BAB III BATUAN PIROKLASTIK
III.4. TIPE ENDAPAN PIROKLASTIK
Endapan piroklastik menurut Mc Phie et al (1993) adalah endapan volkaniklastik primer yang tersusun oleh partikel (piroklas) terbentuk oleh empsi yang eksplosif dan terendapkan oleh proses volkanik primer (jatuhan, aliran, surge). Proses erupsi ekplosif yang terlibat dalam pembentukan endapan piroklastik meliputi tiga tipe utama yaitu : erupsi letusan magmatik, erupsi freatik dan erupsi freatomagmatik. Ketiga tipe erupsi ini mampu menghasilkan piroklas yang melimpah yang berkisar dari abu halus (< 1/16 mm) hingga blok dengan panjang beberapa meter. Termasuk dalam tipe endapan piroklastik meliputi:
1. Piroklastik aliran. 2. Piroklastik jatuhan. 3. Piroklastik surge. 1. Piroklastik Aliran
Piroklastik aliran adalah aliran panas dengan konsentrasi tinggi, dekat permukaan, mudah bergerak, berupa gas dan partikel terdispersi yang dihasilkan oleh erupsi volkanik (Wright et al 1981, vide Mc Phie et al 1993). Fisher & Schmincke (1984) menyebutkan bahwa piroklastik aliran adalah
aliran densitas partikel-partikel dan gas dalam keadaan panas yang dihasilkan oleh aktifitas volkanik. Aliran piroklastik melibatkan semua aliran pekat yang dihasilkan oleh letusan atau guguran lava baik besar maupun kecil.
2. Piroklastik Jatuhan
Piroklastik yang dilontarkan secara ledakan ke udara sementara akan tersuspensi, yang selanjutnya jatuh ke bawah dan terakumulasi membentuk endapan piroklastik jatuhan. Endapan merupakan produk dari jatuhan baiistik dan konveksi turbulen pada erupsi kolom (Lajoie, 1984). Karakteristik dari endapan dapat yang diamati antara lapisan piroklastik jatuhan dan piroklastik aliran dapat dilihat pada tabel III.1.
Tabel III. 1. Perbedaan yang dapat diamati dari lapisan antara endapan piroklastik jatuhan dan piroklastik aliran (Lajoie, 1984)
Piroklastik Jatuhan Piroklastik aliran
Sortasi Sortasi baik (well sorted) Sortasi buruk (poorly sorted)
Ketebalan
lapisan Teratur dan mengikutipermukaan yang ditutupi
(mantle bedding)
Tidak teratur, menipis pada tinggian, menebal pada cekungan, menipis secara lateral terhadap batas saiuran Gradasi dan
laminasi Lapisan massif jarang;gradasi normal Jarang, tapi
dapat hadir, tidak ada struktur traksi yang tegas seperti laminasi parallel dan laminasi ob!ique, tetapi
crude strait umum.
Lapisan massif. Gradasi terbalik umum pada endapan yang terakumulasi dari suspensi laminar (aliran debris dan butiran). Gradasi normai banyak dijumpai pada endapan yang berasal dari suspensi turbulen dan itu umumnya ditemukan mendasari atau menutupi bagian laminasi.
Struktur primer
yang lain Bomb - surgelapilli umum dijumpai pada dan acretionary
endapan subaerial atau shallow
water. Lubang/pipa gas-escape
Acretionary lapilli dihasilkan pada
lapisan atas pada beberapa
subaerial nuees ardentes. Jarang
tidak ada. endapan subagueous. Sekuen struktur
primer. (Phmary
sructure seguence)
Tidak ada Lubang/pipa gas-escape
umum dijumpai Umum, dan umumnya itu jarang teramati pada sedimen transportasi
massa (mass-transported
sediments) yang lain.
3. Piroklastik Surge
Piroklastik surge adalah ground hugging, dilute (rasio partikel gas rendah), aliran purticulate yang diangkut secara lateral di dalam gas turbulen (Fisher 1979 vide Mc Phie e/ al 1993). Piroklastik surge dibentuk secara langsung oleh erupsi freatomagmatik maupun freatik (base surge) dan asosiasinya dengan piroklastik aliran {ash cloud surge dan ground surge).
Tempat yang dilalui oleh pengendapan lapisan sangat tipis atau laminasi biasanya disebut sebagai bed set.
Piroklastik Jatuhan
Piroklast terlontar ke athmosfir dan jatuh ke bawah
Aliran Piroklastik
Konsentrasi partikel relatif tinggi yang bergerak di dasar/lereng volkan
Gelombang Piroklastik
Konsentrasi partikel relatif rendah yang bergerak menuruni dasar/lereng volkan.
Gambar III. 6. Karakteristik endapan yang berasal dari erupsi eksplosif (endapan piroklastik primer) Mc Phie et al, 1983.
III.5. KLASIFIKASI
Pembuatan klasifikasi batuan piroklastik sudah banyak dibuat oleh para ahli, tetapi masih terjadi kekurangan maupun perbedaan tentang batuan piroklastik. Klasifikasi berdasarkan perkembangan terbentuknya batuan piroklastik sangat sulit, sedangkan saat ini klasifikasi didasarkan pada:
Asal – usul fragmen
Ukuran fragmen
Komposisi fragmen
a. Klasifikasi berdasarkan asal – usul fragmen
Batuan piroklastik yang merupakan hasil endapan bahan volkanik dari letusan tipe eksplosif maka Johnson dan Levis (1885), lihat Mac Donald (1972) membuat klasifikasi sebagai berikut:
- Essential :
fragmen berasal langsung dari pembekuan magma segar
- Accessor :
fragmen berasal dari lava atau piroklastik yang terdapat pada kerucut volkanik
- Accidental :
fragmen yang berasal dari batuan lain yang tidak menunjukkan gejala pembekuan, metamorfisme
Klasifikasi berdasarkan ukuran dari fragmen. Klasifikasi ini dibuat pertama kali oleh Grabau (1924) dalam Carozzi (1975) :
- > 2,5 mm : Rudyte - 2,5 – 0,5 mm : Arenyte - < 0,5 mm : Lutyte
Klasifikasi batuan piroklastik dari Wenworth dan Williams (1932) dalam Pettijohn banyak dipakai, tetapi kisaran yang dipakai tidak sama antara batuan sedimen dan piroklastik :
- Breksi volkanik : Tersusun dari fragmen-fragmen diameter > 32 mm,
bentuk fragmen meruncing
- Aglomerat : Fragmen berupa bom-bom dengan ukuran > 32 mm
- Lapili/tuf lapili: Fragmen tersusun atas Lapili yang berukuran antara 4
mm – 32 mm
- Tuf kasar : Fragmen-fragmen tersusun atas abu kasar dengan
ukuran butir terletak antara 0,25 mm – 4 mm
- Tuf halus : Fragmen-fragmen tersusun atas abu halus dengan
ukuran < 0,25 mm b. Klasifikasi berdasarkan komposisi fragmen
Klasifikasi yang telah dibuat digunakan untuk tuf, yaitu
0,25 –4 mm : tuf kasar
< 0,25 mm : tuf halus
Menurut Williams, Turner dan Gilbert (1954), tuf dapat diklasifikasikan menjadi :
1. Vitric Tuff :
tuf dengan penyusun utama terdiri dari gelas 2. Lithic Tuff
:
tuf dengan penyusun utama terdiri dari fragmen batuan 3. Crystal Tuff
:
tuf dengan penyusun utama kristal dan pecahan –pecahan kristal
Pettijohn (1975) membuat klasifikasi tuf, dengan membandingkan prosentase gelas dengan kristal, yaitu:
1. Vitric Tuff:
Tuf mengandung gelas antara 75% - 100% dan kristal 0% - 25%.
2. Vitric crystal tuff:
Tuf mengandung gelas antara 50% - 75% dan kristal 25% - 50%. 3. Crystal vitric tuff:
Tuf mengandung gelas antara 25% - 50% dan kristal 50% - 75%. 4. Crystal tuff :
Tabel III. 2. Grain size-based genetic nomenclature for common types of
volcaniclastic deposits. Modified from Fisher(1961)&Schmidt (1981)
GRAIN SIZE VOLCANICLASTIC DEPOSITS IN GENERAL and VOLCANOGENIC SEDIMENTARY DEPOSITS AUTOCLASTIC DEPOSITS RESEDIMENTED AUTOCLASTIC DEPOSITS Hyaloclastite Autobrec cia Mixture or uncertain origin <1/16
mm volcanic mudstone hyaloclastitefine ?
autoclastic
mudstone resedimented fine hyaloclastite,resedimented autoclastic mudstone 1/16-2
mm volcanic sandstone hyaloclastitesandstone autoclasticsandstone
resedimented hyaloclasiite sandstone, resedimented autoclastic sandstone 2-4 mm volcanic conglomerate, volcanic breccia granular hyaloclastite granular autobrec cia granular autoclastic breccia
resedimented granular hyaloclastite, resedimented granular autobreccia, resedimented granular autoclastic breccia
4-64
mm hyaloclastite
breccia autobreccia autoclasticbreccia
resedimented hyaloclastite breccia, resedimented autobreccia, resedimented autoclastic breccia > 64 mm coarse hyaloclastite breccia coarse autobrec cia coarse autoclastic breccia
resedimented coarse hyaloclastite breccia, resedimented coarse autobreccia, resedimented coarse autoclastic breccia
GRAIN SIZE
PYROCLASTIC DEPOSITS PYROCLAST-RICH DEPOSITS Unconsolidated
tephra Consolidatedpyroclastic rock
RESEDIMENTED
SYN-ERUPTIVE Post-eruptive resedimented orreworked, or uncertain origin <1/16
mm fine ash fine tuff
resedimented ash-rich
mudstone tuffaceous mudstone 1/16-2
mm coarse ash coarse tuff
resedimented ash-rich
sandstone tuffaceous sandstone
2-64 mm lapilli tephra lapillistone (or lapilli tuff or tuff-breccia) resedimented pyroclast-rich lapillistone, resedimented pumice lapillistone, resedimented pumice and lithic lapillistone tuffaceous conglomerate, tuffaceous breccia >64 mm bomb (fluidal shape) tephra, block (angular) tephra agglomerate (bombs present), pyroclastic breccia resedimented pyroclast-rich breccia, resedimented pumice breccia, resedimented pumice and lithic breccia
Tabel III. 3. Terms to be used for mixed pyroclastic-epiclastic rocks (after Schmid, 1981,).
Average clast size
in mm. Pyroclastic pyroclastic-epiclastic)Tuffites (mixed Epiclastic (volcanic and/ornonvolcanic) > 64 Agglomerate, pyroclastic breccia Tuffaceous conglomerate, tuffaceous breccia Conglomerate, breccia 64 - 2 Lapilli tuff
2 - 1/16 coarse Tuffaceous sandstone Sandstone 1/16 - 1/256 fine Tuffaceous siltstone Siltstone
< 1/256 Tuffaceous mudstone, shale Mudstone, shale Amount pyroclastic
material 100% to 75% 75% to 25% 25% to 0%
Tabel III. 4. Classification and nomenclature of pyroclasts and well-sorted pyroclastic deposits based on clast size (after Schmid, 1981).
Clast size in
mm Pyroclast
Pyroclastic deposit
Mainly unconsolidated tephra Mainly consolidatedpyroclastic rock > 64 bomb, block agglomerate bed of blocks orbomb, block tephra agglomerate pyroclastic breccia 64 to 2 lapillus layer, bed of lapilli or lapillitephra lapilli tuff
2 to 1/16 coarse ash grain coarse ash coarse (ash) tuff < 1/16 fine ash grain fine ash (dust) fine (ash) tuff
Gambar III. 8. Klasifikasi batuan piroklastik (Fisher, 1986)
Heinrich (1956) selama pengendapan tuf bisa bercampur dengan material sedimen yang bermacam-macam. Material sedimen yang paling banyak dapat
dipakai untuk pemberian nama tuf. Misal serpihan atau mengandung gamping, tuf gampingan dan sebagainya.
Batuan sedimen non volkanik, bisa tercampuri oleh tuf hasil letusan gunung berapi, sehingga membentuk campuran dua bahan pembentuk batuan yang mempunyai sumber dan proses pembentukan yang tidak sama. Pettijohn (1975), adanya tuf di dalam batuan sedimen bisa dipergunakan untuk pemerian tambahan. Sehingga akan diperoleh penamaan seperti batupasir tufa, serpih tufan dan lainnya.
Klasifikasi berdasarkan komposisi sangat penting untuk analisa tuf. Batuan yang berdasarkan ukuran fragmen dengan mudah dan sederhana dapat dimasukkan ke dalam kelompok tuf ini, ternyata mempunyai komposisi yang cukup berariasi. Variasi komposisi tersebut dikelompokan lagi.
Vitric Tuff
Menurut Heinrich (1956), penyusun utama terdiri atas gelas. Tuf vitrik merupakan hasil endapan primer material letusan gunungapi. Komposisi umumnya bersifat riolitik, meskipun juga dijumpai berkomposisi dasitik, trasitik, andesitik dan basaltik.
Kepingan gelas umumnya mempunyai bentuk meruncing. Inklusi-inklusi magnetit banyak dijumpai dalam gelas. Gelas biasanya tidak berwarna, tetapi apabila berkomposisi basaltik berwarna kuning sampai coklat.
Fragmen-fragmen berupa kristal dan fosil terkadang dijumpai, walaupun dalam prosentase yang kecil. Mineral-mineral bisa berupa mineral penyusun riolit, andesit dan lain-lain. Mineral skunder yang hadir antara lain kalsit, opal, kalsedon, kuarsa, oksida-oksida besi dan lain-lain. Beberapa tuf vitrik yang mengendap dalam tubuh air tersemen oleh kalsit, Heinrich (1956).
Tuf vitrik umumnya bertekstur vitroclastic, yaitu kepingan-kepingan gelas terletak dalam matrik yang berupa abu gelas yang sangat halus, Williams, Turner dan Gilbert (1954).
Macam-macam tuf vitrik:
Tuf palagonit
Penyusun utama gelas basa, dengan warna kuning kehijauan sampai coklat tua. Tuf palagonit umumnya mengandung kristal-kristal plagioklas, olivin, piroksen dan bijih besi, lubang-lubang banyak terisi kalsit atau zeolit, Heinrich (1956).
Porselanit atau batu cina
Penyusun berupa abu gelas yang sangat halus, sering disebut tuf lempungan.
Welded tuff atau ignimbrit
Penyusun terdiri atas kepingan-kepingan gelas yang terelaskan, Heinrich (1956).
Tuf pisolit
Penyusun terdiri atas pisolit-pisolit abu gelas yang sangat halus, Williams, Turner dan Gilbert (1954).
Crystal tuff
Komposisi dominan terdiri atas kristal, sedangkan gelas dijumpai berjumlah sedikit.
Tuf kristal riolitik, yaitu kristal kuarsa, sanidin, biotit, hornblende, lain yang terkadang dijumpai seperti augit. Tuf kristal yang mengandung tridimit. Tuf kristal dasitik, yaitu kristal hornblende, hipersten, andesin, magnetit dan augit banyak dijumpai pada trasit. Sedangkan pada tuf kristal basaltik, tersusun atas olivin, augit, magnetit dan labradorit.
Lithic tuff
Penyusun dominan berupa fragmen-fragmen batuan. Gelas dijumpai dalam jumlah yang relatif sedikit. Fragmen tersebut biasanya berupa fragmen batuapung, skoria, obsidian, andesit, basalt, granofir, batuan beku
hipo-abisik bertekstur porfiritik atau halus. Kadang terdapat fragmen batuan plutonik, metamorfik maupun sedimen, Heinrich (1956).
Bahan piroklastik yang dikeluarkan dari ventral volkan, sebelum terendapkan mengalami berbagai proses, baik cara terangkuntnya dan media transportasi, maupun material yang terendapkan.
III.6. PETROGRAFI
Ignimbrit/endapan aliran pumis (ignimbrites : pumice-flow deposit) IGNIMBRIT - endapan aliran piroklastik didominasi pumis.
Gambar III. 9. Kenampakan ignimbrit di lapangan
Tekstur mikroskopi ignimbrit (nonwelded texture)
welded ignimbrite - ignimbrite terelaskan Unwelded ignimbrite - ignimbrit tak terelaskan
Tekstur mikroskopi ignimbrit (welded texture)
Nonwelded tuff dengan kenampakan
glass shards Nonwelded tuff dengan kenampakanunbroken glass bubbles
(a). Welded tuffs dari SE Idaho
(b). Welded tuffs dari Vales, N.Mex-nampak penjajaran kristal denan glas shards
Tekstur mikroskopi ignimbrit (welded texture)
(a). Kristal welded tuffs
(b). Fragmen batu welded tuffs yang lebih tua, dikungkung oleh ignimbrit yang lebih muda
A B C
Gambar III. 10. Feldspathoidal Lavas
A. Nephelinite, Mikeno, East Africa. Diam. 1 mm. Microphenocrysts of green augite and nepheline, in a matrix of dark-brown glass with granules of iron oxide, and slender microlites of sanidine.
B. Leucite basanite, Vesuvius, Italy. Diam. 3 mm. Phenocrysts of olivine, green diopsidic augite, and leucite, in an intergranular matrix of labradorile laths, iron oxide, and augite. Locally there are minute interstitial grains of sanidine.
C. Hauynophyre, Tahiti. Diam. 1 mm. Microphenocrysts of deep-sky-blue hauyne with webs ofrutile; slender prisms of pale-green diopsidic augite and euhedral granules of iron oxide, in a matrix of pale glass.
A B C
Gambar III. 11. Volcanic Ashes
A. Andesitic crystal ash erupted from the volcano Santa Maria, Guatemala, in 1902. Diam. 2 mm. Broken crystals of plagioclase, dark-green hornblende, paler-green pyroxenes, rounded bioiite Hakes, magnetite, and a few lithic chips, of andesile.
B. Dacilic vilric ash showing pumiceous texture. Uiam. 2 mm. Product of the culminating explosions of Mount Mazama, which led to the formation of Crater Lake, Oregon. Shredded and cellular bits of pumiceous glass accompanied by fewer broken chips of plagioclase and small prisms of hypersthene.
C. Basaltic ash (Pele's Hair), Kilauea, Hawaii. Diam, 2 mm. Threads of brown basaltic glass containing bubbles of gas. Material discharged by lava fountains in the form of spray.
A B C
Gambar III. 12. Tuffs
A. Rhyolilic vitric tuff, Shasta Valley, California. Diarri. 2 mni. Shows typical vitroclastic texture. Arcuate shards of glass lie in a matrix of almost impalpable glass dust.
B. Rhyolitic crystal tuff, Etsch valley, Italy. Diam. 2 mm. Broken crystals ofquail/. and sodic plagioclase, together with small Hakes ofbiotile, in a matrix of glass dust and pumice fragments.
C. Andesitic lithic tuff, near Managua, Nicaragua. Diam. 2 mm. Fragments of various kinds ofandesite predominate; between these lies a matrix made up of plagioclase and pyroxene crystals and pale-brown glass dusi.
A B C
Gambar III. 13. Rhyolitic Pumice and Ignimbrite
A. Rhvolitic pumice, Lipari Island, Italy. Diani. 3 mm. Entirely composed of extremely vesicular glass.
B. Incipiently welded ignimbrile, near Bishop, California. Diam. 3 mm. Specimen from the unwelded top of an ignimbrite. Crystals of quartz and sanidine, in a matrix of undeformed glass shards and dust, with well-'preserved vitro-clastic texture.
C. Welded tuff, from same locality. Diam. 3 mm. Specimen from the welded interior portion of the same ignimbrite. Constituents as in B, but here the glass shards are deformed and flattened.
A B C
Gambar III. 14. Basaltic Tuffs
A. Palagonite luff, Oamaru, New Zealand. Diam. 4 mm. Fragments of palagon-ile, pale buff within and deep gold at the margins, including crystals of olivine and labradorite. Between these fragments is a matrix of calcite.
B. Palagonite,tuff, Oahu, Hawaiian Islands. Diam. 4 mm. The cores of the vesicular fragments consist of fresh pale-buff palagonite including crystal's of olivine; the rims of the fragments are fibrous and birefringent and largely composed of smectite. Between the fragments is a matrix of zeolites.
C. Hornblende andesite scoria, product of the last ash flows from Mount Mazama (Crater lake), Oregon. Diam. 4 mm. Phenocrysts of hornblende and labradorite, embedded in extremely vesicular, brown-to-black andesitic glass.
A B
Gambar III. 15. Volcanic Sandstones
A. Volcanic wacke (Eocene), Tyee Formation, Umpqua River, Oregon: Diam. 1.2 mm. Poorly sorted angular and subangular grains of coarse silt and sand tightly packed in an argillaceous matrix colored green by chloritic material. About half of the grains are particles of volcanic rocks, chiefly andesite; about 30% are plagioclase, chiefly andesine (lightly stippled, with cleavage); and about 20% are quartz (clear).
B. Miocene arenite, 3700 m below surface, south of Lost Hills, California. Diam. 1.2 mm. Loosely packed, subangular grains of andesite, plagioclase (lightly stippled, with cleavage), and quartz firmly cemented by coarse calcite (stippled, with two cleavages). Single calcite crystal in center encloses many sand grains.