Page 1 of 7
PETROGENESA LAVA GUNUNG PANGRADINAN
Egi Bayu Utomo, Muchlis Nurdiyanto
Teknik Geologi Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta
muchlisnrd@gmail.com
Abstrak
Jalur vulkanik Kuarter Jawa yang membentang barat-timur pada wilayah jawa barat terdapat fenomena tumpang
tindih gunung api (superimposed volcano) dimana gunung api muda menerobos gunung api tua. Dengan kondisi yang unik
seperti ini peneliti tertarik untuk mempelajari genesis produk lava Gunung api Pangradinan. Petrogenesa batuan lava Gunung
Pangradinan didapatkan melalui analisis petrologi makroskopis, petrografi, dan geokimia major element batuan dengan metode
XRF (X-ray fluorescence spectrometry)
Batuan yang dianalisis termasuk ke jenis batuan rhyolite. Jenis magma pada daerah penelitian termasuk dalam
magma High calc-alkali alkali yang mencirikan daerah tataan tektonik island arc dan menandakan bahwa batuannya tidak
primitif, atau dengan kata lain mengalami fraksinasi kristal yang lebih besar dari magma induknya. Lava telah mengalami
proses diferensisi tingkat akhir (Last Stage). Berdasarkan mafic indeks yang diplotkan ke grafik Tilley (1964) dapat diketahui
bahwa temperatur magma pembentuk Rhyolite berada di kisaran 1050°C. Berdasarkan data hasil perhitungan Hutchinson
sumber magma lava pangradinan berasal dari kedalaman antara ±173 Km di bawah permukaan bumi yang kaya akan H2O
dengan kandungan K/Na tinggi serta tingkat diferensiasi magma tinggi.
Kata kunci: Petrogenesa, Oksida utama, Rhyolite, high calc alkali
PENDAHULUAN
Petrogenesis batuan beku menyangkut segala hal yang berkaitan dengan proses pembentukan batuan beku, seperti mekanisme pembentukan magma, lama pembekuannya, tempat pembekuannya dan sifat asal magma. Batuan beku dapat terbentuk didalam bumi atau batuan beku intrusif dan dipermukaan bumi atau batuan beku ekstrusif. Perjalanan proses pembentukan dari magma menjadi batuan ini akan dapat mengungkap banyak cerita dibaliknya. Jarak subduksi ke pembentukan batuan juga akan mempengaruhi unsur kimia apa saja yang menyertainya.
Sebagian besar wilayah Kepulauan Indonesia terbentuk oleh batuan hasil kegiatan gunungapi baik berumur Tersier maupun Kuarter. Terutama Pulau Jawa yang dilalui jalur vulkanik Tersier maupun Kuarter sehingga produk serta tatanan stratigrafi hasil kegiatan gunungapi sangat luas dan menarik untuk dipelajari. Pada jalur vulkanik Kuarter Jawa yang
membentang barat-timur pada wilayah jawa barat terdapat fenomena tumpang tindih gunung api (superimposed volcano) dimana gunung api muda menerobos gunung api tua. Dengan kondisi yang unik seperti ini peneliti tertarik untuk mempelajari genesis produk Gunung api Pangradinan terutama pada Lava
rhyolite di daerah penelitian untuk memberikan hasil analisis petrogenesa dan tataan tektonik dan vulkanisme di daerah penelitian.
METODE PENELITIAN
Petrogenesa batuan lava Gunung Pangradinan didapatkan melalui analisis petrologi makroskopis, petrografi, dan geokimia batuan dengan metode XRF menggunakan perangkat PANalytical Axios mAX - Petro oleh PT Intertek Utama Service Jakarta menentukan kadar element utama (mayor element) meliputi SiO2, TiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O,
K2O, FeO dan H2O. Analisis petrologi dilakukan untuk
Page 2 of 7 batuan. Sampel dibuat sayatan tipis untuk dideskripsi secara petrografi dilakukan analisis menggunakan mikroskop polarisator Olympus CX 31P untuk mengetahui komposisi mineralogi batuan. Hasil analisis geokimia kemudian diolah ke excel kemudian dimasukan kedalam software GCDkit 4.0 dan IoGas untuk ploting hasil analisis kediagram klasifikasi yang dibutuhkan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Di lapangan batuan rhyolite menunjukkan warna segar abu-abu, warna lapuk coklat muda, tekstur porfiroafanitik, hipokristalin, struktur sheeting joint. Berdasarkan kesebandingan dengan Batuan Gunungapi Mandalawangi - mandalagiri maka lava rhyolite
berumur Pleistosen (Alzwar drr,1992).
Analisis petrografi pada LP 58 pada sampel MN 58 memperlihatkan dalam pengamatan PPL sampel berwarna putih keabu-abuan dan di XPL sampel berwana hitam sampai abu-abu gelap. Berdasarkan analisis petrografi, karakteristik sampel batuan bertekstur afanitik dan tektur khusus trakhitik, hipokristalin, bentuk kristal subhedral, inequigranular tertanam pada massa dasar kristal yang lebih halus, terdapat pori berupa fracture. Fenokris berukuran 0,2-0,8 mm terdiri dari plagioklas feldspar 9,3%, Alkali feldspar 15% Hornblende 2%, opak 1,5%, piroksen 0,5%, pori 1,5% dan massa dasar berukuran <0,03mm. Kehadiran sanidine yang biasanya pada batuan vulkanik seperti rhyolite dan trachyte dan beberapa tuf dan sanidine, albite dan beberapa feldspar terbentuk pada lava atau dibawah permukaan yang mengindikasikan temperature yang tinggi berbeda dengan ortoklase pada suhu yang rendah (Kerr, 1977). Data analisis uji kimia elemen unsur utama oksida lava Pangradinan menunjukkan bahwa sampel (kode sampel MN 58) memiliki kandungan SiO2
sebesar 69.83% sedangkan kandungan K2O sebesar
4.25 %, TiO2 : 0.43, Al2O3 : 13.59 %, Fe2O3total : 4.22 %
, CaO : 2.35 % , MgO : 0.50 %, Na2O : 3.1 %, S: 0.007
% ,ZrO2 : 0.009 % LOI : 1.6 %.
Sebagai data pembanding peneliti memasukkan data sekunder berupa data geokimia dari beberapa lava gunung api disekitar daerah lokasi penelitian untuk menambah interpretasi meliputi Gunung api Guntur dan Gunung api Agung (Neumann van Padang, 1929), Gunung api Pakuwojo Dieng (Sirait, 2015), Komplek Gunung Singa bogor (Hutabarat,2007) Gunung Bedil dan Malabar (Rohiman, 2016) Pemilihan beberapa lokasi sampel geokimia peneliti sebelumnya tersebut selain berdasarkan lokasi dan juga umur dari sampel batuan.
Dari hasil analisis geokimia didapatkan hasil unsur oksida utama seperti pada tabel yang sudah dilakukan normalisir. Berdasarkan data geokimia tersebut dapat digunakan untuk mengetahui antara lain afinitas magma, tahap diferensiasi, suhu pembekuan dan nama batuan secara geokimia
Analisis mineralogi berdasarkan data kimia utama, menggunakan CIPW-normatif menunjukan batuan bernama rhyolite dengan mineral dominan plagioklas normative sebanyak 38,08 % volume diikuti dengan mineral kuarsa 29,63 % serta alkali feldspar 26,96 %, serta dengan magnetit lebih dominan dibandingkan ilmenite.
Berdasarkan ploting Na2O + K2O (Alkali
Total) dan SiO2 (Silika) pada diagram Total Alkali
Silika (TAS) (Le Maitre, 1989) batuan yang dianalisis termasuk ke jenis batuan rhyolite. Berdasarkan ploting menggunakan klasifikasi Jensen cation (1976) didapatkan batuan termasuk kedalam jenis rhyolite. Untuk afinitas batuan sendiri berdasarkan ploting kalium atau pottasium (K2O) dan silika (SiO2) pada
klasifikasi Pecerillo dan Taylor (1976) masuk ke golongan High Calc-Alkaline. Berdasarkan diagram AFM afinitas batuan masuk dalam calc-alkali.
Page 3 of 7 Penentuaan tahap diferensiasi magma dapat menggunakan klasifikasi Thornton dan Tuttle, 1960 dengan menggunakan unsur mafic index (MI) dengan
felsic index (FI). Berdasarkan hasil pengeplotan pada diagram tersebut diketahui lava telah mengalami proses diferensisi tingkat akhir (Last Stage).
Temperatur Pembekuan
Pendugaan temperatur pembekuan magma dapat mengguanakan klasifikasi menurut Tilley (1964) dengan mengetahui besarnya nilai indeks mafik (MI). Berdasarkan mafic indeks tersebut yang diplotkan ke grafik Tilley (1964) dapat diketahui bahwa temperatur magma pembentuk Rhyolite berada di kisaran 1050°C. Hasil tersebut sedikit berbeda dengan perhitungan temperature calculator dengan menggunakan software
“CIPW Norm. Calculator” dengan temperatur 830°C.
Penentuan Kedalaman Magma Asal
Proses tunjaman akan menghasilkan panas jalur penekukan, sehingga aliran panas yang tinggi dapat menimbulkan aktifitas magma pada jalur Benioff. Diferensiasi atau asimilasi magma dengan kerak bumi yang dilaluinya saat bergerak ke atas sebagai pluton atau vulkanisme akan mengakibatkan perubahan komposisi magma. Atas dasar pemikiran tersebut Hutchinson (1977) menyusun rumus untuk mengetahui kedalaman magma berdasarkan kandungan SiO2 dan K2O.
Untuk menentukan kedalam magma asal gunung pangradinan, digunakan rumus sebagai berikut:
h = [320-(3.65 x %SiO2)] +(25.52 x %K2O) (h: kedalaman vertikal magma)
Berdasarkan data hasil perhitungan tersebut, sumber magma lava pangradinan berasal dari kedalaman antara ±173 Km di bawah permukaan bumi yang kaya akan H2O dengan kandungan K/Na tinggi, tingkat diferensiasi magma tinggi.
KESIMPULAN DAN DISKUSI
Secara petrologi litologi daerah penelitian adalah rhyolite. Dengan tekstur afanitik dengan adanya mineral kuarsa yang berukuran 0,1- 0,3 mm. Berdasarkan tekstur afanitik dan struktur sheeting joint
menunjukan lava membeku dengan sangat cepat dipermukaan bumi dan termasuk batuan ekstrusi. Suhu dan tekanan yang berada didekat permukaan menyebabkan terbentuknya mineral dengan kristal yang mampu berkembang baik sehingga membentuk kristal yang relatif besar dan yang lainnya relatif lebih cepat terbentuk sehingga belum sempat berkembang menjadi kristal dengan ukuran yang besar. Dalam Peccerillo dan Taylor (1976) kandungan SiO2 menjadi
acuan untuk menentukan komposisi batuan. Kandungan SiO2 yang mencapai 69,83 %
membuktikan bahwa magma batuan ini berjenis asam. Hal ini didukung oleh adanya mineral alkali feldspar yaitu sanidin dan kuarsa.
Jenis magma pada daerah penelitian termasuk dalam magma High calc-alkali. Jenis magma ini mengindikasikan bahwa pembentukan magma jauh dari sumber subduksi yang letaknya di selatan pulau Jawa. Hasil subduksi yang jauh dari sumber menghasilkan mineral alkali feldspar yaitu sanidin yang akan menetukan penamaan secara geokimia. Kehadiran sanidine yang biasanya pada batuan vulkanik seperti rhyolite dan trachyte dan beberapa feldspar terbentuk pada lava atau dibawah permukaan yang mengindikasikan temperature yang tinggi berbeda dengan ortoklase pada suhu yang rendah. Secara geokimia nama batuan daerah penelitian adalah
Rhyolite (Le Maitre, 1989).
Magma mempunyai sifat terus bergerak menuju ke atas. Semakin mendekati permukaan, suhu magma semakin menurun begitupula akan berpengaruh terhadap komposisi magma. Batuan daerah penelitian terbentuk pada suhu sekitar 1050 0C
(Tilley, 1964) serta pada perhitungan temperatur CIPW norm berkisar 830 0C walaupun menghasilkan hasil
Page 4 of 7 analisis dan data sekunder mempunyai tingkat suhu yang selaras. Dengan pembentukan suhu yang rendah tersebut memungkinkan terbentuknya kuarsa sesuai
bowen series pada suhu dibawah 900 oC dan akibat
termasuk batuan beku ekstrusi yang pendinginanya sangat cepat. Dengan demikian lava pangradinan termasuk magma yang mempunyai viskositas tinggi (relatif pekat) dengan fluiditasnya rendah (lambat/sulit mengalir) sehingga relatif cepat membeku terlihat dari tekstur afanitik.
Perubahan magma dari basa ke arah asam adalah bentuk dari diferensiasi magma. Faktor utamanya dalah pendinginan atau penurunan suhu magma. Daerah penelitian sudah mengalami diferensiasi tingkat akhir (Thornton dan Tuttle, 1960). Hal ini kemungkinan akibat proses terbentuknya dillingkungan di permuakaan atau ekstrusi. Komposisi magma selalu berubah menjadi komposisi lebih asam melalui diferensiasi magma secara normal, adapun karena proses lain komposisi magma berubah seperti percampuran magma, asimilasi dan kontaminasi. Afinitas magma highcalc-alkaline yang menunjukan seri pembentukan busur magmatik telah mencapai tahap dewasa. Selama pembentukan batuan ini, evolusi magma yang berlangsung tidak hanya fraksinasi kristal saja, melainkan terjadi proses magma mixing dan asimilasi magma. Lava pada daerah penelitian terbentuk pada lingkungan subduksi busur kepulauan. Berdasarkan hal tersebut melihat proses diferensiasi magma yang tinggi menandakan lava berasal dari magma fase vulkanisme destruktif dan menandakan adanya suatu letusan gunung api yang dahsyat (eksplosif) didukung pada daerah penelitian dengan adanya litologi tuf maupun lapili yang terdapat fragmen pumice. Fase letusan besar pembentukan kaldera itu disebut periode perusakan (destructive periods) dari suatu gunung api. Pada kegiatan berikutnya di dalam kaldera dapat muncul kegiatan gunung api baru yang membentuk “anak” gunung api (somma volcanoes). Disini mulai adanya fase
konstruksi dengan terbentuknya gunung mandalawangi. Gunung api baru itu pada perkembangannya dapat tumbuh menjadi besar, sebagai fase konstruksi kedua, dan mampu mengisi seluruh cekungan kaldera yang ada sehingga bentuk bentang alam kaldera tidak kelihatan lagi. Seperti pada kasus Gunung Guntur (Bronto dan Pratomo, 1997), Gunung Gede – Gunung Pangrango (van Bemmelen, 1949) dan Gunung Ciremai (Bronto dkk., 2000) di Jawa Barat, Gunung Sindoro dan Gunung Merapi di Jawa Tengah (Newhall et al., 2000; Bronto, 2001).
Dari data sampel lava pangradinan serta 6 sampel data sekunder terlihat secara umum untuk lava pangradinan mendekati hasil dari lava gunung singa bogor dimana sudah mengalami fase diferensiasi tingkat akhir dan kandungan calc-alkali yang mencirikan daerah tataan tektonik island arc dan menandakan bahwa batuannya tidak primitif, atau dengan kata lain mengalami fraksinasi kristal yang lebih besar dari magma induknya. Selain itu hasil analisis sampel Lava Pangradinan juga mendekati hasil analisis sampel Gunung Pakuwojo Dieng yang termasuk dalam high calc-alkali series. Sedangkan untuk sampel gunung agung serta gunung Guntur mempunyai kandungan SiO2 Berbeda tetapi
mempunyai afinitas magma yang masih sama yaitu calc-alkali serta tingkat diferensiasi magma pada tahapan menengah.
UCAPAN TERIMAKASIH
Dalam penelitian ini penulis mengucapkan terimakasih kepada bapak Dr. Hill G Hartono, S.T., M.T dan Bapak Okki Verdiansyah, S.T., M.T. atas berbagai masukan kepada penulis serta semua pihak yang turut membantu dalam penelitian.
ACUAN
Page 5 of 7 Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Bakosurtanal, 2002. Peta Rupa Bumi Indonesia. Lembar 1209-321, Skala 1:12.500.
Daly, 1933. RA DalyIgneous Rocks and the Depths of the Earth. McGraw-Hill, New York (1933). 598 pages.
Hutchinson,1977.General Report : theme 3, Symposium of the international Assocation of Engineering Geologist.
Jensen, L.S. 1976. Geology of Thackeray, Elliot, Tannahill, and Dokis Townships, District of Cochrane; Ontario Div. Mines, OFR5159, 120p. Accom panied by Prelim. Maps P.705, P.706, P.707 and P.843, Geol. Ser., scale l in eh'to 1A mile.
Kerr, Paul F., 1959. Optical Mineralogy, McGraw-Hill Book Company Inc., NewYork
Kurt Hollocer,2011. Software CIPW Norm Calculator. Geology Departement, Union Colage. New York. Le Maitre, R.W. 1982. Numerical petrology, serie development in petrology 8. Amsterdam, Elsiever Scientific Publishing Company.
Le Maitre, R.W. (ed.). 1989. A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms. Oxford, Blackwell.
Le Maitre, R.W., 2002 Igneous Rocks A Classification And Glossary Of Terms 2nd Edition, Cambridge University Press.
Middlemost, E. A. K., 1985, Magma and Magmatic Rocks: An Introduction to Igneous Petrology,Longman Inc., New York
Miyashiro, A., 1974. Volcanic rock series in island arcs and active continental margins: American Journal of Science, v. 274, p. 321-355.
Neumann van Padang, M., 1938, Ueber die unterseevulkane der erde. Ing. Nederl. Ind. Vol. 5, IV, Batavia 1938, p.80.
Peccerillo and Taylor. 1976. Classification and Petrogenesis of K-rich Rocks and tectonic environment of basic and intermediate volcanic rocks, Earth Planet Science. Appendix: 317-321 Rollinson, Hugh, 1993. Using Geochemical Data:
Evaluation, Presentation, Interpretation, New York.
Tatsumi, Y., Eggins, S., 1995, Subduction Zone Magmatism, Blackwell Science, Inc., Cambridge Wilson, M., 1989. Igneous Petrogenesis. 1 st
Publication. Unwin Hyman. London 485h. Whitford, David John., 1975. Geochemistry and
Page 6 of 7
Tabel
Tabel 1. Umur lava gunung api sampel analisis dan data sekunder
Tabel 2. Kandungan unsur oksida utama dalam persen (%)
Tabel 3. Perhitungan CIPW Normatif sampel lava
Pangradinan
Gambar
Gambar 1.A) Lokasi Pengamatan pada LP 58 B) Singkapan
Lava dengan struktur Sheeting joint. C) Conto Setangan dan
sampel analisis D) Pengamatan nikol sejajar dengan
pembesaran 40x E) Pengamatan nikol silang dengan
pembesaran 40x F) Pengamatan nikol silang ditambah
keeping gips dengan pembesaran 40 x
Gambar 2.Lokasi pengambilan sampel analisis geokimia
serta data sekunder geokimia (sumber peta Bakosurtanal)
Lokasi Umur Sumber
G.Pangradinan Pleistosen Alzwar, 1992
G.Bedil Pleistosen Alzwar, 1992
G.Malabar Holosen Alzwar, 1992
G.Pakuwojo Pleistosen Sirait, 2015
G.Singa bogor Pleistosen Hutabarat, 2007
G.Agung Pleistosen Alzwar, 1992
Page 7 of 7 Gambar 3. Hasil plotting menggunakan klasifikasi Jensen
Cation (1976) berdasarkan data primer analisis geokimia
Gambar 4. Hasil plotting menggunakan klasifikasi Peccerilo
dan Taylor (1976)
Gambar 5. Ploting diagram AFM berdasarka Rolinson (1993)
after Irvine-baragar (1971) dan kuno (1968).
Gambar 6. Dan Hasil plotting menggunakan klasifikasi
Thornton dan Tuttle, (1960), berdasarkan data primer analisis
geokimia
Gambar 7.Hasil plotting menggunakan klasifikasi Tilley,
(1964) berdasarkan data primer analisis geokimia.
Author :
Egi Bayu Utomo
NIM : 410013066
HP :085346776245
Muchlis Nurdiyanto
