UNIVERSITAS DIPONEGORO PETROGENESIS BATUAN METAMORF PADA PEGUNUNGAN WONDIBOI, TELUK WONDAMA, PAPUA BARAT TUGAS AKHIR ZUNA LIHARDO PURBA

(1)

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PETROGENESIS BATUAN METAMORF PADA

PEGUNUNGAN WONDIBOI, TELUK WONDAMA, PAPUA

BARAT

TUGAS AKHIR

ZUNA LIHARDO PURBA

21100112130046

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI

SEMARANG

(2)

ii

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PETROGENESIS BATUAN METAMORF PADA

PEGUNUNGAN WONDIBOI, TELUK WONDAMA, PAPUA

BARAT

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana

ZUNA LIHARDO PURBA

21100112130046

FAKULTAS TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI

SEMARANG

(3)

iii

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PETROGENESIS BATUAN METAMORF PADA

PEGUNUNGAN WONDIBOI, TELUK WONDAMA, PAPUA

BARAT

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Dalam Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Program S-1 Pada Fakultas Teknik

Departemen Teknik Geologi Universitas Diponegoro

Oleh :

Zuna Lihardo Purba 21100112130046

Telah disetujui dan disahkan pada Hari/Tanggal: Menyetujui, Dosen Pembimbing I Yoga Aribowo, S.T., M.T. NIP. 197906172005011003 Dosen Pembimbing II

Tri Winarno, S.T., M.Eng. NIP. 197909172008121004

Mengetahui,

Ketua Departemen Teknik Geologi

Najib, ST.,M.Eng.,Ph.D NIP. 197710202005011001

(4)

iv

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh :

Nama : Zuna Lihardo Purba NIM : 21100112130046 Departemen : Teknik Geologi

Judul Skripsi : Petrogenesis Batuan Metamorf pada Pegunungan Wondiboi, Teluk Wondama,Papua Barat

Telah berhasil dipertahankan dihadapan Tim Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Strata (S1) pada Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro.

TIM PENGUJI

Pembimbing I : Yoga Aribowo, S.T., M.T. ( ) NIP. 197906172005011003

Pembimbing II : Tri Winarno. S.T., M.Eng. ( ) NIP. 197909172008121004

Penguji : ( )

Semarang, 2016

Ketua Departemen Teknik Geologi

Najib, ST.,M.Eng.,Ph.D NIP. 197710202005011001

(5)

v

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir/Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Zuna Lihardo Purba NIM : 21100112130046 Tanda Tangan :

Tanggal : 1 Maret 2017

(6)

vi

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMISI

Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Zuna Lihardo Purba NIM : 211001121300746 Departemen : Teknik Geologi Fakultas : Teknik

Jenis Karya : Tugas Akhir / Skripsi

demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-ecxlusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul :

Petrogenesis Batuan Metamorf pada Pegunungan Wondiboi, Teluk Wondama, Papua Barat.

beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas Royalti / Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Semarang Pada Tanggal : 1 Maret 2017 Yang menyatakan,

Zuna Lihardo Purba NIM. 21100112130046

(7)

vii

KATA PENGANTAR

Laporan Tugas Akhir sebagai syarat kelulusan S-1 Program Studi Teknik Geologi Universitas Diponegoro ini berjudul:

“Petrogenesis Batuan Metamorf pada Pegunungan Wondiboi, Teluk Wondama, Papua Barat”.

Penelitian ini dilaksanakan di Pegunungan Wondiboi, Teluk Wondama, Papua Barat. Penelitian ini membahas mengenai bagaimana proses terbentuknya batuan metamorf yang terdapat pada lokasi penelitian. Hal yang dilakukan untuk mencapai tujuan penelitian ini berupa pemetaan geologi untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian dan analisis petrografi untuk mengetahui struktur, tekstur serta komposisi mineral pada batuan metamorf pada daerah penelitian sehingga akan diketahui batuan asal , fasies metamorfisme dan setting tektonik dari pemebentukan batuan metamorf yang ada pada daerah penelitian.

Semoga laporan tugas akhir ini berguna tidak hanya di lingkungan kampus tetapi juga untuk kepentingan umum.

Semarang, 2017

(8)

viii

UCAPAN TERIMA KASIH

Dalam pelaksanaan dan penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Tuhan Yang Maha Kuasa yang selalu memberikan rahmat, berkat dan kasih karunia-Nya.

2. L. Purba dan T. Rumahorbo, kedua orang tua yang selalu berdoa untuk saya dan juga dukungannya baik moral maupun materil semoga selalu diberkahi dan diberikan kebahagian oleh Tuhan dalam menjalani hari tua.

3. Najib, S.T., M.Eng.,Ph.D. selaku Ketua Departemen Teknik Geologi Universitas Diponegoro.

4. Yoga Aribowo, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I atas saran dan semua ilmu yang telah diberikan dalam penyusunan tugas akhir ini.

5. Tri Winarno, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing II atas saran dan semua ilmu yang telah diberikan dalam penyusunan tugas akhir ini.

6. Ir. Tjoek Aziz Soeprapto, M.Sc. selaku Dosen Penguji atas saran dan semua ilmu yang telah diberikan dalam penyusunan tugas akhir ini.

7. Seluruh dosen dan staff karyawan tata usaha Departemen Teknik Geologi Universitas Diponegoro yang telah memberikan pengajaran, pelayanan dan ilmu yang bermanfaat.

8. Seluruh Tim Ekspedisi NKRI Koridor Papua Barat terkhusus Subkorwil 6 Teluk Wondama, atas semua kerjasamanya selama enam bulan di Teluk Wondama semoga menjadi cerita dan kenangan yang tak terlupakan.

9. Tim Penelitian Geologi Ekspedisi NKRI Teluk Wondama Mas Haris, Bg Andris, Serda Andrian, Pratu Budiawan, Brigpol Kadek dan Serka Dodhy yang selalu menjadi teman selama di lapangan semoga sukses selalu dimanapun kalian berada.

10. Anak-anak kontrakan PERMATA atas semua bentuk dukungan dan fasilitas yang disediakan dalam penyusunan tugas akhir ini. Makasih semuanya.

(9)

ix

11. Teman-teman Angkatan 2012 Teknik Geologi Universitas Diponegoro yang selalu menjadi penghibur dan penyemangat selama hari-hari baik dan buruk diperkuliahan “apapun yang kalian lakukan nantinya semoga selalu bahagia”. 12. HMTG MAGMADIPA atas segala cerita dan pengalamannya selama di

perkuliahan.

13. Terimakasih untuk semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, semoga senantiasa dalam kasih karunia-Nya.

Semarang, 2016

(10)

x

HALAMAN PERSEMBAHAN

Laporan Tugas Akhir ini Penulis persambahkan:

L. Purba

T. Rumahorbo

Roni Anju Purba

Lukki Hariando Purba

Angkatan 2012 Teknik Geologi

Universitas Diponegoro

HMTG “MAGMADIPA”

“To see the world, things dangerous to comes to, to see

behind the walls, draw closer, to find each other and to feel”

(11)

xi

ABSTRAK

Salah satu daerah yang tersusun oleh batuan metamorf di daerah Papua terdapat di Pegunungan Wondiboi, Kabupaten Teluk Wondama. Pegunungan Wondiboi yang tersusun oleh Formasi Genes Wandamen yang masih berumur Tersier, sehingga sangat menarik untuk diketahui bagaimana proses pembentukannya/petrogenesisnya yang mencakup batuan asal/protolith, derajat/fasies metamorfisme dan juga setting tektonik pembentukan batuan metamorf.

Metode penelitian yang dilakukan adalah pemetaan geologi untuk mengetahui kondisi geologi daerah penelitian meliputi sebaran litologi, geomorfologi, struktur geologi dan juga dilakukan analisis petrografis untuk mengetahui struktur, tekstur dan komposisi mineral dan batuan untuk menentukan batuan asal/protolith menggunakan klasifikasi Robertson (1990) dan derajat/fasies metamorfisme menggunakan zonasi mineral Barrow dan petrogenetik grid batuan metamorf. Dengan menggunakan pendekatan terhadap setting tektonik regional, geologi daerah penelitian dan analisis petrografis kemudian ditentukan setting

pembentukan batuan metamorf yang ada di Pegunungan Wondiboi.

Dari hasil pemetaan geologi didapatkan bahwa geomorfologi daerah penelitian tersusun oleh Satuan Bentuklahan Dataran Bergelombang Kuat Kipas Koluvial dan Satuan Bentuklahan Pegunungan Sangat Curam Blok Sesar sedangkan untuk sebaran litologi terdiri dari Satuan Endapan Koluvial, Satuan Litologi Sekis dan Satuan Litologi Genes. Struktur geologi yang ditemukan yaitu foliasi dengan arah Tenggara-Baratlaut dan sesar normal yang berarah relative Utara-Selatan. Dari hasil analisis petrografis didapatkan pada Satuan Litologi Genes didominasi oleh mineral kuarsa, mika dan felspar berdasarkan Robertson (1999) bernama pelite dan semipelite yang merupakan batuan metamorf dengan batuan asal batulempung dan juga pssamite merupakan batuan metamorf dengan batuan asal batupasir. Sedangkan satuan litologi sekis yang didominasi oleh mineral kuarsa+felspar, mika, dan kalsit memiliki nama calcareous pelite

merupakan batuan metamorf dengan batuan asal napal. Satuan litologi genes terdiri dari mineral biotit, muskovit, garnet, kuarsa, k-felspar, kyanit, silimanit dan cordierit berada pada zona kyanit dan silimanit dengan fasies amfibolit sampai granulit sedangkan satuan litologi sekis dengan komposisi mineral biotit, muskovit, grafit, kalsit, kuarsa dan klorit termasuk dalam zona biotit dengan fasies transisi antara greenschist dan amfibolit. Batuan metamorf pada Pegunungan Wondiboi ini terbentuk pada setting tektonik Kolisi hasil Orogenesa Melanesia pada Zaman Tersier.

(12)

xii

ABTRACT

One region that composed by metamorphic rock in Papua, found in Wondiboi Mountains, Wondama Bay. Wondiboi Mountains which composed by Wandamen Genes Formation) was still Tertiary, so that very interesting to knew how the petrogenesis which includes of protolith, facies metamorphism and also the tectonic setting.

The method of this research was geological mapping to determined the geological conditions of the research area includes the distribution of lithology, geomorphological, geological structure and also petrographic analysis to knew the structures, textures, and composition of rock and mineral to determined the protolith used Robertson (1990) classification and facies metamophism used Barrow (1990) mineral zoning and petrogenetik grid of metamorphic rock. By used the approach of regional tectonic setting, the geological research area and the petrograpic analysis to determined the setting of metamorphic rock forming in Wondama Mountains.

From the result of geological mapping found that the geomorphological of the research area covered by strongly undulating terrain coluvial fan landforms unit and very steep mountains fault block landforms unit while the lithologhy was covered by Coluvium Deposits Unit, Schist Unit and Gneiss Unit. The geological structure which found was foliation with SouthEast-NorthWest direction and normal fault North-South relatife direction. From the petrographic analysis the Gneiss unit is dominated by quartz, feldspar and mica minerals based on Robertson (1990) named pelite and semipelite which was the metamorphic rock with protolith was claystone and also pssamite which is the metamorphic rock with protolith was sandstone. While the schist unit which dominated by quartz+feldspar, mica and calcite minerals named calcareous pelite was the metamorphic rock with protolith napal. The gneiss unit composed by biotite, muscovite, garnet, quartz, k-feldspar, kyanite, silimanite and cordierite was at kyanite zone and silimanite zone with amphibolite to granulite facies while schist unit composed by biotite, muscovite, graphite, calcite, quartz was at biotite zone with greenschist to amphibolite facies. The Metamorphic Rock in Wondiboi Mountains formed by Melanesia Oregens Subduction tectonic setting in Tertiery.

(13)

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

LEMBAR PENGESAHAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... v

KATA PENGANTAR ... vi

UCAPAN TERIMA KASIH... vii

HALAMAN PERSEMBAHAN... ix

ABSTRAK ... x

ABSTRACT ... xi

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL...xvi

DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Masalah Penelitian ... 2 1.3 Objek Penelitian ... 2 1.4 Maksud Penelitian ... 2 1.5 Tujuan Penelitian ... 2

1.6 Ruang Lingkup Penelitian ... 2

1.6.1 Lingkup Wilayah ... 2

1.6.2 Batasan Penelitian ... 3

1.7 Penelitian Terdahulu ... 3

1.8 Sistematika Penulisan... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6

2.1 Batuan Metamorf ... 6

2.1.1 Pengertian ... 6

2.1.2 Sifat Batuan Metamorf ... 6

2.1.3 Proses Metamorfisme ... 6

2.1.4 Tahapan Metamorfisme ... 7

2.1.5 Tipe Metamorfisme ... 10

2.1.6 Strukur Batuan Metamorf ... 13

2.1.7 Tekstur Batuan Metamorf ... 16

2.2 Petrogenesis Batuan Metamorf ... 19

2.2.1 Protolith/Batuan Asal ... 19

2.2.2 Derajat Metamorfisme ... 20

2.2.3 Fasies Metamorfisme ... 22

2.3 Geologi Regional ... 26

2.4 Hipotesis Penelitian ... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 29

(14)

xiv

3.1.1 Alat ... 29

3.1.1 Bahan ... 29

3.2 Metodologi Penelitian ... 30

3.2.1 Tahap Pendahuluan ... 30

3.2.2 Tahap Pengambilan Data ... 30

3.2.3 Tahap Pengolahan Data ... 30

3.2.1 Tahap Penyajian Hasil ... 36

3.3 Diagram Alir Penelitian ... 36

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 38

4.1 Geologi Daerah Penelitian ... 38

4.1.1 Geomorfologi ... 38

4.1.2 Litologi ... 42

4.1.3 Struktur Geologi ... 44

4.2 Analisis Petrografi Batuan ... 49

4.2.1 Sampel Batuan STA 3 ... 49

4.3 Genesis Batuan Metamorf ... 57

4.3.1 Batuan Asal/Protolith... 57

4.3.2 Derajat dan Fasies Metamorfisme ... 62

4.3.3 Setting Tektonik ... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 74

5.1 Kesimpulan ... 74

5.2 Saran ... 75

(15)

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi Penelitian Pegunungan Wondiboi, Teluk Wondama, Papua

Barat ... 3

Gambar 2.1 Persebaran temperatur yang dihasilkan oleh sebuah intrusi terhadap country rock ... 8

Gambar 2.2 Gradien geotermal (Winter, 2010) ... 9

Gambar 2.3 Tipe Metamorfisme dan lokasi pembentukannya (Butcher dan Grapes, 2011) ... 10

Gambar 2.4 Zona metamorfisme kontak (Butcher dan Grapes, 2011) ... 11

Gambar 2.5 Struktur slaty cleavage (Endarto, 2004) ... 13

Gambar 2.6 Struktur phylitic (Endarto, 2004) ... 14

Gambar 2.7 Struktur schistosic dan sketsa pembentukan struktur (Endarto, 2004) ... 14

Gambar 2.8 Struktur gneissic dan sketsa pembentukan struktur (Endarto, 2004) ... 15

Gambar 2.9 Struktur granulose (Endarto, 2004) ... 15

Gambar 2.10 Struktur Milonitic (Endarto, 2004) ... 16

Gambar 2.11 Tekstur pada batuan metamorf (Bucher dan Grapes, 2011) ... 18

Gambar 2.12 Grafik P dan T yang menunjukkan derajat metamorfisme dan 3 zona kondisi metamorfisme (Desmond dkk, 2007) ... 21

Gambar 2.13 Lokasi pembentukan fasies-fasies metamorfisme pada zona subduksi (Winter, 2010) ... 22

Gambar 2.14 Grafik P-T Fasies Metamorfisme (Winter,2010) ... 25

Gambar 2.15 Peta geologi regional lembar Stenkolol (Robinson dkk, 1990) ... 27

Gambar 3.1 Klasifikasi penamaan batuan metamorf dengan protolith batuan sedimen (Robertson, 1990) ... 32

Gambar 3.2 Klasifikasi penamaan batuan metamorf dengan protolith batuan beku (Robertson, 1990) ... 33

Gambar 3.3 Fasies metamorfisme (Eskola, 1915) ... 34

Gambar 3.4 Diagram petrogenetik grid (Bucher dan Grapes, 2011) ... 55

Gambar 3.5 Diagram alir penelitian ... 37

Gambar 4.1 Satuan Bentuklahan Dataran Bergelombang Kuat Kipas Koluvial .... 39

Gambar 4.2 Satuan Bentuklahan Pegunungan Sangat Curam Blok Sesar ... 40

Gambar 4.3 Peta Geomorfologi daerah penelitian ... 41

Gambar 4.4 Satuan Endapan Koluvial ... 42

Gambar 4.5 Satuan Litologi Sekis ... 43

Gambar 4.6 Satuan Litologi Genes ... 45

Gambar 4.7 Foliasi pada batuan Genes dengan arah Tenggara-Baratlaut... 46

Gambar 4.8 Analisis struktur foliasi dengan gaya utama berarah Baratdaya- Timurlaut ... 46

Gambar 4.9 Kenampakan sesar normal di daerah penelitian ... 47

Gambar 4.10 Peta Geologi daerah penelitian ... 48

Gambar 4.11 Kenampakan petrografis batuan STA 3 ... 50

(16)

xvi

Gambar 4.21 Plotting tipe genes berdasarkan Diagram QFM Robertson (1990) ... 59

Gambar 4.22 Kenampakan pelite, semipelite dan pssamite a) dilapangan b) dan c) mikroskopis ... 60

Gambar 4.23 Ploting tipe Sekis berdasarkan Diagram QMC Robertson (1990) ... 61

Gambar 4.24 Calcareous pelite dilapangan dan petrografi ... 62

Gambar 4.25 Struktur batuan dan mineral a) foliasi, b) myrmekit, c) Mica fish, d) boudin ... 63

Gambar 4.26 Perubahan mineral a) muskovit menjadi biotit, b) felspar menjadi muskovit dan c) felspar menjadi biotit ... 64

Gambar 4.27 Petrogenetik grid untuk sampel genes dan sekis di Pegunungan Wondiboi ... 67

Gambar 4.28 Fragmen batuan a) Eklogit dan b) Amfibolit yang ditemukan di Endapan Koluvial ... 68

Gambar 4.29 Mineralisasi pirit dan kalkopirit, b) enapan sulfur, c) batuan mulai terubahkan menjadi lempung akibat alterasi d) mineralisasi anhidrit secara petrografis ... 70

Gambar 4.30 Kondisi pembentukan batuan metamorf di Pegunungan Wondiboi ... 70

Gambar 4.31 Subduksi Orogenesa Melanesia merupakan pembentuk batuan metamorf di Pegunungan Wondiboi (Dow dkk, 1983) ... 71

Gambar 4.32 Perkembangan tektonik tersingkapnya batuan metamorf di Pegunungan Wondiboi (Dow dkk, 1983) ... 72

Gambar 4.33 Perkembangan pembentukan batuan metamorf di Pegunungan Wondiboi, Papua Barat ... 73

(17)

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Penelitian terdahulu pada daerah sekitar penelitian ... 4 Tabel 2.1 Komposisi kimia batuan asal metamorf (Bucher dan Grapes,

2011)... 20 Tabel 3.1 Zonasi mineral untuk penentuan tingkat metamorfisme (Barrow,

1983)... 34 Tabel 3.2 Setting geologi pembentukan batuan metamorf (Bucher dan

Grapes, 2011) ... 36 Tabel 4.1 Zonasi mineral berdasarkan Barrow (1983) pada batuan metamorf

(18)

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Peta Geologi ...78 Lampiran 2 Peta Geomorfologi ...80 Lampiran 3 Hasil deskripsi Petrografis sampel batuan ...82