BATUAN BEKU
Terminologi
Batuan beku adalah batuan yang terbentuk
sebagai hasil pembekuan daripada magma. Magma
adalah bahan cair pijar di dalam bumi, berasal dari bagian atas selubung bumi
atau bagian bawah kerak bumi, bersuhu tinggi (900 – 1300 oC) serta
mempunyai kekentalan tinggi, bersifat mudah bergerak dan cenderung menuju ke
permukaan bumi.
Letak
Pembekuan
Batuan beku dalam adalah batuan beku yang terbentuk
di dalam bumi; sering disebut batuan beku intrusi. Batuan beku luar adalah batuan beku yang terbentuk di permukaan
bumi; sering disebut batuan beku ekstrusi. Batuan beku hipabisal adalah batuan beku intrusi dekat permukaan,
sering disebut batuan beku gang atau batuan beku korok, atau sub volcanic
intrusion.
Warna
Batuan Beku
Warna segar batuan beku bervariasi dari hitam, abu-abu dan
putih cerah. Warna ini sangat dipengaruhi oleh komposisi mineral penyusun
batuan beku itu sendiri. Apabila terjadi percampuran mineral berwarna gelap
dengan mineral berwarna terang maka warna batuan beku dapat hitam
berbintik-bintik putih, abu-abu berbercak putih, atau putih berbercak hitam,
tergantung warna mineral mana yang dominan dan mana yang kurang dominan. Pada
batuan beku tertentu yang banyak mengandung mineral berwarna merah daging maka
warnanya menjadi putih-merah daging.
Tekstur
Batuan Beku
Tekstur adalah hubungan antar mineral
penyusun batuan. Dengan demikian tekstur mencakup tingkat visualisasi ukuran
butir atau granularitas, tingkat kristalisasi mineral atau kristalinitas,
tingkat keseragaman butir kristal, ukuran butir kristal, dan bentuk kristal.
Tingkat
Visualisasi Granularitas
Berdasarkan pengamatan dengan mata telanjang atau memakai loupe,
maka tekstur batuan beku dibagi dua, yaitu tekstur afanitik dan tekstur
faneritik.
1.
Afanitik adalah kenampakan batuan beku berbutir sangat halus
sehingga mineral/kristal penyusunnya tidak dapat diamati secara mata telanjang
atau dengan loupe.
2.
Fanerik (faneritik, firik = phyric) adalah apabila di dalam batuan
tersebut dapat terlihat mineral penyusunnya, meliputi bentuk kristal, ukuran
butir dan hubungan antar butir (kristal satu dengan kristal lainnya atau
kristal dengan kaca). Singkatnya, batuan beku mempunyai tekstur fanerik apabila
mineral penyusunnya, baik berupa kristal maupun gelas/kaca, dapat diamati.
Apabila batuan beku mempunyai tekstur afanitik maka pemerian
tekstur lebih rinci tidak dapat diketahui, sehingga harus dihentikan.
Sebaliknya apabila batuan beku tersebut bertekstur fanerik maka pemerian lebih
lanjut dapat diteruskan.
Tingkat kristalisasi atau kristalinitas
1.
Holokristalin, apabila batuan tersusun semuanya oleh kristal.
2.
Holohialin, apabila batuan tersusun seluruhnya oleh gelas atau kaca.
3.
Hipokristalin, apabila batuan tersusun sebagian oleh kaca dan sebagian
berupa kristal.
Tingkat Keseragaman Butir
1.
Equigranular, apabila kristal penyusunnya berukuran butir relatif
seragam. Tekstur sakaroidal
adalah tekstur dimana ukuran butirnya seragam seperti gula pasir atau gula
putih.
2.
Inequigranular, jika ukuran butir kristal penyusunnya tidak sama.
Ukuran
butir kristal : < 1 mm ——– berbutir halus
1
– 5 mm ——– berbutir sedang
5
– 30 mm ——– berbutir kasar
> 30 mm
——– berbutir sangat kasar
Bentuk Kristal
1.
Euhedral, jika kristal berbentuk sempurna/lengkap, dibatasi oleh
bidang kristal yang ideal (tegas, jelas dan teratur). Batuan beku yang hampir
semuanya tersusun oleh mineral dengan bentuk kristal euhedral, disebut
bertekstur idiomorfik granular atau
panidiomorfik granular.
2.
Subhedral, jika kristalnya dibatasi oleh bidang-bidang kristal yang
tidak begitu jelas, sebagian teratur dan sebagian tidak. Tekstur batuan beku
dengan mineral penyusun umumnya berbentuk kristal subhedral disebut hipidiomorfik granular atau subidiomorfik
granular.
3.
Anhedral, kalau kristalnya dibatasi oleh bidang-bidang kristal yang
tidak teratur. Tekstur batuan yang tersusun oleh mineral dengan bentuk kristal
anhedral disebut alotriomorfik granular
atau xenomorfik granular.
Secara
tiga dimensi, bentuk kristal disebut :
1.
Kubus atau equidimensional, apabila ketiga dimensinya sama
panjang.
2.
Tabular atau papan, apabila dua dimensi kristalnya lebih panjang dari satu
dimensi yang lain.
3.
Prismatik atau balok, jika dua dimensi kristalnya lebih pendek dari satu dimensi
yang lain. Bentuk ini ada yang prismatik pendek (gemuk) dan prismatik panjang
(kurus, kadang-kadang seperti jarum).
Di dalam batuan beku bertekstur holokristalin inequigranular
dan hipokristalin terdapat kristal berukuran butir besar, disebut fenokris, yang tertanam di dalam masadasar (groundmass). Kenampakan
demikian disebut tekstur porfir atau
porfiri atau firik. Tekstur holokristalin
porfiritik adalah apabila di dalam batuan beku itu terdapat kristal
besar (fenokris) yang tertanam di dalam masadasar kristal yang lebih halus.
Tekstur hipokristalin porfiritik
diperuntukkan bagi batuan beku yang mempunyai fenokris tertanam di dalam
masadasar gelas. Karena tekstur holokristalin porfiritik dan hipokristalin
porfiritik secara mata telanjang dapat diidentifikasi maka kenampakan tersebut
dapat disebut bertekstur faneroporfiritik.
Sebaliknya, apabila fenokrisnya tertanam di dalam masadasar afanitik maka
batuannya bertekstur porfiroafanitik.
Tekstur vitrofirik adalah
tekstur dimana mineral penyusunnya secara dominan adalah gelas, sedang
kristalnya hanya sedikit (< 10 %).
Tekstur diabasik
adalah tekstur dimana kristal plagioklas berbentuk prismatik panjang (lath-like),
berarah relatif sejajar dan di antaranya terdapat butir-butir lebih kecil
daripada kristal olivin dan piroksen. Tekstur gabroik adalah tekstur holokristalin, berbutir sedang – kasar (Æ :
1 – 30 mm), tersusun secara dominan oleh mineral mafik (olivin, piroksen,
amfibol) dan plagioklas basa. Tekstur granitik
adalah tekstur holokristalin berbutir sedang-kasar tersusun oleh plagioklas
asam, alkali felspar, dan kuarsa. Tekstur pegmatitik adalah tekstur holokristalin kasar – sangat kasar (Æ ³
5 mm), tersusun oleh alkali felspar dan kuarsa. Tekstur dioritik sebanding dengan tekstur gabroik dan granitik tetapi
biasanya untuk batuan beku menengah.
STRUKTUR BATUAN BEKU
1.
Masif atau pejal, umumnya terjadi pada batuan beku dalam. Pada
batuan beku luar yang cukup tebal, bagian tengahnya juga dapat berstruktur
masif.
2.
Berlapis, terjadi sebagai akibat pemilahan kristal (segregasi) yang
berbeda pada saat pembekuan.
3.
Vesikuler, yaitu struktur lubang bekas keluarnya gas pada saat
pendinginan. Struktur ini sangat khas terbentuk pada batuan beku luar. Namun
pada batuan beku intrusi dekat permukaan struktur vesikuler ini kadang-kadang
juga dijumpai. Bentuk lubang sangat beragam, ada yang berupa lingkaran atau
membulat, elip, dan meruncing atau menyudut, demikian pula ukuran lubang
tersebut. Vesikuler berbentuk melingkar umumnya terjadi pada batuan beku luar
yang berasal dari lava relatif encer dan tidak mengalir cepat. Vesikuler bentuk
elip menunjukkan lava encer dan mengalir. Sumbu terpanjang elip sejajar arah
sumber dan aliran. Vesikuler meruncing umumnya terdapat pada lava yang kental.
4.
Struktur skoria (scoriaceous structure) adalah struktur vesikuler
berbentuk membulat atau elip, rapat sekali sehingga berbentuk seperti rumah
lebah.
5.
Struktur batuapung (pumiceous structure) adalah struktur vesikuler
dimana di dalam lubang terdapat serat-serat kaca.
6.
Struktur amigdaloid (amygdaloidal structure) adalah struktur vesikuler
yang telah terisi oleh mineral-mineral asing atau sekunder.
7.
Struktur aliran (flow structure), adalah struktur dimana kristal
berbentuk prismatik panjang memperlihatkan penjajaran dan aliran.
Struktur batuan beku tersebut di atas dapat diamati dari
contoh setangan (hand specimen) di laboratorium. Sedangkan struktur batuan beku
dalam lingkup lebih besar, yang dapat menunjukkan hubungan dengan batuan di
sekitarnya, seperti dike (retas), sill, volcanic neck, kubah lava, aliran lava
dan lain-lain hanya dapat diamati di lapangan.
KOMPOSISI MINERAL
Berdasarkan jumlah kehadiran dan asal-usulnya, maka di dalam
batuan beku terdapat mineral utama pembentuk batuan (essential minerals),
mineral tambahan (accessory minerals) dan mineral sekunder (secondary
minerals).
1.
Essential minerals, adalah mineral yang terbentuk langsung dari pembekuan
magma, dalam jumlah melimpah sehingga kehadirannya sangat menentukan nama
batuan beku.
2.
Accessory minerals , adalah mineral yang juga terbentuk pada saat pembekuan
magma tetapi jumlahnya sangat sedikit sehingga kehadirannya tidak mempengaruhi
penamaan batuan. Mineral ini misalnya kromit, magnetit, ilmenit, rutil dan
zirkon. Mineral esensiil dan mineral tambahan di dalam batuan beku tersebut
sering disebut sebagai mineral primer, karena terbentuk langsung sebagai hasil
pembekuan daripada magma.
3.
Secondary minerals adalah mineral ubahan dari mineral primer sebagai akibat
pelapukan, reaksi hidrotermal, atau hasil metamorfisme. Dengan demikian mineral
sekunder ini tidak ada hubungannya dengan pembekuan magma. Mieral sekunder akan
dipertimbangkan mempengaruhi nama batuan ubahan saja, yang akan diuraikan pada
acara analisis batuan ubahan. Contoh mineral sekunder adalah kalsit, klorit,
pirit, limonit dan mineral lempung.
4.
Gelas atau kaca, adalah mineral primer yang tidak membentuk kristal atau
amorf. Mineral ini sebagai hasil pembekuan magma yang sangat cepat dan hanya
terjadi pada batuan beku luar atau batuan gunungapi, sehingga sering disebut
kaca gunungapi (volcanic glass).
5.
Mineral
felsik adalah adalah mineral
primer atau mineral utama pembentuk batuan beku, berwarna cerah atau terang,
tersusun oleh unsur-unsur Al, Ca, K, dan Na. Mineral felsik dibagi menjadi tiga,
yaitu felspar, felspatoid (foid) dan
kuarsa. Di dalam batuan, apabila mineral foid ada maka kuarsa tidak
muncul dan sebaliknya. Selanjutnya, felspar dibagi lagi menjadi alkali felspar dan plagioklas.
6.
Mineral
mafik adalah mineral primer
berwarna gelap, tersusun oleh unsur-unsur Mg dan Fe. Mineral mafik terdiri dari
olivin, piroksen, amfibol (umumnya jenis hornblende), biotit dan muskovit.
Pemerian dan pengenalan mineral pembentuk batuan beku
tersebut secara megaskopik sudah harus dikuasai oleh para praktikan, seperti
diberikan pada kuliah dan praktikum kristalografi-mineralogi serta dipraktekkan
lagi pada acara I pengenalan mineral pembentuk batuan, praktikum petrologi ini.
Untuk mengetahui genesa masing-masing mineral pembentuk batuan tersebut di
atas, praktikan dianjurkan untuk mempelajari Reaksi Seri Bowen yang terdapat di
dalam buku-buku literatur Petrologi (misal Middlemost, 1985, Magmas and
magmatic rocks, Longman, Inc., London, 266 p).
PENAMAAN / KLASIFIKASI
Berdasarkan letak pembekuannya maka batuan beku dapat dibagi
menjadi batuan beku intrusi dan batuan beku ekstrusi. Batuan beku intrusi
selanjutnya dapat dibagi menjadi batuan beku intrusi dalam dan batuan beku
intrusi dekat permukaan. Berdasarkan komposisi mineral pembentuknya maka batuan
beku dapat dibagi menjadi empat kelompok, yaitu batuan beku ultramafik, batuan
beku mafik, batuan beku menengah dan batuan beku felsik. Istilah mafik ini
sering diganti dengan basa, dan istilah felsik diganti dengan asam, sekalipun
tidak tepat.
Termasuk batuan beku dalam ultramafik adalah dunit, piroksenit, anortosit, peridotit dan
norit. Dunit tersusun seluruhnya oleh mineral olivin, sedang piroksenit
oleh piroksen dan anortosit oleh plagioklas basa. Peridotit terdiri dari
mineral olivin dan piroksen; norit secara dominan terdiri dari piroksen dan
plagioklas basa. Batuan beku luar ultramafik umumnya bertekstur gelas atau
vitrofirik dan disebut pikrit.
Batuan beku dalam mafik disebut gabro, terdiri dari olivin, piroksen dan plagioklas basa. Sebagai
batuan beku luar kelompok ini adalah basal.
Batuan beku dalam menengah disebut diorit,
tersusun oleh piroksen, amfibol dan plagioklas menengah, sedang batuan beku
luarnya dinamakan andesit.
Antara andesit dan basal ada nama batuan transisi yang disebut andesit basal (basaltic andesit).
Batuan beku dalam agak asam dinamakan diorit
kuarsa atau granodiorit, sedangkan batuan beku luarnya disebut dasit. Mineral penyusunnya hampir
mirip dengan diorit atau andesit, tetapi ditambah kuarsa dan alkali felspar,
sementara palgioklasnya secara berangsur berubah ke asam. Apabila alkali
felspar dan kuarsanya semakin bertambah dan palgioklasnya semakin asam maka sebagai
batuan beku dalam asam dinamakan granit,
sedang batuan beku luarnya adalah riolit.
Di dalam batuan beku asam ini mineral mafik yang mungkin hadir adalah biotit,
muskovit dan kadang-kadang amfibol. Batuan beku dalam sangat asam, dimana
alkali felspar lebih banyak daripada plagioklas adalah sienit, sedang pegmatit
hanyalah tersusun oleh alkali felspar dan kuarsa. Batuan beku yang tersusun
oleh gelas saja disebut obsidian,
dan apabila berstruktur perlapisan disebut perlit.
Nama-nama batuan beku tersebut di atas sering ditambah
dengan aspek tekstur, struktur dan atau komposisi mineral yang sangat menonjol.
Sebagai contoh, andesit porfir, basal vesikuler dan andesit piroksen.
Penambahan nama komposisi mineral tersebut umumnya diberikan apabila persentase
kehadirannya paling sedikit 10 %. Perkiraan persentase kehadiran mineral
pembentuk batuan (Tabel 3.4) dan tabel klasifikasi batuan beku (Tabel 3.5)
dapat membantu memberikan nama terhadap batuan beku.
Tabel
3.4 Diagram persentase untuk perkiraan komposisi berdasarkan volume.
Tabel
3.5 Klasifikasi batuan beku (O’Dunn & Sill, 1986)
BATUAN PIROKLASTIKA (PYROCLASTIC ROCKS)
Batuan piroklastika adalah suatu batuan yang berasal dari
letusan gunungapi, sehingga merupakan hasil pembatuan daripada bahan hamburan
atau pecahan magma yang dilontarkan dari dalam bumi ke permukaan. Itulah
sebabnya dinamakan sebagai piroklastika,
yang berasal dari kata pyro berarti api (magma yang dihamburkan ke
permukaan hampir selalu membara, berpendar atau berapi), dan clast
artinya fragmen, pecahan atau klastika. Dengan demikian, pada prinsipnya batuan
piroklastika adalah batuan beku luar
yang bertekstur klastika. Hanya saja pada proses pengendapan, batuan
piroklastika ini mengikuti hukum-hukum di dalam proses pembentukan batuan
sedimen. Misalnya diangkut oleh angin atau air dan membentuk struktur-struktur
sedimen, sehingga kenampakan fisik secara keseluruhan batuannya seperti batuan
sedimen. Pada kenyataannya, setelah menjadi batuan, tidak selalu mudah untuk
menyatakan apakah batuan itu sebagai hasil kegiatan langsung dari suatu letusan
gunungapi (sebagai endapan primer piroklastika), atau sudah mengalami
pengerjaan kembali (reworking)
sehingga secara genetik dimasukkan sebagai endapan sekunder piroklastika atau
endapan epiklastika. Berdasarkan ukuran butir klastikanya, sebagai bahan lepas
(endapan) dan setelah menjadi batuan piroklastika, penamaannya seperti pada
Tabel 3.6.
Bom gunungapi adalah klastika batuan gunungapi yang
mempunyai struktur-struktur pendinginan yang terjadi pada saat magma
dilontarkan dan membeku secara cepat di udara atau air dan di permukaan bumi.
Salah satu struktur yang sangat khas adalah struktur kerak roti (bread crust structure). Bom ini
pada umumnya mempunyai bentuk membulat, tetapi hal ini sangat tergantung dari
keenceran magma pada saat dilontarkan. Semakin encer magma yang dilontarkan,
maka material itu juga terpengaruh efek puntiran pada saat dilontarkan,
sehingga bentuknya dapat bervariasi. Selain itu, karena adanya pengeluaran gas
dari dalam material magmatik panas tersebut serta pendinginan yang sangat cepat
maka pada bom gunungapi juga terbentuk struktur vesikuler serta tekstur gelasan
dan kasar pada permukaannya. Bom gunungapi berstruktur vesikuler di dalamnya
berserat kaca dan sifatnya ringan disebut batuapung (pumice).
Batuapung ini umumnya berwarna putih terang atau kekuningan, tetapi ada juga
yang merah daging dan bahkan coklat sampai hitam. Batuapung umumnya dihasilkan
oleh letusan besar atau kuat suatu gunungapi dengan magma berkomposisi asam
hingga menengah, serta relatif kental. Bom gunungapi yang juga berstruktur
vesikuler tetapi di dalamnya tidak terdapat serat kaca, bentuk lubang
melingkar, elip atau seperti rumah lebah disebut skoria (scoria).
Bom gunungapi jenis ini warnanya merah, coklat sampai hitam, sifatnya lebih
berat daripada batuapung dan dihasilkan oleh letusan gunungapi lemah
berkomposisi basa serta relatif encer. Bom gunungapi berwarna hitam, struktur
masif, sangat khas bertekstur gelasan, kilap kaca, permukaan halus, pecahan
konkoidal (seperti botol pecah) dinamakan obsidian. Blok atau bongkah gunungapi dapat merupakan bom
gunungapi yang bentuknya meruncing, permukaan halus gelasan sampai
hipokristalin dan tidak terlihat adanya struktur-struktur pendinginan. Dengan
demikian blok dapat merupakan pecahan daripada bom gunungapi, yang hancur pada
saat jatuh di permukaan tanah/batu. Bom dan blok gunungapi yang berasal dari
pendinginan magma secara langsung tersebut disebut bahan magmatik primer,
material esensial atau juvenile).
Blok juga dapat berasal dari pecahan batuan dinding (batuan gunungapi yang
telah terbentuk lebih dulu, sering disebut bahan aksesori), atau fragmen
non-gunungapi yang ikut terlontar pada saat letusan (bahan aksidental).
Tabel
3.6 Klasifikasi batuan piroklastika.
Ukuran butir
|
Nama butiran (klastika)
|
Nama batuan
|
Æ > 64 mm
|
Bom gunungapi
Blok/bongkah gunungapi
|
Aglomerat
Breksi piroklastika
|
2 – 64 mm
|
Lapili
|
Batulapili
|
1 – 2 mm
|
Abu gunungapi kasar (pasir kasar)
|
Tuf kasar
|
Æ < 1 mm
|
Abu gunungapi halus
|
Tuf halus
|
Berdasarkan komposisi penyusunnya, tuf dapat dibagi menjadi
tuf gelas, tuf kristal dan tuf litik, apabila komponen yang dominan
masing-masing berupa gelas/kaca, kristal dan fragmen batuan. Tuf juga dapat
dibagi menjadi tuf basal, tuf andesit, tuf dasit dan tuf riolit, sesuai
klasifikasi batuan beku. Apabila klastikanya tersusun oleh fragmen batuapung
atau skoria dapat juga disebut tuf batuapung atau tuf skoria. Demikian pula
untuk aglomerat batuapung, aglomerat skoria, breksi batuapung, breksi skoria,
batulapili batuapung dan batulapili skoria.