PEMBENTUKAN BATUAN

siklus-batuan1

Pembentukan berbagai macam mineral di alam akan menghasilkan berbagai jenis batuan tertentu. Proses alamiah tersebut bisa berbeda-beda dan membentuk jenis batuan yang berbeda pula. Pembekuan magma akan membentuk berbagai jenis batuan beku. Batuan sedimen bisa terbentuk karena berbagai proses alamiah, seperti proses penghancuran atau disintegrasi batuan, pelapukan kimia, proses kimiawi dan organis serta proses penguapan/ evaporasi. Letusan gunung api sendiri dapat menghasilkan batuan piroklastik. Batuan metamorf terbentuk dari berbagai jenis batuan yang telah terbentuk lebih dahulu kemudian mengalami peningkatan temperature atau tekanan yang cukup tinggi, namun peningkatan temperature itu sendiri maksimal di bawah temperature magma.

BATUAN BEKU

Magma dapat mendingin dan membeku di bawah atau di atas permukaan bumi. Bila membeku di bawah permukaan bumi, terbentuklah batuan yang dinamakan batuan beku dalam atau disebut juga batuan beku intrusive (sering juga dikatakan sebagai batuan beku plutonik). Sedangkan, bila magma dapat mencapai permukaan bumi kemudian membeku, terbentuklah batuan beku luar atau batuan beku ekstrusif.

BATUAN BEKU DALAM

Magma yang membeku di bawah permukaan bumi, pendinginannya sangat lambat (dapat mencapai jutaan tahun), memungkinkan tumbuhnya kristal-kristal yang besar dan sempurna bentuknya, menjadi tubuh batuan beku intrusive. Tubuh batuan beku dalam mempunyai bentuk dan ukuran yang beragam, tergantung pada kondisi magma dan batuan di sekitarnya. Magma dapat menyusup pada batuan di sekitarnya atau menerobos melalui rekahan-rekahan pada batuan di sekelilingnya.

Bentuk-bentuk batuan beku yang memotong struktur batuan di sekitarnya disebut diskordan, termasuk di dalamnya adalah batholit, stok, dyke, dan jenjang volkanik.

• Batholit, merupakan tubuh batuan beku dalam yang paling besar dimensinya. Bentuknya tidak beraturan, memotong lapisan-lapisan batuan yang diterobosnya. Kebanyakan batolit merupakan kumpulan massa dari sejumlah tubuh-tubuh intrusi yang berkomposisi agak berbeda. Perbedaan ini mencerminkan bervariasinya magma pembentuk batholit. Beberapa batholit mencapai lebih dari 1000 km panjangnya dan 250 km lebarnya. Dari penelitian geofisika dan penelitian singkapan di lapangan didapatkan bahwa tebal batholit antara 20-30 km. Batholite tidak terbentuk oleh magma yang menyusup dalam rekahan, karena tidak ada rekahan yang sebesar dimensi batolit. Karena besarnya, batholit dapat mendorong batuan yang di1atasnya. Meskipun batuan yang diterobos dapat tertekan ke atas oleh magma yang bergerak ke atas secara perlahan, tentunya ada proses lain yang bekerja. Magma yang naik melepaskan fragmen-fragmen batuan yang menutupinya. Proses ini dinamakan stopping. Blok-blok hasil stopping lebih padat dibandingkna magma yang naik, sehingga mengendap. Saat mengendap fragmen-fragmen ini bereaksi dan sebagian terlarut dalam magma. Tidak semua magma terlarut dan mengendap di dasar dapur magma. Setiap frgamen batuan yang berada dalam tubuh magma yang sudah membeku dinamakan Xenolith.
• Stock, seperti batolit, bentuknya tidak beraturan dan dimensinya lebih kecil dibandingkan dengan batholit, tidak lebih dari 10 km. Stock merupakan penyerta suatu tubuh batholit atau bagian atas batholit.
• Dyke, disebut juga gang, merupakan salah satu badan intrusi yang dibandingkan dengan batholit, berdimensi kecil. Bentuknya tabular, sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong struktur (perlapisan) batuan yang diterobosnya.
• Jenjang Volkanik, adalah pipa gunung api di bawah kawah yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudaia setelah batuan yang menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya kurang lebih silindris dan menonjol dari topografi disekitarnya.

Bentuk-bentuk yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya disebut konkordan diantaranya adalah sill, lakolit dan lopolit.

• Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk tabular dan sisi-sisinya sejajar.
• Lakolit, sejenis dengan sill. Yang membedakan adalah bentuk bagian atasnya, batuan yang diterobosnya melengkung atau cembung ke atas, membentuk kubah landai. Sedangkan, bagian bawahnya mirip dengan Sill. Akibat proses-proses geologi, baik oleh gaya endogen, maupun gaya eksogen, batuan beku dapt tersingka di permukaan.
• Lopolit, bentuknya mirip dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas.

BATUAN BEKU LUAR

Magma yang mencapai permukaan bumi, keluar melalui rekahan atau lubang kepundan gunung api sebagai erupsi, mendingin dengan cepat dan membeku menjadi batuan ekstrusif. Keluarnya magma di permukaan bumi melalui rekahan disebut sebagai fissure eruption. Pada umumnya magma basaltis yang viskositasnya rendah dapat mengalir di sekitar rekahannya, menjadi hamparan lava basalt yang disebut plateau basalt. Erupsi yang keluar melalui lubang kepundan gunung api dinamakan erupsi sentral. Magma dapat mengalir melaui lereng, sebagai aliran lava atau ikut tersembur ke atas bersama gas-gas sebagai piroklastik. Lava terdapat dalam berbagai bentuk dan jenis tergantung apda komposisi magmanya dan tempat terbentuknya.

Apabila magma membeku di bawah permukaan air terbentuklah lava bantal (pillow lava), dinamakan demikian karena pembentukannya di bawah tekanan air.

Dalam klasifikasi batuan beku batuan beku luar terklasifikasi ke dalam kelompok batuan beku afanitik.

KLASIFIKASI BATUAN BEKU

Pengelompokan atau klasifikasi batuan beku secara sederhana didasarkan atas tekstur dan komposisi mineralnya. Keragaman tekstur batuan beku diakibatkan oleh sejarah pendinginan magma, sedangkan komposisi mineral bergantung pada kandungan unsure kimia magma induk dan lingkungan krsitalisasinya.

Tekstur Batuan Beku

Beberapa tekstur batuan beku yang umum adalah:

1. Gelas (Glassy), tidak berbutir atau tidak memiliki Kristal (amorf).
2. Afanitik (fine grained texture), bebrutir sangat halus à hanya dapat dilihat dengan mikroskop.
3. Fanerik (coarse grained texture), berbutir cukup besar sehingga komponen mineral pembentuknya dapat dibedakan secara megaskopis.
4. Porfiritik, merupakan tekstur yang khusus di mana terdapat campuran antara butiran-butian kasar di dalam massa dengan butiran-butiran yang lebih halus. Butiran besar yang bentuknya relative sempurna disebut Fenokrist sedangkan butiran halus di sekitar fenokrist disebut massadasar.

BATUAN METAMORF

Batuan metamorf adalah jenis batuan yang secara genetis terebntuk oleh perubahan secara fisik dari komposisi mineralnya serta perubahan tekstru dan strukturnya akibat pengaruh tekanan (P) dan temperature (T) yang cukup tinggi. Kondisi-kondisi yang harus terpenuhi dalam pembentukan batuan metamorf adalah:

• Terjadi dalam suasana padat
• Bersifat isokimia
• Terbentuknya mineral baru yang merupakan mineral khas metamorfosa
• Terbentuknya tekstur dan struktur baru.

Proses metamorfosa diakibatkan oleh dua factor utama yaitu Tekanan dan Temperatur (P dan T). Panas dari intrusi magma adalah sumber utama yang menyebabkan metamorfosa. Tekanan terjadi diakibatkan oleh beban perlapisan diatas (lithostatic pressure) atau tekanan diferensial sebagai hasil berbagai stress misalnya tektonik stress (differential stress). Fluida yang berasal dari batuan sedimen dan magma dapat mempercepat reaksi kima yang berlangsung pada saat proses metamorfosa yang dapat menyebabkan pembentukan mineral baru. Metamorfosis dapat terjadi di setiap kondisi tektonik, tetapi yang paling umum dijumpai pada daerah kovergensi lempeng.

Jenis-jenis metamorfosa adalah:

• Metamorfosa kontak à dominan pengaruh suhu
• Metamorfosa dinamik à dominan pengaruh tekanan
• Metamorfosa Regional à kedua-duanya (P dan T) berpengaruh

Fasies metamorfosis dicirikan oleh mineral atau himpunan mineral yang mencirikan sebaran T dan P tertentu. Mineral-mineral itu disebut sebagai mineral index. Beberapa contoh mineral index antara lain:

• Staurolite: intermediate à high-grade metamorphism
• Actinolite: low à intermediate metamorphism
• Kyanite: intermediate à high-grade
• Silimanite: high grade metamorphism
• Zeolite: low grade metamorphism
• Epidote: contact metamorphism

Pada prinsipnya batuan metamorfosa diklasifikasikan berdasarkan struktur. Struktur foliasi terjadi akibat orientasi dari mineral, sedangkan non-foliasi yang tidak memperlihatkan orientasi mineral. Foliasi merujuk kepada kesejajaran dan segregasi mineral-mineral pada batuan metamorf yang inequigranular.

Batuan metamorf befoliasi membentuk urutan berdasarkan besar butir dan atau berdasarkan perkembangan foliasi. Urut-urutannya adalah: slate à phyllite à schist à gneiss. Selain menunjukkan besar butir dan derajat foliasi urut-urutan ini juga menunjukkan kandungan mika yang semakin banyak dari kiri ke kanan. Salah satu ciri khas batuan metamorf yang dapat teridentifikasi adalah kenampakkan kilap mika.

Sedangkan, untuk batuan metamorf non-foliasi contohnya adalah marmer, kuarsit dan hornfels.

Sementara itu, untuk tekstur mineral pada batuan metamorfosa dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

• Lepidoblastik : terdiri dari mineral-mineral tabular/pipih, misalnya mineral mika (muskovit, biotit)
• Nematoblastik : terdiri dari mineral-mineral prismatik, misalnya mineral plagioklas, k-felspar, piroksen
• Granoblastik : terdiri dari mineral-mineral granular (equidimensional), dengan batas-batas sutura (tidak teratur), dengan bentuk mineral anhedral, misalnya kuarsa.
• Tekstur Homeoblastik : bila terdiri dari satu tekstur saja, misalnya lepidoblastik saja.

• Tekstur Hetereoblastik : bila terdiri lebih dari satu tekstur, misalnya lepidoblastik dan granoblastik

BATUAN PIROKLASTIK

Berdasarkan kata pembentuknya:

Pyro à pijar

Klastik à fragmen

Dapat disimpulkan bahwa batuan piroklastik adalah suatu batuan yang terbentuk dari hasil langsung letusan gunung api (direct blast) yang kemudian terendapkan pada permukaan sesuai dengan keadaan permukaannya (endapan piroklastik) dan lalu mengalami litifikasi untuk menjadi batuan piroklastik.

Mekanisme pengendapan piroklast adalah sebagai berikut:

• Pyroclastic Flow Deposits

Macam :

• block & ash flows
• scoria flows
• pumice / ash flows

Distribusi / penyebaran : di lembah / depresi; struktur : perlapisan (graded bedding, paralel laminasi); tekstur : sortasi buruk, terdiri dari kristal, litik, dan gelas (pumis); bagian bawah : pyroclastic surge deposits

• Pyroclastic Fall Deposits

• Pyroclastic Surge Deposits

Partikel, gas dan air vulkanik konsentrasi rendah yang mengalir dalam mekanisme turbulensi sebagai sebuah gravity flow (runtuhan). Macam-macamnya adalah base, ground dan ash cloud. Strukturnya cross-bedding dengan sortasi yang buruk.

MINERAL-MINERAL ALTERASI

Alterasi = Metasomatisme

Merupakan perubahan komposisi mineralogy batuan (dalam keadaan padat) karena pengaruh Suhu dan Tekanan yang tinggi dan tidak dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam.

Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder, tidak selayaknya metamorfisme yang merupakan peristiwa primer. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteoric untuk dapat mengubah komposisi mineralogy batuan.

Beberapa contoh mineral alterasi antara lain:

• Kalkopirit
• Pirit
• Limonit
• Garnierit
• Epidote
• Malakit
• Khlorit
• Orphiment
• Realgar
• Galena

BATUAN SEDIMEN

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari pecahan atau hasil abrasi dari sedimen, batuan beku, metamorf yang tertransport dan terendapkan kemudian terlithifikasi.

Ada dua tipe sedimen yaitu: detritus dan kimiawi. Detritus terdiri dari partikel-2 padat hasil dari pelapukan mekanis. Sedimen kimiawi terdiri dari mineral sebagai hasil kristalisasi larutan dengan proses inorganik atau aktivitas organisme. Partikel sedimen diklasifikasikan menurut ukuran butir, gravel (termasuk bolder, cobble dan pebble), pasir, lanau, dan lempung. Transportasi dari sedimen menyebabkan pembundaran dengan cara abrasi dan pemilahan (sorting). Nilai kebundaran dan sorting sangat tergantung pada ukuran butir, jarak transportasi dan proses pengendapan. Proses litifikasi dari sedimen menjadi batuan sedimen terjadi melalui kompaksi dan sementasi.

Batuan sedimen dapat dibagi menjadi 3 golongan:

1. Batuan sedimen klastik à terbentuk dari fragmen batuan lain ataupun mineral
2. Batuan sedimen kimiawi à terbentuk karena penguapan, evaporasi
3. Batuan sedimen organic à terbentuk dari sisa-sisa kehidupan hewan/ tumbuhan

Klasifikasi batuan sedimen klastik adalah berdasarkan besar butirnya, oleh karenanya digunakan skala Wentworth. Sedangkan untuk klasifikasi batuan sedimen kimiawi dilakukan berdasarkan matriks maupun fragmennya dengan klasifikasi dari Dunham, Embry-Klovan.

Lapisan – Lapisan Bumi

a. Inti Bumi (Barisfer/Sentrofer)

Barisfer terdiri dari nikel dan besi, dan lapisan itu disebut nife (niccolum = nikel). Lapisan itu berjari-jari 3470 km. Berat jenis rata-ratanya 10. Diatas lapisan nife terdapat lapisan antar yang elastis. Susunan zatnya seperti batu meteorit dengan berat jenis rata-rata 5, tebalnya kira-kira 1700km.

Pengaruh panas matahari hanya terasa paling dalam 20 meter di bawah permukaan bumi. Setelah kedalaman 20m, temperaturnya konstan. Tapi makin masuk kedalam bumi makin panas. Umumnya tiap turun 33meter temperatur naik 33°C. Angka 33 disebut jumlah geothermis, yaitu jumlah meter yang diperlukan untuk kenaikan temperatur 1°C, apabila turun vertikal kedalam lapisan bumi. Sedangkan istilah derajat geothermis adalah jumlah derajat Celcius yang dicapai apabila turun vertikal 100meter kedalam Bumi. Di Eropa, derajat geothermis disebut juga gradien geothermis.

Temperatur Bumi = jari-jari bumi/jumlah geothermis x 1°C = 20.000°C, tetapi diduga bahwa makin kepusat, makin kecil derajat geothermisnya (makin besar jumlah geothermisnya) sehingga temperatur inti bumi tidak lebih dari 3000°C.

Pada temperatur 3000°C ini semua zat mencair atau menjadi gas, karena tekanan berat dari lapisan diatasnya akan barisfer tetap padat . Hal ini terjadi karena :

• Jika barisfer cair, tentu terjadi pasang naikdan pasang surut yang mungkin akan mengakibatkan permukaan bumi kembang kempis.
• Getaran-getaran gempa di Jepang dapat diukur di Inggris dengan alat-alat yang halus. Hal ini membuktikan bahwa inti Bumi padat.

b. Kulit Bumi (Litosfer)

Litosfer adalah kulit terluar dari planet berbatu. Tebalnya ± 1200km. Litosfer berasal dari kata Yunani, lithos yang berarti berbatu, dan sphere yang berarti padat.

Litosfer bumi meliputi kerak dan bagian teratas dari mantel bumi yang mengakibatkan kerasnya lapisan terluar dari planet bumi. Litosfer ditopang oleh astenosfer, yang merupakan bagian yang lebih lemah, lebih panas, dan lebih dalam dari mantel. Batas antara litosfer dan astenosfer dibedakan dalam hal responnya terhadap tegangan: litosfer tetap padat dalam jangka waktu geologis yang relatif lama dan berubah secara elastis karena retakan-retakan, sednagkan astenosfer berubah seperti cairan kental.

Litosfer terpecah menjadi beberapa lempeng tektonik yang mengakibatkan terjadinya gerak benua akibat konveksi yang terjadi dalam astenosfer.

Konsep litosfer sebagai lapisan terkuat dari lapisan terluar bumi dikembangkan oleh Barrel pada tahun 1914, yang menulis serangkaian paper untuk mendukung konsep itu. konsep yang berdasarkan pada keberadaan anomali gravitasi yang signifikan di atas kerak benua, yang lalu ia memperkirakan keberadaan lapisan kuat (yang ia sebut litosfer) di atas lapisan lemah yang dapat mengalir secara konveksi (yang ia sebut astenosfer). Ide ini lalu dikembangkan oleh Daly pada tahun 1940, dan telah diterima secara luas oleh ahli geologi dan geofisika. Meski teori tentang litosfer dan astenosfer berkembang sebelum teori lempeng tektonik dikembangkan pada tahun 1960, konsep mengenai keberadaan lapisan kuat (litosfer) dan lapisan lemah (astenosfer) tetap menjadi bagian penting dari teori tersebut.

Terdapat dua tipe litosfer

1. Litosfer samudra, yang berhubungan dengan kerak samudra dan berada di dasar samdura
2. Litosfer benua, yang berhubungan dengan kerak benua

Litosfer samudra memiliki ketebalan 50-100 km, sementara litosfer benua memiliki kedalaman 40-200 km. Kerak benua dibedakan dengan lapisan mantel atas karena keberadaan lapisan Mohorovicic.

Litosfer terdiri dari 2 lapisan :

1. Lapisan Sima (Silicium dan Magnesium), disebelah bawah, Berat Jenis rata-rata 2,9.
2. Lapisan Sial (Silicium dan Almunium), disebelah atas, Berat Jenis rat-rata 2,65. Litosfer terdiri dari zat padat yang disebut “batuan“, termasuk didalamnya pasir, tanah liat, abu gunung berapi, batu kerikil.