1. Batuan Beku 2. Batuan Sedimen 3. Batuan Metamorf

II BATUAN
1. Batuan Beku
2. Batuan Sedimen
3. Batuan Metamorf
Dr. Budhi Kuswan Susilo, S.T., M.T.
PENGENALAN
BATUAN BEKU
(igneous rocks)
SIKLUS BATUAN
Magma dan Lava
Magma : material silikat
pijar dibawah permukaan
bumi;
magma yang mengalir di
permukaan bumi, disebut
Lava; magma yang
terlempar ke udara
membentuk Pyroclastic
materials
Magma yang membeku
membentuk batuan beku
(Igneous rocks)
•
•
Tipe Magma (Monroe & Wicander, 1997)
–
Mafic magma
= 45 – 52 % SiO2
–
Intermediete magma = 53 – 65% SiO2
–
Felsic Magma
= > 65% SiO2
Viskositas Magma
–
resistensi magma untuk dapat mengalir
•
Mafic magma
–
Relatif mudah mengalir
–
dikontrol jaringan silika tetrahedron (SEDIKIT)
Lava dan Debu Volkanik dari Mount Mayon, Philippines, 1993
Lava : Pahoehoe and AA flows
Bagian bawah :
pahoehoe flow,
terbentuk dari aliran
cepat, lava tipis
Bagian atas : AA flow,
sangat kental (viscous),
gerak perlahan, lava
tebal
Permukaan Pahoehoe flow (P. Hawai)
ropy structures; tipis
Permukaan Aa flow
Kumpulan angular blocks, aliran kental
dan lebih tebal dari pahoehoe flow
Pendinginan Magma
•
Magma mendingin di bawah permukaan
–
Mengalami pendinginan dan kristalisasi membentuk
tubuh batuan beku intrusif (intrusive igneous body) di
dalam kerak bumi (earth’s crust)
–
Produk pendinginan membentuk batuan plutonik
(Plutons)
•
Concordant plutons = memiliki batas yang paralel/selaras
dengan lapisan batuan yang diintrusi (country rocks)
–
•
SILL, LACCOLITH
Discordant plutons = memiliki batas yang memotong lapisan
batuan yang diintrusinya
•
Magma mendingin di permukaan bumi
melalui volcanic eruptions
–
Mengalami pendinginan dan kristalisasi
membentuk extrusive rock body
–
Menghasilkan Pyroclastic materials
–
Produk
•
•
•
Lava flows
–
Aa flow
–
Pahoehoe flow
Hexagonal columnar joints (terbentuk karena
kontraksi ketika pendinginan magma, sumbu panjang
columnar joint tegak lurus dengan arah pendinginan
magma)
Tephra
Batuan Plutonik (Plutons).
Penampang diagramatik bagian dari kerak bumi (crust)
Memperlihatkan
variasi bentuk dari
plutonic rocks.
Banyak batuan
plutonik dapat
terkait dengan
gunungapi
(volcanoes)
Terdapat
hubungan yang
erat antara batuan
intrusif dan
batuan ekstrusif.
Laccolith : mirip sill (concordant), tapi bentuk menyerupai jamur
Batholith : tubuh intrusi batuan beku dengan daerah permukaan
yang paling luas (> 100 km2)
Stock : menyerupai batholith, tapi punya luas permukaan yang lebih kecil
VOLCANIC NECK,
CENTRAL FRANCE
Volcanic neck,
merupakan sisa
erosi dari
gunungapi purba
(ancient volcano).
(Hoggar Mountains
of Algeria).
DIKE, BAR HARBOR,
MAINE
BATHOLITHS,
EASTERN EGYPT
seen from space
(EOSAT Company)
VOLCANIC BOMB
TEPHRA
(Vol. Ash & dust)
Columnar joints, Devil’s Tower, Wyoming
ATAS
Cinder cone : terbentuk oleh debu volcanik
yang keluar dari central vent.
Vent /volcanic neck : terisi solidified lava
dan fragmental debris
BAWAH
Pillow basalt, pendinginan lava dibawah air
membentuk ellipsoidal masses
Pendinginan dan Kristaslisasi
•
•
•
Magma mendingin relatif perlahan (dibawah permukaan
bumi)
–
Cukup waktu membentuk kristal yang sempurna
–
Ukuran kristal relatif kasar (besar)
–
Tekstur Kristalin (crystalline texture)
Magma mendingin relatif lebih cepat (dekat/di permukaan
bumi)
–
Tidak cukup waktu membentuk kristal yang sempurna
–
Ukuran kristal relatif lebih halus (kecil)
–
Tekstur kristalin
Magma mendingin relatif sangat cepat (di permukaan bumi)
–
Tidak sempat membentuk kristal
–
Membentuk kaca (glass)
WARNA
•
REFLEKSI DARI KOMPOSISI MINERAL-MINERAL
PEMBENTUK BATUAN
–
FELSIC MINERALS
–
MAFIC MINERALS
KRISTALINITAS
•
KRISTAL (CRYSTAL) VS KACA (GLASS)
•
UKURAN KRISTAL :
–
KASAR (PHANERITIC TEXTURE)
–
HALUS (APHANITIC TEXTURE)
–
PADUAN KASAR DAN HALUS (PORPHYRITIC
TEXTURE)
Slow cooling
Phaneritic texture
Rapid cooling
Aphanitic texture
Aphanitic texture : Kristal diidentifikasi menggunakan mikroskop
Pada batuan ini tidak mungkin mengidentifikasi tanpa bantuan mikroskop.
Gambar contoh setangan (hand specimen) dan sayatan tipis (thin section)
Porphyritic
texture
KOMPOSISI
BATUAN BEKU
ASSOSIASI MINERAL
BOWEN’S REACTION SERIES
MATERI KULIAH GEOLOGI REKAYASA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
(Hamblin & Cristiansen, 1995)
(Hamblin & Cristiansen, 1995)
BATUAN PIROKLASTIK
MATERI KULIAH GEOLOGI REKAYASA
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS SRIWIJAYA
KLASIFIKASI UKURAN MATERIAL PIROKLASTIK
Ukuran
Nama Fragmen Nama tekstural batuan
> 64 mm Block
Bomb
Volcanic breccia
Agglomerate
2-64 mm Lapillus
Lapilli tuff
< 2 mm
ash
Tuff
PENGENALAN
BATUAN SEDIMEN
(sedimentary rocks)
SIKLUS BATUAN
Batuan sedimen
(Sedimentary Rocks)
•
•
•
•
Batuan dapat berkomposisi asal klastika batuan
yang lebih tua (older rocks).
Batuan yang tersingkap di permukaan ~75%
adalah batuan sedimen.
Studi tentang batuan sedimen dapat
merekonstruksi sejarah bumi (earth history).
Memiliki nilai ekonomis penting sebagai sumber
dari coal, oil & gas, iron, aluminum, sand, gravel
etc.
Empat Tahap
Pembentukan Batuan Sedimen
1.
Pelapukan (weathering)
2.
Pengangkutan (transportation)
3.
4.
Pengendapan (deposition) – terjadi
bila geologic agent tidak dapat
mengangkut sedimen lebih lama
Pembatuan (lithification)
Tahap 1: Pelapukan (weathering)
•
•
Melapukkan batuan yang hadir lebih dahulu
(pre-existing rock)
–
Mechanical
–
Chemical
Mengubah batuan menjadi sediment
Tahap 2: Pengangkutan Sedimen
•
•
Sediment diangkut oleh :
–
Angin (wind)
–
Air (water)
–
Es (ice)
Gambaran dari pengangkutan sediment?
–
Pemilahan (Sorting)
–
Pembundaran (Rounding)
Tahap 2, Lanjutan :
•
Bila butiran (sediment) terangkut jauh, maka akan
menghasilkan butiran yang membundar
Jarak dekat
(Short distance)
Jarak jauh
(Long distance)
Tahap 2, lanjutan
•
Lebih lama sediment terangkut
–
Sediment lebih tersortasi
Short distance
Long distance
Tahap 3: Pengendapan (deposition)
•
•
Mengangkut sediment membutuhkan energy!
Terdapat hubungan antara ukuran butir (grain size)
& energy
–
Butiran yang lebih kecil membutuhkan energi yang kecil
–
Buturan yang lebih besar membutuhkan energi yang
besar
–
Jika sungai mengalir melambat, sediment akan
diendapkan
–
Jika sungai mengalir lebih cepat, sediment berukuran
besar akan terbawa
Ukuran partikel (Particle Size) & Lingkungan
Pengendapan (Depositional Environment)
•
•
Partikel berukuran besar diendapkan pada
lingkungan dengan energi yang besar (higher energy
environments).
Contoh
–
Gravel – diangkut oleh aliran air yang cepat, longsoran
batuan (rock slides), atau aliran es (glacier)
–
Sand – diangkut oleh angin (wind), kerja ombak (wave
action-di pantai), sungai (rivers)
–
Silt & Clay – di Lingkungan danau (lakes), rawa (swamp),
tau laut dalam (deep oceans)
Tahap 4: Pembatuan (Lithification)
•
•
Kompaksi (Compaction) – tekanan dari
sedimen yang menutupi diatasnya
(overlying sediments) akan menyusun
butiran dan menekan air dari rongga pori
Sementasi (Cementation)- rongga pori terisi
oleh pengendapan :
–
Calcite
–
Quartz
–
iron oxide
Sumber material sedimen
•
Detritus – pecahan batuan
–
•
e.g., gravel, sand, silt, clay yang berasal dari erosi
permukaan lahan
Precipitasi kimia (Chemical Precipitation) –
pengendapan material terlarut dalam air
–
Presipitasi langsung (direct precipitation)
–
Tetumbuhan atau binatang mengekstraksi zat kimia dari
air untuk membentuk cangkang (shells), kerangka
(skeletons), etc.
–
Ketika binatang mati, maka cangkang diendapkan
Batuan sedimen detrital
(Detrital Sedimentary Rocks)
•
•
Komposisi – kebanyakan terdiri dari quartz,
feldspars & clay
Diklasifikasikan berdasarkan ukuran partikel
:
–
Conglomerate (> 2 mm, rounded grains)
–
Breccia (> 2 mm, angular grains)
–
Sandstone - 2 to 1/16 mm (see grains)
–
Siltstone - 1/16 to 1/256 mm
Konglomerat (Conglomerate)
•
Asal batuan :
–
Aliran sungai yang cepat
–
Endapan laut dangkal karena badai (storm)
–
Terbawa aliran es (glacier)
Batupasir (Sandstone)
•
Asal batuan :
–
Sungai
–
Pantai
–
Gumuk pasir (sand dunes)
Serpih (Shale)
•
Asal batuan :
–
Laut dalam (Deep ocean)
–
Danau dalam (deep lake)
Batuan Sedimen Kimia
(Chemical Sedimentary Rocks)
•
2 jenis :
–
Fisik - Evaporation (Evaporites)
•
–
Salt, gypsum – endapan yang tertinggal pada
proses evaporasi air
Biokimia
•
•
•
Air-Tetumbuhan dan binatang mengekstraksi
CaCO3, membentuk shells etc.
Kerangka yang telah mati (mis. Terumbu)
berakumulasi pada dasar laut sebagai detritus.
Coal – material organik yang terawetkandi
lingkungan rawa.
Ringkasan (Summary)
•
Detrital Sedimentary Rocks
–
•
Kuncinya adalah Ukuran Butir (Grain size)
Chemical Sedimentary Rocks
–
Kuncinya adalah komposisi kimia
Special Features
•
•
Terbentuk selama pengendapan :
–
Bedding - parallel or cross
–
Ripple Marks
–
Graded Bedding
–
Mud cracks
Membantu dalam menentukan lingkungan
masa lampau dan iklim
Lingkungan Pengendapan
(Depositional Settings)
•
Continents
–
•
Mixed (Transition zone)
–
•
Desert, glacial, fluvial (rivers), lake, swamp, cave
Lagoon, river delta, estuary, beach
Marine
–
Shallow, intermediate, or deep water
Grain Sizes
Mud Cracks
Coal
Shells
Ripple Marks
Cross-bedding
Bedding
Whole Fossil Rock
Lithification of Detrital Sediments
Graded bedding
BATUAN METAMORF
Budhi Kuswan Susilo
SIKLUS BATUAN
•
•
•
Dicirikan dengan Foliasi (Faliation),
kesan berlapis pada tektur kristalin
META = perubahan; MORPHO = bentuk
Batuan Metamorf = Batuan yang telah
mengalami perubahan bentuk dari
batuan beku, batuan sedimen, dan/atau
batuan metamorf
Penyebab Metamorfisme
PERUBAHAN
•
Temperatur
•
Tekanan
•
Komposisi
•
Perubahan dipengaruhi oleh :
– Temperatur
– pertambahan PANAS
•
Mineral menjadi tidak stabil
•
Membentuk mineral baru (Kondisi Baru)
•
Sumber Panas :
–
Gradient Geothermal
–
Peluruhan Radioaktif
–
Magma Migrasi
– Tekanan
Diagram Fase Andalusite, Sillimanite dan Kyanite
menunjukkan perubahan Al2SiO5
– Fluida Aktif
•
•
Perubahan komposisi kimia – Pelepasan
H20 dan CO2. Contoh : Calcite (CaCO3)
dan lempung [Al2Si2O5(OH)4] terurai
melepas H2O dan CO2. Larutan ini akan
mengendap pada Kondisi dan temperatur
yang sesuai (baru)
Metasomatisme : infiltrasi fluida asal luar,
terkait dengan magma intrusion →
Hydrotermal alteration
TIPE METAMORFISME
Types of Metamorphism
•
•
Contact metamorphism – metamorfisme terjadi
secara lokal pada batuan yang dekat dengan
magma chamber
Regional metamorphism – tegasan skala besar
dan pemanasan batuan karena deep burial atau
terkait dengan kerak atau lempeng kontinen dan
tubrukan (colliding)
Asal Mula (Origin) Batuan Metamorf pada Batas Lempeng Konvergen
Contact Metamorphism
n
n
n
n
Adjacent to igneous intrusions
Thermal (± metasomatic) effects of hot magma
intruding cooler shallow rocks
Occurs over a wide range of pressures, including
very low
Contact aureole
Regional Metamorphism
Metamorfisme yang terjadi pada tubuh batuan yang
luas dan meliputi pelamparan lateral yang luas
Tipe Utama :
n Orogenic metamorphism
n
Tipe metamorfisme yang berasosiasi dengan convergent
plate margins
n
n
Dynamo-thermal: episode orogenesa terkait dengan gradien
geotermal dan deformasi
Karakteristik : Batuan terfoliasi
n Burial
metamorphism
The Types of Metamorphism
Orogenic
Metamorphism
Schematic model for the
sequential (a  c)
development of a
“Cordilleran-type” or
active continental margin
orogen. The dashed and
black layers on the right
represent the basaltic and
gabbroic layers of the
oceanic crust. From
Dewey and Bird (1970) J.
Geophys. Res., 75, 26252647; and Miyashiro et al.
(1979) Orogeny. John
Wiley & Sons.
Asal Mula (Origin) Batuan Metamorf pada Batas Lempeng Konvergen
(a) Shallow fault
zone with fault
breccia
(b) Slightly deeper
fault zone (exposed
by erosion) with
some ductile flow
and fault mylonite
Schematic cross section
across fault zones. After
Mason (1978) Petrology of
the Metamorphic Rocks.
George Allen & Unwin.
London.
MACAM-MACAM
BATUAN METAMORF
Foliated Metamorphic Rocks
Slate: compact, very finegrained, metamorphic rock
with a well-developed
cleavage. Freshly cleaved
surfaces are dull
Phyllite: a rock with a
schistosity in which very fine
phyllosilicates
(sericite/phengite and/or
chlorite), although rarely
coarse enough to see unaided,
impart a silky sheen to the
foliation surface. Phyllites
with both a foliation and
lineation are very common.
a
b
Examples of foliated metamorphic rocks. a. Slate. b. Phyllite. Note the difference in reflectance on
the foliation surfaces between a and b: phyllite is characterized by a satiny sheen. Winter (2001) An
Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
SLATE
Spotted Phyllite. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice
Hall.
Foliated Metamorphic Rocks
Schist: a metamorphic rock
exhibiting a schistosity. By
this definition schist is a
broad term, and slates and
phyllites are also types of
schists. In common usage,
schists are restricted to those
metamorphic rocks in which
the foliated minerals are
coarse enough to see easily in
hand specimen.
Garnet muscovite schist. Muscovite crystals are visible and silvery, garnets occur as large dark
porphyroblasts. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice
Hall.
SCHIST
Foliated Metamorphic Rocks
Gneiss: a metamorphic
rock displaying gneissose
structure. Gneisses are
typically layered (also
called banded), generally
with alternating felsic and
darker mineral layers.
Gneisses may also be
lineated, but must also
show segregations of
felsic-mineral-rich and
dark-mineral-rich
concentrations.
Quartzo-feldspathic gneiss with obvious layering. Winter (2001) An Introduction to Igneous and
Metamorphic Petrology. Prentice Hall.
GNEISS
Quartz sandstone
Limestone
Quartzite
Marble
Akhir Perkuliahan