3.1 Penegertian Batuan Beku
Batuan beku atau batuan igneus (dari Bahasa Latin: ignis, "api") adalah jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik). Magma ini dapat berasal dari batuan setengah cair ataupun batuan yang sudah ada, baik di mantel ataupun kerak bumi. Umumnya, proses pelelehan terjadi oleh salah satu dari proses-proses berikut: kenaikan temperatur, penurunan tekanan, atau perubahan komposisi. Lebih dari 700 tipe batuan beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk di bawah permukaan kerak bumi. Berdasarkan teksturnya batuan beku ini bisa dibedakan lagi menjadi batuan beku plutonik dan vulkanik. Perbedaan antara keduanya bisa dilihat dari besar mineral penyusun batuannya. Batuan beku plutonik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang relatif lebih lambat sehingga mineral-mineral penyusunnya relatif besar. Contoh batuan beku plutonik ini seperti gabro, diorite, dan granit (yang sering dijadikan hiasan rumah). Sedangkan batuan beku vulkanik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat (misalnya akibat letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih kecil. Contohnya adalah basalt, andesit (yang sering dijadikan pondasi rumah), dan dacite.
Berdasarkan komposisi mineralnya batuan beku dibagi menjadi : Batuan Beku Asam > 66% SiO2
Batuan Beku Intermediate 52% - 66% SiO2 Batuan Beku Basa 45% - 52% SiO2 Batuan Beku Ultra Basa < 45% SiO2
Umumnya, proses pelelehan terjadi oleh salah satu dari proses-proses berikut: kenaikan temperatur, penurunan tekanan, atau perubahan komposisi. Lebih dari 700 tipe batuan beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk di bawah permukaan kerak bumi. Berdasarkan teksturnya batuan
beku ini bisa dibedakan lagi menjadi batuan beku plutonik dan vulkanik. Perbedaan antara keduanya bisa dilihat dari besar mineral penyusun batuannya. Batuan beku plutonik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang relatif lebih lambat sehingga mineral-mineral penyusunnya relatif besar. Contoh batuan beku plutonik ini seperti gabro, diorite, dan granit (yang sering dijadikan hiasan rumah). Sedangkan batuan beku vulkanik umumnya terbentuk dari pembekuan magma yang sangat cepat (misalnya akibat letusan gunung api) sehingga mineral penyusunnya lebih kecil. Contohnya adalah basalt, andesit (yang sering dijadikan pondasi rumah), dan dacite.
Gambar 3.1 Basalt
Gambar 3.2 Andesit
Batuan beku terbagi atas batuan beku dalam dan batuan beku luar :
a) 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.
1. 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
2. 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.
Gambar 3.4 Stock
3. 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.
Gambar 3.5 Dyke
4. Jenjang Volkanik, adalah pipa gunung api di bawah kawah yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudian setelah batuan yang menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya kurang lebih silindris dan menonjol dari topografi disekitarnya.
Gambar 3.6 Jenjang Volkanik
Bentuk-bentuk yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya disebut konkordan diantaranya adalah sill, lakolit dan lopolit.
1.Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk tabular dan sisi-sisinya sejajar.
2. 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.
1. Lopolit, bentuknya mirip dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas.
Batuan beku dalam selain mempunyai berbagai bentuk tubuh intrusi, juga terdapat jenis batuan berbeda, berdasarkan pada komposisi mineral pembentuknya. Batuan-batuan beku luar secara tekstur digolongkan ke dalam kelompok batuan beku fanerik.
b) 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.
3.2 Struktur Batuan Beku
Berdasarkan tempat pembekuannya batuan beku dibedakan menjadi batuan beku ekstrusif dan intrusif. Hal ini pada nantinya akan menyebabkan perbedaan pada tekstur masing masing batuan tersebut. Kenampakan dari batuan beku yang tersingkap merupakan hal pertama yang harus kita perhatikan. Kenampakan inilah yang disebut sebagai struktur batuan beku. 3. Struktur Batuan Beku Ekstrusif
Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dipermukaan bumi. Batuan beku ekstrusif ini yaitu lava yang memiliki berbagia struktur yang memberi petunjuk mengenai proses yang terjadi pada saat pembekuan lava tersebut. Struktur ini diantaranya:
1. Masif, yaitu struktur yang memperlihatkan suatu masa batuan yang terlihat seragam. Contohnya :
2. Sheeting joint, yaitu struktur batuan beku yang terlihat sebagai lapisan. Contohnya :
| Gambar 3.8 Sheeting Joint
3. Columnar joint, yaitu struktur yang memperlihatkan batuan terpisah poligonal seperti batang pensil.Pillow lava, yaitu struktur yang menyerupai bantal yang bergumpal-gumpal. Hal ini diakibatkan proses pembekuan terjadi pada lingkungan air. Contohnya :
Gambar 3.9 Columnar Joint
4. Vesikular, yaitu struktur yang memperlihatkan lubang-lubang pada batuan beku. Lubang ini terbentuk akibat pelepasan gas pada saat pembekuan. Contohnya :
5. Amigdaloidal, yaitu struktur vesikular yang kemudian terisi oleh mineral lain seperti kalsit, kuarsa atau zeolit. Contohnya :
Gambar 3.11 Amigdaloidal
6. Struk tur aliran, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya kesejajaran mineral pada arah tertentu akibat aliran. Contohnya :
Gambar 3.12 Struktur Aliran
7. Scorious, struktur vesikuler yang penyebarannya merata dengan lubang-lubang yang saling berhubungan.
2. Struktur Batuan Beku Intrusif
Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dibawah permukaan bumi. berdasarkan kedudukannya terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya struktur tubuh batuan beku intrusif terbagi menjadi dua yaitu konkordan dan diskordan.
a) Konkordan
Tubuh batuan beku intrusif yang sejajar dengan perlapisan disekitarnya, jenis jenis dari tubuh batuan ini yaitu :
1) Sill, tubuh batuan yang berupa lembaran dan sejajar dengan perlapisan batuan disekitarnya.
2) Laccolith, tubuh batuan beku yang berbentuk kubah (dome), dimana perlapisan batuan yang asalnya datar menjadi melengkung akibat penerobosan tubuh batuan ini, sedangkan bagian dasarnya tetap datar. Diameter laccolih berkisar dari 2 sampai 4 mil dengan kedalaman ribuan meter.
3) Lopolith, bentuk tubuh batuan yang merupakan kebalikan dari laccolith, yaitu bentuk tubuh batuan yang cembung ke bawah. Lopolith memiliki diameter yang lebih besar dari laccolith, yaitu puluhan sampai ratusan kilometer dengan kedalaman ribuan meter. 4) Paccolith, tubuh batuan beku yang menempati sinklin atau antiklin
yang telah terbentuk sebelumnya. Ketebalan paccolith berkisar antara ratusan sampai ribuan kilometer.
b) Diskordan
Tubuh batuan beku intrusif yang memotong perlapisan batuan disekitarnya. Jenis-jenis tubuh batuan ini yaitu:
1) Dike, yaitu tubuh batuan yang memotong perlapisan disekitarnya dan memiliki bentuk tabular atau memanjang. Ketebalannya dari beberapa sentimeter sampai puluhan kilometer dengan panjang ratusan meter.
2) Batolith, yaitu tubuh batuan yang memiliki ukuran yang sangat besar yaitu > 100 km2 dan membeku pada kedalaman yang besar.
3) Stock, yaitu tubuh batuan yang mirip dengan Batolith tetapi ukurannya lebih kecil.
Gambar 3.13 Struktur Batuan Beku Intrusif 3.3 Tekstur Batuan Beku
Magma merupakan larutan yang kompleks.Karena terjadi penurunan temperatur, perubahan tekanan dan perubahan dalam komposisi, larutan magma ini mengalami kristalisasi. Perbedaan kombinasi hal-hal tersebut pada saat pembekuan magma mengakibatkan terbentuknya batuan yang memilki tekstur yang berbeda.
Ketika batuan beku membeku pada keadaan temperatur dan tekanan yang tinggi di bawah permukaan dengan waktu pembekuan cukup lama maka mineral-mineral penyusunya memiliki waktu untuk membentuk sistem kristal tertentu dengan ukuran mineral yang relatif besar. Sedangkan pada kondisi pembekuan dengan temperatur dan tekanan permukaan yang rendah, mineral-mineral penyusun batuan beku tidak sempat membentuk sistem kristal tertentu, sehingga terbentuklah gelas (obsidian) yang tidak memiliki sistem kristal, dan mineral yang terbentuk biasanya berukuran relatif kecil.
Gambar 3.14 Tekstur Batuan Beku
Beberapa tekstur batuan beku yang umum adalah:
1. Gelas (Glassy), tidak berbutir atau tidak memiliki Kristal (amorf). Terjadi akibat magma membeku dengan cepat saat menyentuh atmosfer. Suhu dan tekanan di atmosfer jauh lebih rendah dibandingkan dengan dapur magma. Akibatnya tidak sempat membentuk kristal atau amorf, seperti obsidian. Kadang lava mendingin atau membeku dengan cepatnya sehingga atom-atomnya tidak sempat membentuk mineral, sehingga yang terbentuk ialah mineraloid. Batuan beku luar yang sebagian atau seluruhnya terdiri dari gelas dinamakan obsidian.
2. Afanitik (fine grained texture), aphanitic dari bahasa Yunani phaneros yang berarti terlihat, dan a yang berarti tidak) dapat diartikan mineral-mineralnya tidak dapat diamati dengan mata telanjang. Memperlihatkan pembekuan yang cepat namun masih sempat membentuk kristal yang kecil. Melalui pengamatan di bawah mikroskop dapat dikenali sebagai feldspar dan kuarsa.
3. Fanerik (coarse grained texture), batuan dengan tekstur ini butiran mineralnya dapat dilihat tanpa mikroskop, memperlihatkan besar kristal yang hampir seragam dan saling mengunci (interlock). Bentuk kristal yang
besar ini menyatakan bahwa pembekuannya berlangsung sangat lama di bawah permukaan bumi.
4. Porfiritik, merupakan tekstur yang khusus dimana terdapat campuran antara butiran kasar di dalam massa dengan butiran yang lenih halus. Butiran yang relative sempurna dinamakan fenokrist (phenocrysts), sedangkan butiran yang lebih kecil disebut massa dasar (groundmass). Tekstur porfiritik menunjukkan bahwa magma yang sebagian membeku bergerak ke atas dengan cepat lalu mendingin dengan cepat pula. Sehingga meghasilkan fenokris yang dikelilingi oleh massa dasar. Pegmatite, merupakan batuan beku dalam yang terdiri dari mineral-mineral yang berukuran tidak lazim, besar-besar, sampai 2 cm atau lebih.
5. Pyroklastik, dalam bahasa Yunani pyro artinya api dan klastos adalah pecah. Dikatakan pyroklastik jika strukturnya mirip dengan porfiritik namun bila dilihat di bawah mikroskop bahwa butirannya lebih banyak pecah-pecah dari pada saling mengunci. Fragmennya juga bengkok, terpilin dan terdeformasi. Terjadi akibat erupsi ledakan material berukuran debu yang dihembuskan ke atas.
Secara ringkas, klasifikasi batuan beku dapat dinyatakan sebagai berikut: Tabel11.1 klasifikasi batuan beku
Pengamatan tekstur meliputi, tingkat kristalisasi, keseragaman kristal
danukuran kristal yang masing-masing dapat dibedakan menjadi beberapa macam berdasarkan :
1. Derajat Kristalisasi
a. Holokristalin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya disusun oleh kristal.
b. Hipokristalin, yaitu batuan beku yang tersusun oleh kristal dan gelas
c. Holohialin, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh gelas.
2. Granularitas
a. Phaneritic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhmya tersusun oleh mineral-mineral yang berukuran kasar.
b. Aphanitic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh mineral berukuran halus.
3. Bentuk kristal
Ketika pembekuan magma, mineral-mineral yang terbentuk pertama kali biasanya berbentuk sempurna sedangkan yang terbentuk terakhir biasanya mengisi ruang yang ada sehingga bentuknya tidak sempurna.
Bentuk mineral yang terlihat melalui pengamatan mikroskop yaitu: a) Euhedral, yaitu bentuk kristal yang sempurna
b) Subhedral, yaitu bentuk kristal yang kurang sempurna c) Anhedral, yaitu bentuk kristal yang tidak sempurna. 4. Berdasarkan kombinasi bentuk kristalnya
a. Panoidiomorf (Automorf), yaitu sebagian besar kristalnya dibatasi oleh bidang kristal atau bentuk kristal euhedral (sempurna)
b. Hypidiomorf (Hypautomorf), yaitu sebagian besar kristalnya berbentuk euhedral dan subhedral.Allotriomorf (Xenomorf), sebagian bear penyusunnya merupakan kristal yang berbentuk anhedral.
5. Berdasarkan keseragaman antar butirnya
Relasi adalah hubungan antara kristal yang satu dengan yang lainnya dalam batuan. Secara garis besar dibagi dua yaitu:
a. Equigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya hampir sama
b. Inequigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya tidak sama
3.4 Komposisi Mineral
Untuk menentukan komposisi mineral pada batuan beku kita cukup mempergunakan indeks warna dari bentuk kristal, sebagai dasar penentuan mineral penyusun batuan. Atas dasar warna mineral sebagai penyusun batuan beku dapat dikelompokan menjadi dua yaitu:
1. Mineral Felsik, yaitu mineral yang berwarna terang, terutama dari
2. mineral kuarsa, feldspar, feldspartoid, dan muskovit.
3. Mineral mafik, yaitu mineral-mineral yang berwarna gelap, terutama biotit, amphibol, dan olivin.
Gambar 3.16 Rhyolit 3.5 Hasil Deskripsi Batuan Beku
1. Jenis Praktikum
Jenis praktikum adalah mengamati batuan beku dan mendeskripsikan batuan beku mulai dari menentukan warna, menentukan tekstur, struktur, komposisi, jenis batuan hingga nama dari dari jenis batuan beku tersebut.
2. Alat dan Bahan Praktikum Alat : a) Pensil b) Pulpen c) Drawingpen d) Penghapus e) Pensil warna Bahan :
a) Kertas deskripsi sementara batuan beku
b) Peridotit c) Granodiorit d) Batu Apung e) Basalt f) Obsidian 3. Tujuan Praktikum
Dapat mendeskripsikan batuan beku mulai dari struktur, tekstur dan komposisi kimia dari batuan beku.
Hasil praktikum :
1. Batuan peridotit adalah jenis batuan beku ultra basa, memiliki komposisi mineral mafik (piroksin 30%, olivine 50%, ampibol 30%), struktur nya masif. . Memiliki tekstur :
- Drajat kristalisasi : Holokristalin - Ukuran butir : Fanerik - Bentuk Kristal : Anhedral - Hubungan antar Kristal : Inequigranular
2. Batu Basalt adalah jenis batuan beku basa, dengan komposisi mineral utama (Olivin 40%, piroksin 35%, biotit 10%, hornblende 5%, mika 5% plagioklas 5%) trukturnya massif.
Memiliki tekstur :
- Drajat kristalisasi : Holokristalin - Ukuran butir : Afanitik - Bentuk Kristal : Anhedral - Hubungan antar Kristal : Equigranular
3. Batu Apung adalah jenis batuan vulkanik, dengan komposisi mineral utama (plagioklas, mika, feldspar) trukturnya skoria.
Memiliki tekstur :
- Drajat kristalisasi : Holokristalin - Ukuran butir : Afanitik - Bentuk Kristal : Anhedral - Hubungan antar Kristal : Equigranular
4. Batu Granodiorit adalah jenis batuan beku ultra basa, dengan komposisi mineral utama (ampibol 10%, hornblende 5%, plagioklas 30%, kuarsa 50%, dan mika 5%) trukturnya masif.
Memiliki tekstur :
- Drajat kristalisasi : Hipokristalin - Ukuran butir : Fanerik
- Bentuk Kristal : Eahedral - Hubungan antar Kristal : Equigranular
5. Batu Obsidian adalah jenis batuan beku vulkanik, dengan komposisi mineral utama (ampibol 80% dan piroksin 20%) trukturnya masif.
Memiliki tekstur :
- Drajat kristalisasi : Holohialin - Ukuran butir : Afanitik - Bentuk Kristal : Anhedral - Hubungan antar Kristal : Equigranular