Pedoman Praktikum Geologi Fisik

(1)

PEDOMAN PRAKTIKUM

GEOLOGI FISIK

(GL-2011)

2013

LABORATORIUM GEOLOGI DINAMIK

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS ILMU TEKNIK KEBUMIAN

(2)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Definisi dan Ruang Lingkup

Kata geologi berasal dari kata latin, gea berarti bumi, dan logos berarti ilmu. Geologi dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan pemahaman tentang bumi. Geologi merupakan ilmu yang mempelajari bumi sebagai obyek utama, dan sebagian besar berhubungan dengan bagian terluar dari bumi yaitu kerak bumi. Geologi meliputi studi tentang mineral, batuan, fosil; tidak hanya sebagai obyek, tetapi menyangkut penjelasan tentang sejarah pembentukannya. Geologi juga mempelajari dan menjelaskan gambaran fisik serta proses yang berlangsung dipermukaan dan dibawah permukaan bumi, pada saat sekarang dan juga pada masa lalu. Geologi fisik didalam hal ini merupakan dasar untuk mempelajari kesemuanya ini, dengan dimulai mempelajari unsur utama, yaitu batuan sebagai penyusun kerak bumi, mengenal proses pembentukannya, serta menjelaskan kehadiran serta sifat-sifat fisiknya di bumi.

1.2 Cabang Ilmu dalam Geologi

Ilmu geologi mempunyai ruang lingkup sangat luas, yang didalam pengkajiannya lebih dalam berkembang sebagai cabang ilmu yang bersifat lebih khusus dan terinci. Beberapa cabang ilmu geologi antara lain:

Petrologi, adalah studi tentang batuan, asal mula kejadiannya, terdapatnya, serta penjelasan lingkungan pembentukannya. Disiplin ini akan berhubungan dengan studi tentang mineral (mineralogi) dan bentuk-bentuk kristal dari mineral (kristalografi). Stratigrafi, adalah studi tentang urutan perlapisan pada batuan, membahas tentang hubungannya dan proses-proses sedimentasinya (sedimentologi) serta sejarah perkembangan cekungan sedimentasinya.

Paleontologi, adalah studi tentang fosil dan aspek kehidupan purba yang terekam di dalam batuan. Studi ini akan membahas tentang lingkungan pembentukan batuan, umur relatif, serta menjelaskan keadaan dan proses yang terjadi pada masa lalu (paleogeografi).

Geologi struktur, adalah studi tentang bentuk batuan dan kerak bumi, sebagai hasil dari proses perubahan (deformasi) akibat tektonik, yaitu proses gerak yang terjadi didalam bumi.

Didalam perkembangannya, geologi sebagai dasar dari ilmu kebumian, sangat berhubungan dengan ilmu dasar yang lain yaitu ilmu-ilmu fisika dan kimia. Geofisika adalah ilmu yang membahas tentang sifat-sifat fisika dari bumi, mempelajari parameter fisika, menerapkan hukum dan teori fisika untuk menjelaskan tentang proses yang

(6)

terjadi di bumi. Demikian pula Geokimia, beberapa sifat kimia dari batuan dan kerak bumi dipelajari lebih lanjut dengan prinsip dan teori kimia untuk dapat menjelaskan proses kejadiannya.

Selain itu geologi berhubungan dengan ilmu sebagai dasar ilmu terapan, misalnya: dibidang pertambangan (Geologi pertambangan), perminyakan (Geologi Minyak), teknik sipil (Geologi Teknik), hidrologi (Hidrogeologi), lingkungan (Geologi Lingkungan) dan sebagainya.

(7)

BAB 2

KRISTAL DAN MINERAL

2.1 Definisi

Mineral adalah bahan anorganik, terbentuk secara alamiah, seragam dengan

komposisi kimia yang tetap pada batas volumenya, dan mempunyai struktur kristal karakteristik yang tercermin dalam bentuk dan sifat fisiknya.

Saat ini telah dikenal lebih dari 2000 mineral. Sebagian merupakan mineral-mineral utama yang dikelompokkan sebagai Mineral Pembentuk Batuan. Mineral-mineral tersebut terutama mengandung unsur-unsur yang menempati bagian terbesar di bumi, antara lain unsur Oksigen (O), Silikon (Si), Aluminium (AL), Besi (Fe), Kalsium (Ca), Sodium (Na), Potasium (K) dan Magnesium (Mg).

2.2 Pengenalan Mineral

Mineral dapat dikenal dengan menguji sifat fisik umum yang dimilikinya. Sebagai contoh, garam dapur halite (NaCl) dapat dengan mudah dirasakan. Komposisi kimia seringkali tidak cukup untuk menentukan jenis mineral, misalnya mineral grafit (graphite) dan intan (diamond) mempunyai satu komposisi yang sama yaitu karbon (C). Mineral-mineral yang lain dapat terlihat dari sifat fisik seperti bentuk kristal, sifat belahan atau warna, atau dengan peralatan yang sederhana seperti pisau atau potongan gelas dengan mudah diuji kekerasannya.

Mineral dapat dipelajari dengan seksama dengan memerikan dari bentuk potongan (hand specimen) dari mineral, atau batuan dimana dia terdapat, dengan menggunakan lensa pembesar (hand lens/loupe), dan mengujinya dengan alat lain, seperti pisau, kawat baja, potongan gelas atau porselen dan cairan asam (misalnya HCL). Mineral juga dipelajari lebih lanjut sifat fisik dan sifat optiknya dalam bentuk preparat sayatan tipis (thin section) dengan ketebalan 0,03 mm, dibawah mikroskop polarisasi.

2.3 Sifat-sifat Mineral

Bentuk Kistal dan Perawakan (Crystal Habit)

Suatu kristal dibatasi permukaan (sisi kristal) yang mencerminkan struktur dalam dari mineral. Bentuk kristal merupakan kumpulan dari sisi-sisi yang membentuk permukaan luar kristal. Sifat simetri kristal adalah hubungan geometri antara sisi-sisinya, yang merupakan karakteristik dari tiap mineral. Satu mineral yang sama selalu menunjukkan hubungan menyudut dari sisi-sisi kristal yang disebut sebagai sudut antar sisi (constancy of interfacial angles), yang merupakan dasar dari sifat simetri. Bentuk kristal ditentukan berdasarkan sifat-sifat simetrinya yaitu, bidang simetri dan sumbu simetri.

(8)

Dikenal tujuh bentuk kristal (Gambar 2.1) yaitu; Kubus (Cubic), Tetragonal, Ortorombik (Orthorombic), Monoklin (Monoclonic), Triklin (Triclinic), Hexagonal dan Trigonal.

(9)

Beberapa mineral umumnya berupa bentuk kristal (Gambar 2.2 dan Gambar 2.3) yang terdiri dari kristal tunggal atau rangkaian kristal, yang dikenal istilahnya sebagai perawakan (crystal habit).

(10)

(11)

Warna dan Gores (Streak)

Warna dari mineral adalah warna yang terlihat di permukaan yang bersih dan sinar yang cukup. Suatu mineral dapat berwarna terang, transparan (tidak berwarna atau memperlihatkan warna yang berangsur atau berubah). Warna sangat berariasi, umumnya karena perbedaan kompisisi kimia atau pengotoran pada mineral.

Gores (streak) adalah warna dari serbuk mineral. Terlihat bila mineral digoreskan pada lempeng kasar porselen meninggalkan warna goresan. Untuk mineral-mineral logam gores dapat dipakai sebagai petunjuk.

Kilap (Luster)

Kilap adalah kenampakan hasil pantulan cahaya pada permukaan mineral. Ini akan tergantung pada kwalitas fisik permukaan (kehalusan dan trasparansi).

Tabel 2.1 Beberapa istilah kilap mineral

Belahan (Cleavage)

Belahan adalah kecenderungan dari beberapa kristal mineral untuk pecah melalui bidang lemah yang terdapat pada struktur kristalnya. Arah belahan ini umumnya sejajar dengan satu sisi-sisi kristal. Kesempurnaan belahan diperikan dalam istilah sempurna, baik, cukup atau buruk. Beberapa bentuk belahan ditunjukkan pada Gambar 2.4

Sifat pecah adakalanya tidak berhubungan dengan struktur kristal, atau mineral tersebut pecah tidak melalui bidang belahannya, yang disebut sebagai rekahan (fracture). Beberapa sifat rekahan karakteristik, misalnya pada kwarsa membentuk lengkungan permukaan yang kosentris (conchoidal fracture). Beberapa istilah lain adalah, serabut (fibrous) pada asbes, hackly, even (halus), uneven (kasar), earhty, pada mineral yang lunak misalnya kaolinit.

Kekerasan (Hardness)

Kekerasan mineral adalah ketahanannya terhadap kikisan. Kekerasan ini ditentukan dari dengan cara menggoreskan satu mineral yang tidak diketahui denga mineral lain yang telah diketahui. Dengan cara ini Mohs membuat skala kekerasan relatif dari mineral-mineral, dari yang paling lunak hingga yang paling keras. Untuk pemakaian praktis,

Metallic (logam) Seperti logam terpoles digunakan untuk pemerian mineral _bijih

Dull (tanah) buram seperti tanah

Vitrous (kaca) seperti pecahan kaca terutama untuk mineral silikat Resinous (minyak) berminyak

Silky (sutera) seperti serat benang, sejajar _permukaan

(12)

dapat digunakan kuku (± 2,5), jarum tembaga (± 3,5), pisau silet (5 - 5,5), pecahan kaca (± 5,5) dan kawat baja dengan kekerasan (± 6,5).

(13)

Tabel 2.2 Skala Kekerasan Mohs 10 Diamond (Intan) 9 Corundum (korundum) 8 Topaz 7 Quartz (Kwarsa) 6,5 > Kawat baja 6 Felspar 5,5 > Kaca 5-5, 5 > Pisau silet 5 Apathite (Apatit) 4 Fluorite (Fluorit) 3,5 > Jarum tembaga 3 Calcite (Kalsit) 2,5 > Kuku 2 Gypsum (Gips) 1 Talc (Talk)

Densitas (Specific Gravity)

Densitas mineral dapat diukur dengan sederhana di labolatorium bila kristal tersebut tidak terlalu kecil. Hubungan ini dinyatakan sebagai berikut :

Spesific Gravity (SG) = W1 / (W1 - W2)

W1 = berat butir mineral di udara

W2 = berat butir mineral di dalam air

Dilapangan agak sulit menentukan dengan pasti biasanya dengan perkiraan; berat, sedang atau ringan. Beberapa mineral yang dapat dipakai sebagai perbandingan misalnya :

- Silikat, Karbonat, Sulfat, dan Halida SG berkisar antara 2,2 - 4,0. - Bijih logam, termasuk Sulfida, dan Oksida berkisar antara 4,5 - 7,5. - Native elemen (logam), Emas dan Perak umumnya termasuk logam berat. Transparansi (Transparency)

Transparansi merupakan kemampuan (potongan pipih) mineral untuk meneruskan cahaya. Suatu obyek terlihat jelas melalui cahaya yang menembus potongan mineral yang transparan. Bila obyek tersebut terlihat secara samar, dipakai istilah transculent.

(14)

Tabel 2.3 Derajat Transparansi Transparent obyek terlihat jelas

Sub-transparent obyek sulit terlihat

Transculent obyek tak terlihat, sinar masih menembus kristal. Sub-translucent sinar diteruskan hanya pada tepi kristal

Opaque sinar tidak tembus.

Keliatan (Tenacity)

Keliatan adalah tingkat ketahanan mineral untuk hancur atau melentur. Beberapa istilah untuk memerikan sifat ini seperti pada berikut;

Tabel 2.4 Istilah pemerian Keliatan mineral. Brittle (tegar) mudah hancur/pecah

Elastic (lentur) dapat dibentuk, dapat kembali keposisi semula Flexible (liat) dapat dibetuk, tidak kembali ke posisi semula Malleable dapat dibelah menjadi lembaran

Sectille dapat dipotong dengan pisau Ductille dapat dibentuk menjadi tipis Reaksi dengan asam

Beberapa mineral akan bereaksi bila ditetesi dengan asam hidroklorit (HCl). Pada kalsit terbentuk gelembung-gelembung CO2, dan pada beberapa sulfida bijih terbentuk H2S.

Sifat lain untuk beberapa mineral misalnya rasa (taste), sifat refraksi ganda, dan sifat kemagnetan. Dalam pengenalan mineral sering digunakan asosiasi mineral untuk mengenal jenis mineral yang lain. Beberapa mineral dapat bersamaan, dan adakalanya tidak pernah ditemukan dengan mineral lain.

2.4 Klasifikasi Mineral Mineral Silikat

Mineral silikat merupakan bagian terbesar dari mineral pembentuk batuan. Mineral ini merupakan kombinasi unsur-unsur utama yang terdapat di bumi ; O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg. Perbedaan yang mudah dapat dilihat dari contoh potongan dari dua mineral dalam batuan adalah warna, yaitu terang dan gelap. Pengelompokan sederhana ini merupakan dasar yang berguna, karena terdapat hubungan empiris antara warna, kompisisi mineral, serta peranan individu dalam kristalisasi dan pembentukan batuan. Mineral Silikat Gelap

Kelompok mineral ini umumnya memiliki kilap vitrous sampai dull, sifat -sifatnya diringkas dalam tabel berikut:

(15)

Tabel 2.5 Sifat fisis Mineral Silikat Gelap

Mineral Warna SG H Belahan

Olivine (Olivin) hijau (gelap) 3,5 +6,5 1 Buruk Pyroxene (piroksen) hitam-coklat 3,3 5,5 2

Hornblende hitam 3,3 5,5 2

Biotit coklat 3,0 2,5 1 sempurna

Garnet merah (coklat) 3,5 7 tidak ada

Olivin ((Mg, Fe) K2SiO4) adalah mineral yang terbentuk pada temperatur tinggi, mengkristal paling awal. Dalam batuan seringkali dijumpai tidak sempurna karena pelarutan oleh magma sekitarnya sebelum pemadatan selesai. Pengaruh kandungan air yang cukup besar setelah atau saat konsolodasi menyebabkan olivin ber-alterasi ke serpentin.

Serpentin berwarna hijau, SG = 2,6, H = 3,5, pembentukannya melibatkan pembesaran volume dari olivin asalnya, sehingga pada beberapa batuan basa seringkali timbul retakan-retakan dan melemahkan struktur batuan. Kehadiran serpentin merubah sifat fisis batuan beku yang banyak mengandung olivin. Beberapa batuan yang baik untuk pelapis jalan (dolerit, basalt, gabro) yang mengandung olivin, dan derajat altrasinya sebaiknya diperiksa.

Piroksen (X2Y2 O6) dengan X : Ca, Fe atau Mg, dan Y : Si atau Al. Mineral ini banyak jenisnya yang terpenting dalam batuan beku adalah Augit. Augit mengandung silika dengan presentasi relatif rendah, seringkali terdapat bersamaan dengan olivin. Pengaruh air menyebabkan alterasi menjadi Khlorit (chlorite), mineral yang mirip dengan serpentin. Mineral-mineral ini jarang pada batuan sedimen, umum merupakan mineral batuan Metamorf.

Hornblende (X2-3 Y5 Z8 O22 (OH)2) dengan X : Ca, Y : Mg atau Fe, dan Z : Si atau Al. Hornblende mengandung silikat cukup banyak. Kristalisasinya dari magma mengandung komponen air (disebut mineral basah), dan kemungkinan beralterasi menjadi klorit bila kandungan air cukup banyak. Mineral ini sangat tidak stabil pada kondisi permukaan (pelapukan).

Biotit (K (Mg, Fe)6 Si6 Al2 O20 (OH)4) merupakan bagian dari kelompok mineral mika (Mica Group) yang berwarna gelap. Ikatan mineral ini sangat lemah, sangat mudah membelah sepanjang bidang kristalnya. Mengkristal dari magma yang mengandung air pada batuan beku yang banyak mengandung silika, juga pada batuan sedimen dan metamorf. Dapat beralterasi menjadi klorit. Biotit dimanfaatkan untuk bahan isolasi pada peralatan listrik, bila kristalnya cukup besar.

Garnet (R3, Al2 Si3 O12) dengan R mungkin Fe, Mg, Ca, Mn, Cr, dll. Terdapat pada batuan metamorf. Kriteria untuk mengenalnya terutama adalah kekerasannya menyamai kwarsa dan hampir tidak ada belahan. Mineral ini digunakan sebagai bahan kertas yang cukup baik, dengan memanfaatkan butirannya.

(16)

Mineral Silikat Terang

Beberapa sifat penting dari mineral-mineral ini ditunjukkan pada tabel dibawah : Tabel 2.6 Sifat Mineral Silikat Terang

Mineral Warna SG H Belahan

Feldspar (Felspar) putih, merah

Clays (Lempung) putih 2,6 2-2,5 1 sempurna Quartz (kwarsa) tak berwarna,

putih, merah,

beragam 2,65 7 tidak ada Muscovite (Muskovit) tak berwarna 2,7 2,5 1 sempurna

Felspar, dibagi dalam dua jenis utama ; Felspar ortoklas (Orthoclase feldspar) atau K feslpar, K Al Si3 O8 dan Feslpar plagioklas (Plagioclase feldspar), (Na-Ca) Si3 O8-Ca Als-Si3 O8. Felspar ortoklas terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Felspar plagioklas merupakan kandungan utama yang penting dan dipakai sebagai dasar klasifikasi batuan beku.

Mineral Lempung terbentuk hasil alterasi dari mineral lain, sebagai contoh hasil alterasi felspar dengan hadirnya air.

Ortoklas berubah menjadi Kaolin : Al2 Si2 O5 (OH)4 bila K (K-hidroksida) dipindah oleh reaksi dengan air.

Ortoklas + air = Kaolin + silika + K

Perubahan menjadi Illite : Al2 Si2 O5 (OH)4 bila K tidak dipindah secara keseluruhan. Ortoklas + air = Illite + K

Plagioklas baralterasi menjadi Montmorilonite 2H + 2Al2 (Al Si3) O10 (OH)2 : plagioklas + air = Montmorilonite + Ca hidroksida.

Kandungan air yang cukup besar dapat merubah montmorilonite menjadi kaolin. Dalam beberapa hal kaolin merupakan hasil akhir, misalnya, pada proses pelapukan.

Mineral lempung dimanfaatkan dibanyak tempat. Kaolin digunakan sebagai bahan industri keramik. Montmorilonite dimanfaatkan kandungan bentonite nya.

Kwarsa (SiO2) tidak berwarna bila murni penambahan zat lain akan merubah warna beragam, misal hadirnya “mangan” memberi warna kemerahan (rose quartz) besi menjadi ungu (amethyst), dan merah coklat (jasper) tergantung pada kandungan kombinasi dengannya. Jenis silika yang lain Kalsedon (Chalcedonic silika) Chert, Flint, Opal dan Agate.

(17)

Kwarsa dijumpai pada batuan yang kaya akan silika misalnya granit, juga didapat bersama mineral lain, termasuk bijih. Kwarsa digunakan sebagai bahan gelas dan untuk indusri alat-alat listrik.

Muskovit K2 Al4 Si6 Al2 O20 (OH)4 termasuk kelompok mika yang hampir sama

dengan biotit. Terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Digunakan sebagai bahan isolasi panas atau listrik. Muskovit terdapat juga pada batuan sedimen dan metamorf. Seperti jenis mika lainnya, muskovit beralterasi menjadi montmorilonite. Mineral Non Silikat

Secara garis besar hampir semua mempunyai komposisi kimia yang sederhana ; berupa unsur, sulfida (bila unsur logam bersenyawa dengan sulfur), atau oksida (bila unsur logam bersenyawa dengan oksigen). Native element seperti tembaga, perak atau emas agak jarang terdapat. Sulfida kecuali Pirit, tidak jarang ditemukan, tetapi hanya cukup berarti bila relatif terkonsentrasi dalam urat (Vein) dengan cukup besar.

Tabel 2.7 Sifat Mineral Bijih

Mineral Warna Gores SG H Belahan Sulfida

Galena PbS abu-abu hitam 7,5 2,5 3 sejajar sisi kubus hl Sphalerite T Coklat-kemerahan hitam 4 4 3

Pyrite FeS2 Kuning hitam 5 6 tidak ada

Oksida

Magnetitte Fe3O4 hitam hitam ± 5 rekahan buruk Limonite Fe2O3 hitam tanah coklat 4 5 rekahan buruk Heamatite Fe2O3 hitam, abu-abu coklat 5 5,5 tidak ada

Pirit berbentuk kubus, terdapat dibatuan beku yang kaya silika. Pirit pernah dimanfaatkan untuk diambil sulfurnya.

Magnetit terdapat dihampir semua batuan beku, juga batuan metamorf sering kali berasosiasi dengan kholrit. Pada batuan sedimen, mineral-mineral ini dijumpai sebagai butiran yang terkonsentrasi secara ilmiah karena densitas yang berbeda, kadang-kadang juga karena adanya kandungan besi pada endapan.

Hematit, terdapat dari hampir semua batuan, juga terkosentrasi dalam bentuk urat, membentuk jebakan yang ekonomis. Pada batupasir sering kali berfungsi sebagai semen. Limonit dan Geotit terbentuk oleh kombinasi oksida besi dan air.

(18)

Mineral Non Logam

Mineral yang paling umum dijumpai adalah karbonat, sebagian besar kalsit, gips; yaitu kalsium sulfat. Semuanya berwarna putih atau tak berwarna. Sering dijumpai dalam bentuk urat bersama bijih logam, umumnya bernilai ekonomis dan hanya sebagai gangue mineral.

Gips dan asosiasi mineral sulfat, andhidrit, keduanya didapatkan dengan batugaram (halite) pada endapan yang terbentuk karena penguapan garam-garam air laut. Nama yang umum dipakai adalah Kelompok Evaporite, Gips, andhidrit dan halit digunakan bahan industri kimia, bahan bangunan dll. Kalsit adalah mineral yang penting dalam batugamping dan juga terdapat di banyak sedimen. Merupakan unsur mineral yang prinsip dalam marmer dan juga terdapat dalam urat sebagai gangue mineral bersama kwarsa, barite, dan fluorite.

Tabel 2.8 Sifat fisik Mineral Non logam, Non Silikat

Mineral Warna SG H Belahan

Barite, BaSO4 putih 4,5 3,5 2

Fluorite, CaF2 beragam 3 4 4sejajar sisi oktahedron Kelompok Evaporite

Gypsum, CaSO4.2H2O putih-tak berwarna 2 2 1 sempurna

Halite, NaCl tak berwarna 2 2 3 sempurna sejajar sisi kubus

Kelompok Karbonat

Kalsit, CaCO3 putih-tak berwarna 3 2,7 3 sejajar sisi rhombohedron

Dolomite, CaMg(CO3)2 putih pucat 4 3 3 sejajar sisi rhombohedron

2.5 Praktikum Pengenalan Mineral

Tujuan

• Dapat mengidentifikasi sifat fisik mineral (warna, gores, kilap, belahan, kekerasan, dll.)

• Dapat mengidentifikasi mineral penyusun batuan berdasarkan sifat fisik mineral Peralatan

Praktikum pengenalan mineral menggunakan beberapa peralatan antara lain: kaca pembesar (min. 10x perbesaran), magnet, paku baja, contoh mineral, dan alat tulis.

(19)

Tugas

Setelah mempelajari sifat-sifat fisik mineral, identifikasi mineral yang tersedia berdasarkan sifat-sifat fisiknya, kemudian tentukan nama mineral berdasarkan tabel pada daftar mineral dan sifat fisiknya (Gambar 2.8 hingga Gambar 2.12).

Pertama identifikasi mineral berdasarkan kilapnya, kemudian kekerasannya. Gunakan urutan identifikasi sesuai dengan tabel yang tersedia. Untuk mineral dengan kilap metal gunakan tabel pada Gambar 2.5, sedangkang untuk mineral dengan kilap bukan metal gunakan tabel pada Gambar 2.6 dan Gambar 2.7.Gunakan tabel pada Gambar 2.13.

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

(29)

BAB 3

BATUAN BEKU

3.1 Batuan

Batuan adalah kumpulan dari satu atau lebih mineral, yang merupakan bagian dari kerak bumi (Gambar 3.1). Terdapat tiga jenis batuan yang utama yaitu: batuan beku (igneous rock), terbentuk dari hasil pendinginan dan kristalisasi magma didalam bumi atau dipermukaan bumi; batuan sedimen (sedimentary rock), terbentuk dari sedimen hasil rombakan batuan yang telah ada, oleh akumulasi dari material organik, atau hasil penguapan dari larutan; dan batuan metamorfik (metamorphic rock), merupakan hasil perubahan dalam keadaan padat dari batuan yang telah ada menjadi batuan yang mempunyai komposisi dan tekstur yang berbeda, sebagai akibat perubahan panas, tekanan, kegiatan kimiawi atau perpaduan ketiganya. Semua jenis batuan ini dapat diamati dipermukaan sebagai (singkapan). proses pembentukannya juga dapat diamati saat ini. Sebagai contoh, kegiatan gunung api yang menghasilkan beberapa jenis batuan beku, proses pelapukan , erosi, transportasi dan pengendapan sedimen yang setelah melalui proses pembatuan (lithification) menjadi beberapa jenis batuan sedimen.

Kerak bumi ini bersifat dinamik, dan merupakan tempat berlangsungnya berbagai proses yang mempengaruhi pembentukan ketiga jenis batuan tersebut. Sepanjang kurun waktu dan akibat dari proses-proses ini, suatu batuan akan berubah menjadi jenis yang lain. Hubungan ini merupakan dasar dari jentera (siklus) batuan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.2.

Gambar 3.1 Batuan merupakan kumpulan/agregat dari satu atau lebih jenis mineral yang terbentuk secara alamiah.

(30)

Gambar 3.2 Siklus batuan, tanda panah hitam merupakan siklus lengkap, tanda panah putih merupakan siklus yang dapat terputus

3.2 Asal Kejadian Batuan Beku

Batuan beku merupakan kumpulan (aggregate) dari bahan yang lebur yang berasal dari selubung bumi (mantel). Sumber panas yang diperlukan untuk meleburkan bahan ini berasal dari dalam bumi, dimana temperatur pada umumnya bertambah dengan 30oC setiap kilometer kedalaman (geothermal gradien). Bahan yang lebur ini, atau magma,

adalah larutan yang kompleks, terdiri dari silikat dan air, dan berbagai jenis gas. Magma dapat mencapai permuakaan, dikeluarkan (ekstrusi) sebagai lava, dan membeku di dalam bumi disebut batuan beku intrusif dan yang membeku dipermukaan disebut sebagai batuan beku ekstrusif.

Komposisi dari magma tergantung pada komposisi batuan yang dileburkan pada saat pembentukan magma. Jenis batuan beku yang terbentuk tergantung dari berbagai faktor diantaranya, komposisi asal dari peleburan magma, kecepatan pendinginan dan reaksi yang terjadi didalam magma ditempat proses pendinginan berlangsung. Pada saat magma mengalami pendinginan akan terjadi kristalisasi dari berbagai mineral utama yang mengikuti suatu urutan atau orde, umumnya dikenal sebagai Seri Reaksi Bowen. Seri reaksi seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3 memberikan petunjuk pembentukan berbagai jenis batuan beku dan menjelaskan asosiasi dari beberapa mineral.

(31)

Gambar 3.3 Seri reaksi untuk pembentukan batuan beku dari magma

Pada Gambar 3.3ditunjukkan bahwa mineral pertama yang terbentuk cenderung mengandung silika rendah. Seri reaksi menerus (continuous) pada plagioklas dimaksudkan bahwa, kristal pertama, plagioklas-Ca (anorthite), menerus bereaksi dengan sisa larutan selama pendinginan berlangsung. Disini terjadi substitusi Sodium (Na) terhadap Kalsium (Ca).

Seri tak-menerus (discontinuous) terdiri dari mineral-mineral feromagnesian (Fe-Mg). Mineral pertama yang terbentuk adalah olivine. Hasil reaksi selanjutnya antara olivine dan sisa larutannya membentuk piroksen (pyroxene). Proses ini berlanjut hingga terbentuk biotite.

Apabila magma asal mempunyai kandungan silika rendah dan kandungan besi (Fe) dan magnesium (Mg) tinggi, magma dapat membentuk batuan sebelum seluruh seri reaksi ini terjadi. Batuan yang terbentuk akan kaya Mg dan Fe, yang dikatakan sebagai batuan mafic , dengan mineral utama olivin, piroksen dan plagioklas-Ca. Sebaliknya, larutan yang mengandung Mg dan Fe yang rendah, akan mencapai tahap akhir reaksi, dengan mineral utama felspar, kwarsa dan muskovit, yang dikatakan sebagai batuan felsic atau sialic.

Seri reaksi ini adalah ideal, bahwa perubahan komposisi cairan magma dapat terjadi di alam oleh proses kristalisasi fraksional (fractional crystallization), yaitu pemisahan kristal dari cairan karena pemampatan (settling) atau penyaringan (filtering), juga oleh proses asimilasi (assimilation) dari sebagaian batuan yang terlibat akibat naiknya cairan magma, atau oleh percampuran (mixing) dua magma dari komposisi yang berbeda.

(32)

3.3 Bentuk dan Keberadaan Batuan Beku

Batuan intrusif dan batuan ekstrusif dapat berupa bentuk geometri yang bermacam-macam. Gambar 3.4 menunjukkan bentuk-bentuk batuan beku yang umumnya dijumpai dialam, dan hubungan antara jenis batuan dan keberadaannya ditunjukkan pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Hubungan antara jenis batuan dan kebaradaannya pada kerak bumi

Jenis Batuan Bentuk

Pumice Aliran lava, piroklastik

Scoria Kerak pada aliran lava, piroklastik

Obsidian Aliran lava

EKS Ryolit

Andesit Aliran lava, intrusi dangkal Basalt

Ryolit porfir Korok (Dikes), sill, lakolit, Andesit porfir diintrusikan pada kedalaman Basalt porfir menengah - dangkal

Granit

INT Diorit Batolit dan stock berasal dari

Gabro intrusi dalam

Peridotit

(33)

Masa batuan beku (pluton) intrusif adalah batolit (batholith), umumnya berkristal kasar (phaneritic), dan berkomposisi granitik. Stok (stock), mempunyai komposisi yang sama, berukuran lebih kecil (< 100 km). Korok (dike) berbentuk meniang (tabular), memotong arah struktur tubuh batuan. Bentuk-bentuk ini, didasarkan pada hubungan kontaknya dengan struktur batuan yang diterobos disebut sebagai bentuk batuan beku yang diskordan (discordant igneous plutons). Sill, berbentuk tabular, dan Lakolit (lacolith), tabular dan membumbung dibagian tengahnya, memotong sejajar arah umum batuan, yang disebut sebagai bentuk batuan beku yang konkordan (concordant igneous plutons).

3.4 Pengenalan Batuan Beku

Batuan beku diperikan dan dikenal berdasarkan komposisi mineral dan sifat tekstur nya. Komposisi mineral batuan mencerminkan informasi tentang magma asal batuan tersebut dan posisi tektonik (berhubungan struktur kerak bumi dan mantel) tempat kejadian magma tersebut. Tekstur akan memberikan gambaran tentang sejarah atau proses pendinginan dari magma.

Komposisi Mineral

Pada dasarnya sebagian besar (99%) batuan beku hanya terdiri dari unsur-unsur utama yaitu; Oksigen, Silikon, Aluminium, Besi, Kalsium, Sodium, Potasium dan Magnesium. Unsur-unsur ini membentuk mineral silikat utama yaitu; Felspar, Olivin, Piroksen, Amfibol, kwarsa dan Mika. Mineral-Mineral ini menempati lebih dari 95% volume batuan beku, dan menjadi dasar untuk klasifikasi dan menjelaskan tentang magma asal. Komposisi mineral berhubungan dengan sifat warna batuan. Batuan yang banyak mengandung mineral silika dan alumina (felsik) akan cenderung berwarna terang, sedangkan yang banyak mengandung magnesium, besi dan kalsium umumnya mempunyai warna yang gelap. Bagan yang ditunjukkan pada Gambar 3.5 merupakan cara pengenalan secara umum yang didasarkan terutama pada komposisi mineral.

(34)

Gambar 3.5 Bagan untuk pengenalan dan klasifikasi umum batuan beku

Sebagai penjelasan, muskovit dan biotit adalah mineral tambahan dan bukan mineral utama untuk dasar pengelompokan. Amfibol dan piroksen menjadi mineral tambahan pada kelompok batuan granitik.

Tekstur

Tekstur adalah kenampakkan dari ukuran, bentuk dan hubungan keteraturan butiran atau kristal dalam batuan. Didalam pemerian masroskopik, dikenal tekstur-tekstur yang utama yaitu :

(35)

Fanerik (phaneric)

Terdiri dari mineral yang dapat diamati secara makroskopik, berbutir (kristal) kasar, umumnya lebih besar dari 1 mm sampai lebih besar dari 5 mm. Pada pengamatan lebih seksama dibawah mikroskop, dapat dibedakan bentuk-bentuk kristal yang sempurna (euhedral), sebagaian sisi kristal tidak baik (subhedral) bentuk kristal tak baik (anhedral).

Gambar 3.6 Tekstur fanerik yang memperlihatkan mineral yang dapat diidentifikasi dengan mata telanjang.

Afanitik (aphanitic)

Terdiri dari mineral berbutir (kristal) halus, berukuran mikroskopik, lebih kecil dari 1 mm, dan tidak dapat diamati di bawah pengamatan biasa.

(36)

Gambar 3.7 Tekstur batuan afanitik, yang tidak dapat diamati dengan mata telanjang.

Porfiritik (Porphyritic)

Tekstur ini karakteristik pada batuan beku, yang memperlihatkan adanya butiran (kristal) yang tidak seragam (inequigranular), dimana butiran yang besar, disebut sebagai fenokris (phenocryst), berbeda didalam masadasar (groundmass) atau matriks (matrix) yang lebih halus (dapat berupa kristal halus (afanitik), maupun fanerik).

(37)

Gambar 3.8 Tekstur afanitik porfiritik dan fanerik porfiritik. Vesikuler (Vesicular)

Tekstur yang ditujukkan adanya rongga (vesicle) pada batuan, berbentuk lonjong, oval atau bulat. Rongga-rongga ini adalah bekas gelembung gas yang terperangkap pada saat pendinginan. Bila lubang-lubang ini telah diisi mineral disebut amygdaloidal.

Gelas (glassy)

Tekstur yang menyerupai gelas, tidak mempunyai bentuk kristal (amorph).

Gambar 3.9 Beberapa tekstur yang umum dalam batuan beku. Gelas (pertama dari kiri), vesikuler (kedua dari kiri), porfiritik (ketiga dari kiri), fanerik (keempat dari

kiri).

Beberapa tekstur karakteristik yang masih dapat diamati secara makroskopik diantaranya adalah; tekstur ofitik (ophytic) atau tekstur diabasik (diabasic).

Tekstur pada batuan beku merupakan pencerminan mineralogi dan proses pembekuan magma atau lava pada tempat pembentukannya. Tekstur fanerik adalah hasil pembekuan yang lambat, sehingga dapat terbentuk kristal yang kasar. Umumnya terdapat pada batuan plitonik. Tekstur afanitik atau berbutir halus, umumnya terdapat pada batuan ekstrusif, yang merupakan hasil pembekuan yang bertahap, dari proses pendinginan yang lambat, dan sebelum keseluruhan magma membeku, kemudian berubah menjadi cepat. Tekstur vesikuler merupakan ciri aliran lava, dimana terjadi lolosnya gas pada saat lava masih mencair, menghasilkan rongga-rongga. Tekstur gelas terjadi karena pendinginan yang sangat cepat tanpa disertai gas, sehingga larutan

(38)

mineral tidak sempat membentuk kristal (amorph). tekstur ini umumnya terdapat pada lava.

3.5 Klasifikasi Batuan Beku

Dasar untuk mengelompokan batuan beku yang terutama adalah kriteria tentang komposisi mineral dan tekstur. Kriteria ini tidak saja berguna untuk pemerian batuan, akan tetapi juga untuk menjelaskan asal kejadian batuan.

Banyak sekali klasifikasi yang dapat dipakai, yang penting untuk diketahui untuk kriteria mineralogi adalah ;

- Kehadiran Mineral Kwarsa

Kwarsa adalah mineral utama pada batuan felsik, dan merupakan mineral tambahan pada batuan menengah atau mafik.

- Komposisi dari Felspar

K-Felspar dan Na-Felspar adalah mineral-mineral utama pada batuan felsik, tetapi jarang atau tidak terdapat pada batuan menengah atau mafik. Ca-Plagioklas adalah mineral karakteristik batuan mafik.

-Proporsi Mineral Feromagnesia (Fe-Mg)

Sebagai batasan umum, batuan mafik kaya akan mineral Fe-Mg, dan batuan felsik kaya akan kwarsa. Olivin umumnya hanya terdapat pada batuan mafik. Piroksen dan amfibol hadir pada batuan mafik sampai menengah. Biotit umumnya terdapat pada batuan menengah sampai felsik.

Gambar 3.5 adalah bagan klasifikasi yang umum, yang dapat dipakai untuk pemerian jenis batuan beku secara makroskopik.

3.6 Praktikum

Tujuan

• Dapat mendeskripsi dan menginterpretasi tekstur batuan beku • Dapat mendeskripsi komosisi mineral dari batuan beku

• Dapat mengklasifikasi batuan beku berdasarkan tekstur dan komposisi mineral • Mengeksplorasi lebih lanjut informasi tentang batuan beku dari sumber lain

(internet, buku, dll) Peralatan

(39)

Tugas

Deskripsi sampel batuan, lakukan hal-hal berikut: a. Tuliskan kode sampel batuan.

b. Tulis dan deskripsikan tekstur batuan yang dapat teramati. • Tekstur (faneric, afanitik, porfiritik, gelas, vesikuler?)

i. Apakah terlihat minerak diskrit? ii. Apakah saling interloking?

iii. Apakah ada masadasar yang halus? iv. Apakah berbentuk vesikuler?

• Komposisi (mineral apa saja yang ada??) Gunakan kaca pembersar!! i. Apakah ada kuarsa?

ii. Feldspar? iii. Mika? iv. Piroksen?

v. Olivin?

vi. Yang lainnya?

• Tekstur dan atau pengamatan lainnya?

c. Klasifikasikan sampel tersebut (tentukan nama batuan) berdasarkan hasil obsevasi pada poin b sesuai dengan bagan pada Gambar 3.5.

d. Sketsa sampel batuan dengan jelas.

e. Perkirakan lokasi/lingkungan pembentukan batuan tersebut. f. Lakukan untuk hal yang sama untuk sampel batuan yang lain.

(40)

BAB 4

BATUAN SEDIMEN

4.1 Kejadian Batuan Sedimen

Batuan sedimen terbentuk dari bahan yang pernah lepas dan bahan terlarut hasil dari proses mekanis dan kimia dari batuan yang telah ada sebelumnya, dari cangkang binatang, sisa tumbuhan. Proses yang terlihat disini mencakup penghancuran batuan oleh pelapukan dan erosi, hasil keduanya dan pengangkutan hasil tersebut kemudian terubah oleh proses kompaksi, sementasi menjadi batuan yang padat.

4.2 Tekstur Batuan Sedimen

Besar butir (grain size)

Besar butir adalah ukuran (diameter dari fragmen batuan). Skala pembatasan yang dipakai adalah “skala Wentworth”

Diameter butir Istilah

Lebih besar 256 mm Bourder (bongkah) 64 mm s/d 256 mm Cobble (berangkal)

4 mm s/d 64 Pebble (kerakal)

2 mm s/d 4 mm Granuale (kerikil)

1/16 mm s/d 1/16 mm Sand (pasir) 1/256 mm s/d 1/16 mm Silt (lanau)

Lebih kecil 1/256 Clay (lempung)

Pemilahan (Sorting)

Pemilahan adalah tingkat keseragaman besar butir.

Istilah-istilah yang dipakai adalah “terpilah baik” (butir-butir sama besar), “terpilah sedang dan “terpilah buruk (gambar 3.1).

(41)

Gambar 4.2 Contoh visual pemilahan baik (kiri) dan pemilahan buruk (kanan).

Kebundaran (roundness)

Kebundaran adalah tingkat kelengkungan dari setiap fragmen/butiran. Istilah-istilah yang dipakai adalah (gambar 3.2) :

- membundar baik (well rounded) - membundar (rounded)

- membundar tanggung (sub rounded) - menyudut tanggung (sub angular) - menyudut (angular)

(42)

Gambar 4.3 Perbandingan kebundaran

Gambar 4.4 Kenampakan kebundaran butir.

Kemas (Fabric)

Kemas adalah sifat hubungan antar butir di dalam suatu masa dasar atau di antara semennya. Istilah-istilah yang dipakai adalah “kemas terbuka” digunakan untuk butiran yang tidak saling bersentuhan, dan kemas tertutup” untuk butiran yang saling bersentuhan

(43)

Gambar 4.5 Kenampakan kemas terbukan dan tertutup. Porositas

Porositas adalah perbandingan antara jumlah volume rongga dan volume keseluruhan dari satu batuan. Dalam hal ini dapat dipakai istilah-istilah kualitatif yang merupakan fungsi daya serap batuan terhadap cairan. Porositas ini dapat diuji dengan meneteskan cairan. Istilah-istilah yang dipakai adalah Porositas dangat baik” (very good), “baik” (good), “sedang” (fair), “buruk” (poor.

Semen dan Masa Dasar

Semen adalah bahan yang mengikat butiran. Semen terbentuk pada saat pembentukan batuan, dapat berupa silika, karbonat, oksida besi atau mineral lempung.

Masa dasar (matrix) adalah masa dimana butiran/fragmen berada dalam satu kesatuan. Masa dasar terbentuk bersama-sama fragmen pada saat sedimentasi, dapat berupa bahan semen atau butiran yang lebih halus.

(44)

Gambar 4.6 Hubungan antara matrik, semen, dan butiran.

4.3 Struktur Sedimen

Struktur sedimen termasuk ke dalam struktur primer, yaitu struktur yang terbentuk pada saat pembentukan batuan (pada saat sedimentasi). Beberapa struktur sedimen yang dapat diamati pada satuan antara lain :

Perlapisan

Perlapisan adalah bidang kemasan waktu yang dapat ditunjukkan oleh perbedaan besar butir atau warna dari bahan penyusunannya. Jenis perlapisan beragam dari sangat tipis (laminasi) sampai sangat tebal.

Perlapisan bersusun (graded bedding)

Merupakan susunan perlapisan dari butir yang kasar berangsur menjadi halus pada satu satuan perlapisan. Struktur ini dapat dipakai sebagai petunjuk bagian bawah dan bagian atas dari perlapisan tersebut. Umumnya butir yang kasar merupakan bagian bawah (bottom) dan butiran yang halus merupakan bagian atas (top).

Perlapisan silang-siur (cross bedding)

Merupakan bentuk lapisan yang terpotong pada bagian atasnya oleh lapisan berikutnya dengan sudut yang berlainan dalam satu satuan perlapisan (Gambar 3.3). Lapisan ini terutama terdapat pada batupasir.

Gelembur gelombang (current ripple)

(45)

Flute cast

Struktur sedimen berbentuk suling dan terdapat pada dasar suatu lapisan yang dapat dipakai untuk menentukan arus purba (gambar 3.2).

Load cast

Struktur sedimen yang terbentuk akibat pengaruh beban sedimen diatasnya (gambar 3.3).

Gambar 4.7 Beberapa struktur sedimen, perlapisan gelembur (kiri atas), perlapisan sejajar (kanan atas dan kiri bawah), perlapisan bersusun (kanan bawah).

(46)

Gambar 4.9 Struktur-struktur sedimen pada batuan sedimen.

4.4 Komposisi Batuan Sedimen

Batuan sedimen dibentuk dari material batuan lain yang telah mengalami pelapukan dan stabil dalam kondisi temperature dan tekanan permukaan. Batuan sedimen dibentuk oleh 4 material utama yaitu :

a. Kwarsa b. Karbonat c. Lempung d. Fragmen batuan Kwarsa

Kwarsa adalah salah satu dari mineral-mineral klastik pada batuan sedimen yang berasal dari batuan granit kerak kontinental, bersifat keras, stabil dan tahan terhadap pelapukan. Kwarsa tidak mudah lapuk walaupun telah mengalami transportasi oleh air, malahan sering terakumulasi seperti endapan pasir fluvial pada lingkungan pantai.

Kalsit

Kalsit adalah mineral utama pembentuk batugamping (limestones) yang juga dapat berfungsi sebagai semen pada batupasir dan batulempung. Kalsium (Ca) berasal dari batuan-batuan beku, sedangkan karbonat berasal dari air dan karbon dioksida. Kalsium diendapkan sebagai CaCO3 atau diambil dari air laut oleh organisme-organisme dan dihimpun sebagai material cangkang. Ketika organisme tersebut mati, fragmen-fragmen cangkangnya biasanya terkumpul sebagai partikel klastik yang paling kaya membentuk macam-macam batugamping.

Lempung

Mineral-mineral lempung berasal dari pelapukan silikat, khususnya feldspar. Mereka sangat halus serta terkumpul dalam lumpur dan serpih. Kelimpahan feldspar dalam

(47)

kerak bumi dan bukti bahwa pelapukan secara cepat dibawah kondisi atmosfer, terlihat dari mineral-mineral lempung pada batuan-batuan sedimen dalam jumlah yang besar. Fragmen-fragmen batuan

Batuan sumber yang telah mengalami pelapukan membentuk fragmen-fragmen berbutir kasar dan endapan klastik seperti kerikil. Fragmen-fragmen batuan adalah juga hadir sebagai butiran dalam beberapa batuan berukuran halus.

4.5 Klasifikasi Batuan Sedimen Golongan detritus/klastik

Breksi (Breccia)

Berukuran butir lebih besar dari 2 mm, dengan fragmen menyudut, umumnya terdiri dari fragmen batuan hasil rombakan yang tertanam dalam masa dasar yang lebih halus dan tersemenkan. Bahan penyusun dapat berupa bahan dari proses vulkanisme yang disebut breksi volkanik.

Konglomerat (Conglomerate)

Berukuran butir lebih besar dari 1/16 mm - 2 mm. Dapat dikelompokkan menjadi, Batupasir halus, sedang dan kasar.

Jenis-jenis batupasir ditentukan oleh bahan penyusunannya misalnya ; “Greywacke” yaitu batupasir yang banyak mengandung material volkanik. “Arkose”, yaitu batupasir yang banyak mengandung felspar dan kwarsa. Kadang-kadang komposisi utama dipakai untuk penamaannya misalnya; Batupasir kwarsa, “Kalkarenit” yaitu hampir keseluruhannya terdiri dari butiran gamping.

Batulanau (Siltstone)

Berukuran butir antara 1/256 - 1/16 mm, perbedaan dengan batupasir atau betulempung hanya perbedaan besar butirnya.

Batulempung (Claystone)

Berukuran butir sangat luas, lebih kecil dari 1/256 mm. Umumnya terdiri dari mineral-mineral lempung. Perbedaan komposisinya dapat dicirikan dari warnanya (berhubungan dengan lingkungan pengendapan)

Serpih (Shale)

Serpih mempunyai sifat-seperti batulempung atau batulanau, tetapi pada bidang-bidang lapisan memperlihatkan belahan yang menyerpih (berlembar).

Napal (Marl)

Napal adalah batulempung yang mempunyai komposisi karbonat yang tinggi, yaitu antara 30% - 60%. Sifat ini dapat berangsur menjadi lebh kecil dari 30% yang dikenal dengan nama batulempung gampingan dan dapat lebih besar dari 60% yang disebut

(48)

batugamping lempungan (umum dijumpai dalam pemerian batuan detrius yang mengandung unsur karbonat).

Gambar 4.10 Beberapa contoh batuan sedimen klastik. Golongan karbonat

Secara umum dinamakan batugamping (Limestone) karena komposisi utamanya adalah mineral kalsit (CaCO2). Termasuk pada kelompok ini adalah Dolomit (CaMg (CO3)2). Sumber yang utama batugamping adalah “terumbu” (reef), yang berasal dari kelompok binatang laut. Macam-macam batugamping dapat dilihat pada Gambar.3.6.

Pada batugamping klastik, sedimentasi mekanis sangat berperan, dimana bahan penyusun merupakan hasil rombakan dari sumbernya.

Dikenal beberapa jenis batugamping :

-Kalkarenit yaitu batupasir dengan butiran gamping/kalsit -Kalsirudit yaitu berukuran butir lebih besar dari 2 mm dan -Batugamping bioklastik atau batugamping kerangka (Skeletal),

(49)

Pada sedimentasi organik dikenal “Batugamping terumbu” dimana bahan penyusun terdiri dari Koral, Foraminifera dan ganggang yang saling mengikat satu sama lainnya. Sedimentasi yang sifatnya kimiawi, merupakan hasil penguapan larutan gamping, dikenal sebagai “Batugamping kristalin”, terdiri dari kristal kalsit. Dapat disebut dolomit, jika terjadi penggantian kristal kalsit menjadi dolomit.

Gambar 4.11 Contoh kenampakan batugamping bioklastik dan batugamping terumbu.

Golongan evaporit

Umumnya batuan ini terdiri dari mineral, dan merupakan nama dari batuan tersebut. misalnya :

Anhidrit yaitu garam CaSO4

Gypsum yaitu garam CaSO4xH2O

Halit (Rocksalt) yaitu garam NaCl. Golongan Batubara

Terbentuk dari sisa tumbuhan yang telah mengalami proses tekanan dan pemanasan. Dapat dibedakan jenisnya berdasarkan kematangannya dan variasi komposisi Carbon dan Hidrogen :

- Gambut (peat) = 54% C - 5% H - Batubara muda = 67% C - 6% H - Batubara (Coal) = 78% C - 6% H - Antrasit = 91% C - 3% H

(50)

Gambar 4.12 Salah satu kenampakan batubara di lapangan. Golongan silika

Terdiri dari batuan yang umumnya diendapkan pada lingkungan laut dalam, bersifat kimiawi dan kadang-kadang juga berasosiasi dengan organisme seperti halnya radiolaria dan diatomea. Contoh batuan ini adalah : Chert (Rijang), Radiolarit, Tanah Diatomea.

(51)

Gambar 4.13 Bagan klasifikasi batuan sediment

(52)

4.6 Praktikum Tujuan

• Dapat mendeskripsi dan menginterpretasi tekstur batuan sedimen

• Mengklasifikasikan batuan sedimen dalam kategori kimia, detritus, dan atau organik

• Dapat mendeskripsi komposisi mineral dari batuan sedimen

• Dapat mengklasifikasi batuan sedimen berdasarkan tekstur dan komposisi mineral

• Dapat menginterpretasi struktur sedimen

• Dapat memperkirakan lingkungan pembentukan berdasarkan komposisi mineral, tekstur dan struktur sedimen.

• Mengeksplorasi lebih lanjut informasi tentang batuan sedimen dari sumber lain (internet, buku, dll)

Peralatan

• Alat tulis, kaca pembesar, sampel batuan sedimen. • HCl, komparator besar butir.

Tugas

1. Deskripsi batuan sedimen.

a. Tentukan sampel batuan sedimen yang anda dapatkan termasuk dalam golongan klastik, karbonat, evaporit, batubara atau silica!

b. Deskripsikan besar butir dan tekstur lainnya sesuai dengan golongan batuan sedimennya. Gunakan larutan HCl untuk mengetahui material/mineral penyusun dan semen (jika ada).

c. Jika tidak terjadi reaksi dengan HCl, tentukan kekerasan mineral penyusun batuan tersebut, kemudian tentukan nama/jenis mineralnya.

d. Perhatikan baik-baik, apakah sampel anda memiliki fosil dan tekstur khusus lainnya?

e. Tentukan nama batuan sesuai dengan Gambar 4.14.

f. Minta bantuan asisten untuk memastikan nama batuan dan deskripsi anda sudah dalam keadaan benar.

(53)

BAB 5

BATUAN METAMORFIK

5.1 Kejadian Batuan Metamorf

Batuan metamorf adalah batuan ubahan yang terbentuk dari batuan asalnya, berlangsung dalam keadaan padat, akibat pengaruh peningkatan suhu (T) dan tekanan (P), atau pengaruh kedua-duanya yang disebut proses metamorfisme dan berlangsung di bawah permukaan.

Proses metamorfosis meliputi : - Rekristalisasi.

- Reorientasi

- pembentukan mineral baru dari unsur yang telah ada sebelumnya.

Proses metamorfisme membentuk batuan yang sama sekali berbeda dengan batuan asalnya, baik tekstur maupun komposisi mineral. Mengingat bahwa kenaikan tekanan atau temperatur akan mengubah mineral bila batas kestabilannya terlampaui, dan juga hubungan antar butiran/kristalnya. Proses metamorfisme tidak mengubah komposisi kimia batuan. Oleh karena itu disamping faktor tekanan dan temperatur, pembentukan batuan metamorf ini jika tergantung pada jenis batuan asalnya.

5.2 Jenis metamorfisme

a) Metamorfisme thermal (kontak), terjadi karena aktiftas intrusi magma, proses yang berperan adalah panas larutan aktif.

b) Metamorfisme dinamis, terjadi di daerah pergeseran/pergerakan yang dangkal (misalnya zona patahan), dimana tekanan lebih berperan dari pada panas yang timbul. Seringkali hanya terbentuk bahan yang sifatnya hancuran, kadang-kadang juga terjadi rekristalisasi.

c) Metamorfisme regional, proses yang berperan adalah kenaikan tekanan dan temperatur. Proses ini terjadi secara regional, berhubungan dengan lingkungan tektonis, misalnya pada jalur “pembentukan pegunungan” dan “zona tunjaman” dsb.

5.3 Tekstur batuan metamorf

Tekstur batuan metamorf ditentukan dari bentuk kristal dan hubungan antar butiran mineral (Gambar 5.1).

(54)

“Lepidoblastik”, mineral-mineral pipih dan sejajar “Nematoblastik”, bentuk menjarum dan sejajar “Granoblastik”, berbentuk butir

b. Heteroblastik, terdiri dari kombinasi tekstur homeoblastik

Gambar 5.1 Tekstur batuan metamorfik

5.4 Struktur batuan metamorf

Struktur pada batuan metamorf yang terpenting adalah “foliasi”, yaitu tekstur yang memperlihatkan orientasi kesejajaran mineral. Kadang-kadang foliasi menunjukkan orientasi yang hampir sama dengan perlapisan batuan asal (bila berasal dari batuan sedimen), akan tetapi orientasi mineral tersebut tidak ada sama sekali hubungan dengan sifat perlapisan batuan sedimen. Foliasi juga mencerminkan derajat metamorfisme. Jenis-jenis foliasi di antaranya :

a. Gneissic : perlapisan dari mineral-mineral yang membentuk jalur terputus-putus, dan terdiri dari tekstur-tekstur lepidoblastik dan granoblastik.

b. Schistosity, perlapisan mineral-mineral yang menerus dan terdiri dari selang-seling tekstur lepodoblastik dan granoblastik.

c. Phyllitic, perlapisan mineral-mineral yang menerus dan terdiri dari tekstur lepidoblastik.

d. Slaty, merupakan perlapisan, umumnya terdiri dari mineral yang pipih dan sangat luas.

(55)

Beberapa batuan metamorf tidak menunjukkan foliasi, umumnya masih menunjukkan tekstur “granulose” (penyusunan mineral) berbentuk butir, berukuran relatif sama, atau masif. Ini terjadi pada batuan metamorf hasil metamorfisme dinamis, teksturnya kadang-kadang harus diamati secara langsung dilapangan misalnya; “breksi kataklastik” dimana fragmen-fragmen yang terdiri dari masa dasar yang sama menunjukkan orentasi arah; “jalur milonit”, yaitu sifat tergerus yang berupa lembar/bidang-bidang penyerpihan pada skala yang sangat kecil biasanya hanya terlihat dibawah mikroskop.

4.5. Beberapa batuan metamorf yang penting Berfoliasi

Batu sabak (Slate)

Berbutir halus, bidang foliasi tidak memperlihatkan pengelompokan mineral. Jenis mineral seringkali tidak dapat dikenal secara megakopis, terdiri dari mineral lempung, serisit, kompak dan keras.

Sekis (Schist)

Batuan paling umum yang dihasilkan oleh metamorfosa regional. Menunjukkan tekstur yang sangat khas yaitu kepingan-kepingan dari mineral-mineral yang menyeret, dan mengandung mineral feldspar, augit, hornblende, garnet, epidot.

Sekis menunjukkan derajat metamorfosa yang lebih tinggi dari filit, dicirikan adanya mineral-mineral lain disamping mika.

Filit (Phyllite)

Derajat metamorfisme lebih tinggi dari Slate, dimana lembar mika sudah cukup besar untuk dapat dilihat secara megaskopis, memberikan belahan phyllitic, berkilap sutera pecahan-pecahannya. Juga mulai didapati mineral-mineral lain, seperti turmalin dan garnet.

Gneis (Gneiss)

Merupakan hasil metamorfosa regional derajat tinggi, berbutir kasar, mempunyai sifat “bended” (“gneissic”). Terdiri dari mineral-mineral yang mengingatkan kepada batuan beku seperti kwarsa, feldspar dan mineral-mineral mafic, dengan jalur-jalur yang tersendiri dari mineral-mineral yang pipih atau merabut (menyerat) seperti chlorit, mika, granit, hornblende, kyanit, staurolit, sillimanit.

Amfibolit

Sama dengan sekis, tetapi foliasi tidak berkembang baik, merupakan hasil metamorfisme regional batuan basalt atau gabro, berwarna kelabu, hijau atau hitam dan mengandung mineral epidot, (piroksen), biotit dan garnet.

(56)

Tak berfoliasi

Kwarsit

Batuan ini terdiri dari kwarsa yang terbentuk dari batuan asal batupasir kwarsa, umumnya terjadi pada metamorfisme regional.

Marmer/pualam (Marble)

Terdiri dari kristal-kristal kalsit yang merupakan proses metamorfisme pada batugamping. Batuan ini padat, kompak dan masive dapat terjadi karena metamorfosa kontak atau regional.

Grafit

Batuan yang terkena proses metamorfosa (regional/thermal), berasal dari batuan sedimen yang kaya akan mineral-mineral organik. Batuan ini biasanya lebih dikenal dengan nama batu bara.

Serpentinit

Batuan metamorf yang terbentuk akibat larutan aktif (dalam tahap akhir proses hidrotermal) dengan batuan beku ultrabasa.

5.5 Klasifikasi

Untuk mengindentifikasi batuan metamorf, dasar utama yang dipakai adalah strukturnya (foliasi atau tak berfoliasi), dan kandungan mineral utamanya atau mineral khas metamorf (Tabel 5.1 dan Tabel 5.2). Sedangkan klasifikasi secara umum dapat mempergunakan Gambar 5.2

(57)

Tabel 5.1 Mineral pembentuk batuan metamorf

A. MINERAL DARI BATUAN ASAL ATAU HASIL METAMORFOSA

Kwarsa Muskovit

Plagioclas Hornblende Ortoklas Kalsit Biotit Dolomit

B. MINERAL KHAS BATUAN METAMORF

Sillimanit 1) Garnet 2) Kyanit 1) Korundum 2) Andalusit 1) Wolastonit 2) & 3) Staurolit 1) Epidot 3) Talk 1) Chlotit 3) 1) metamorfosa regional 2) metamorfosa thermal 3) larutan kimia

Tabel 5.2 Zona derajat metamorfosa regional

DERAJAT METAMORFOSA MINERAL KHAS

RENDAH (Low grade Metamorphism) Chlorit Biotit PERTENGAHAN (medium grade metamorphism) Almandit

Staurolit Kyanit TINGGI (High grade metamorphism) Sillimanit

(58)

Gambar 5.2 Bagan untuk determinasi batuan metamorf

5.6 Praktikum

Tujuan

• Praktikan dapat membedakan batuan metamorf berfoliasi dan tidak berfoliasi • Dapat mendeskripsi dan membedakan bentuk dan tipe foliasi.

• Dapat menentukan jenis mineral-mineral yang ada dalam batuan metamorf • Dapat mengklasifikasi batuan metamorf yang umum ditemukan

Peralatan

• Alat tulis, kaca pembesar, sampel batuan metamorf

• HCl

Tugas

• Bedakan sampel batuan yang ada menjadi dua kemumpok, yaitu kelumpok non foliasi dan berfoliasi.

• Untuk sampel batuan berfoliasi, mulai dari yang memiliki butir kasar, tentukan mineral yang menyusun batuan tersebut. Kemudian identifikasi jenis foliasi yang ada. Apakah termasuk dalam gneiss? Sekistose? Filitik? Atau slaty?

• Tentukan nama batuan dari sampel-sampel tersebut berdasarkan jenis foliasinya. • Untuk sampel batuan yang tidak berfoliasi, tentukan mineral yang menyusun

batuan tersebut, gunakan larutan HCl dan paku baja serta peralatan lain untuk menentukan mineral penyusun batuan tersebut.

• Minta bantuan kepada asisten praktikum untuk memastikan nama batuan yang anda deskripsi adalah benar.

(59)

BAB 6

PETA TOPOGRAFI

6.1 Peta Topografi

Peta topografi adalah peta yang menggambarkan bentuk permukaan bumi melalui garis-garis ketinggian. Gambaran ini, disamping tinggi-rendahnya permukaan dari pandangan datar (relief), juga meliputi pola saluran, parit, sungai, lembah, danau, rawa, tepi-laut dan adakalanya pada beberapa jenis peta, ditunjukkan juga, vegetasi dan obyek hasil aktifitas manusia. Pada peta topografi standard, umumnya dicantumkan juga tanda-tanda yang menunjukkan geografi setempat.

Peta topografi mutlak dipakai, terutama didalam perencanaan pengembangan wilayah, sehubungan dengan pemulihan lokasi atau didalam pekerjaan konstruksi. Didalam kegiatan geologi, peta topografi terpakai sebagai peta dasar untuk pemetaan, baik yang bersifat regional ataupun detail, disamping foto udara atau jenis citra yang lain. Peta topografi juga dipelajari sebagai tahap awal dari kegiatan lapangan untuk membahas tentang kemungkinan proses geologi muda yang dapat terjadi, misalnya proses erosi, gerak tanah/bahaya longsor dan sebagainya. Selain itu, keadaan bentang alam (morfologi) yang dapat dibaca pada peta topografi sedikit banyak merupakan pencerminan dari keadaan geologinya, terutama distribusi batuan yang membawahi daerah itu dan struktur geologinya.

6.2 Sistem koordinat

Dikarenakan peta hanya memperlihatkan bagian kecil dari permukaan bumi, diperlukan posisi dimana peta tersebut terdapat relative terhadap bumi secara keseluruhan. Oleh karena itu dibentuk garis-garis imaginer yang memotong bumi dan disebut garis lintang dan garis bujur (Gambar 6.1).

Dikarenakan bentuk bumi yang hampir bulat, sedangkan peta berupa permukaan datar maka diperlukan system proyeksi untuk memproyeksikan permukaan bola atau sebagian permukaan bola (permukaan bumi) ke permukaan data (peta). Salah satu proyeksi yang umum digunakan adalah proyeksi “Mercator”. Namun demikian tetap terdapat distorsi, yang tidak dapat dihindari, dalam peta yang dihasilkan jika dibandingkan dengan keadaan sebenarnya. Distorsi tersebut kan kecil di daerah dekat katulistiwa seperti Indonesia, dan akan besar jika di daerah dekat dengan kutub.

Dalam system koordinat geografi, pengukuran sudut digunakan menggunakan system derajat. Dalam satu lingkaran penuh terbagi menjadi 360o, dalam satu derajat terbagi menjadi 60’ (menit), dan dalam satu menit terbagi menjadi 60” (detik). Satu derajat dalam garis lintang jika diukur di permukaan bumi pada garis lintang 0o akan memiliki panjang 111km, sedangkan untuk satu derajat garis bujur jika diukur di garis katulistiwa akan memiliki jarang 111km, sedangkan jika di ukur di kutub (geografi) akan memiliki jarak 0km.

(60)

Gambar 6.1 Garis bujur(longintut) dan lintang(latitut) dalam system koordinat geografi. Lintan0o terletak ada garis katulistiwa, sedangkan bujur (longitut)

memotong kutub utara dan selatan geografis melalui Greenwich pada 0o. Sistem koordinat UTM umum digunakan di dunia didasarkan pada 60 zona utara selatan berdasarkan garis bujur. Setiap zona UTM memiliki lebar 6o garus bujur. Grid yang digunakan dalam system UTM merupakan system metrik, dimana nilai dari kiri ke kanan (barat ke timur) akan meningkat, dan dari selatan ke utara akan meningkat. Satu titik dalam sistem koordinat UTM dinyatakan dengan nilai koordinat barat-timur, utara selatan koordinat, kemudian zona UTM dan hemisphere.

Misalnya lokasi di Semenanjung Mangkalihat dengan koordinat UTM 50N 711872mE, 109320mN menyatakan bahwa titik tersebut berada di zona 50 hemisphere utara, pada 711872 meter dari titik acuan semu (yang berada pada ujung barat dari setiap zona UTM), dan berada sejauh 109320 meter dari katulistiwa.

Sedangkan titik di Rote, dengan titik koordinat UTM 50S 528746mE, 8820452mN menyatakan bahwa titik tersebut berada pada zona UTM 51 di belahan bumi (hemisphere) selatan, berjarak 528746 meter dari titik acuan semu zona 51 dan berjarak 8820453 meter dari kutub selatan (geografi).

(61)

Gambar 6.2 Pembagian zona UTM di wilayah Indonesia dan sekitarnya.

6.3 Arah peta dan deklinasi magnetik

Petunjuk arah peta ini umumnya menunjukkan dimana arah utara peta. Pada umumnya utara peta akan berada pada arah atas, namun tidak menutup kemungkinan pada arah yang lain. Petunjuk arah utara peta ini menunjukkan arah utara geografi. Sedangkan jika kita menggunakan kompas makan arah utara kompas adalah arah utara magnet bumi yang tidak sama dengan arah utara geografi. Untuk itu dalam peta topografi diperlukan informasi perbedaan arah utara magnet bumi dan arah utara geografi. Perbedaan ini disebut sebagai deklinasi magnetic. Dalam peta topografi yang diterbitkan oleh BAKOSURTANAL (saat ini berubah nama menjadi Badan Informasi Geospasial), terdapat juga arah utara grid (UG) yang menunjukkan arah utara dari grid UTM. Contoh informasi arah deklinasi pada peta topografi terdapat pada Gambar 6.4.

6.4 Skala Peta

Skala yang dipakai dalam topografi bisa bermacam-macam misalnya, skala verbal contoh “one inch to one mile”, atau sering kali dipakai Skala grafis berupa pita garis yang dicantumkan pada peta. Skala ini seringkali dipakai sebagai pelengkap dari skala perbandingan angka yang sudah dicantumkan (Gambar 6.4).

Di Indonesia, dikenal berbagai ukuran skala perbandingan skala-skala seperti 1:250.000, 1:500.000, 1:1.000.000 dikenal sebagai skala iktisar. Skala 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000 merupakan skala standar. Skala 1:1.000, 1:5.000 atau lebih umumnya disebut skala detail. Contoh efek skala dalam peta dan tingkat kedetilan terdapat pada Gambar 6.3.

(62)

Gambar 6.3 Skala peta untuk daerah yang sama akan memperlihatkan detil yang berbeda.

6.5 Symbol peta

Pada peta topografi yang standard, disamping titik ketinggian hasil pengukuran topografi, umumnya dicantumkan tanda-tanda menunjukkan sifat fisik permukaan, misalnya sifat sungai, garis pantai dan juga obyek hasil aktifitas manusia (Gambar 6.5 dan Gambar 6.6)

(63)

Gambar 6.4 Unsur-unsur yang terdapat dalam peta topografi yang diterbitkan oleh BIG (dahulu BAKOSURTANAL).

(64)

(65)

Gambar 6.6 Tanda-tanda pada peta topografi (lanjutan).

6.6 Garis kontur & karakteristiknya

Pada topografi menunjukkan bentuk dan ketinggian permukaan melalui garis-garis ketinggian (garis kontur). Garis kontur pada prinsipnya adalah garis perpotongan bentuk muka bumi dengan bidang horizontal pada suatu ketinggian yang tetap (Gambar 6.7).

(66)

Garis kontur mempunyai sifat-sifat berikut:

• Setiap titik pada garis kontur mempunyai ketinggian yang sama.

• Garis-garis kontur tidak mungkin berpotongan satu dengan yang lain, atau diluar peta.

• Setiap garis kontur yang ber-spasi seragam (uniformly spaced contour) menunjukkan suatu keminringan lereng yang seragam.

• Garis-garis kontur yang rapat menunjukkan lereng curam.

• Garis-garis kontur yang renggang menunjukkan suatu lereng landai.

• Garis kontur yang bergigi menunjukkan suatu depresi (daerah yang rendah), yang tanda giginya menunjukkan kearah depresi tersebut.

• Garis kontur membelok kearah hulu suatu lembah, tetapi memotong tegak lurus permukaan sungai.

• Garis-garis kontur umumnya membulat pada punggung bukit atau gunung tetapi membentuk lengkung yang tajam pada alur-alur lembah sungai.

• Nilai garis kontur terbesar suatu punggung bukit dan nilai terkecil pada suatu lembah selalu terdapat berpasangan, yang berarti bahwa tidak terdapat nilai satu kontur yang maksimum atau minimum.

Gambar 6.7 Garis kontur pada prinsipnya adalah garis perpotongan bentuk muka bumi dengan bidang horizontal pada suatu ketinggian yang tetap.

6.7 Cara membuat peta topografi

Untuk dapat menggambarkan peta topografi yang baik, perlu diketahui unsur-unsur penting diantaranya; bukit, lembah atau alur sungai dan juga obyek buatan manusia.

(67)

Relief atau bentuk tinggi rendahnya bentang alam diukur dengan menggunakan alat ukur seperti; teodolit, alidade, waterpas, kompas dan lain- lain. Titik yang menunjukkan ketinggian (umumnya diambil dari datar permukaan laut diterakan pada peta menurut skala yang tertentu.

Cara membuat kontur ketinggian yaitu dengan menggunakan titik ketinggian sebagai kerangka. Contoh pada Gambar 6.8, titik-titik ketinggian adalah A sampai E mewakili ketinggian dari bentang alam diukur.

Misalnya pada garis A-B dengan beda tinggi 100 m akan dibuat kontur ketinggian 100m, maka spasi antar kontur dapat diinterpolasikan jaraknya dari selisih harga kontur dengan titik tsb. (A) dibandingkan beda tinggi AB, dikalikan dengan jarak A-B pada peta.

Demikian pula misalnya antara A-E akan dibuat kontur 250, maka konturnya adalah selisih tinggi A dan harga kontur (250) dibandingkan dengan beda tinggi A-E dikalikan jarak A-E sebenarnya pada peta

.

Pedoman Praktikum Geologi Fisik