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.
a. Afanitik adalah kenampakan batuan beku berbutir sangat halus sehingga
mineral/kristal penyusunnya tidak dapat diamati secara mata telanjang
atau dengan loupe.
b. 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
a. Holokristalin, apabila batuan tersusun semuanya oleh kristal.
b. Holohialin, apabila batuan tersusun seluruhnya oleh gelas atau kaca.
c. Hipokristalin, apabila batuan tersusun sebagian oleh kaca dan sebagian berupa kristal.
Tingkat Keseragaman Butir
a. Equigranular, apabila kristal penyusunnya berukuran butir relatif
seragam. Tekstur sakaroidal adalah tekstur dimana ukuran butirnya
seragam seperti gula pasir atau gula putih.
b. 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
a. 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.
b. 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.
c. 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 :
a. Kubus atau equidimensional, apabila ketiga dimensinya sama panjang.
b. Tabular atau papan, apabila dua dimensi kristalnya lebih panjang dari satu dimensi yang lain.
c. 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)
PETROGENESA BATUAN BEKU
Petrogenesa adalah
bagian dari petrologi yang menjelaskan seluruh aspek terbentuknya
batuan mulai dari asal-usul atau sumber, proses primer terbentuknya
batuan hingga perubahan-perubahan (proses sekunder) pada batuan
tersebut. Untuk batuan beku, sebagai sumbernya adalah magma. Proses
primer menjelaskan rangkaian atau urutan kejadian dari pembentukan
berbagai jenis magma sampai dengan terbentuknya berbagai macam batuan
beku, termasuk lokasi pembekuannya. Setelah batuan beku itu terbentuk,
batuan itu kemudian terkena proses sekunder, antara lain berupa
oksidasi, pelapukan, ubahan hidrotermal, penggantian mineral (replacement), dan malihan, sehingga sifat fisik maupun kimiawinya dapat berubah total dari batuan semula atau primernya.
Berhubung
proses petrogenetik tersebut sebagian besar berlangsung lama (dalam
ukuran waktu geologi), dan umumnya terjadi di bawah permukaan bumi,
sehingga tidak dapat diamati langsung, maka analisis atau penjelasannya
bersifat interpretatif. Pembuktian mungkin dapat ditunjukkan berdasar
hasil-hasil eksperimen di laboratorium, sekalipun hanya pada batas-batas
tertentu. Analisis interpretatif tersebut tetap didasarkan pada data
obyektif atau deskriptif hasil pemerian yang meliputi warna, tekstur,
struktur, komposisi mineral dan kenampakan khusus lainnya. Dengan
demikian studi petrogenesa pada prinsipnya untuk mencari jawaban atau
penjelasan terhadap pertanyaan “Mengapa” (Why) dan “Bagaimana” (How) terhadap data pemerian batuan.
Klasifikasi Batuan beku berdasarkan Genetik (tempat terjadinya)
Penggolongan ini berdasarkan genesa atau
tempat terjadinya dari batuan beku, pembagian batuan beku ini merupakan
pembagian awal sebelum dilakukan penggolongan batuan lebih lanjut.
Pembagian genetik batuan beku adalah sebagai berikut :
A. Batuan beku Intrusif
Batuan ini terbentuk dibawah permukaan
bumi, sering juga disebut batuan beku dalam atau batuan beku plutonik.
Batuan beku intrusif mempunyai karakteristik diantaranya, pendinginannya
sangat lambat(dapat sampai jutaan tahun),memungkinkan tumbuhnya
kristal-kristal yang besar dan sempurna bentuknya, menjadi tubuh batuan
beku intrusif. Tubuh batuan beku intrusif sendiri mempunyai bentuk dan
ukuran yang beragam, tergantung pada kondisi magma dan batuan di
sekitarnya. Batuan beku intrusi selanjutnya dapat dibagi lagi menjadi
batuan beku intrusi dalam dan batuan beku intrusi permukaan. berdasarkan
kedudukannya terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya, struktur tubuh batuan beku intrusif terbagi menjadi dua yaitu konkordan dan diskordan.
Struktur tubuh batuan beku yang memotong lapisan batuan di sekitarnya disebut diskordan. yaitu:
- Batholit, yaitu tubuh batuan yang memiliki ukuran yang sangat besar yaitu > 100 km2 dan membeku pada kedalaman yang besar.
- Stock, seperti batolit, bentuknya tidak beraturan
dan dimensinya lebih kecil dibandingkan dengan batholit, tidak lebih
dari 10 km. Stock merupakan penyerta suatu tubuh batholit atau bagian
atas batholit.
- Dyke, disebut juga gang, merupakan salah satu badan
intrusi yang dibandingkan dengan batholit, berdimensi kecil. Bentuknya
tabular, sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong struktur
(perlapisan) batuan yang diterobosnya.
- Volkanic neck, adalah pipa gunung api di
bawah kawah yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudaia setelah batuan
yang menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya
kurang lebih silindris dan menonjol dari topografi disekitarnya.
Bentuk-bentuk yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya disebut konkordan diantaranya adalah sill, lakolit dan lopolit.
- Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan
atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk
tabular dan sisi-sisinya sejajar.
- Lakolit, sejenis dengan sill. Yang membedakan
adalah bentuk bagian atasnya, batuan yang diterobosnya melengkung atau
cembung ke atas, membentuk kubah landai. Sedangkan, bagian bawahnya
mirip dengan Sill. Akibat proses-proses geologi, baik oleh gaya endogen,
maupun gaya eksogen, batuan beku dapt tersingka di permukaan.
- Lopolit, bentuknya mirip dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas.
Batuan
beku dalam selain mempunyai berbagai bentuk tubuh intrusi, juga
terdapat jenis batuan berbeda, berdasarkan pada komposisi mineral
pembentuknya. Batuan-batuan beku luar secara tekstur digolongkan ke
dalam kelompok batuan beku fanerik.
B. Batuan beku Ekstrusif
Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku
yang proses pembekuannya berlangsung dipermukaan bumi. Batuan beku
ekstrusif ini yaitu lava yang memiliki berbagai struktur yang memberi
petunjuk mengenai proses yang terjadi pada saat pembekuan lava tersebut.
Struktur ini diantaranya:
- Masif, yaitu struktur yang memperlihatkan suatu masa batuan yang terlihat seragam.
- Sheeting joint, yaitu struktur batuan beku yang terlihat sebagai lapisan
- Columnar joint, yaitu struktur yang memperlihatkan batuan terpisah poligonal seperti batang pensil.
- Pillow lava, yaitu struktur yang menyerupai bantal yang bergumpal-gumpal. Hal ini diakibatkan proses pembekuan terjadi pada lingkungan air.
- Vesikular, yaitu struktur yang memperlihatkan
lubang-lubang pada batuan beku. Lubang ini terbentuk akibat pelepasan
gas pada saat pembekuan.
- Amigdaloidal, yaitu struktur vesikular yang kemudian terisi oleh mineral lain seperti kalsit, kuarsa atau zeolit
- Struktur aliran, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya kesejajaran mineral pada arah tertentu akibat aliran
2. Klasifikasi Batuan Beku Berdasarkan Senyawa Kimia
Batuan beku disusun oleh senyawa-senyawa
kimia yang membentuk mineral penyusun batuan beku. Salah satu
klasifikasi batuan beku dari kimia adalah dari senyawa oksidanya,
sepreti SiO2, TiO2, AlO2, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O+, P2O5, dari persentase setiap senyawa kimia dapat mencerminkan beberapa lingkungan pembentukan meineral.
Analisa kimia batuan dapat dipergunakan
untuk penentuan jenis magma asal, pendugaan temperatur pembentukan
magma, kedalaman magma asal, dan banyak lagi kegunaan lainya. Dalam
analisis kimia batuan beku, diasumsikan bahwa batuan tersebut mempunyai
komposisi kimia yang sama dengan magma sebagai pembentukannya. Batuan
beku yang telah mengalaimi ubahan atau pelapukan akan mempunyai
komposisi kimia yang berbeda. Karena itu batuan yang akan dianalisa
harusla batuan yang sangat segar dan belum mengalami ubahan. Namun
begitu sebagai catatan
pengelompokan yang didasarkan kepada susunan kimia
batuan, jarang dilakukan. Hal ini disebabkan disamping prosesnya lama
dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimiawi.
3. Klasifikasi Batuan Beku Berdasarkan Susunan Mineralogi
Klasifikasi ini sering digunakan,
karena relatif lebih mudah dapat dilihat dengan kasat mata, klasifikasi
ini didasarkan kepada susunan mineral dipadukan dengan tekstur.
Pada gambar diatas diperlihatkan
pengelompokan batuan beku dalam bagan, berdasarkan susunan mineralogi.
Gabro adalah batuan beku dalam dimana sebagian besar mineral-mineralnya
adalah olivine dan piroksin. Sedangkan Felsparnya terdiri dari felspar
plagioklas Ca. Teksturnya kasar atau phanerik, karena mempunyai waktu
pendinginan yang cukup lama didalam litosfir. Kalau dia membeku lebih
cepat karena mencapai permukaan bumi, maka batuan beku yang terjadi
adalah basalt dengan tekstur halus. Jadi Gabro dan Basalt keduanya
mempunyai susunan mineral yang sama, tetapi teksturnya berbeda. Demikian
pula dengan Granit dan Rhyolit, atau Diorit dan Andesit. Granit dan
Diorit mempunyai tekstur yang kasar, sedangkan Rhyolit dan Andesit,
halus. Basalt dan Andesit adalah batuan beku yang banyak dikeluarkan
gunung-berapi, sebagai hasil pembekuan lava.