prosiding seminar nasional kebumian ke-12 f. mineralogy, petrolog… · dengan mengumpulkan data...

PROSIDING SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-12 F020UNP TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK, UNIVERSITAS GADJAH MADA 5-6 September 2019; Hotel Alana Yogyakarta

994 Peran Ilmu Kebumian Dalam Pengembangan Geowisata, Geokonservasi & Geoheritage

Serta Memperingati 35 Tahun Kampus Lapangan Geologi UGM “Prof. Soeroso Notohadiprawiro” Bayat, Klaten

PETROLOGI BATUAN VULKANIK PULAU BAWEAN, KABUPATEN

GRESIK, JAWA TIMUR

Agus Hendratno 1 , Farah Diba Khoir 1*

1 Jl. Grafika No.2 Bulaksumur, Yogyakarta Departemen Teknik Geologi Fakultas Teknik UGM

*Corresponding Author: [email protected]

ABSTRAK. Pulau Bawean atau Gunung Bawean merupakan salah satu satu gunungapi belakang

busur yang ada di bagian utara Pulau Jawa (Laut Jawa) yang termasuk sebagai gunungapi

Kuarter. Gunung Bawean terletak pada posisi geografis 5°43' sampai 5°52' LS dan 112°34' sampai

112°44' BT. Secara administraif, Gunung Bawean merupakan bagian dari Kabupaten Gresik, Jawa

Timur dengan luas daerah sekitar 200 kilometer persegi. Lokasi penelitian berada di sekitar Pulau

Bawean, Kecamatan Sangkapura, Kabupaten Gresik, Jawa Timur. Batuan vulkanik tersebut

masuk ke dalam Formasi Batuan Gunungapi Balibak. Penelitian dilakukan dengan pengamatan

lapangan dan pengambilan data dilakukan secara setempat-setempat (spot sampling). Data yang

diperoleh kemudian dianalisis menggunakan petrografi dan ICP-AES-MS. Secara pengamatan

megaskopis di lapangan terdapat dua jenis yang dihasilkan berwarna abu-abu gelap dan abu-abu

kehijauan dengan tekstur afanitik dan porfiroafanitik. Secara petrografi, batuan memiliki tekstur

porfiritik, glomeroporfiritik, trakitik, dan pilotasitik. Batuan memiliki kandungan mineral nefelin

dan leusit yang mengindikasikan adanya nilai potasium yang tinggi. Pada batuan tidak dijumpai

adanya kuarsa sehingga dapat dikatakan bahwa batuan bersifat silica undersaturated. Data analisis

geokimia batuan menunjukkan nilai SiO2 yaitu 47,5-54,5% yang menunjukkan batuan bersifat

basa. Nama batuan yang ada yaitu trachy basalt, basaltic trachy andesite, phonolite, phono-tephrite,dan

tephri-phonolite. Secara geokimia, afinitas magma yaitu calc-alkaline dan seri magma pada batuan

yaitu high-K series dan shosonitic series.

Keyword : petrologi, pulau bawean, vulkanik, potasium tinggi

I. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Pulau Bawean adalah salah satu pulau kecil yang terletak di utara Pulau Jawa.

Pulau ini memiliki banyak sumber daya, baik sumber daya alam maupun sumber daya

geologi. Pulau ini merupakan pulau vulkanik yang terbentuk sebagai hasil erupsi

gunung api dan didominasi oleh batuan vulkanik.

Secara geografis Pulau Bawean berada di 5°43' sampai 5°52' LS dan 112°34'

sampai 112°44' BT di laut Jawa 128 km di sebelah utara Paciran, Kabupaten Lamongan.

Secara administraif, Pulau Bawean merupakan bagian dari Kabupaten Gresik, Jawa

Timur dengan luas daerah sekitar 200 kilometer persegi. Lokasi penelitian berada di

kawasan Pulau Bawean.

Penelitian mengenai batuan dan geologi Pulau Bawean masih sangat jarang

dijumpai, sehingga Pulau ini sangat menarik sebagai objek penelitian. Penelitian

mengenai petrologi batuan vulkanik Pulau Bawean dapat digunakan sebagai acuan

untuk mempelajari karakteristik batuan pada gunungapi belakang busur.




2. Maksud dan Tujuan

Maksud : Untuk mempelajari batuan vulkanik Pulau Bawean dengan

menggunakan pendekatan petrografi dan geokimia.

Tujuan : Mengetahui karakteristik batuan vulkanik Pulau Bawean.

II. GEOLOGI REGIONAL

Secara regional, Gunung Bawean termasuk kedalam zona Cekungan Jawa Timur.

Menurut Usman (2012), Pulau Bawean terbentuk sebagai hasil dari aktifitas vulkanik

pada Busur Bawean yang memisahkan Cekungan Jawa Timur di bagian timur dan

Cekungan Pati di bagian barat. Gunung Bawean terdiri dari puncak-puncak kerucut

gunungapi. Bagian tengah Pulau Bawean terdapat danau vulkanik yaitu Danau Kastoba.

Menurut penelitian Aziz dkk. (1993), Secara stratigrafi berikut adalah formasi

penyusun Pulau Bawean dari yang tertua hingga yang termuda yaitu

1. Formasi Batugamping Gelam

Formasi ini merupakan formasi tertua yang tersusun atas batugamping terumbu,

batugamping klastika, dan setempat batugamping kristalin. Formasi ini berumur

Oligosen Akhir-Miosen Awal. Formasi ini setara dengan Formasi Kujung yang ada di

Cekungan Pati dan Cekungan Jawa Timur Utara.

2. Formasi Batupasir Kepongan

Formasi Batupasir Kepongan terendapkan secara tidak selaras diatas Formasi

Batugamping Gelam. Formasi ini tersusun atas batupasir kuarsa, sisipan

batulempung, dan gambut dengan umur Miosen Akhir-Pliosen Akhir. Pelamparan

dari formasi ini sangat sedikit apabila dibandingkan dengan formasi-formasi lainnya.

3. Formasi Batuan Gunungapi Balibak

Formasi Gunungapi Balibak merupakan formasi yang menumpang diatas batuan

yang lebih tua secara tidak selaras. Formasi ini tersusun material-material hasil

gunungapi, antara lain seperti perselingan lava, kubah tephrite, breksi gunung api,

dan tuff. Formasi ini berumur Pleistosen.

4. Aluvium

Endapan aluvium merupakan formasi termuda yang ada di Pulau Bawean. Endapan

tersusun dari endapan kerakal, kerikil, pasir, lumpur, dan lempung. Persebarannya

relatif di daerah pesisir pantai. Endapan ini berumur holosen.

Pembentukan Gunung Bawean diawali dengan adanya tektonik Pra-Paleogen.

Aktifitas magmatisme pada Busur Bawean dimulai dengan terbentuknya struktur graben

pada batuan dasar Pra-Paleogen yang menyebabkan terjadinya sobekan pada selubung

magma hingga memicu magma untuk naik ke permukaan. Magma yang naik ke

permukaan membentuk punggungan yang menjadi cikal bakal pembentukan Busur




Bawean.

Menurut Setijadji dkk. (2006), Gunung Bawean merupakan salah satu produk dari

penunjaman lempeng samudra India-Australia pada batas selatan lempeng Eurasia.

Magmatisme Gunung Bawean termasuk dalam deretan gunungapi busur belakang yang

terjadi pada Miosen Atas-Kuarter. Lokasi magmatisme busur belakang di Pulau Jawa

yaitu di Gunung Muria-Gunung Lasem dan Gunung Bawean. Kedua lokasi memiliki

perbedaan kedalaman penunjaman, dimana Gunung Muria-Gunung Lasem memiliki

kedalaman penunjaman 320-350 km sedangkan Gunung Bawean memiliki kedalaman

penunjaman 600 km.

III. METODOLOGI

Lokasi penelitian berada di kawasan Pulau Bawean (Gambar 1). Penelitian

dilakukan dengan beberapa tahapan kegiatan antara lain : perumusan masalah,

persiapan, pengambilan data lapangan, pengolahan data, dan penyelesaian. Perumusan

masalah ditentukan dengan menimbang latar belakang yang ada. Persiapan dilakukan

dengan mengumpulkan data sekunder, dan mempelajari studi literatur. Selanjutnya,

dilakukan pengambilan data dengan metode spot sampling pada beberapa lokasi.

Data lapangan yang telah dikumpulkan kemudian dianalisis secara petrografi

(pengamatan sayatan tipis batuan) dan geokimia (ICP-AES-MS). Analisis petrografi

dilakukan untuk mengetahui tekstur batuan, komposisi mineral batuan, dan

menentukan nama batuan. Sedangkan analisis geokimia dilakukan untuk mengetahui

karakteristik, kandungan, kelimpahan unsur pada batuan secara geokimia untuk

menentukan seri magma, afinitas magma, dan nama batuan.

Selanjutnya, dilakukan penarikan kesimpulan serta penyusunan hasil penelitian.

IV. HASIL PENELITIAN

Penelitian dilakukan dengan mengambil 8 sampel batuan vulkanik secara spot

sampling (Gambar 2). Batuan yang dijadikan sebagai sampel adalah batuan dengan

keadaan yang segar di lapangan. Sampel batuan berwarna abu-abu kehitaman dan abu-

abu kehijauan dengan tekstur batuan porfiroafanitik sampai afanitik. Singkapan FD 02

dijumpai memiliki struktur berupa kekar lembaran (Gambar 3). Sedangkan singkapan

lainnya dijumpai dalam keadaan masif dengan struktur kekar batuan yang cukup intens.

Secara petrografi, sampel FD01 sampai FD08 memiliki tekstur batuan porfiritik,

glomeroporfiritik, trakitik, dan pilotasitik dengan komposisi mineral yang bervariasi

mulai dari plagioklas, ortoklas, klinopiroksen, olivin, hornblende, leusit, nefelin, mineral

opak, dan gelasan.

Pada sampel FD01 memiliki komposisi mineral olivin 1,6%; klinopiroksen 18%;

gelasan 15,2%; nefelin 1,6%; mikrolit plagioklas 6,8%; mineral opak 1,2%; hornblende

1,6%; ortoklas 44%, dan vug 10%. Sampel FD02 memiliki komposisi batuan

klinopiroksen 13,6%; gelasan 21,2%; nefelin 4,8%; mikrolit plagioklas 1,6%; mineral opak

2,4%; hornblende 10,8%; dan ortoklas 45,6% . Sampel FD03 memiliki komposisi mineral

klinopiroksen 16,35%; gelasan 15,99%; leusit 8,72%; mikrolit plagiokals 52,82%; mineral

opak 0,76%; hornblende 5,36%. Sampel FD04 memiliki komposisi mineral klinopiroksen




7,7%; gelasan 17,5%; leusit 1,1%; nefelin 3,9%; mikrolit plagioklas 0,2%; mineral opak

0,3%; hornblende 4,8%; dan ortoklas 64,5%. Sampel FD05 memiliki komposisi mineral

olivin 3,2%; klinopiroksen 31,6%, gelasan 25,6%; mikrolit plagioklas 0,8%; mineral opak

2%; hornblende 4,4%; dan ortoklas 32,4%. Sampel FD06 memiliki komposisi olivin 3,2%;

klinopiroksen 16%; gelasan 9,8%; nefelin 4,8%; mikrolit plagioklas 28%; mineral opak

1,2%; hornblende 18%; dan ortoklas 19%. Sampel FD07 memiliki komposisi mineral

klinopiroksen 40%; gelasan 10,8%; leusit 5,6%; mikrolit plagioklas 26%; ortoklas 10%;

mineral opak 1,2%; dan hornblende 6,4%. Sampel FD08 memiliki komposisi mineral

plagioklas 5,84%; klinopiroksen 35,28%; gelasan 11,12%; leusit 9,68%; mikrolit plagioklas

32,72%; mineral opak 1,04%; dan hornblende 4,32% (Tabel 1).

Sedangkan pada analisis geokimia diperoleh hasil dari oksida unsur serta unsur

jejak seperti pada (Tabel 2) dimana memiliki presentase komposisi yang bervariasi.

V. DISKUSI DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan data yang telah dianalisis diketahui bahwa batuan vulkanik

Pulau Bawean memiliki tekstur porfiroafanitik sampai afanitik yang

menunjukkan bahwa batuan mengalami pendinginan secara cepat sehingga

mineral-mineral yang terbentuk berukuran relatif kecil. Pendinginan yang cepat

mengindikasikan bahwa batuan mendingin pada permukaan bumi sebagai

batuan vulkanik.

Selain itu, dari analisis petrografi batuan diketahui bahwa batuan memiliki

tekstur porfiritik, glomeroporfiritik, trakitik, dan pilotasitik. Tekstur porfiritik

ditunjukkan dengan fenokris yang tertanam pada masa dasar yang halus

mengindikasikan bahwa batuan mengalami dua tahap pendinginan yaitu

pendinginan secara lambat yang terjadi pada dapur magma sehingga

membentuk fenokris dan pendinginan secara cepat yang terjadi di dekat

permukaan bumi sehingga membentuk masa dasar. Tekstur batuan

glomeroporfiritik ditunjukkan dengan adanya akumulasi fenokris sebagai

indikasi adanya tegangan permukaan dari magma yang menyebabkan fenokris

berkumpul menjadi 1 kluster. Selain itu juga terdapat tekstur trakitik yang

menujukkan adanya orientasi massa dasar pada batuan sebagai indikasi dari

adanya proses aliran pada lava. Sedangkan teksur pilotasitik tidak menunjukkan

arah orientasi aliran dan mikrolit pada batuan tersusun secara acak.

Pada pengamatan petrografi menunjukkan adanya mineral nefelin dan

leusit pada batuan yang mengindikasikan adanya nilai potasium yang tinggi. Hal

ini terkonfirmasi pada data geokimia (Tabel 2). Pada batuan tidak dijumpai

adanya kuarsa sehingga dapat dikatakan bahwa batuan bersifat silica

undersaturated.

Data analisis geokimia batuan menunjukkan nilai SiO2 yaitu 47,5-54,5%

yang menunjukkan batuan bersifat basa. Selain itu analisis data geokimia

perbandingan nilai wt% SiO2 dengan Na2O+K2O menggunakan diagram TAS




(Total Alkali Silika) menunjukkan nama batuan yang ada yaitu trachy basalt,

basaltic trachy andesite, phonolite, phono-tephrite,dan tephri-phonolite (Gambar 4).

Berdasarkan data geokimia yang diplotkan dalam diagram AFM (A =

alkali, Na2O + K2O, F = FeO + Fe2O3, M = MgO) diketahui bahwa afinitas magma

yaitu calc-alkaline (Gambar 5). Selain itu juga diketahui bahwa seri magma pada

batuan yaitu high-K series dan shosonitic series berdasarkan plot data geokimia

pada diagram K2O vs SiO2 (Gambar 6).

VI. KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa

batuan vukanik Pulau Bawean memiliki karakteristik sebagai berikut : 1. Memiliki kenampakan megaskopis berwarna abu-abu kehitaman dan abu-abu

kehijauan, bertekstur porfiroafanitik sampai afanitik, beberapa menunjukkan

struktur kekar lembaran dan beberapa memiliki struktur masif dengan kekar-kekar

batuan.

2. Memiliki kenampakan mikroskopis bertekstur porfiritik, glomeroporfiritik, trakitik,

dan pilotasitik dengan komposisi mineral yang bervariasi mulai dari plagioklas,

ortoklas, klinopiroksen, olivin, hornblende, leusit, nefelin, mineral opak, dan gelasan.

3. Memiliki karakteristik geokimia yaitu bersifat silica undersaturated, afanitas magma

calc-alkaline, dan seri magma high-K series dan shosonitic series.

DAFTAR PUSTAKA

Aziz, S., Hardjoprawiro, S., dan Mangga, S. Andi. 1993. Peta Geologi Lembar Bawean dan Masalembo,

Jawa. Bandung: Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi

Best, M.G. 2003. Igneous and Metamorphic Petrology. Australia : Blackwell Science Ltd.

Bronto, S. 2010. Geologi Gunungapi Purba: Publikasi Khusus. Bandung: Badan Geologi.

Irvine, T.N. dan Baragar, W.R.A. 1971. A guide to the chemical classification of the common

volcanic rocks: Canadian Journal of Earth Sciences, v.8. pg. 523-548.

Le Maitre, R. W. 2002. Igneous Rocks: a Classification and Glossary of Terms. Recommendations of the

International Union of Geological Sciences Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks,

2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press

Leterrier, J., Yuwono, Y. S., Soeria-Atmadja, R., dan Maury, R.C. 1990. Potassic Volcanism in

Central Jawa and South Sulawesi, Indonesia. Journal of Southeast Asian Earth Sciences, vol.

4 no. 3 pg. 171 – 187

MacDonald, G. A., 1972. Volcanoes. New Jersey: Prentice-Hall.

Peccerillo, A. dan Taylor, S.R. 1976. Geochemistry of Eocene Calc-alkaline Volcanic Rocks from The

Kastamonu Area, Northern Turkey. Contributions to Mineralogy and Petrology no 58, pg.

63–81.

Rollinson, H. 1993. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, Interpretation. Malaysia:

Pearson Prentice Hall.




Setijadji, L.D., Kajino, S., Imai, A., dan Watanabe, K. 2006. Cenozoic Island Arc Magmatism in Java

Island (Sunda Arc, Indonesia): Clues on Relationships between Geodynamics of

Volcanic Center and Ore Mineralization. Journal of Resources Geology, vol. 56 no. 3 pg 257

– 292

Streckeisen, A.L. 1978. IUGS Submission on the Systematics of Igneous Rocks. Classification and

Nomenclature of Volcanis Rocks, Lamprophyres, Carbonatites, and Melilite Rocks.

Reccomendations and Suggestions. Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Abhanlungen, vol.

141.

Tatsumi, Y. dan Eggins, S. 1995. Subduction Zone Magmatism. Cambridge: Blackwell Science Inc.

Usman, Ediar. 2012. Pulau Bawean Sebagai Tempat Wisata Geologi. Pusat Penelitian dan

Pengembangan Geologi Kelautan.

Williams, H. dan McBirney, A.R. 1979. Volcanology, San Fransisco: Freeman, Couper & Co.

Wilson, M. 1989. Igneous Petrogenesis: A Global Tectonic Approach. London: Harper Collins

Academic.

Winter, J. D. 2013. Principle of Igneous and Metamorphic Petrology. London: Pearson Education

Limited




Tabel 1. Data komposisi mineral batuan Pulau Bawean

KOMPOSISI Cpx Ol Hb Nph Lct Pl Or Op Gls Vug Total

KODE

SAMPEL (%)

FD01 18,00 1,60 1,60 1,60 0 6,80 44,00 1,20 15,20 10,00 100

FD02 13,60 0 10,80 4,80 0 1,60 45,60 2,40 21,20 0 100

FD03 16,35 0 5,36 0 8,72 52,82 0 0,76 15,99 0 100

FD04 7,70 0 4,80 3,90 1,10 0,20 64,50 0,30 17,50 0 100

FD05 31,60 3,20 4,40 0 0 0,80 32,40 2,00 25,60 0 100

FD06 16,00 3,20 18,00 4,80 0 28,00 19,00 1,20 9,80 0 100

FD07 40,00 0 6,40 0 5,60 26,00 10,80 1,20 10,00 0 100

FD08 35,28 0 4,32 0 9,68 38,56 0,00 1,04 11,12 0 100

Tabel 2. Data geokimia batuan Pulau Bawean

SAMPLE FD 01 FD 02 FD 03 FD 04 FD 05 FD 06 FD 07 FD 08

SiO2 % 47.5 49.7 50.0 54.5 48.8 52.3 48.4 50.6

Al2O3 % 15.70 16.65 17.80 22.5 17.95 21.5 16.35 18.75

Fe2O3 % 8.19 7.55 6.84 2.76 5.93 4.17 7.67 6.12

CaO % 10.95 9.55 8.82 1.67 6.95 4.25 9.38 7.31

MgO % 5.79 5.29 3.00 0.58 5.33 0.97 5.90 3.38

Na2O % 4.21 2.90 3.36 6.98 5.55 5.16 3.44 3.30

K2O % 1.38 4.11 2.74 7.82 3.08 5.49 5.01 6.16

Cr2O3 % 0.020 0.029 0.005 0.002 0.033




Ga pp

m 16.3 15.8 18.3 25.3 19.2 19.8 16.7 16.7

Gd pp

m 7.78 5.15 7.08 4.19 6.22 5.58 5.61 7.96

Hf pp

m 3.4 2.6 3.7 7.0 5.4 3.6 3.4 3.4

Ho pp

m 1.01 0.75 1.02 0.61 1.04 0.89 0.77 0.94

La pp

m 75.5 67.6 83.3 126.5 109.0 121.0 76.8 107.5

Lu pp

m 0.28 0.30 0.38 0.39 0.39 0.36 0.26 0.44

Nb pp

m 41.4 39.2 43.2 277 139.5 113.5 63.2 74.1

Nd pp

m 54.2 45.3 55.0 43.1 58.6 53.9 50.2 62.8

Pr pp

m 14.35 12.00 16.00 15.75 17.00 16.50 14.05 17.95

Rb pp

m 97.5 183.0 1925 362 307 318 217 282

Sm pp

m 10.10 7.47 9.65 5.26 9.35 7.31 8.59 11.75

Sn pp

m 1 2 1 1 1 2 2 2

Sr pp

m 915 1015 2730 877 1410 1670 1055 1805

Ta pp

m 2.0 1.7 1.8 12.5 5.9 5.5 2.8 4.0

Tb pp

m 0.96 0.76 0.94 0.56 0.96 0.64 0.82 0.99

Th pp

m 18.50 14.70 20.4 53.2 28.5 25.1 17.80 19.85

Tm pp

m 0.35 0.33 0.40 0.33 0.44 0.41 0.30 0.49

U pp

m 4.59 3.42 5.94 9.15 6.70 3.19 3.61 4.36

V pp

m 268 231 177 40 150 105 218 177

W pp

m 1 1 1 1 3 2 2 3

Y pp

m 24.6 20.2 26.2 20.3 26.6 23.0 21.0 27.1

Yb pp

m 2.46 1.94 2.54 2.20 2.97 2.33 1.98 2.83

Zr pp

m 170 134 177 479 296 225 176 181




Gambar 1. Peta lokasi daerah penelitian

Gambar 2. Peta geologi dan titik pengambilan sampel




Gambar 3. Singkapan batuan pada stasiun amat FD01 (kiri) dan FD02 (kanan)

Gambar 4. Plot data geokimia dalam diagram Total Alkali-Silika oleh Le Maitre (2002)




Gambar 5. Plot data geokimia dalam diagram AFM oleh Irvine dan Baragar (1971)

FD01

FD02

FD03

45 50 55 60 65 70 750

1

2

3

4

5

6

7

K2O

SiO2

Arc Tholeiite Series

Calc-Alkaline Series

High-K Calc-Alkaline Series

Shoshonitic Series

Shos:Basalt Shos. Latite Trachyte

Rest: Basalt BasAnd Andesite Dacite Rhyolite

FD 01

FD 02

FD 03

FD 05

FD 06

FD 09

FD 10

Peccerillo & Taylor 1976: Arc rock types




FD04

FD05

FD06

FD06




FD07

FD08

Gambar 6. Plot data geokimia dalam diagram SiO2 vs K2O oleh Pecerillo dan Taylor (1976).

prosiding seminar nasional kebumian ke-12 f. mineralogy, petrolog… · dengan mengumpulkan data...

Documents