Metamorfic Rocks
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Metamorfic Rocks

on

  • 2,716 views

Indonesian Geologist - Daeng Dedy

Indonesian Geologist - Daeng Dedy

Statistics

Views

Total Views
2,716
Views on SlideShare
2,715
Embed Views
1

Actions

Likes
1
Downloads
168
Comments
0

1 Embed 1

https://twitter.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Metamorfic Rocks Metamorfic Rocks Document Transcript

  • menarik karena didalamnya tersimpan semua cerita BAByang telah terjadi pada kerak bumi. 7 BATUAN METAMORFOSABatuan metamorfosa juga disebut sebagai batuanmalihan, demikian pula dengan prosesnya, prosesmalihan. Proses metamorfisme atau malihanmerupakan perubahan himpunan mineral dan tekstur Saat lempeng-lempeng tektonik bertumbukan, terben-batuan, namun dibedakan dengan proses diagenesa tuklah batuan metamorf tertentu disepanjang batasdan proses pelapukan yang juga merupakan proses lempeng yang bertumbukan tersebut. Dengandimana terjadi perubahan. Proses metamorfosa mempelajari batuan metamorf di daerah ini, dapatberlangsung akibat perubahan suhu dan tekanan yang diketahui dimana batas benua sebelumnya, serta telahtinggi, diatas 2000C dan 300 Mpa (mega pascal), dan berapa lama tektonik berlangsung di bumi.dalam keadaan padat. Sedangkan proses diagenesaberlangsung pada suhu dibawah 200 0 C dan prosespelapukan pada suhu dan tekanan normal, jauh Batas metamorfismedibawahnya, dalam lingkungan atmosfir. Prosesmetamorfosa dapat didefinisikan sebagai : Sudah dibahas sebelumnya bahwa metamorfisme tidakPerubahan himpunan mineral dan tekstur batuan sama dengan diagenesa atau pelapukan, karena kedua-dalam keadaan (fasa) padat (solid state) pada suhu nya pada kondisi dibawah metamorfisme. Namundiatas 2000 C dan tekanan 300 Mpa. bagaimana dengan batas atasnya, sebab pada suhu tinggi tertentu batuan akan meleleh, sedangkanBatuan metamorf memerlukan perhatian tersendiri, metamorfisme berlangsung dalam keadaan padat.karena perubahannya berlangsung dalam keadaan Tidak berubah melalui lelehan seperti halnya batuanpadat. Saat lempeng-lempeng tektonik bergerak dan beku. Meskipun sedikit, umumnya dalam batuan difragmen kerak bertabrakan, batuan terkoyak, tertarik kerak bumi mengandung H2O, dalam pori-pori atau(extended), terlipat, terpanaskan dan berubah dengan sebagai film tipis sekitar butiran. Batas atascara yang kompleks. Tetapi meskipun batuan sudah metamorfisme pada kerak ditentukan oleh batasmengalami pengubahan dua kali atau lebih, biasanya lelehan parsial basah (onset of wet partial melting),bekas atau bentuk batuan semula masih tersimpan, seperti tertera dalam gambar 7.1. H2O yang adakarena perubahannya terjadi dalam keadaan padat. mengontrol suhu dimana lelehan parsial basah mulaiPadat, tidak seperti cair atau gas, cenderung untuk dan berapa banyak magma terbentuk dari batuanmenyimpan peristiwa-peristiwa (events) pengubahan- metamorf. Batas atas metamorfisme adalah kisarannya. Diantara kelompok batuan, batuan metamorf suhu yang bergantung pada banyaknya H2O yang ada.merupakan yang paling kompleks, tetapi juga paling Gambar. 7.1 memperlihatkan bahwa batas atas metamorfisme tumpang tindih dengan daerah suhu dan tekanan dimana magmatisme mulai. Bila terdapat
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosasejumlah kecil H2O maka lelehan yang terjadipun garam dan mineral yang terdapat pada batuan yangsedikit dan hasilnya tetap terperangkap sebagai bersangkutan. Pada suhu tinggi cairan intergranularkantong (pocket) dalam batuan metamorf. ini lebih bersifat uap dari pada cair, dan mempunyaiSekelompok batuan gabungan, sedikit komponen peran penting dalam metamorfisme. Dibawah suhubatuan beku akibat lelehan dan batuan metamorf dan tekanan yang tinggi terjadi pertukaran unsur daridinamakan migmatit. Bila terjadi sejumlah besar larutan ke mineral-mineral dan sebaliknya. Fungsimagma karena lelehan parsial basah, akan naik dan cairan ini merupakan media transport dari larutan kemenerobos batuan metamorf diatasnya. Magma yang mineral dan sebaliknya, sehingga mempercepat prosesnaik akan membeku sebagai batuan intrusi, umumnya metamorfisme. Dan jika tidak ada larutan atau sadikitmembentuk batolit granit, berasosiasi dengan batuan sekali, maka metamorfisme berlangsung lambat,metamorf. karena perpindahannya melalui diffusi antar mineralAsosiasi batuan ini terbentuk pada sepanjang jalur yang padat.penunjaman atau tumbukan lempeng.Faktor-faktor yang mempengaruhi Proses metamorfismeProses ini dapat dibayangkan sebagai orang memasak.Hasil masakannya sesuai dengan bahan yang dimasakdan cara memasaknya. Demikian juga dengan prosesmetamorfosa, hasilnya tergantung dari komposisibatuan asal dan kondisi metamorfosis. Komposisikimia batuan asal sangat mempengaruhi pembentukanhimpunan mineral baru, demikian pula dengan suhu GAMBAR 7.1 Daerah suhu dan tekanan (sesuai dengan kedalaman) dimana metamorfisme berlangsung pada kerakdan tekanan. Suhu dan tekanan tidaklah berperan Pada suhu dan tekanan rendah, berlangsung diagenesa danlangsung, akan tetapi juga ada atau tidaknya cairan pelapukan (suhu dan tekanan normal). Pada suhu tertinggi ,serta lamanya mengalami panas dan tekanan yang magmatisme dan metamorfisme bersamaan, tergantung kandungan H2O yang ada.tinggi, dan bagaimana tekanannya, searah, terpuntirdsb.Bila diperhatikan tekstur khas batuan metamorf, tidak Suhu dan tekananmemperlihatkan urutan pembentukan masing-masing Batuan apabila dipanaskan, pada suhu tertentu akanmineral seperti halnya pada batuan beku. Semua membentuk mineral mineral baru, yang hasil akhirnyabutiran dalam batuan metamorf dapat dikatakan adalah batuan metamorf. Sumber panasnya berasalmerekristalisasi pada saat bersamaan. Dan masing- dari panas dalam bumi. Batuan dapat terpanaskan olehmasing harus “berebut” ruang dalam tubuh batuan timbunan (burial) atau oleh terobosan batuan beku.yang sudah ada. Hasilnya adalah mineral-mineral baru Tetapi timbunan atau terobosan dapat menimbulkanyang tumbuh berkembang searah dengan tegasan perubahan tekanan, sehingga sukar dikatakan bahwaterkecil, gambar 7.2. Kebanyakan batuan metamorf metamorfisme hanya disebabkan oleh kenaikan suhumemperlihatkan struktur berlapis atau planar, hasil saja.rekristalisasi. Tekanan dalam proses metamorfisme bersifat sebagai stress, mempunyai besaran serta arah. Tekstur batuanPengaruh cairan terhadap reaksi kimia metamorf memperlihatkan bahwa batuan ini terbentuk dibawah differensial stress, atau tekanannya tidakPori-pori pada batuan sedimen atau batuan beku terisi sama besar dari segala arah, gamabar 7.2.oleh cairan, yang merupakan larutan dari gas-gas,58
  • BAB 7 / Batuan MetamorfosaBerberda dengan batuan beku yang terbentuk melalui Slaty cleavagelelehan dan dibawah pengaruh uniform stress, ataumempunyai besaran yang sama dari semua arah. Oleh Pada tahap awal metamorfisme derajat rendah, stresskarena itu batuan beku memperlihatkan orientasi cenderung disebabkan oleh beban lapisan batuanmineral yang tidak beraturan. diatasnya. Mineral-mineral baru yang berstrukturGambar 7.2 memperlihatkan perbedaan tekstur yang berlembar, foliasi, cenderung sejajar dengan bidang-diakibatkan oleh stress yang berbeda. bidang perlapisan dari batuan sedimen yangLetak mineral biotit dalam granit misalnya, tidak termetamorf. Pada penimbunan lebih dalam atauberaturan (A), sedangkan dalam batuan metamorf adanya kompresi dari tumbukan lempeng terjadimemperlihatkan kesejajaran yang tegak lurus arah deformasi, perlapisan sedimen yang semula datar,stress utama, terbesar (B). Pertumbuhan rekristalisasi terlipat, dan lembaran-lembaran mineral pipih danmineral baru mengikuti arah tegasan yang terkecil, foliasi tidak lagi sejajar dengan bidang perlapisan,tegak lurus tegasan utama. gambar 7.3. Batuan metamorf derajat rendah umumnya mempunyai besar butir sangat halus,Waktu sehingga mineral-mineral baru yang pipih hanya dapat dilihat dibawah mikroskop.Untuk mengetahui berapa lama berlangsungnya Dan foliasinya disebut slaty cleavage, yang dapatmetamorfisme tidak mudah dan sampai saat ini masih diartikan belahan-belahan tipis. Batuan metamorfbelum diketahui bagaimana caranya. Dalam percobaan derajat rendah cenderung untuk pecah-pecah menurutdi laboratorium memperlihatkan bahwa dibawah belahan-belahan ini.tekanan dan suhu tinggi serta waktu reaksi yang lamamenghasilan kristal yang besar. Dan dalam kondisisebaliknya dihasilkan kristal yang kecil. Dengandemikian untuk sementara ini disimpulkan bahwabatuan berbutir kasar merupakan hasil metamorfismedalam waktu yang panjang serta suhu dan tekanantinggi. Sebaliknya yang berbutir halus, waktunyapendek serta suhu dan tekanan rendah. A B Gambar 7.2 Perbedaan tekstur pada batuan yang berkomposisi sama. A granit berkomposisi kuarsa,Pengaruh perubahan suhu dan felspar dan biotit, terbentuk dibawah uniform stress. Btekanan terhadap metamorfisme batuan metamorf derajat tinggi dengan komposisi yang sama, terbentuk dibawah pengaruh differensial stress (arah panah). Arah stress terkecil tegak lurus yangPengaruh terhadap Tekstur utama, (dalam gambar atas-bawah)Pada umumnya metamorfisme berlangsung dibawahdifferential stress dan hasilnya adalah tekstur yang Skistositas (schistosity)sejajar. Apabila prosesnya terus berlangsung, mineral-mineral pipih misalnya mika dan khlorit mulai Pada metamorfisme derajat menengah dan derajatberkembang dan tumbuh berorientasi, yang lembaran- tinggi, besar butir mineral-mineralnya berkembanglembarannya berarah tegak lurus stress maksimum. sehingga butirannya dapat dilihat tanpa alat. FoliasiLembaran-lembaran mika baru yang sejajar ini batuan metamorf berbutir kasar disebut skistositasmembentuk tekstur planar yang disebut foliasi (schistosity), yang berasal dari bahasa Latin schistos(foliation), berasal kata folium (bahasa Latin) yang yang berarti mudah terkelupas menurut lembaran-berarti daun. Batuan yang berfoliasi cenderung mudah lembaran (cleave). Tekstur ini terbentuk akibatpecah sebagai lembaran. kesejajaran butiran mineral-mineral besar serta pipih dan yang permukaannya tidak perlu planar. 59
  • BAB 7 / Batuan MetamorfosaSkistositas dibedakan dengan slaty cleavage terutama Jenis batuan metamorfdari besar butirnya. Batuan yang bertekstur schistoscenderung akan belah-belah menurut bidang yang Penamaan batuan metamorf dapat didasarkan padapermukaannya bergelombang atau agak meliuk-liuk tekstur dan juga himpunan mineralnya. Yang sering(distorted) yang mencerminkan keberadaan dan dan umum dipergunakan adalah berdasarkan batuanorientasi butiran kuarsa, felspar dan mineral lainnya. asalnya. Dan yang umum dijumpai berasal dari : serpih (shale), batu pasir dan batu gamping untuk batuan sedimen dan basalt untuk batuan beku. Dari serpih dan mudstone Batusabak (Slate) Baik serpih maupun mudstone umumnya terdiri dari mineral kuarsa, berbagai mineral lempung, kalsit dan mungkin juga felspar. Metamorfisme derajat rendah menjadikannya batusabak atau slate. Pada kondisi ini muskovit dan atau chlorit mengkristal. Meskipun kenampakannya masih seperti serpih atau mudstone, tetapi mineral-mineral baru yang tumbuh pipih bentuknya, membuat batuan bertekstur slaty-cleavage. Adanya tekstur ini membuktikan bahwa batuan asalnya telah termetamorfose. Filit (phyllite) Peningkatan metamorfose pada batusabak ke derajat metamorfose menengah, menghasilkan mineral mika berbutir lebih besar dan perubahan himpunan mineralGAMBAR 7.3 Slaty cleavage akibat tekanan beban lapisandiatasnya sejajar dengan bidang-bidang perlapisan batuan serta membentuk foliasi. Batuannya disebut filit,sedimen asal (A), sedangkan yang mengalami tekanan tektonik berasal dari phyllon, bahasa Yunani yang berarti daun.akan memperlihatkan slaty cleavage memotong bidang Pada batusabak butir mika yang tumbuh tidak dapatperlapisan (B). Arah panah memperlihatkan tekananHimpunan mineralmaksimum. (Skinner,1992) dilihat dengan mata telanjang, tetapi pada filit cukup besar sehingga dapat dilihat.Metamorfisme menghasilkan himpunan mineral barusebagaimana dengan tekstur. Dengan meningkatnya Sekis (schist) dan Gneisssuhu dan tekanan tumbuhlah satu himpunan yang Apabila metamorfisme terus meningkat, maka terben-disusul lainnya. Untuk suatu komposisi batuan tuklah batuan berbutir sedang sampai kasar yangtertentu, setiap himpunan mineral menunjukkan dinamakan sekis. Mineral-mineralnya cukup besarkarakteristik kisaran suhu dan tekanan tertentu. sehingga dapat dilihat tanpa alat dan membentukBeberapa dari mineral-mineral ini jarang atau tidak struktur planar yang jelas, karena tatanannya yangdijumpai pada batuan beku atau sedimen. Kehadiran tumpang tindih dan subparallel. Batusabak, filit danmineral tersebut pada suatu batuan, dapat merupakan sekis dapat dibedakan dari besar butirnya, namunpertanda bahwa batuan tersebut telah mengalami besar butir bukanlah satu-satunya faktor pembeda. Cirimetamorfisme. Beberapa contoh mineral-metamorfik metamorfisme derajat tinggi pada sekis, adalahadalah chlorit, serpentin, epidot, talc dan tiga polymorf mineral-mineralnya, mulai hadirnya segregasiAl2SiO5, kyanit, silimanit dan andalusit. (mengelompoknya mineral sejenis diantara yang lainnya) dan membentuk lajur-lajur. Batuan metamorf derajat tinggi berbutir kasar dan berfoliasi tetapi60
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosadisertai lapisan-lapisan segregasi mineral-mineral, Marmer (marble)seperti kuarsa dan felspar, dan dinamakan gneiss. Marmer terdiri dari butir-butir kalsit, berbutir kasar,Oleh karena besar butirnya dapat dilihat, maka kristalin dan saling mengunci. Saat rekristalisasikelompok batuan ini diberi nama dengan diawali nama batugamping, bidang perlapisan, fossil dan segala cirimineral-mineral utamanya, misalnya kwarsa- batuan sedimen sebagian besar hilang. Hasil akhirnyaplagioklas-biotit-garnet gneiss. Tidak demikian halnya adalah batuan berbesar butir seragam, dengan teksturdengan sekis dan filit, berhubung mineralnya berbutir tersendiri, seperti gula.halus. Marmer murni, seluruhnya terdiri dari kalsit, berwarna putih bersih. Pengotoran pada marmer oleh bahan organik, pirit, limonit dan sedikit silikat membuat marmer berwarna.Dari basalt Kuarsit (quartzite)Sekis hijau (Green Schist) Kuarsit terjadi dari batupasir yang rongga-ronggaMineral utama dalam basat adalah olivin, plagioklas antar butir aslinya terisi silika dan rekristalisasi massadan piroksen. Kesemuanya bersifat anhidrous. Bila seluruhnya. Kadang-kadang masih terlihat samar- samar gambaran butiran-butiran sedimen dahulu,basalt mengalami metamorfisme dimana H2O dapat namun bagaimanapun juga rekristalisasi telahmasuk dalam batuan, maka terbentuklah himpunan mengubah seluruh struktur butiran semula.mineral-mineral yang hidrous. Pada derajat rendah,terbentuklah himpunan mineral seperti khlorit,plagioklas, epidot dan kalsit. Hasilnya setingkat Masalah granitdengan derajat batusabak (slate), akan tetapipenampilannya beda, menunjukkan adanya foliasi Granit didefinisikan sebagai batuan plutonik yangseperti filit. Dan memperlihatkan warna yang khas, terutama terdiri dari felspar dan kuarsa. Definisi inihijau, karena mengandung khlorit, dan dinamakan menempatkan granit dalam batuan beku. Namun adasekis hijau. keraguan, karena dalam terbitan pertama buku geologi granit trmasuk dalam deretan batuan metamorfosa.Amfibolit dan Granulit (amphibolite and Granulite) Hal ini bukannya tidak beralasan. Banyak massaApabila sekis hijau sampai pada metamorfose derajat batuan granitik muncul yang pembentukannyamenengah, khlorit digantikan oleh amfibol dan hasil haruslah melalui proses metamorf. Sebenarnyabatuannya kebanyakan berbutir kasar dan disebut perbedaan batuan beku dan batuan metamorf sedikitamfibolit. Pada amfibolit terdapat juga foliasi, tetapi sekali. Jika dihasilkan lelehan silika, maka saatdiabaikan karena pada umumnya tidak ada mineral- mendingin yang terjadi adalah batuan beku. Dan jikamineral mika dan khlorit. Pada derajat paling tinggi, suhu hampir mencapai titik yang dibutuhkan dimanaamfibol digantikan piroksen. Dan batuannya berfoliasi, terjadi lelehan, batuan yang seharusnya tetap utuh,dinamakan granulit. diresapi (permeation) dengan gas-gas dan cairan larutan dan terubahlah seluruh batuan, ini adalah batuan metamorfosa. Jadi wajarlah bila sering kaliDari batugamping dan batupasir sukar untuk memisahkannya. Dari studi pada batolit seluas 16.000 mil persegi danHasil metamorfose dari batugamping (limestone) dan setebal satu mil, ternyata memang sulit menentukanbatupasir (sandstone) adalah marmer (marble) dan genesanya. Oleh karena itu umumnya dipergunakankuarsit (quartzite). Baik batugamping maupun istilah batuan granitik untuk batuan yangbatupasir kuarsa (jika murni), mengandung bahan berkomposisi granityang dapat membentuk lembaran atau mineral Banyak batuan granitik yang sebagianberstruktur rantai. Akibatnya marmer dan kuarsit memperlihatkan foliasi dan beberapa berlapis tipis,kurang memperlihatkan foliasi. sehingga dapat dinamakan “granitic gneiss”. Granitik gneiss terbentuk ditempat dimana ia berada. Jadi prosesnya haruslah metamorfisme atau penggntian 61
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosametasomatik (metasomatic replacement) atau ubahan(alteration) dimana larutan yang sangat aktif Metamorfisme kontak terjadi akibat intrusi tubuhmenyebabkan transformasi. Sedimen asalnya ter- magma panas pada batuan yang dingin dalam kerakrekristalisasi dan penggabungan ulang (recombined) bumi. Akibat kenaikan suhu, maka rekristalisasi kimiadengan felspar yang terbentuk danpertumbuhan biotit memegang peran utama. Sedangkan deformasidan kuarsa. Biasanya larutan yang mudah bergerak mekanik sangat kecil, bahkan tidak ada, karena stress(mobile) terkosentrasi dalam sistem urat-urat, dan disekitar magma relatif homogen. Batuan yang terkenadinamakan pegmatit. intrusi mengalami pemanasan dan termetamorfosa,Perdebatan genesa granit ini belum terpecahkan, tetapi membentuk satu lapisan disekitar terobosan yangumumnya dapat diterima bahwa ada granit sebagai dinamakan aureole metamorphic, batuan ubahan.batuan beku dan ada yang terbentuk akibat proses Tebal lapisan batuan ubahan pada metamorfismeinfiltrasi, permeasi (permeation) dan alterasi yang kontak tergantung pada besarnya tubuh intrusi dandinamakan granitisasi atau perkembangan felspatisasi kandungan H2O didalam batuan yang diterobos.(progressive felspathization). Misalnya pada korok atau sill lapisannya hanya beberapa meter, tetapi tanpa H2O hanya beberapa centimeter lebarnya. Batuan metamorf kontak yangJenis Metamorfisme terjadi, keras terdiri dari mineral berbutir seragam dan halus yang saling mengunci (interlocking), dinamakanBerdasarkan kenampakan hasil metamorfisme pada Hornfels.batuan, prosesnya dapat dikelompokkan menjadi Pada terobosan besar, bergaris tengah sampai ribuandeformasi mekanik (mechanical deformation) dan meter mempunyai energi panas jauh lebih besar darirekristalisasi kimia (chemical recrystalisation). pada terobosan kecil, dan dapat mengandung banyakDeformasi mekanik menghancurkan, menggerus dan uap H2O. Aureol yang terbentuk dapat sampai ratusanmembentuk foliasi. Rekristalisasi kimia, merupakan meter lebarnya dan berbutir kasar. Didalam aureolproses perubahan komposisi mineral serta pembentuk- metamorf lebar ini yang telah dilalui cairan, terjadian mineral-mineral baru, dimana H2O dan CO2 zonasi himpunan mineral yang konentris. Zonaterlepas akibat kenaikan suhu. himpunan mineral ini mencirikan kisaran suhu tertentu. Dekat dengan terobosan, dimana suhu sangatPerbedaan jenis metamorfime mencerminkan perbeda- tinggi, dijumpai mineral-mineral anhidrous, garnetan tingkat atau derajat kedua proses itu. dan piroksen. Kemudian dijumpai mineral-mineralMetamorfisme Kataklastik hidrous seperti amfibol dan epidot. Selanjutnya mika(Cataclastic metamorphism) dan klorit, gambar 7.4. Zonasi himpunan-himpunan mineral tersebutKadang-kadang deformasi mekanik pada meta- tekstunya tergantung pada komposisi kimia batuanmorfisme dapat berlangsung tanpa disertai yang diterobos, cairan yang melaluinya serta suhu danrekristalisasi kimia. Meskipun hal ini jarang terjadi tekanan.namun apabila terjadi, sifatnya hanya setempat-setempat saja. Misalnya batuan berbutir kasar, granit, Metamorfisme Timbunan (Burial Metamorphism)jika mengalami deferensial stress yang kuat, butiranmineralnya hancur dan juga menjadi halus. Sedimen bersama perselingan piroklastik yangDeformasi ini terjadi pada batuan yang bersifat regas tertimbun sangat dalam pada cekungan dapat(britle) dan dinamakan metamorfisme kataklastik. mencapai suhu 300 0 atau lebih. Adanya H2O yangApabila metamofisme berlanjut maka butiran dan terperangkap dalam pori-pori sedimen mempercepatfragmen batuan akan menjadi lonjong (elongated), dan proses rekristalisasi kimia dan membantu pembentuk-berkembanglah foliasi. an mineral-mineral baru.Metamorfisme Kontak Oleh karena sedimen yang mengandung air lebih(Contact Metamorphism) bersifat cair dari pada padat, maka tegasan (stress)62
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosayang bekerja lebih bersifat homogen, bukan Deretan pegunungan dengan batuan metamof regionaldeferensial. Akibatnya pada metamorfisme timbunan terbentuk akibat subduksi atau tumbukan (collision)pengaruh deformasi mekanik kecil sekali sehingga kerak benua. Pada saat tumbukan benua, batuanteksturnya mirip dengan batuan asalnya, meskipun sedimen sepanjang batas lempeng mengalamihimpunan mineralnya sama sekali berbeda. diferensial stress yang intensif. Dan mengakibatkan berkembangnya foliasi yang khas pada batusabak, sekis, dan gneiss. Sekis hijau dan amfibolit juga merupakan hasil metamorfisme regional, umumnya dijumpai dimana segmen kerak samudra purba yang berkomposisi basaltis bersatu dengan kerak benua dan kemudian termetamorfosa. Gambar 7.5 memperlihatkan bagaimana terjadinya metamorfisme regional. GAMBAR 7.4 Metamorfisme kontak sekitar suatu intrusi porfiri granit. Komposisi batu gamping terubah oleh cairan yang keluar dari granit yang mendingin, menghasilkan metamorfisme aureole. Mineral-mineral baru membentuk satu seri kulit konsentris dalam aureole, masing-masing dengan himpunan mineral yang khas. Lanau diantara lapisan batu gamping yang impervious tidak terpengaruh kecuali bersentuhan dengan granit membentuk lapisan tipis hornfels (Skinner, 1992)Ciri khas untuk metamorfisme ini adalah kelompokmineral zeolit, yang merupakan kelompok mineral Saat satu segmen kerak mengalami stress, kompresiberstruktur kristal polymer silikat. Komposisi horizontal, batuan dalam kerak terlipat dankimianya sama dengan kelompok felspar, yang juga melenglung (buckling). Akibatnya kerak akan menebalmengandung H2O. Metamorfisme timbunan pada satu tempat, seperti diperlihatkan pada gambarmerupakan tahap pertama setelah diagenesa, terjadi 7.5. Dasar kerak yang menebal akan terdorong lebihpada cekungan sedimen yang dalam, seperti palung- kedalam selubung.palung pada batas lempeng. Apabila suhu dan tekanan Akibatnya bagian dasar kerak tersebut mengalaminaik, maka metamorfisme timbunan meningkat peningkatan suhu dan tekanan, dan mineral-mineralmenjadi metamorfisme regioanal. baru mulai tumbuh. Aliran panas dari dasar keatas sangat lambat karena batuan bukan penghantar panasMetamorfisme Regional yang baik. Pencapaian panas sangat bergantung pada kedalaman dan waktu batuan yang terbenam dalamBatuan metamorf yang umum dijumpai pada kerak timbunan yang menebal. Bila perlipatan danbenua dengan penyebaran yang sangat luas, sampai penebalan berlangsung sangat lambat, pemanasanpuluhan ribu kilometer persegi, dibentuk oleh proses timbunan sesuai dengan suhu pada bagian batasmetamorfisme regional. Pada metamorfisme ini mantel dan kerak (gradient geotermal benua).melibatkan juga deformasi mekanik selain Sedangkan jika penimbunan berlangsung sangat cepat,rekristalisasi kimia. Oleh karena itu batuannya seperti halnya pada daerah subduksi, sedimen tertarikmemperlihatkan adanya foliasi. dan terseret kebawah , timbunan sedimen tidak sempatBatuan metamorf regional pada umumnya dijumpai mengalami pemanasan, sehingga peran tekanan lebihpada deretan pegunungan atau yang sudah tererosi, besar dibandingkan dengan suhu.berupa batu sabak (slate), filit, sekis dan gneiss. 63
  • BAB 7 / Batuan MetamorfosaBerdasarkan kecepatan penimbunan, dari batuan yang himpunan mineral batuan metamorf dari batuansama, dapat terjadi dua batuan metamorf yang sedimen atau batuan beku ditentukan oleh suhu danberbeda, karena perbedaan suhu dan tekanan yang tekanan saat metamorfisme berlangsung. Berdasarkanmempengaruhinya. kesimpulan ini, Pennti Eskola dari Finlandia (1915), mengusulkan konsep fasies metamorfisme. Yang intinya menyatakan bahwa dari komposisi batuanZona metamorfisme tertentu, himpunan mineral yang mencapai keseimbangan selama metamorfisme dibawah kisaranDerajat metamorfisme dicirikan oleh himpunan kondisi fisik tertentu, termasuk dalam fasiesmineral baru yang tumbuh pada kondisi tertentu metamorfisme yang sama.(derajat rendah, menengah dan tinggi). Mineral- Prinsip fasies metamorfisme, bersamaan denganmineral tersebut dinamakan mineral indeks, gradient geotermal dan kondisi geologi diperlihatkanumumnya adalah klorit, biotit, garnet, staurolit, dalam gambar 7.6.kyanit,dan silimanit. Tempat-tempat pemunculanpertama mineral indeks diplot pada peta. Metasomatisme Proses metamorfisme berkaitan dengan komposisi tetap dan sejumlah cairan yang relatif sedikit. Sedikitnya cairan disebabkan volume pori-pori batuan yang termetamorf kecil, dan pelepasan H2O dan CO2 dari mineral-mineral yang termetamof berlangsung lambat dibandingkan keluar dengan segera. Oleh karena itu hanya cukup untuk proses metamorf, GAMBAR 7.5 Kompresi menyebabkan kerak dan tidak cukup untuk melarutkan dan mengubah terdeformasi dan menebal. Pada bagian bawah massa yang menebal terjadi metamorfose regional. komposisi batuan. (Skinner, 1992) Pada kondisi tertentu perbandingan air dan batuan dapat besar, 10 : 1 bahkan sampai 100 : 1, misalnya mengalirnya cairan yang banyak melaluiGaris yang menghubungkan lokasi-lokasi di awal rekahan terbuka pada batuan. Batuannya dapatpemunculan mineral indeks yang sama dinamakan terubah (altered) secara drastis olehgaris-isograd. Konsep isograd banyak digunakan penambahan ion-ion baru, melarutkan batuandalam mempelajari semua jenis batuan metamorfosa. atau kedua-duanya.Dan daerah diantara garis isograd dalam peta Proses dimana komposisi kimia batuan terubah olehdinamakan zona metamorfisme, misalnya zona-biotit penambahan atau pelepasan (removal) ion-iondan sebagainya. dinamakan metasomatisme (meta berarti berubah dan soma, dari bahasa Latin yang berarti juice). Biasanya metasomatisme berasosiasi dengan metamorfoseFasies Metamorfisme kontak, terutama dengan batu gamping, gambar 7.4. Cairan metasomatisme yang dilepaskan magma yangHasil pengamatan batuan metamorf diberbagai tempat mendingin, menembus batuan yang termetamorf.di bumi memperlihatkan bahwa komposisi kimia Karena boleh jadi cairannya membawa bahan-bahanbatuan metamorf hanya sedikit terubah oleh proses seperti silika, besi, dan magnesium dalam larutan,metamorfisme. Perubahan utama yang terjadi adalah komposisi batu gamping yang dekat dengan magmabertambah atau berkurangnya volatile, H2O dan CO2, yang mendingin dapat terubah dengan drastis, dantetapi bahan utamanya, seperti SiO2, Al2O3 dan CaO yang diluar jangkauan cairan tidak terubah. Tanpatidak berubah. Sehingga dapat disimpulkan bahwa64
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosaadanya penambahan material, batu gamping menjadimarmer, tetapi akibat metasomatisme berubah menjadihimpunan garnet, pyroksen hijau, dinamakan diopsitdan kalsit. Dalam airnya selalu mengandung garam-garam,Larutan Hidrotermal dan Cebakan sodium khlorida, potasium khlorida, kalsium sulfat, Mineral dan kalsium khloride. Kadar garam terlarut bervariasi, berkisar dari salinitas air laut, 3.5 persen berat, sampaiCairan yang menyebabkan metasomatisme kaya akan puluhan kalinya. Larutan yang sangat ‘asin’ (barin)H2O dan bersuhu 250 0 C atau lebih dinamakan larutan dapat melarutkan sedikit mineral-mineral yanghidrotermal (dari bahasa Yunani, hidro- air dan termal tampaknya tidak larut, seperti emas, khalkopyrit,- panas). Larutan hidrotermal membentuk urat-urat galena dan sfalerit.(veins) dengan mengendapkan bahan yang terlarut Larutan hidrotermal terjadi dalam beberapa cara.seperti kwarsa atau kalsit dalam rekahan-rekahan. Salah satunya adalah saat magma yang terjadi olehSelain itu dapat juga menghasilkan ubahan pada peleburan parsial basah yang mendingin danbatuan yang dialirinya. Larutan hidrotermal mengkristal, air yang menyebabkan peleburan parsialmempunyai peranan penting dalam pembentukan basah dilepaskan. Namun tidak sebagai air murni, tapicebakan mineral berharga., dengan membentuk urat- mengandung semua unsur yang dapat larut yangurat dan alterasi batuan. terdapat dalam magma, seperti NaCl, dan unsur-unsurCebakan mineral berharga hasil larutan hidrotermal kimia, emas, perak, tembaga, timbal, zinc, merkurilebih banyak dijumpai dari pada tipe lainnya. dan molybdinum, yang tidak terikat kwarsa, feldspar,Komposisi utama larutan hidrotermal adalah air. dan mineral lain dengan substitusi ion. Suhu yang tinggi meningkatkan efektivitas larutan sangat asin ini untuk membentuk endapan mineral hidrotermal. Volkanisme dan panas merupakan satu kesatuan. Oleh karena itu wajar bila banyak endapan mineral berasosiasi dengan batuan volkanik panas yang dimasuki air yang bersirkulasi di kedalaman, yang berasal dari air hujan atau air laut. Banyak sekali endapan mineral dijumpai pada bagian atas tumpukan volkanik, yang diendapkan saat larutan hidrotermal yang bergerak naik, mendingin dan mengendapkan mineral bijih. Gambar 7.6 Fasies metamorfis-me di plott berdasrkan suhu dan kedalaman. Kurva A merupakan gradient suhu yang khas sekitar intrusi batuan beku yang menye-babkan metamorfose kontak. Kurva B adalah gradient geotermal normal unutk benua. Kurva C adalah gradient geotermal yang berkembang di zona subduksi. Fasies zeolit berimpit dengan kondisi diagenesis pada suhu dan tekanan (Skinner, 1992). 65
  • BAB 7 / Batuan MetamorfosaTektonik lempeng, Metamorfisme dan MetasomatismeMetamorfisme regional terjadi pada batas subduksilempeng, seperti terlihat pada gambar 7.6.Metamorfisme timbunan (burial metamorphisml)terjadi pada bagian bawah tumpukan tebal sedimenyang terakumulasi pada paparan benua (continentalshelf) dan lereng benua (continental slope).Suhu dan tekanan karakteristik untuk fasiesmetamorfosis sekis biru dan eklogit tercapai saatbatuan kerak tertarik kebawah dengan cepat olehlempeng yang menunjam. Pada kondisi demikiantekanan naik lebih cepat dibandingkan dengan suhudan hasilnya adalah batuan metamorf tekanan tinggi -suhu rendah, fasies metamorf sekis biru dan eklogit.Kondisi karakteristik fasies metamorf sekis hijau danamfibolit terdapat dimana kerak menebal akibattumbukan benua atau pemanasan oleh magma yangnaik. Tumbukan benua umumnya merupakanpenyebab metamorfisme regional dan aktivitasmagma.Magma yang menghasilkan gunung api strato terjadioleh peleburan parsial basah kerak samudra yangmenunjam. Magma juga merupakan sumber panasuntuk larutan hidrotermal yang menghasilkan endapanbijih.Adanya sumber-daya mineral di bumi, adalah berkatkombinasi proses-proses magmatik, metamorfisme,dan metasomatik, yang semuanya terjadi akibat tetoniklempeng.66GAMBAR 7.7 Diagram batas lempeng konvergen, memperlihatkan daerah-daerah metamorfisme yang berbeda. Garis putus-putusmemperlihatkan kotur suhu. (1) Zona metamorfisme timbunan. (2) Zona metamorfisme sekis biru dan eklogit. Gradient geotermal Cpada Gambar 7.6. (3) Zona metamorfisme sekis hijau dan amfibolit. Gradient geotermal B pada Gambar 7.6. Dan (4) Zona dimanapeleburan parsial basah mulai (Skinner, 1992).
  • BAB 7 / Batuan Metamorfosa 67