadi ciri penting pada beberapa batukapur.
5.4. Klasifikasi dan Identifikasi
Batuan sedimen diklasifikasikan kedalam 2 kelas, yaitu: (1) batuan sedimen klastik dan (2) batuan sedimen kimia. Batuan sedimen klastik tersusun dari bahan-bahan hasil pelapukan secara mekanik batuan asal yang kemudian ditransportasikan secara fisik. Beberapa contoh batuan sedimen klastik disajikan pada Tabel 10. Batuan sedimen kimia terbentuk dari bahan-bahan terlarut yang sebagian besar merupakan hasil dari proses pelapukan kimia. Batuan sedimen kimia ini selanjutnya dibagi menjadi batuan yang diendapkan dari sumber organik dan anorganik (Tabel 11).
Tabel 10. Batuan-batuan Sediman Klastik
Tekstur Komposisi dan Ciri Khas Nama Batuan
Butir Kasar (lebih dari 2 mm)
Fragmen-fragmen bulat; pemilahan buruk; kuarsa, kuarsit dan chert dominan
Konglomerat
Fragmen-fragmen bersudut; pemilahan buruk; kuarsa, kuarsit dan chert dominan
Breksi
Butir Medium (1/16 mm sampai 2 mm)
Dominan kuarsa dengan sedikit mineral asesori; pemilahan baik; butir bulat
Batupasir Kuarsa
Kuarsa bersama dengan paling sedikit 25% feldspar
Arkose
Kuarsa, fragmen batuan dan klei Graywacke
Butir Halus (1/256-1/16 mm)
Kuarsa dan mineral-mineral klei Batudebu
Butir Sangat Halus (<1/256 mm)
Kuarsa dan mineral-mineral klei Serpih
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
38
Tabel 11. Batuan-batuan Sediman Kimia
Tekstur Komposisi Nama Batuan
Anorganik
Medium sampai kasar Kalsium Karbonat - CaCO3
Batukapur Kristalin
Oolitik Batukapur Oolitik
Organik
Kasar; cangkang - fragmen dari cangkang kerang; tersemen longgar; porous
Koquina
Banyak fosil dalam matrik kapur
Batukapur Berfosil
Halus; lunak; cangkang dari organisme mikroskopik
Kapur (Chalk)
Anorganik
Mirip dengan batukapur kristalin
Dolomit - CaMg(CO3)2
Dolomit
Kriptokristalin; rapat; kekerasan 7
Varietas dari SiO2 Chert
Kristal halus sampai kasar
Gipsum - CaSO4.2H2O
Gipsum
Kristal halus sampai kasar
Halit - NaCl Batu Garam
Untuk mengindentifikasi batuan sedimen dapat diikuti langkah-langkah seperti disajikan pada Tabel 12, 13 dan 14.
Tabel 12. Penentuan Batuan Sedimen Klastik atau Sedimen Kimia
A. Partikel dapat dilihat mata telanjang atau dengan bantuan lup, terasa berpasir: A.1. Partikel mampu menggores kaca à BATUAN SEDIMEN KLASTIK A.2. Partikel tidak mampu menggores kaca
A.2.1. Putih, berserbuk, terasa berpasir, atau A.2.2. Bereaksi dengan HCl, bidang kristal nyata, dijumpai bahan
skeletal, atau A.2.3. Partikel bulat atau lonjong à BATUAN SEDIMEN KIMIA
B. Partikel tidak dapat dilihat mata telanjang atau bantuan lup, pudar ataupun memiliki kilap:
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
39
B.1. Bereaksi dengan HCl (jika perlu berupa serbuk) à BATUAN SEDIMEN KIMIA
B.2. Tidak bereaksi dengan HCl B.2.1. Hitam, berkilap, densiti rendah (arang) à BATUAN
SEDIMEN KIMIA B.2.2. Halit, gipsum, chert à BATUAN SEDIMEN KIMIA B.2.3. Berlapis, rapat, pudar, coklat, hijau, merah, hitam à
BATUAN SEDIMEN KLASTIK
Tabel 13. Identifikasi Batuan Sedimen Klastik
A. Butir Berukuran Kasar (sekitar 25% partikel batuan berukuran > 2 mm): A.1. Bentuk partikel bersudut à BREKSI A.2. Bentuk partikel bulat à KONGLOMERAT
B. Butir Berukuran Pasir (1/16-2 mm): B.1. Butir-butir kuarsa dengan semen silika à BATUPASIR KUARSA B.2. Butir-butir kuarsa dan feldspar dengan semen silika atau besi oksida
à BATUPASIR ARKOSE C. Butir Berukuran Halus (kurang dari 1/16 mm):
C.1. Terasa berpasir dengan butir-butir pasir terlihat dibawah pembesaran; matriks berukuran halus dominan à BATUDEBU BERPASIR
C.2. Menggores kuku, dapat terasa berpasir à BATUDEBU C.3. Halus, berlapis tipis à SERPIH
Tabel 14. Identifikasi Batuan Sedimen Kimia
A. Tidak bereaksi dengan HCl A.1. Pudar, pecahan kerang, mempu menggores kaca à CHERT A.2. Kristalin, terasa asin, bening sampai kelabu à BATUGARAM A.3. Kristalin, merah muda, putih, lebih lunak dari kuku à
BATUGIPSUM A.4. Hitam mengkilap, densiti rendah à ARANG
B. Bereaksi dengan HCl B.1. Reaksi lemah atau hanya bila berupa serbuk à DOLOMIT B.2. Reaksi kuat, butir halus, serbuk terasa berpasir à BATUKAPUR
KRISTALIN
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
40
5.5. Beberapa Jenis Batuan Sedimen
Batuan Sedimen Klastik Batuan sedimen klastik tersusun terutama dari fragmen-fragmen dan debris
batuan-batuan induk lainnya. Deposit bahan ini, tergantung dari ukurannya, disebut sebagai kerakal, pasir dan lumpur. Setelah mengalami litifikasi, bahan-bahan tersebut berturut-turut disebut konglomerat atau breksi, batupasir dan serpih.
Konglomerat. Konglomerat terdiri dari fragmen-fragmen batuan berukuran kasar (diameter lebih dari 2 mm), yang diikat bersama dalam matrik pasir, klei dan bahan penyemen lainnya. Individu-individu kerikil-kerakal dalam konglomerat umumnya bulat, dan dapat berupa mineral ataupun fragmen batuan yang relatif resisten, seperti kuarsa, kuarsit atau chert. Lingkungan deposisi konglomerat adalah kipas aluvial, sungai atau pantai.
Breksi. Breksi merupakan batuan sedimen klastik berbutir kasar dengan bentuk butiran yang bersudut. Deposit breksi berasal dari proses glasiasi, longsoran ataupun tipe gerakan massa lainnya.
Arkose. Arkose merupakan batuan sedimen klastik yang mengandung feldspar paling sedikit 25%. Mineral lainnya yang dominan dalam arkose adalah kuarsa. Arkose umumnya berwarna merah jambu, berbutir kasar dengan bentuk butir bersudut.
Batupasir. Batupasir merupakan batuan sedimen klastik yang tersusun terutama dari butiran-butiran berukuran bervariasi dari sekitar 1/16 mm sampai 2 mm dengan bentuk butir umumnya bulat. Kuarsa merupakan mineral dominan, meskipun dapat pula dijumpai feldspar, garnet, mika dan mineral-mineral lain dalam jumlah bervariasi. Batupasir umumnya berlapis, berwarna kekuning-kuningan, merah, coklat, atau hijau tergantung dari pengotor dan bahan penyemen. Batupasir dapat berakumulasi pada lingkungan yang cukup bervariasi seperti pantai, gurun, dataran banjir dan delta.
Batudebu. Batudebu merupakan batuan sedimen klastik berukuran halus, yaitu sekurang-kurangnya 50% dari material memiliki butir dengan ukuran diameter 1/16 sampai 1/256 mm. Batudebu umumnya berlapis tipis, tersusun dari butir-butir kuarsa dan dalam jumlah yang cukup banyak mika dan mineral klei. Debu umumnya dideposisikan di daerah delta dan dataran banjir.
Serpih (Shale). Serpih merupakan batuan sedimen klastik berukuran halus dan memiliki butir dengan ukuran diameter kurang 1/256 mm. Serpih dicirikan oleh adanya lapisan-lapisan tipis dengan kuarsa, mika dan mineral klei sebagai penyusun utamanya. Serpih dideposisikan di tempat-tempat yang memiliki energi mekanik rendah, seperti laguna, dataran banjir dan danau.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
41
Batukapur Batukapur merupakan batuan sedimen yang mengandung kalsium karbonat
(kalsit) lebih dari 50%. Pengotor dari batukapur umumnya mineral klei, kuarsa, besi oksida, fragmen batuan dan bahan-bahan lain. Kalsit dapat diendapkan baik melalui proses kimia ataupun dengan bantuan organisme. Berbagai macam batukapur dikelaskan berdasarkan tekstur atau ciri lainnya yang signifikan. Ciri umum berbagai varietas batukapur adalah semuanya tersusun terutama dari kalsit dan berbuih bila ditetesi dengan asam khlorida.
Batukapur Kristalin. Batukapur Kristalin tersusun dari kristal-kristal kalsit yang saling mengunci dan dapat dilihat dengan bantuan lup. Belahan romboeder umumnya terlihat dalam irisan tipis di bawah mikroskop.
Batukapur Mikrokristalin. Batukapur Mikrokristalin tersusun hampir seluruh-nya dari kristal-kristal kalsit berukuran mikroskopik. Karena ukurannya yang sangat kecil, kristalnya sulit dibedakan bahkan dengan bantuan mikroskop. Batuannya memiliki tekstur seragam, sangat rapat, bila belah memiliki ciri pecahan kerang, berwarna kekuning-kuningan atau kuning cerah, tetapi dapat pula bervariasi sampai kelabu gelap atau hitam jika mengandung banyak bahan organik.
Batukapur Oolitik. Batukapur Oolitik tersusun dari bola-bola kecil konkresi kalsit yang disebut “oolit”. Diameter butirannya bervariasi hingga 2 mm yang terdiri dari lapisan-lapisan konsentris mengelilingi nukleus debu halus, klei atau fragmen cangkang kerang. Oolit berasal dari perairan dangkal dimana nukleus, seolah-olah dikocok oleh arus dan gelombang, bergerak sepanjang dasar perairan dan kalsit menempel pada permukaan nukleus.
Batukapur Skeletal atau Berfosil. Batukapur skeletal tersusun terutama dari bagian-bagian keras organisme invertebrata, seperti keong, kerang, dan lain-lain. Bahan-bahan ini umumnya tersemen dengan kalsit membentuk batuan yang rapat.
Kapur (Chalk). Kapur adalah varietas dari batukapur yang lunak, porous, bertekstur halus dan tersusun dari cangkang-cangkang organisme mikroskopik, terutama foraminifera. Kapur umumnya berwarna putih atau kekuning-kuningan dan dapat mengandung lumpur dalam jumlah bervariasi.
Travertin. Travertin adalah deposit kalsium karbonat yang terbentuk dalam gua-gua dan mata air panas. Travertin dicirikan oleh adanya lapisan-lapisan gelap dan cerah berselang-seling sebagai hasil dari sejumlah kecil pengotor besi oksida yang juga berakumulasi selama periode deposisi. Stalaktit dan stalagmit yang dijumpai dalam gua merupakan varietas travertin.
Batugipsum Batugipsum merupakan endapan kimia yang tersusun hampir seluruhnya dari
agregat mineral gipsum, berwarna putih, tetapi dapat pula kuning atau merah cerah. Ciri paling jelas dari gipsum yaitu dapat digores dengan kuku. Gipsum umumnya masif, tetapi juga ditemukan dalam bentuk lapisan-lapisan tipis.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
42
Gipsum berasal dari evaporasi danau-danau salin ataupun air laut yang terbatas di daerah teluk. Iklim pada saat pembentukan gipsum yaitu arid atau semi-arid.
Batugaram Batugaram adalah batuan yang tersusun dari mineral halit. Kristal halit dapat
berukuran halus, medium atau kasar, umumnya tidak berwarna kecuali terdapat pengotor besi oksida atau klei. Pembentukan batugaram mirip dengan proses pembentukan batugipsum. Ciri utama batugaram ini selain rasanya asin juga mencair pada suhu dan tekanan yang relatif rendah.
Chert dan Flint Chert dan flint merupakan batuan sedimen kimia bersilika yang biasa
dijumpai. Warnanya bervariasi dari putih, kelabu, hijau, biru, merah, kuning atau hitam. Chert dan flint dijumpai juga sebagai nodul dalam batukapur. Seperti halnya varietas kuarsa lainnya, chert dan flint dicirikan oleh kekerasan 7 dan pecahan kerang.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
43
VI. BATUAN METAMORFIK
6.1. Pendahuluan
Batuan-batuan yang terletak jauh di bawah perut bumi berada dalam kondisi lingkungan dengan temperatur dan tekanan tinggi yang dapat melelehkan batuan yang bersangkutan. Pada kondisi temperatur dan tekanan demikian batuan dapat mengalami perubahan tekstur dan komposisi mineral. Perubahan-perubahan yang berlangsung dalam keadaan padat (solid state) ini dapat terjadi melalui rekristalisasi mineral-mineral dalam batuan, pembentukan mineral baru akibat rekombinasi berbagai unsur ataupun keduanya. Proses perubahan yang terjadi dalam keadaan padat ini disebut metamorfisme. Batuan yang terbentuk merupakan produk dari berbagai variabel, seperti komposisi batuan asal, temperatur, tekanan (pressure), adanya cairan kimia yang reaktif dan ada-tidaknya tekanan (stress) yang merubah bentuk.
Metamorfisme terjadi apabila batuan mengalami perubahan kondisi lingkungan yang menghasilkan ketidakstabilan mineral. Perubahan yang berlebihan dalam tekanan dan/atau temperatur dapat terjadi melalui beberapa tipe mekanisme metamorfisme. Metamorfisme Kontak merupakan hasil dari perubahan temperatur yang sangat tinggi akibat magma yang bersentuhan dengan batuan di sekitarnya. Jenis metamorfisme ini bersifat lokal. Panas dan aktivitas kimia dari lelehan magma merupakan agen utama, sehingga batuan yang dipengaruhinya akan mengalami rekristalisasi menjadi keras dan masif. Metamorfisme Regional merupakan hasil dari kombinasi temperatur tinggi dengan tekanan yang terarah. Batuan yang dihasilkan umumnya mengalami lipatan.
6.2. F o l i a s i Foliasi adalah unsur bidang dalam batuan metamorfik, yaitu batuan terlihat
memiliki bidang-bidang datar alami. Foliasi dinyatakan dalam tipe belahan sabak (slaty cleavage), skistositas (schistosity) dan pelapisan gneis (gneissic layering). Belahan sabak merupakan tipe foliasi dimana batuan memiliki kecenderungan untuk membelah sepanjang bidang paralel. Belahan sabak terjadi karena adanya orientasi paralel mineral-mineral berlapis, seperti mika, talk, khlorit.
Derajat metamorfisme yang lebih tinggi akan menghasilkan pengaturan tekstur yang lebih besar. Mika, talk dan khlorit tumbuh menjadi kristal-kristal yang berukuran besar dan membentuk tipe foliasi yang disebut skistositas. Tipe foliasi ini mirip dengan ciri foliasi belahan sabak, tetapi dengan mineral-mineral berlapis yang memiliki ukuran lebih besar, sehingga batuannya nampak berbutir kasar. Skistositas umumnya berkembang pada batuan yang kaya dengan mika.
Pada foliasi tipe pelapisan gneis batuan dicirikan oleh adanya selang-seling lapisan-lapisan dengan komposisi mineral yang berbeda. Batuan yang memiliki
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
44
tipe pelapisan gneis dicirikan oleh ukuran butir-butir yang lebih kasar sebagai hasil dari metamorfisme tingkat tinggi.
Batuan metamorfik yang tersusun hanya dari satu jenis mineral umumnya tidak menunjukkan adanya foliasi, misalnya pada kuarsit atau marmer.
6.3. Klasifikasi dan Identifikasi Batuan metamorfik merupakan hasil alterasi berbagai jenis batuan asal. Oleh
sebab itu, batuan ini sangat kompleks dan sulit untuk memformulasikan klasifikasinya berdasarkan mineralogi atau asal batuan. Klasifikasi yang paling memungkinkan yaitu mengelompokkan batuan metamorfik berdasarkan ada-tidaknya foliasi dan membaginya lebih lanjut berdasarkan susunan mineralnya. Dengan cara ini, batuan metamorfik dibagi kedalam 2 kelompok utama, yaitu : (1) Berfoliasi (foliated - memiliki bidang datar tertentu) dan (2) Tak-berfoliasi (non-foliated) tetapi masif. Batuan-batuan berfoliasi dapat dibagi lebih lanjut berdasarkan tipe foliasi. Kerangka dasar klasifikasi batuan metamorfik disajikan pada Tabel 15.
Tabel 15. Klasifikasi Batuan Metamorfik
Nama Batuan
KuarsitMarmer
Tekstur
Butir kasar
KuarsaKalsit atau dolomit
Butir halus sampai kasar
Tak-berfoliasi
Metakonglomerat
Nama batuan'Komposisi
Fragmen berbagai jenis batuan yang telah mengalami perubahan bentuk
Gneis
Khl
orit
Mik
aK
uars
aFe
ldsp
arA
mfib
olPi
roks
en
Komposisi
Slate/batusabak
Filit
Sekis
Butir sangat halus
Butir halus
Butir kasar
Tekstur
Berfoliasi
Min
eral
tida
k be
rsel
ang-
selin
g
Orie
ntas
i but
iran
Mineral berselang-seling Butir kasar
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
45
Untuk mengindentifikasi batuan metamorf dapat diikuti langkah-langkah seperti disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Diagram Alir Prosedur Identifikasi Batuan Metamorfik: tak-
berfoliasi (atas), berfoliasi (bawah)
6.4. Beberapa Jenis Batuan Metamorfik Batuan Metamorfik Berfoliasi BATUSABAK (SLATE). Batusabak merupakan batuan metamorfik berbutir halus yang memiliki tipe foliasi yang dikenal sebagai belahan sabak. Mineral yang dijumpai dalam batuan ini umumnya kuarsa, muskovit dan klorit dengan ukuran kristal yang sangat kecil. Batusabak memiliki ciri rapat, mudah hancur dan
Tida
k m
emili
ki fo
liasi
ata
u fo
liasi
lem
ah
Lebih keras dari gelas
Butir sangat halus, padat; biasanya gelap HORNFELS
Satu jenis mineral; butir seperti gelas, tidak ada belahan KUARSIT
Butir sedang-kasar, amfibol dan feldspar AMFIBOLIT
Lebih lunak dari gelas
Warna cerah/ terang
Bereaksi dengan HCl MARMER
Sangat lunak, terasa bersabun, talk
BATUSABUN (Soapstone)
Hijau
Bercak berwarna hijau gelap, kuning dan hitam SERPENTINIT
Halus-sangat halus; hijau terang seragam; khlorit,
epidot, amfibol hijauBATUHIJAU (Greenstone)
Mem
iliki
folia
si y
ang
jela
s
Butir sangat halus-tidak terlihat
Permukaan bidang foliasi datar dan tidak
berkilapBATUSABAK
Kilap sutera pada bidng foliasi F I L I T
Butiran terlihat jelas
Bidang foliasi didominasi mika S E K I S
Lapisan gelap dan cerah berselang-seling G N E I S
Tak-berfoliasi
Berfoliasi
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
46
berwarna kelabu, hitam, merah atau hijau. Batusabak termasuk ke dalam batuan low-grade metamorphic yang berasal terutama dari serpih.
F I L I T. Filit merupakan batuan metamorfik yang mirip dengan batusabak tetapi memiliki kilap seperti sutera pada bidang foliasinya. Pada irisan tipis, filit menunjukkan ukuran butir sedikit lebih kasar dibandingkan ukuran butir batusabak.
S E K I S. Sekis merupakan batuan metamorfik yang memiliki foliasi sebagai akibat dari pengaturan paralel kristal-kristal mineral berbentuk lempeng yang berukuran relatif kasar, seperti muskovit, khlorit dan talk. Penyusun lainnya sebagai mineral asesori adalah kuarsa, garnet dan hornblende. Sekis dapat diklasifikasikan lebih lanjut berdasarkan kandungan mineral-mineral pentingnya, seperti sekis khlorit, sekis muskovit, sekis mika-hornblende dan sekis mika-garnetiferous.
G N E I S. Gneis merupakan batuan metamorfik yang memiliki foliasi sebagai hasil dari pelapisan kelompok-kelompok mineral yang berbeda. Mineral utama penyusun batuan ini adalah feldspar dan kuarsa dengan sedikit mika, amfibol dan mineral-mineral ferromagnesian lainnya. Dengan demikian gneis mirip dengan granit. Gneis ̶ sebagai batuan metamorfik yang paling banyak ditemukan ̶ merupakan hasil metamorfisme tingkat tinggi (high grade metamorphism) dari berbagai macam batuan granit-riolit.
Batuan Metamorfik Tak-berfoliasi KUARSIT. Kuarsit merupakan batuan metamorfik tak-berfoliasi yang tersusun terutama dari kuarsa. Individu butir-butir kuarsa dalam kuarsit telah mengalami perubahan bentuk dan saling ‘mengunci’ satu sama lain. Kuarsit murni berasal dari batupasir kuarsa, tetapi kuarsit dapat pula mengandung mineral-mineral lain, seperti mika.
M A R M E R. Marmer merupakan batuan metamorfik tak-berfoliasi yang tersusun terutama dari kalsit atau dolomit. Kristal-kristalnya umumnya berukuran besar dan saling ‘mengunci’ membentuk batuan kristalin yang padat.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
47
VII. STRUKTUR GEOLOGI 7.1. Pendahuluan
Gaya-gaya geologi yang membentuk dan mengubah bentuk permukaan bumi (landform) secara garis besar terbagi kedalam tiga kelompok, yaitu: (a) Volkanisme, (b) Gradasi dan (c) Diastrofisme. Ketiganya dapat bekerja sendiri-sendiri atau kombinasi dari dua atau ketiga gaya tersebut.
Volkanisme Volkanisme adalah segala aktifitas yang berhubungan dengan bergeraknya
magma, pembentukan gunung api dan letusan (erupsi) gunung api. Terbentuknya retas dan retas lempeng adalah beberapa contoh peristiwa volkanisme. Contoh lain misalnya terbentuknya lakolit, batolit dan kubah atau doma. Erupsi gunung api merupakan bencana dasyat bagi mahluk dan wilayah sekeliling volkan tersebut. Namun dibalik itu erupsi gunung api merupakan karunia yang tak ternilai bagi peremajaan lahan dan peningkatan kesuburan tanahnya.
G r a d a s i Gradasi adalah gaya atau proses yang mencakup degradasi dan agradasi.
Degradasi ialah proses yang menyangkut berbagai macam erosi. Proses ini bersifat destruktif bagi suatu landform. Agradasi ialah proses yang menyangkut pengendapan atau deposisi. Proses ini bersifat konstruktif bagi suatu landform.
Diastrofisme Diastrofisme adalah segala gaya atau proses tentang bergeraknya massa kerak
bumi (mass movement) yang tidak termasuk volkanisme dan gradasi. Gerakan tersebut dapat berarah vertikal maupun horizontal. Gaya tektonik merupakan sumber gaya dalam proses ini. Terbentuknya lipatan, patahan atau sesar, antiklin, geantiklin dan gawir adalah beberapa contoh struktur geologi yang terbentuk karena proses diastrofisme.
Sebagai akibat dari ketiga proses tersebut, maka akan terbentuk berbagai macam struktur geologi, seperti patahan atau sesar (fault), lipatan (fold), retas (dyke), retas lempeng (sill), dan lain-lain.
Yang perlu diperhatikan dalam mempelajari proses geologi adalah:
1. Merinci jenis proses geologi yang mengakibatkan terbentuknya model struktur geologi yang bersangkutan.
2. Menjelaskan urutan proses geologi tersebut.
Dibawah ini akan diuraikan 21 macam proses geologi yang contoh modelnya diperlihatkan dalam praktikum. Demikian juga urutan proses pembentukannya didiskusikan bersama di laboratorium.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
48
7.2. Beberapa Contoh Struktur Geologi No. 1. Patahan/Sesar Turun (Normal Fault)
Pada patahan/sesar turun gaya geologi yang menghasilkannya terdiri dari regangan mendatar (Gambar 12, kiri). Penampang tegak searah sesar, pada posisi tertentu mengakibatkan hilangnya salah satu lapisan.
No.2. Patahan/Sesar Berbalik (Reversed Fault) Pada sesar berbalik gaya geologi yang menghasilkan terdiri dari kompresi
mendatar (Gambar 12, kanan). Penampang tegak searah sesar, pada posisi tertentu mengakibatkan pengulangan suatu lapisan.
Gambar 12. Patahan/Sesar Turun (kiri), Sesar Berbalik (kanan)
No. 3. Patahan Slenk/Terban (Through Fault) Contoh ini menggambarkan pembentukan palung slenk oleh dua seri patahan
tangga (Gambar 13, kiri). Hal ini diakibatkan karena terjadinya 3 seri patahan pada dua sisi yang disertai regangan mendatar.
No. 4. Patahan/Sesar Kemiringan (Dip Fault) Sesar ini terbentuk karena pada lapisan miring (terlipat), terjadi sesar searah
kemiringan (dip) yang diikuti oleh pergeseran tegak (Gambar 13, kanan). Hasil yang sama akan diperoleh gerakan mendatar sepanjang bidang patahan (sesar transversal: lihat catatan dari contoh Blok Model No. 10).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
49
Gambar 13. Patahan Slenk/Terban (kiri), Sesar Kemiringan (kanan)
No. 5. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault) yang menyebabkan ulangan dari singkapan
Sesar ini terbentuk karena pada lapisan miring terjadi sesar searah jurus (strike) yang diikuti oleh pergeseran tegak (Gambar 14, kiri). Pada bagian lembah terjadi kenaikan sedangkan pada bagian puncak terjadi penurunan. Bila dilihat dari atas akan terjadi pengulangan lapisan. Sesar model ini menghalangi efek kemiringan.
No. 6. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault) yang menyebabkan pemotongan lapisan
Sesar ini terbentuk karena pada lapisan miring terjadi sesar yang diikuti pergeseran tegak. Pada bagian lembah terjadi penurunan, sedangkan pada bagian puncak terjadi kenaikan (Gambar 14, kanan). Akibatnya ada lapisan yang tidak muncul dipermukaan. Sesar ini menambah efek kemiringan.
Gambar 14. Sesar Jurus menyebabkan pengulangan lapisan (kiri), Sesar Jurus menyebabkan pemotongan lapisan (kanan)
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
50
No. 7. Lipatan Setangkup (Symetrical Fold) dan Lipatan Tidak Setangkup (Asymetrical Fold) (dengan poros horisontal)
Model ini memperlihatkan antiklin setangkup dan tidak setangkup dengan sinklin di antaranya. Pada antiklin setangkup dari singkapan terlihat adanya lapisan-lapisan sejenis yang lebarnya sama. Pada singkapan antiklin tak setangkup lapisan-lapisan sejenis lebarnya tidak sama pada kedua sisi antiklin atau sisi sinklinnya (Gambar 15, kiri). Pemotongan yang sejajar dengan poros lipatan memperlihatkan lapisan mendatar.
No. 8. Lipatan Miring (Pitching Fold) Model ini terbentuk karena pada lapisan miring mengalami lipatan. Poros
lipatan terlihat membentuk sudut dengan bidang horisontal (Gambar 15, kanan). Model ini pada singkapannya memperlihatkan gambaran sinusoida.
Gambar 15. Lipatan Setangkup (kiri) dan Lipatan Tidak Setangkup, Lipatan
Miring (kanan) No. 9. Patahan/Sesar Kemiringan (Dip Fault) dengan pergeseran
tegak Model ini terbentuk karena pada suatu lapisan yang telah terlipat kemudian
terjadi patahan yang disusul dengan pergeseran tegak. Hal ini dicirikan dengan perbedaan lebar lapisan sejenis antara kedua sisi bidang sesar (Gambar 16, kiri).
No. 10. Patahan/Sesar Transversal (Tear Fault) dengan pergeseran mendatar
Model ini terbentuk karena pada lapisan yang telah terlipat kemudian terjadi patahan yang disusul dengan pergeseran mendatar. Lebar lapisan sejenis pada kedua sisi bidang sesar adalah sama (Gambar 16, kanan). Bila dilihat dari samping seolah-olah terjadi pergeseran tegak.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
51
Gambar 16. Sesar kemiringan dengan pergeseran tegak (kiri), Sesar transversal
dengan pergeseran mendatar (kanan) No. 11. Patahan/Sesar Jurus (Strike Fault)
Model ini terbentuk karena pada suatu lipatan, pada salah satu sisi antiklinnya terjadi patahan searah jurus yang disusul dengan kompresi mendatar (Gambar 17). Akibatnya pada singkapan terlihat adanya lapisan yang hilang (tergantung).
Gambar 17. Sesar Jurus
No. 12. Ketidakselarasan (Unconfirmity) Batuan lebih tua diendapkan dalam lapisan mendatar, terlipat tererosi.
Kemudian batuan lebih muda (tiga lapisan) diendapkan, meluas secara berangsur di atas permukaan lapisan tua dan karena itu melangkahi anggota batuan lebih tua yang satu sampai yang lain (Gambar 18). Endapan terdekat permukaan lapisan tidak tertutup adalah endapan pesisir, konglomerat. Perhatikan urutan proses terjadinya sesar deposisi dan lipatan pada model ini.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
52
Gambar 18. Ketidakselarasan
No. 13. Lipatan Monoklin (Monoclinal Fold) Model ini dicirikan bahwa pada setiap irisan mendatar atau pada setiap
singkapannya seolah-olah ada satu lapisan yang sempit di antara lapisan lain yang lebar mendatar (Gambar 19, kiri). No. 14. Lipatan Isoklin (Isoclinal Fold)
Model ini merupakan sederetan lipatan dengan sudut kemiringan yang sama. Pada singkapannya terlihat adanya pengulangan lapisan (Gambar 19, kanan).
Gambar 19. Lipatan Monoklin (kiri), Lipatan Isoklin (kanan)
No. 15. Sesar Sungkup (Overthrust) Model ini terbentuk karena terjadinya penutupan lapisan muda yang miring
oleh lapisan tua yang mengalami lipatan kuat. Hal ini diakibatkan karena adanya tekanan mendatar satu arah pada lapisan tua yang berasal dari tempat lain (Gambar 20).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
53
Gambar 20. Sesar Sungkup
No. 16. Retas Lempeng (Sill) Retas lempeng adalah intrusi magma yang membeku searah lapisan. Pada
model ini terlihat adanya dua lempeng sil yang dihubungkan oleh retas (Gambar 21, kiri). Hal ini terjadi karena adanya retakan pada suatu lapisan pada saat terobosan magma berlangsung.
No. 17. Retas (dyke) Pada suatu lapisan yang telah mengalami lipatan dan erosi terjadi deposisi
tiga lapisan muda dan dua kali terobosan magma pada waktu yang berbeda. Kedua terobosan magma tersebut termasuk retas, yaitu intrusi magma yang membeku memotong lapisan yang sudah ada (Gambar 21, kanan). Bila dilihat dari atas salah satu dari retas tersebut seolah-olah suatu retas lempeng. Yang penting diperhatikan adalah urutan-urutan yang terjadi dan proses yang terlibat.
Gambar 21. Retas Lempeng (kiri), Retas (kanan)
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
54
No. 18. Retas lempeng dan retas yang tersesar (faulting of sill and dykes)
Pada lapisan yang telah mengalami lipatan (miring) terbentuk retas dan retas lempeng. Kemudian terjadi patahan yang diikuti oleh pergeseran tegak. Bagian yang naik adalah bagian yang lebih sempit jarak antara retas dan retas lempengnya (Gambar 22).
Gambar 22. Retas lempeng dan retas yang tersesar
No. 19. Lakolit (Lacolite) Lakolit adalah intrusi batuan beku, yang diinjeksikan di antara dua lapisan
dan mengangkat lapisan di atasnya menjadi doma. Singkapan lakolit secara mendatar memperlihatkan bentuk agak membulat dan dikelilingi oleh gelang-gelang sedimen. Batuan dekat lakolit mengalami metamorfosis (m) oleh panas dan tekanan dari batuan granit (Gambar 23, kiri). Lakolit biasanya digambarkan dengan dasar rata, tetapi bentuk konveks ganda seperti yang diperlihatkan di sini nampaknya merupakan gambaran yang lebih sesuai.
No. 20. Fakolit (Phacolite) Fakolit adalah intrusi batuan beku antara dua lapisan sepanjang poros lipatan.
Contoh memperlihatkan dua fakolit yang menerobos dalam dua doma yang memanjang, salah satu fakolit telah dikikis cukup dalam (Gambar 23, kanan). Metaforfisme (m) terbentuk di sekitar fakolit tersebut, sehingga menghasilkan batuan metamorfik.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
55
Gambar 23. Lakolit (kiri), Fakolit (kanan)
No. 21. Doma yang tersesar dengan Retas (Faulted Dome with Dykes) Model ini memperlihatkan doma yang berbentuk oval (Gambar 6.13).
Lapisan lebih tua tersingkap di bagian tengah. Pada salah satu ujung terdapat sesar dengan pergeseran tegak. Retas pada bagian ini tidak dipengaruhi sesar. Pada bagian lain dari doma terdapat sesar tranversal (pergeseran mendatar), yang menggeser semua singkapan secara sepadan sepanjang garis sesar, termasuk retasnya.
Gambar 24. Doma yang tersesar dengan Retas
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
56
VIII. PETA GEOLOGI 8.1. Pendahuluan
Informasi geologi hasil pengamatan atau penelitian dari beberapa daerah di Indonesia sudah cukup banyak. Hasil penelitian ini telah dirintis sejak penjajahan Belanda dan terus dilanjutkan sampai sekarang. Hasil penelitian geologi disajikan dalam bentuk laporan-laporan tertulis dan peta-peta atau sketsa.
Peta merupakan proyeksi tertulis dari keadaan rupa muka bumi. Peta digambar secara skalar, artinya tergantung dari besar kecilnya skala. Informasi tersebut dicantumkan dalam bentuk simbol yang dijelaskan di dalam keterangan atau legenda. Pada peta geologi, informasi utama yang disajikan adalah data geologi dengan menggunakan notasi geologi. Dalam praktikum akan diterangkan sekilas tentang tahapan membuat peta geologi dan informasi-informasi yang dicantumkan pada peta geologi.
Tahapan dari pembuatan peta geologi adalah persiapan penetapan daerah studi, penggambaran daerah studi pada peta dasar, mengidentifikasi contoh-contoh batuan, mineral dan fosil, mengadakan pengukuran posisi lapisan-lapisan pada singkapan- singkapan dan kemudian menggambarkan ke dalam peta. Informasi yang dicantumkan dalam peta geologi adalah judul, skala, keterangan, legenda dan lain-lain keterangan. Setelah mempelajari hal-hal di atas diharapkan mahasiswa dapat memahami arti penting peta geologi dan dapat memanfaatkan peta tersebut bagi kepentingan pertanian.
8.2. Pemetaan Geologi P e r s i a p a n
Sebelum melakukan pengamatan di lapang dilakukan persiapan terlebih dahulu. Persiapan meliputi studi pustaka daerah survai, penyiapan peta dasar dan persiapan alat-alat yang diperlukan di lapang. Dalam studi pustaka kita mempelajari daerah yang akan dipetakan dari laporan-laporan yang pernah dibuat sebelumnya. Disamping itu untuk melengkapi informasi daerah tersebut kita juga perlu mempelajari unsur iklim, vegetasi dan lain-lain. Dari hasil studi pustaka kita dapat membuat dugaan-dugaan atau kesimpulan sementara.
Peta dasar yang harus dipersiapkan umumnya adalah peta topografi dengan skala yang sesuai dengan tingkat pemetaan. Peta dasar juga dapat memakai mozaik foto udara dengan skala yang sesuai. Jika peta topografi atau peta mozaik foto udara dengan skala yang sesuai tidak dapat diperoleh, dapat digunakan peta topografi atau peta mozaik foto udara dengan skala yang lebih besar. Peta yang berskala lebih kecil tidak dapat dipergunakan.
Alat-alat yang perlu dipersiapkan adalah kompas, meteran, klinometer, lensa pembesar, palu geologi, pahat, pisau lipat, kotak tempat contoh batuan atau fosil,
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
57
dan buku catatan. Kompas dipakai untuk menentukan arah, meteran berguna untuk menentukan ketebalan lapisan, dan klinometer untuk menentukan sudut kemiringan lapisan. Untuk menetapkan jenis mineral, batuan atau fosil sering dilakukan dengan bantuan kaca pembesar dan pisau lipat untuk membuat goresan. Palu geologi digunakan untuk memecahkan batuan, sehingga diperoleh permukaan yang segar, dan untuk mengambil contoh batuan atau fosil dibantu dengan pahat. Untuk membawa contoh batuan dan fosil dari lapang ke laboratorium diperlukan kotak khusus yang dilengkapi dengan label, sehingga tidak terjadi kerusakan atau kekeliruan. Buku catatan dan alat tulis digunakan untuk mencatat data dan keterangan tambahan lokasi pengamatan.
Penetapan daerah studi Tempat ideal untuk memulai pemetaan lapang adalah suatu daerah yang
banyak dan mudah dijumpai batuan tersingkap, penyebarannya sangat luas dan menunjukkan jenis, tipe, dan struktur batuan yang beragam, serta tidak terlalu kompleks, sehingga memungkinkan untuk melakukan pengamatan dan juga tidak terlalu sederhana jika dilakukan pemboran.
Tempat demikian memang sangat sulit ditemukan, tetapi setidaknya kita berusaha mencari daerah yang mendekati daerah ideal tersebut. Pengamatan dapat dilakukan pada singkapan-singkapan alami, seperti daerah longsoran, tempat-tempat tererosi, daerah patahan, bagian terjal dari suatu pegunungan atau gawir, pinggir sungai, dan pantai yang curam. Disamping pengamatan dapat dilakukan pada singkapan alami seperti tersebut di atas, juga dapat dilakukan pada bekas galian bahan tambang atau potongan di pinggir jalan, dan kalau perlu melakukan pemboran sendiri untuk mendapatkan data yang lebih lengkap.
Penggambaran daerah studi pada peta dasar Survai geologi detail mengharuskan kita untuk memplot tempat pengamatan
secara tepat pada peta dasar. Pada survai yang menghasilkan peta skala 1 : 10.000 (1 cm peta = 100 m di lapang), kita akan jarang menemui banyak kesulitan untuk menempatkan posisi di lapang ke dalam peta jika peta dasar yang digunakan menyajikan detail yang lengkap, seperti garis kontur dengan jalan raya, jalan setapak, batas daerah survai, sungai, dan lain-lain tanda di lapang.
Kadang-kadang timbul kesulitan jika mengadakan pengamatan di dataran yang luas tanpa ada tanda-tanda di lapang yang jelas dan kita ingin memplot lokasi tersebut pada peta. Dalam keadaan demikian menetapkan lokasi di suatu tempat digunakan tanda yang telah jelas diketahui di dalam peta. Dari tempat tersebut ditetapkan arah dengan kompas dan diukur juga jaraknya, sehingga titik yang dimaksud dapat diplot di peta dengan tepat. Kini dengan bantuan GPS kesulitan seperti ini tidak terjadi lagi.
Koreksi harus dilakukan pada tiap-tiap pembacaan kompas dengan arah utara sebenarnya dalam peta. Tiap-tiap tempat mempunyai perbedaan yang tidak sama antara utara magnet yang dibaca kompas dengan utara sebenarnya pada peta.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
58
Setelah diadakan korelasi seluruh pengamatan yang telah diberi simbol, nomor dan catatan dipindahkan kedalam peta.
Identifikasi contoh batuan, mineral, dan fosil Beberapa contoh lapang mungkin belum dapat ditetapkan langsung pada
waktu pengambilan contoh, sehingga harus diidentifikasi di laboratorium. Beberapa contoh yang masih meragukan di lapang juga perlu dikoreksi lagi, misalnya fosil dengan umur tertentu perlu dikoreksi dengan fosil lain yang ditemukan pada daerah yang sama.
Hal yang sangat penting diperhatikan adalah tempat dimana fosil tersebut diambil harus dapat diketahui di dalam peta. Oleh karena itu perlu catatan letak contoh tersebut diambil dan pemberian label yang sama sebelum contoh tersebut dibungkus pada kotak.
Pengukuran posisi lapisan pada singkapan Tahap berikutnya setelah mengidentifikasi batuan, kita memeriksa
lingkungan tempat batuan tersebut berada. Hal ini dapat membantu menerangkan proses geologi daerah tersebut. Pengamatan meliputi sudut kemiringan (dip) dan arah tegak lurus dengan kemiringan (strike) dari suatu lapisan batuan (bidded rock), patahan (faults), lipatan (folds), belahan (cleavage), dan retakan (joints).
Dari pengamatan tersebut dapat dipelajari pergerakan kerak bumi dan perubahan batuan setelah terbentuk. Pada batuan sedimen ketebalan dari masing-masing lapisan dan keseluruhan lapisan sangat penting untuk dibandingkan dengan lapisan yang berumur sama di tempat lain. Dari perlapisan dan tanda riak gelombang perlapisannya, detail dari pembentukan sedimen dan pengendapan dapat diperkirakan. Dengan cara yang sama pemeriksaan detail dari struktur dan hubungan dari retas (dykes) dan retas lempeng (sills) serta bahan informasi lain dapat dipelajari sejarahnya. Demikian juga aktivitas batuan beku daerah tersebut dapat diduga.
Dip adalah sudut kemiringan dari lapisan yang diukur dengan klinometer, sedangkan strike dari lapisan adalah arah tegak lurus dip yang diukur dengan kompas. Jika permukaan lapisan rata, klinometer langsung diletakkan di atas lapisan waktu mengukur dip dan jika perlapisan tidak rata, sudut kemiringan diambil nilai rata-ratanya.
Gaya yang terjadi pada waktu pembentukan lapisan batuan, jika cukup kuat dapat memecahkan lapisan dan menghasilkan retakan (joints) dan patahan (faults). Joint adalah retakan yang tidak jelas pergerakannya, sedangkan fault adalah retakan yang dapat diukur pergerakan lapisannya pada satu sisi terhadap sisi yang lain.
Perlu ditambahkan, untuk melengkapi pengukuran sering diperlukan catatan detail dari lingkungan tempat batuan ditemukan dalam bentuk foto atau sketsa. Pada kondisi yang cerah penggunaan foto lebih tepat, tetapi sering terjadi bahwa bagian yang paling penting terletak dibalik pepohonan atau pada permukaan lain,
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
59
atau cuaca tidak memungkinkan, atau warna dari batuan tidak cukup kontras. Dalam keadaan demikian penggunaan sketsa lebih baik. Tetapi jika memungkinkan dibuat foto dan sketsanya. Untuk memberikan gambaran skala perlu disertakan dalam obyek beberapa orang atau benda lain yang telah dikenal, seperti palu atau sepatu.
Penggambaran peta geologi Tahap terakhir setelah pemeriksaan batuan, mineral dan fosil lengkap, serta catatan tempat ditemukannya, dapat diduga sejarah perkembangannya. Penggambaran dalam peta menggunakan simbol-simbol tertentu. Nama batuan yang umum dikenal dapat disingkat, misalnya sandstone = Sst, limestone = Lst, basalt = Ba dan seterusnya. Dip biasanya ditunjukkan oleh anak panah kecil yang mengarah sesuai dengan arah dip dan disertai angka yang menunjukkan besarnya sudut dip. Lapisan horizontal ditunjukkan oleh tanda plus ⊕, dip dan strike oleh tanda ⊢30 diikuti dengan angka yang menunjukkan besarnya sudut kemiringan dan lapisan vertikal ditunjukkan oleh garis yang dipotong garis lain ─┼─, dan sebagainya.
Pada tahap awal penggambaran digunakan pensil, setelah dikoreksi diperjelas dengan tinta dan kemudian diberi warna.
8.3. Informasi dari peta geologi Sebelum membaca peta lebih lanjut, terlebih dahulu kita harus
memperhatikan judul dari peta. Judul peta akan memberikan spesifikasi dari informasi yang akan ditemukan pada peta. Misalnya peta geologi hanya akan memberikan informasi tentang geologi; bukan yang lain. Menurut tujuannya peta geologi dibagi menjadi : (a) Peta Geologi Keilmuan, (b) Peta Geologi Teknik, (c) Peta Geologi Ekonomi, dan (d) Peta Geologi Minyak. Peta geologi pertanian yang kita pelajari ini termasuk kedalam peta geologi keilmuan.
Selain judul peta, kita harus mengetahui skala peta. Skala merupakan perbandingan panjang obyek yang tergambar pada peta dengan panjang sebenarnya di lapang. Misalnya pada peta dengan skala 1 : 10.000 berarti 1 cm di peta sama dengan 100 m di lapangan. Makin kecil skala peta makin luas daerah yang dapat dicakup, tetapi akan memberikan informasi yang kurang detail.
Berdasarkan skala atau ketelitiannya peta geologi dibagi menjadi :
a) Peta Geologi Eksplorasi Skala 1 : 250.000 - 1 : 1.000.000
b) Peta Geologi Tinjau Skala 1 : 100.000 - 1 : 250.000
c) Peta Geologi Semi Detail Skala 1 : 25.000 - 1 : 100.000
d) Peta Geologi Detail Skala 1 : 5.000 - 1 : 25 000
Dari peta geologi pertanian kita dapat mengetahui penyebaran, jenis, dan umur batuan suatu daerah. Umur dan jenis batuan dapat dilihat pada legenda dan keterangan, sedangkan penyebaran batuan dapat dilihat dari penyebarannya dalam
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
60
peta. Disamping itu kita dapat mengetahui adanya batuan terobosan, patahan dan lain-lain keterangan yang dinyatakan dengan simbol-simbol dan diberi keterangan lengkap pada legenda dan keterangannya.
Dalam buku ini akan diberikan contoh membaca peta geologi pada formasi-formasi di Jawa Barat.
8.4. Zone-zone fisiografi Jawa Barat Berdasarkan tipe fisiografinya, Jawa Barat dibagi menjadi empat zone, yaitu:
1) Zone fisiografi dataran aluvium Jakarta
2) Zone fisiografi Bogor
3) Zone fisiografi Bandung
4) Zone fisiografi pegunungan selatan
Zone Fisiografi Dataran Aluvium Jakarta
Zone ini merupakan dataran yang dibentuk karena proses pengendapan yang terus menerus oleh beberapa sungai yang bermuara di pantai utara, dimulai dari Banten (Serang-Rangkasbitung) sampai sebelah timur Cirebon.
Banyak sungai yang bermuara di pantai utara ini menyebabkan majunya garis pantai ke arah laut. Hal ini terbukti dari beberapa foto satelit yang dibuat pada waktu yang berbeda dan juga adanya beting pasir (punguk-punguk). Sifat ini (majunya garis pantai) dimiliki pula oleh pantai timur Sumatera. Sungai-sungai yang bermuara di pantai utara ini pada masa dulu telah mengalami perpindahan aliran. Misalnya sungai Cisadane, dari barat ke arah timur, meninggalkan tanggul-tanggul alami (levee). Kedua landform (punguk dan tanggul alami) mempunyai ciri tertentu. Jika dibuat irisan tegak punguk mempunyai bentuk simetris, sedangkan tanggul alami asimetris. Disamping itu ciri khas untuk vegetasi punguk adalah kelapa, sedangkan tanggul alami bervegetasi bambu.
Tanggul alami terjadi pada masa pencairan es. Air laut dan air pada muara naik, sehingga air sungai meluap dan mengendapkan bahan-bahan yang diangkutnya. Punguk terjadi oleh karena daya hempasan dari ombak laut yang membawa hasil erosi air laut (abrasi) atau dari hasil pengendapan yang dibawa sungai. Syarat terjadinya punguk: a) kekuatan hempasan (surf) yang cukup, dan b) banyaknya muatan yang dibawa ombak laut. Kekuatan hempasan erat hubungannya dengan musim gelombang besar, sedangkan banyaknya muatan selain berhubungan dengan musim gelombang, juga dipengaruhi oleh muatan yang dibawa sungai.
Kecepatan majunya garis pantai dipengaruhi oleh :
a) Muatan sungai, dipengaruhi oleh tingkat erosi dan keadaan daerah hulu sungai.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
61
b) Perbandingan elevasi daerah hulu dan muara sungai. Makin tinggi perbedaan tinggi semakin banyak muatan yang dibawa, sehingga mempercepat majunya garis pantai. Zone fisiografi Bogor yang merupakan daerah hulu zone fisiografi Dataran Aluvial Jakarta mempunyai perbedaan tinggi yang cukup besar.
c) Adanya vegetasi pantai, terutama keluarga mangrove, membantu majunya garis pantai.
d) Adanya erupsi volkan dari hulu DAS sungai.
Peta Geologi Lembar Jakarta dan Kepulauan Seribu (Turkandi, Sidarto, Agustiyanto dan Hadiwidjoyo, 1992). Daerah ini didominasi oleh formasi-formasi yang terbentuk dari endapan muda berumur kuarter, seperti Qa (Aluvium), Qbr (Endapan Pematang Pantai) atau dikenal pula sebagai beting pantai, Qav (Kipas Aluvium) dan Ql (Batugamping Koral). Qa yang bersusunan klei, debu, pasir kerikil, kerakal dan bongkah umumnya menyebar di pinggir sungai dan sekitar pantai. Qbr yang dulunya merupakan garis pantai tersebar searah dengan garis pantai saat ini. Qbr tersusun dari pasir halus-kasar yang terpilah dengan baik dan cangkang-cangkang moluska.
Pada bagian baratdaya dari lembar ini dijumpai formasi QTvb (Tuf Banten) dan formasi berumur lebih tua, yaitu tersier, seperti Tpg (formasi Genteng) dan Tmb (formasi Bojongmanik), sementara pada bagian tenggara dijumpai formasi Tmk (formasi Klapanunggal) dan Tmj (formasi Jatiluhur).
Bila diperhatikan pada penampang A – B (lihat peta), terlihat bahwa Tmb yang tersusun dari perselingan batupasir dan batuklei dengan sisipan batugamping berada lapisan paling bawah atau merupakan lapisan paling tua. Formasi Tmb pada penampang A – B ditutupi oleh formasi Tpg yang tersusun dari tuf batuapung, batupasir tufaan, breksi andesit, konglomerat dan sisipan batuklei tufaan. Setempat-setempat muncul formasi Tmpb dan Tmrs. Pada lapisan paling atas yang merupakan lapisan paling muda menyebar formasi-formasi Qa dan Qv.
TUGAS PRAKTIKUM: - Perhatikan dan jelaskan susunan formasi pada penampang C – D dan E – F
- Struktur geologi apakah yang dijumpai pada bagian baratdaya
- Tunjukkan formasi geologi yang bersusunan bahan-bahan volkanik
- Bagaimanakah kira-kira tekstur tanah dari tanah yang terbentuk pada formasi Qbr
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
62
Zone Fisiografi Bogor Zone ini mempunyai ciri daerah antiklinorium karena zone ini pernah
mengalami pelipatan yang kuat. Contoh daerah yang termasuk zone fisiografi Bogor adalah lembar Bogor dan lembar Jawa Barat.
Peta Geologi Lembar Bogor (Effendi, Kusnama dan Hermanto, 1998). Daerah ini dibentuk terutama oleh formasi-formasi volkanik yang dihasilkan dua gugus volkan, yaitu gugus Salak, Endut-Prabakti dan gugus Pangrango, Gede, Limo-Kencana yang umumnya berumur kuarter, sementara pada bagian utara dan selatan disusun oleh formasi-formasi lebih tua (tersier). Disamping dua gugus volkan tersebut di daerah selatan terdapat dua gugus volkan tua (awal kuarter), yaitu gugus Beser. Daerah Bogor bagian utara dibentuk oleh formasi volkanik yang diendapkan kembali yang dinamakan kipas aluvium (Qva).
Formasi-formasi yang dihasilkan oleh gugus Salak-Prabakti-Endut diantaranya adalah Qvst (Kuarter volkanik Salak tuf), Qvsb (breksi), Qvsl (lava) dan Qvep (Kuarter volkanik Endut-Prabakti), dan lain-lain.
Gugus Pangrango-Gede-Limo-Kencana menghasilkan formasi Qvpo (Kuarter volkanik Pangrango old), Qvpy (Kuarter volkanik Pangrango young), Qvgy (Kuarter volkanik Gede young), Qvg (Kuarter volkanik Gede), Qvk (Kuarter volkanik Kencana-Limo), dan lain-lain.
Disamping formasi volkanik di daerah inipun banyak dijumpai batuan-batuan terobosan, misalnya terobosan andesit, dasit, diorit kuarsa, dan lain-lain.
Kota Bogor dengan Kebun Rayanya berada pada formasi Qvpo yang merupakan aliran lahar dan lava dari G. Pangrango bersusunan basal-andesit dengan oligoklas dan andesin.
Di daerah Leuwiliang terlihat bahwa formasi Tmb, Tmbl, Tmtb diapit oleh formasi lebih muda, yaitu Qvb, Qvu, Qvsb. Bila diperhatikan lebih seksama pada penampang A – B (lihat peta), terlihat bahwa Tmb merupakan lapisan paling tua dan menyingkap di permukaan dan dikelilingi oleh formasi-formasi lebih muda berumur kuarter.
TUGAS PRAKTIKUM: - Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi yang berumur lebih tua dari
kuarter. Apa saja dan dimana letaknya?
- Kampus IPB Dramaga berada pada formasi apa?
- Formasi geologi apa yang membangun gunung kapur yang berada di sebelah barat kampus IPB Dramaga?
- Struktur geologi apa saja yang dijumpai pada peta geologi lembar Bogor?
- Perhatikan dan jelaskan susunan lapisan pada penampang C – D, E – F dan G – H.
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
63
Zone Fisiografi Bandung Zone ini terbentuk karena terjadinya runtuhan pada bagian tengah atau
puncak pada saat terjadinya pengangkatan/pelengkungan. Pada umumnya zone ini merupakan daerah subur, karena formasi volkanik muda banyak dijumpai pada daerah ini, termasuk hasil erupsi Galunggung.
Peta Geologi Lembar Cianjur (Sudjatmiko, 1972). Dataran subur Cianjur dibentuk oleh formasi volkanik yang dihasilkan oleh kompleks volkan Gede (Qyg) bersusunan breksi dari lahar. Dataran Cianjur ini dipenuhi oleh bukit-bukit kecil formasi Qyc yang dikenal sebagai Bukit 777 tersusun dari bongkah-bongkah basalt. Pada bagian utara dan selatan lembar ini banyak dijumpai batuan terobosan sampai membentuk gunung-gunung, yang terbesar adalah gunung Sanggabuana (ha) bersusunan andesit hornblenda.
Pada lembar geologi ini dijumpai tiga waduk besar, yaitu Jatiluhur, Cirata dan Saguling.
TUGAS PRAKTIKUM: - Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi yang berumur lebih tua dari
kuarter. Apa saja dan dimana letaknya?
- Selain terobosan di G. Sanggabuana, batuan terobosan apa saja yang dijumpai?
- Formasi geologi apa yang berasal dari volkan Tangkuban Perahu? Bagaimana susunannya?
- Struktur geologi apa saja yang dijumpai pada peta geologi lembar Cianjur?
- Perhatikan dan jelaskan urutan lapisan pada penampang A – B, C – D dan E – F.
Lembar Bandung (Zone Fisiografi Depresi Bandung) (Silitonga, 1973). Lembar ini sebagian besar dibentuk oleh formasi-formasi volkanik muda terutama dihasilkan oleh kompleks volkan Tangkubanparahu-Burangrang-Bukittunggul (dulu gunung Sunda). Pada lembar inipun banyak dan cukup luas dijumpai formasi danau. Hal ini ada hubungannya dengan peristiwa terbendungnya aliran Citarum oleh erupsi volkan Sunda yang sekarang menjadi volkan (kompleks) Tangkubanparahu. Dari hasil penemuan alat-alat purba, diduga dulu daerah ini sebagian merupakan laut, sebagian berupa daerah pantai. Hal ini diperkuat lagi dengan adanya lapisan yang mengandung gambut.
Kota Bandung dibangun di atas formasi Qyt (Tufa Berbatuapung) bersusunan pasir tufaan, lapili, bom-bom, lava berongga dan kepingan-kepingan andesit-basalt dari G. Tangkubanparahu dan G. Tampomas. Kota Subang dan sekitarnya yang terletak di utara dibangun di atas formasi Qos (Batupasir tufaan, Klei dan Konglomerat).
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
64
TUGAS PRAKTIKUM: - Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi yang dihasilkan oleh gunung
api muda. Apa saja dan dimana letaknya?
- Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi yang dihasilkan oleh kegiatan non-volkanik. Apa saja dan dimana letaknya?
- Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi yang berumur lebih tua dari kuarter. Apa saja dan dimana letaknya?
- Struktur geologi apa saja yang dijumpai pada peta geologi lembar Bandung?
- Perhatikan dan jelaskan urutan penyusunan lapisan pada penampang A – B dan C – D – E.
Zone Fisiografi Pegunungan Selatan Zone ini memanjang dari Sukabumi selatan - Jampang - Cianjur selatan -
Garut selatan hingga Perbatasan Jawa Tengah dan Jawa Barat.
Peta Geologi Lembar Jampang (Sukamto, 1975). Kondisi geologi pada lembar ini didominasi oleh batuan-batuan berumur tersier. Lembar ini juga memiliki keistimewaan, yaitu adanya formasi Mezosoikum, antara lain:
1. Mps (Mezosoikum Pasirluhur Sekis): batuan metamorf yang terdiri terdiri dari sekis-sekis mika, amfibol, filit, dan kuarsit.
2. Mgp dan Mgg (Mezosikum granit peridotit dan Mezosoikum granit, gabro): Formasi ini berasal dari batuan terobosan yang sangat tua yang bersifat ultrabasa, menyingkap di pegunungan Beas.
3. Mcv (Mezosoikum Citerem volkanik). Formasi ini sifat basaltik, berbutir halus, berwarna kelabu kehijauan, sebagian besar berupa aliran lava di sungai Citerem. Muara sungai ini sejajar dan membelok ke kiri.
Bila diperhatikan irisan melintang A – B – C (lihat peta) terlihat bahwa batuan terobosan dasit Ciemas (Tmcd) dikelilingi oleh formasi Tmjv bersusunan breksi gunung api, fosil Lepidocyclina, Miogypsina, Cycloclypens, dan di bawahnya dijumpai Tmjc yang merupakan Formasi Jampang anggota Cikarang, tufa batuapung, tufa gamping, dan tufa klei. Fosil yang ditemukan sama dengan formasi Tmjv. Oleh van Bemmelen dan Rarks (1957) anggota ini disebut Lower Jampang Series.
TUGAS PRAKTIKUM: - Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi berumur Mesozoikum?
- Tunjukkan dalam peta formasi-formasi geologi berumur Kuarter. Apa saja dan dimana letaknya?
- Struktur geologi apa yang mendominasi daerah pada lembar ini
Penuntun Praktikum Agrogeologi 2018
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian IPB
65
IX. BUKU REFERENSI
Darman, H dan F.H. Sidi. 2000. An Outline of the Geology of Indonesia. Indonesian Associstion of Geologist
Effendi, A.C., Kusnama dan B. Hermanto. 1998. Peta Geologi Lembar Bogor, Jawa, skala 1 : 100.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Hamblin, W.K. and J.D. Howard. 1971. Physical Geology. Laboratory Manual. 3rd Ed. Burgess Publishing Company, Minnesota
Hurlbut Jr., C.S. and C. Klein. 1977. Manual of Mineralogy. 19th Ed. John Wiley & Sons, Inc. New York
Levin, H.L. 1986. Contemporary Physical Geology. 2nd Ed. Saunders College Publishing. Philadelphia
Lutgens, F.K. and E.J. Tarbuck. 2000. Essetials of Geology. 7th Ed. Prentice Hall, New Jersey
Mulyanto, B., O.W. Wiradinata, Suwardi, Iskandar dan Widiatmaka. 1987. Penuntun Praktikum Geologi. Laboratorium Genesis, Klasifikasi dan Mineralogi Tanah, Jurusan Tanah, Fakultas Pertanian, IPB
Silitonga, P.H. 1973. Peta Geologi Lembar Bandung, Jawa, skala 1 : 100.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Simpson, B. R. 1983. Rocks and Minerals. Pergamon Press. Oxford.
Sudjatmiko. 1972. Peta Geologi Lembar Cianjur, Jawa, skala 1 : 100.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Sukamto, R.A.B. 1975. Peta Geologi Lembar Jampang dan Balekambang, Jawa, skala 1 : 100.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Turkandi, T., Sidarto, D.A. Agustiyanto dan M.M. Purbo Hadiwidjoyo. 1992. Peta Geologi Lembar Jakarta dan Kepulauan Seribu, Jawa, skala 1 : 100.000. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi
Van Bemmelen, R.W. 1949. The Geology of Indonesia. Vol. IA. Government Printing Office, The Hague
Wiswall, C. G. and C.F. Fletcher III.1997. Investigating Earth. A Geology Laboratory Text. McGraw-Hill. Boston.