Kekar , Joint , Fracture , Rekahan ,

Kekar adalah suatu fracture (retakan pada batuan) yang relatif tidak mengalami pergeseran pada bidang rekahnya, yang disebabkan oleh gejala tektonik maupun non tektonik (Ragan, 1973).

Kekar merupakan salah satu struktur yang paling umum dijumpai pada batuan. Kekar atau joint adalah rekahan-rekahan pada batuan yang berbentuk lurus, planar dan tidak terjadi pergeseran.

Joint set adalah kumpulan kekar pada satu tempat atau pada suatu batuan yang memiliki ciri khas yang dapat dibedakan dengan joint set lainnya.

Kekar adalah struktur retakan/rekahan terbentuk pada batuan akibat suatu gaya yang bekerja pada

batuan tersebut dan belum mengalami pergeseran. Secara umum dicirikan oleh:

 a). Pemotongan bidang perlapisan batuan; 

 b). Biasanya terisi mineral lain (mineralisasi) seperti kalsit, kuarsa dsb;

 c). Kenampakan breksiasi. Struktur kekar dapat dikelompokkan berdasarkan sifat dan karakter

retakan/rekahan serta arah gaya yang bekerja pada batuan tersebut. 

Perbedaan kekar dengan struktur retakan biasa adalah, kekar terjadi dalam pola-pola yang teratur. Biasanya berupa garis lurus yang arahnya tegak lurus vektor tegasan (stress). Terkadang beberapa kekar saling berpotongan, membagi sebuah batuan besar menjadi balok-balok yang saling terpisah. Kekar terjadi pada lingkungan geologi yang bertekanan rendah.

Kekar memegang peranan penting di geofisika, misalnya sebagai jalur migrasi minyak bumi atau air tanah. Apabila kekar dilewati larutan hidrotermal, maka mineral dapat mengendap di sana, membentuk urat mineral. Selain itu, pemetaan kekar sangat penting dilakukan sebelum membuat desain waduk.

Kekar umumnya terdapat sebagai rekahan tensional dan tidak ada gerak sejajar bidangnya. Kekar membagi-bagi batuan yang tersingkap menjadi blok-blok yang besarnya bergantung pada kerapatan kekarnya. Dan merupakan bentuk rekahan paling sederhana yang dijumpai pada hampir semua batuan. Biasanya terdapat sebagai dua set rekahan, yang perpotongannya membentuk sudut berkisar antara 45 sampai 90 derajat.

Kekar mungkin berhubungan dengan sesar besar atau oleh pengangkatan kerak yang luas, dapat tersebar sampai ribuan meter persegi luasnya. Umumnya pada batuan yang getas. Kebanyakan kekar merupakan hasil pembubungan kerak atau dari kompresi atau tarikan (tension) berkaitan dengan sesar atau lipatan. Ada kekar tensional yang diakibatkan oleh pelepasan beban atau pemuaian batuan. Kekar kolom pada batuan volkanik terbentuk oleh tegasan yang terjadi ketika lava mendingin dan mengkerut.

Kekar juga mempunyai nilai ekonomis. Dapat memperbesar permeabilitas yang penting bagi migrasi dan menampung air tanah dan minyak bumi.

Analisa kekar sangat diperlukan dalam eksplorasi dan pengembangan sumber daya alam. Rekahan-rekahan mengontrol endapan mineral, tembaga, timbal, seng, merkuri,perak,emas dan tungsten.

Larutan hidrotermal yang berasosiasi dengan intrusi batuan beku mengalir sepanjang kekar-kekar dan mengendapkan mineral-mineral sepanjang dinding kekar, membentuk urat-urat mineral (mineral veins).

Kekar dapat terjadi pada semua jenis batuan, dengan ukuran yang bervariasi dari beberapa millimeter (kekar mikro) hingga ratusan kilometer (kekar mayor). Sedangkan yang berukuran beberapa meter disebut dengan kekar minor.Kekar dapat terjadi akibat adanya proses tektonik, proses perlapukan dan perubahan temperature yang signifikan.

Kekar merupakan jenis struktur batuan yang berbentuk bidang pecah. Sifat dari bidang ini memisahkan batuan menjadi bagian-bagian yang terpisah. Tetapi tidak mengalami perubahan posisinya. Sehingga menjadi jalan atau rongga atau kesarangan batuan yang dapat dilalui cairan dari luar beserta materi lain seperti air, gas dan unsur-unsur lain yang menyertainya.

Klasifikasi kekar atau joint terdiri dari beberapa klasifikasi yaitu :

1. Berdasrkan Cara Terbentuknya:

• Srinkage Joint (Kekar Pengkerutan)

Srinkage Joint adalah kekar yang disebabkan karena gaya pengerutan yang timbul akibat pendinginan (kalau pada batuan beku terlihat dalam bentuk kekar tiang/kolom) atau akibat pengeringan (seperti pada batuan sedimen). Kekar ini biasanya berbentuk polygonal yang memanjang.

• Kekar Lembar (Sheet Joint)

Yaitu sekumpulan kekar yang kira-kira sejajar dengan permukaan tanah. Kekar seperti ini terjadi terutama pada batuan beku. Sheet joint terbentuk akibat penghilangan beban batuan yang tererosi.

Penghilangan beban pada sheet joint terjadi akibat :

1.Batuan beku belum benar-benar membeku secara menyeluruh

2.Proses erosi yang dipecepat pada bagian atas batuan beku

3.Adanya peristiwa intrusi konkordan (sill) dangkal

2.  Berdasarkan Bentuknya

• Kekar Sistematik: yaitu keakar dalam bentuk berpasangan arahnya sejajar satu dengan yang lainnya .

• Kekar Non Sistematik: yaitu kekar yang tidak teratur biasanya melengkung dapat saling bertemu atau bersilangan di antara kekar lainnya atau tidak memotong kekar lainnya dan berakhir pada bidang perlapisan

3. Kekar Berdasarkan Ganesanya

• Kekar Kolom

Kekar Kolom umumnya terdapat pada batuan basalt, tetapi kadang juga terdapat pada batuan beku jenis lainnya. Kolom-kolom ini berkembang tegak lurus pada permukaan pendinginan, sehingga pada sill atau aliran tersebut akan berdiri vertikal sedangkan pada dike kurang lebih akan horizontal, dengan mengukur sumbu kekar kolom kita dapat merekonstruksi bentuk dari bidang pendinginan dan struktur batuan beku.

• Kekar Gerus

Kekar Gerus (Shear Joint), yaitu kekar yang terjadi akibat stress yang cenderung mengelincirkan bidang satu sama lainnya yang berdekatan.

Ciri-ciri di lapangan :

1)Biasanya bidangnya licin.

2)Memotong seluruh batuan.

3)Memotong komponen batuan.

4)Biasanya ada gores garis.

5)Adanya joint set berpola belah ketupat.

• Kekar Lembar

Kekar lembar (sheet joint ) adalah sekumpulan kekar yang kira-kira sejajar dengan permukaan tanah, terutama pada batuan beku. Terbentuknya kekar ini akibat penghilangan beban batuan yang tererosi. Penghilangan beban pada kekar ini terjadi akibat:

1.Batuan beku belum benar-benar membeku secara menyeluruh

2.Tiba-tiba diatasnya terjadi erosi yang dipercepat

3.Sering terjadi pada sebuah intrusi konkordan (sill) dangkal

• Kekar Tarik (Esktension Joint dan Release Joint)

Kekar Tarikan (Tensional Joint), yaitu kekar yang terbentuk dengan arah tegak lurus dari gaya yang cenderung untuk memindahkan batuan (gaya tension). Hal ini terjadi akibat dari stress yang cenderung untuk membelah dengan cara menekannya pada arah yang berlawanan, dan akhirnya kedua dindingnya akan saling menjauhi.

Ciri-ciri dilapangan :

1)Bidang kekar tidak rata.

2)Selalu terbuka.

3)Polanya sering tidak teratur, kalaupun teratur biasanya akan berpola kotak-kotak.

4)Karena terbuka, maka dapat terisi mineral yangkemudian disebut vein.

Kekar tarikan dapat dibedakan atas:

1)Tension Fracture, yaitu kekar tarik yang bidang rekahannya searah dengan tegasan.

2)Release Fracture, yaitu kekar tarik yang terbentuk akibat hilangnya atau pengurangan tekanan, orientasinya tegak lurus terhadap gaya utama. Struktur ini biasanya disebut STYLOLITE.

• Kekar Hybrid

Kekar Hibrid (Hybrid Joint) merupakan campuran dari kekar gerus dan kekar tarikan dan pada umumnya rekahannya terisi oleh mineral sekunder.

4.Berdasarkan Genesa & Keaktifan Gaya yang membentuknya

• Kekar Orde Pertama

Kekar orde pertama adalah kekar yang dihasilkan langsung dari gaya pembentuk kekar .Umumnya mempunyai bentuk dan pola yang teratur dan ukurannya relative besar .

• Kekar Orde Kedua

Kekar orde kedua adalah kekar sebagai hasil pengaturan kembali atau pengaruh gaya balik atau lanjutan untuk mencapai kesetimbangan massa batuan .

More about → Kekar , Joint , Fracture , Rekahan ,

Satuan Satuan Morfologi

 Bentuk-bentuk pada permukaan yang dihasilkan oleh peristiwa-peristiwa geomorfik berdasarkan kesamaan dalam bentuk dan pola aliran sungai dapat dikelompokkan ke dalam satuan yang sama. Tujuan dari pengelompokkan ini adalah untuk dapat memisahkan daerah konstruksional dengan daerah detruksional. Kemudian masing-masing satuan dapat dibagi lagi menjadi subsatuan berdasarkan struktur dan tahapan (untuk konstruksional) serta berdasarkan deposisional (untuk destruksional).

1. Sungai 

Pada hakekatnya aliran sungai terbentuk oleh adanya sumber air (hujan, mencairnya es, dan mata air) dan adanya relief dari permukaan bumi. Sungai-sungai juga mengalami tahapan geomorfik yaitu perioda muda, dewasa, dan tua. 

Sungai muda dicirikan dengan kemampuan untuk mengikis alurnya, dimana hal ini dapat terjadi jika gradien sungai cukup terjal. Sungai muda biasanya sempit, dengan tebing terjal yang terdiri dari batuan dasar. Gradien sungai yang tidak teratur (seragam) disebabkan oleh variasi struktur batuan (keras-lunak). Sungai pada stadium dewasa akan mengalami pengurangan gradien sungai sehingga kecepatan aliran dan daya erosi (pengikisan) berkurang, sehingga mulai terjadi pengendapan. Sungai demikian disebut dengan graded. Jika sungai utama mengalami graded berarti telah tercapai kedewasaan awal, dan jika cabang-cabang sungai tersebut juga telah mengalami graded maka telah mencapai kedewasaan lanjut, dan jika alur-alur sungai juga telah mengalami graded, maka sungai tersebut telah mencapai perioda tua. 

Pada umumnya aliran sungai dikendalikan oleh struktur batuan dasar, kekerasan batuan, dan struktur geologi, serta beberapa hal lainnya membentuk pola-pola aliran sungai, antara lain :

a. Pola dendritik, dengan pola aliran menjari dan menyebar seperti dahan-dahan pohon, mengalir ke semua arah, dan menyatu di induk sungai. Umum terdapat pada daerah dengan struktur batuan yang homogen atau pada lapisan endapan sedimen yang horizontal.

b. Pola aliran rektangular, dibentuk oleh cabang-cabang sungai yang berbelok, berliku-liku, dan menyambung dengan membentuk sudut-sudut tegak lurus, yang umumnya dikendalikan oleh pola kekar dan sesar yang berpola berpotongan secara tegak lurus. Umum terdapat pada daerah batuan kristalin, serta perlapisan batuan keras yang horizontal.

c. Pola aliran trelis, berbentuk pola trali pagar. Sungai-sungai yang lebih besar cenderung mengikuti singkapan dari batuan lunak. Pola ini umum pada daerah yang terlipat dan miring kuat.

d. Pola aliran radial, dengan pola sentrifugal dari suatu puncak, misalnya aliran sungai pada pegunungan kubah atau gunung api muda.

e. Pola aliran anular, merupakan aliran dimana sungai-sungai besarnya mengalir melingkar mengikuti struktur dan batuan yang lunak, dan umum terbentuk pada daerah kubah struktural yang telah terkikis dewasa. Pola aliran anular dengan demikian merupakan variasi dari pola aliran trelis.

Gambar Pola Aliran Sungai

Pada sungai yang telah mencapai stadium dewasa terdapat dataran banjir yang terbentuk dari pengendapan material klastis yang diendapkan pada daerah di dekat sungai membentuk point bar. Pada sisi kiri kanan sungai sering terbentuk akumulasi yang tebal sedimen sepanjang sungai dan membentuk tanggul alam (natural levees). Jika arus aliran sungai makin melemah, material klastis yang terbawa oleh aliran sungai akan terendapkan pada tekuk lereng, sisi dalam meander, pertemuan antara dua aliran sungai, dan perubahan gradien. Jika endapan aluvial sungai yang telah terbentuk kemudian terkikis kembali oleh aliran sungai akan terbentuk undak-undak sungai, dan merupakan peremajaan sungai pada masa dewasa atau tua 

Jika aliran sungai dari mulut lembah di daerah pegunungan dan kemudian memasuki wilayah dataran, maka material klastis yang dibawanya akan terendapkan dan kemudian menyebar meluas dengan sudut kemiringan makin melandai. Fraksi kasar akan terakumulasi di dekat mulut lembah dan fraksi halus akan terdapat pada dataran, dan dikenal dengan kipas aluvial. Kipas aluvial dapat terjadi pada kaki-kaki gunung api, kaki tebing dari gawir, dll. 

Selanjutnya material klastis yang terbawa oleh aliran sungai hingga laut, dan membentuk delta. Bentuk-bentuk delta dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain bentuk sungai, gradien sungai, besarnya beban, kuat arus laut, arah arus laut, dsb.

2. Dataran dan Plateau 

Dataran dan plateau adalah wilayah-wilayah dengan struktur yang relatif horizontal. Dataran mempunyai relief rendah dengan lembah-lembah dangkal, sedangkan plateau mempunyai relief yang tinggi dengan lembah-lembah yang dalam. Secara umum beberapa jenis dataran, antara lain : 

a. Dataran pantai (coastal plains) yang terbentuk oleh timbulnya dasar laut. 

b. Interior plains, yang mirip dengan dataran pantai tetapi yang terletak sudah jauh dari laut. 

c. Dataran danau (lake plains), terbentuk oleh timbulnya dasar danau karena pengeringan danau. 

d. Dataran lava (lava plains) dan plateau lava (lava plateau), terbentuk oleh aliran lava encer. 

e. Dataran endapan glasial (till plains), terdiri dari endapan glacial yang menutupi topografi tidak rata. 

f. Dataran aluvial (alluvial plains), yang terbentuk dari endapan aluvial dari kipas aluvial di kaki pegunungan hingga jauh ke dataran banjir dan dataran pantai. 

Plateau pada stadium muda merupakan daerah dengan lapisan horizontal dan kebanyakan telah terkikis dalam oleh aliran sungai. Daerah plateau dapat lebih tinggi terhadap sekitarnya dan dibatasi oleh gawir atau dapat pula lebih rendah dari pegunungan disekitarnya. Plateau dewasa mempunyai kenampakan umum mirip dengan pegunungan biasa namun kecenderungan lapisan batuannya horizontal. Plateau tua umumnya merupakan daerah dataran yang luas yang telah mengalami pengikisan dengan perlapisan yang horizontal. Bukit-bukit sisa erosi, yang juga berstruktur horizontal disebut mesa (dengan ketinggian 150-200 m). Dimensi yang lebih kecil dinamakan butte, dan jika lebih sempit dan tinggi seperti pilar-pilar disebut dengan pinnacles atau needles. 

3. Pegunungan kubah (dome mountains)

Kubah diartikan sebagai struktur dari suatu daerah yang luas dengan sifat lipatan regional dengan sudut kemiringan yang kecil. Ada beberapa sebab terjadinya kubah, antara lain oleh intrusi garam atau diapir, intrusi lakolit, dan intrusi batuan beku seperti batolit. Dalam tahapan muda pegunungan kubah akan dikikis oleh sungai-sungai namun belum dalam, bentuk kubah masih utuh, pengikisan dimulai di puncak dengan membentuk cekungan erosi. Kadang-kadang inti kubah yang keras tampak di dasar cekungan erosi kubah. Pada tahapan dewasa, pengikisan di puncak makin meluas dan mendalam. Undak-undak gawir terbentuk sesuai dengan banyaknya lapisan-lapisan yang resistan, serta punggungan-punggungan dengan lapisan miring (hogbacks) terbentuk . Pada tahapan tua, mempunyai bentuk akhir dari pengikisan kubah akan membentuk peneplane. Pola aliran annular hampir-hampir hilang. Kubah besar dan tinggi dihasilkan oleh intrusi-intrusi batolit; yang lebih kecil dihasilkan oleh intrusi lakolit, dan berbentuk kubah landai yang dihasilkan oleh sill. Kubah-kubah kecil dapat dihasilkan oleh intrusi garam atau diapir lempung.

Sketsa bentuk (morfologi) hogbacks

Punggungan-punggungan lapisan miring (hogbacks) dapat terbentuk oleh beberapa kejadian antara lain kubah, antiklin, sesar, intrusi, dan sebagainya. Faltion merupakan hogbacks yang terletak terdekat dengan inti kubah yang keras seperti batuan kristalin dengan ujung atas umumnya runcing. 

Inti kubah yang terdiri dari batuan kristalin sering memberi arti sebagai sumber mineral logam; pertambangan sering dijumpai kubah-kubah garam tentunya memberi makna sebagai sumber garam. Jika tidak berpotensi akan mineral, inti kubah yang bertekstur kasar sering merupakan daerah hutan dan sekaligus merupakan daerah tadah hujan. Juga lereng-lereng terjal dari hogbacks sebaiknya merupakan daerah hutan untuk mencegah longsoran dan untuk tujuan konservasi air.

4. Pegunungan Lipatan (Folded Mountains)

Istilah pegunungan lipatan digunakan untuk suatu jenis pegunungan dengan struktur lipatan yang relatif sederhana. Pada tahapan muda morfologinya masih menggambarkan adanya lingkungan antiklin dan sinklin. Bila erosi melanjut maka pengikisan sungai lateral dapat menajam ke hulu dan juga sepanjang puncak antiklin. Pada tahapan dewasa pengikisan di puncak antiklin dapat melanjut, melebar ke arah dalam sepanjang puncak antiklin dan akhirnya terbentuk lembah antiklin dengan kenampakan morfologi terhadap struktur geologi menjadi terbalik (interved relief), bukit-bukit antiklin (anticlinal ridges), dan lembah-lembah sinklin (sinclinal ridges), serta bukit-bukit yang terbentuk oleh lapisan-lapisan yang miring searah disebut bukit-bukit homoklin (homoclinal ridges).

Pada tahapan tua, daerah pegunungan lipatan oleh pengikisan menjadi peneplane dan sungai mengalir di dataran tersebut seolah tanda mengindahkan adanya lapisan lunak ataupun keras. Daerah pegunungan lipatan umumnya berbukit-bukit terjal, dengan lembah-lembah yang panjang, adanya perulangan antara lembah lebar dan lembah sempit akibat perbedaan kekerasan batuan, adanya gawir terjal dan pegunungan landai pada hogbacks atau homoclinal ridges. Daerah pegunungan lipatan yang terdiri dari batuan-batuan sedimen sering pula mengandung nilai-nilai ekonomis seperti batugamping, batulempung, batupasir kuarsa, gipsum, dan sebagainya.

Sketsa bentuk morfologi pegunungan lipatan (atas), dan 

hasil proses erosi pada pegunungan lipatan (bawah).

5. Pegunungan Patahan (Block Mountains)

Pegunungan ini merupakan hasil deformasi oleh sesar. Pada tahapan muda pegunungan patahan memperlihatkan gawir-gawir terjal yang memisahkan antara satu blok pegunungan dengan blok yang lain atau antara blok pegunungan dengan blok lembah. Umumnya bidang gawir tajam relatif rata, belum tersayat oleh lembah-lembah. Bentuk blok dapat persegi, berundak, atau membaji tergantung kepada pola sesar.

Sketsa proses geomorfik pada pegunungan patahan

Pada tahapan dewasa menyebabkan adanya pengikisan pada bagian muka atau punggungan blok dengan beberapa kenampakan bagian muka dari blok masih lebih terjal dari pada bagian punggungan, masih terlihat adanya kelurusan garis dasar sesar, adanya triangular facets yang merupakan sisa-sisa bidang sesar setelah terkikis, adanya dataran aluvial berupa kipas aluvial yang terletak berjajar dalam garis lurus sepanjang kaki bidang muka dan blok, serta munculnya mata air. Pada tahapan tua, daerah pegunungan patahan menjadi mendatar dan kehilangan bentuk simetrinya, dengan daerah aluvial yang meluas.

6. Gunung Api 

Pertumbuhan gunung api merupakan salah satu dari bentuk konstruksional, dimana pembentukannya dapat terjadi melalui letusan, longsoran, injeksi kubah lava, dan sebagainya diselingi dengan erosi. Pada umumnya proses erosi berjalan lebih lambat dari proses pembentukan gunung api. Disamping itu gunung api dapat pula mengalami proses konstruksi lain seperti sesar dan lipatan.

Gunung api yang telah mencapai tahapan dewasa oleh letusan baru dapat segera menjadi muda kembali. Perubahan-perubahan bentuk oleh kegiatannya dapat terjadi seperti pembentukan kubah lava, aliran lava, aliran lahar, pembentukan kerucut porositer, pembentukan kaldera. 

Bentuk-bentuk gunung api dipengaruhi oleh letusan dan aliran lava. Pada letusan gunung api akan menghasilkan tufa dan breksi vulkanik membentuk cinder cones. Compasite cones terbentuk jika kegiatan erupsi letusan dan aliran lava terjadi secara bergantian. Kerucut gunung api sederhana mempunyai kawah (crater), pada letusan-letusan yang berulang pada titik yang berbeda dalam suatu kawah dapat menghasilkan kawah ganda (nested craters), dan pada letusan dahsyat dapat menghasilkan kaldera (kawah yang sangat besar, berdinding terjal, dan umumnya mempunyai dasar kawah yang rata). Gunung api baru dapat tumbuh di dasar kaldera, dan disebut gunung api sekunder. 

Gunung api di dalam tahapan tua sudah tidak memperlihatkan bentuk kerucut lagi. Hanya sisa diatrema saja yang kadang-kadang terlihat mencuat diantara dataran, dan disebut volcanic necks.

More about → Satuan Satuan Morfologi

Mineral Mineral Pembentuk Batuan ( Reaksi Bowen )

Mineral pembentuk batuan adalah mineral-mineral yang menyusun suatu batuan dengan kata lain batuan yang terdiri dari berbagai macam mineral. Ada juga terdapat batuan yang hanya terdiri dari satu mineral saja, seperti Dunit yang hanya terdiri dari satu mineral yaitu Olivine.

Dalam proses pendinginan magma dimana magma itu tidak langsung semuanya membeku, tetapi mengalami penurunan temperatur secara perlahan bahkan mungkin cepat. Penurunan temperature ini disertai mulainya pembentukan dan pengendapan mineral-mineral tertentu yang sesuai dengan temperaturnya. Pembentukan mineral dalam magma karena penurunan temperatur telah disusun oleh Bowen (seri reaksi Bowen).  

Sebelah kiri mewakili mineral-mineral mafik, yang pertama kali terbentuk dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin. Akan tetapi jika magma tersebut jenuh oleh SiO2 maka Piroksenlah yang terbentuk pertama kali. Olivin dan Piroksen merupakan pasangan “Ingcongruent melting” dimana setelah pembentukan Olivin akan bereaksi dengan larutan sisa membentuk Piroksen. Temperatur menurun terus dan pembentukan mineral berjalan sesuai dengan temperaturnya. Mineral yang terakhir terbentuk adalah Biotit.

Mineral sebelah kanan diwakili oleh mineral kelompok Plagioklas (mineral felsik). Anorthit adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin terbentuk pada suhu menengah dan terdapat pada batuan beku Diorit atau Andesit. Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah Albit, mineral ini tersebar pada batuan asam seperti Granit dan Riolit. Reaksi berubahnya komposisi Plagioklas ini merupakan deret “Solid Solution” yang merupakan reaksi kontinyu, artinya kristalisasi Plagioklas Ca (Anortit) sampai Plagioklas Na (Albit) akan berjalan terus jika reaksi setimbang.

Mineral sebelah kanan dan sebelah kiri bertemu pada mineral Potasium Feldspar (Orthoklas), ke Muscovit dan terakhir Kwarsa, maka mineral kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral mafik atau mineral felsik.

Sehingga dengan memperhatikan reaksi Bowen, kita memperoleh berbagai kemungkinan himpunan mineral utama didalam batuan beku diantaranya:


1. Kelompok batuan Ultrabasa dan Basa, mineralnya antara lain:

• Olivin 
• Olivin – Plagioklas
• Piroksen
• Olivine – Piroksen
• Olivin – Plagioklas - Piroksen
• Piroksen - Plagioklas

2. Kelompok batuan Intermediet, mineralnya antara lain:

• Piroksen – Horblende - Plagioklas
• Hornblende – Plagioklas
• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Kwarsa

3. Kelompok batuan Asam, mineralnya antara lain:

• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Orthoklas
• Hornblende – Plagioklas – Biotit – Muscovit
•  Muscovit – Biotit – Orthoklas

Mineral utama sebagai penyusun utama pembentuk batuan antara lain: 

a. Kwarsa (Quartz)

Mineral ini mempunyai susunan kimia dengan rumus SiO2 dan terhitung mineral yang banyak sekali tersebar, warna asli tidak berwarna putih, tetapi karena adanya pengotoran dari unsur lain sehingga berwarna lain, bentuk kristal prismatic hexagonal, tidak mempunyai belahan, pecahannya: conchoidal, kekerasan: 7 (skala mohs). Ciri yang khas dari mineral ini, terdapat garis-garis mendatar pada sisi bidang kristalnya. Mempunyai warna tersendiri, sering berwarna jernih atau putih suram. Pengisian dari berbagai zat didalamnya, memberikan warna yang berbeda-beda, ada yang berwarna kekuning-kuningan, ungu (amnetis), coklat dan lain-lain. Biasanya tidak mempunyai bentuk yang baik, karena merupakan mineral yang menghablur terakhir dari magma, sehingga terpaksa harus mengisi celah-celah dan rongga-rongga sisi yang terdapat diantara kristal-kristal dari mineral yang telah terbentuk lebih dahulu. 

b. Feldspar

Merupakan golongan mineral yang paling umum dijumpai di dalam kulit bumi sebagai Silikat dari Alumina dengan Kalium, Natrium, dan Kapur. Sistim Monoklin/Triklin terlihat belahan dalam 2 arah. Kekerasan 6 Felspar dibagi atas 2 golongan, yaitu: 

1. Potash Felspar (K Al Si3O8) 

Terdiri dari mineral ortoklas, mikrolin dan sanidin adularis. Warnanya putih, pucat atau merah daging, abu-abu. Kilat seperti kaca (petreous). Bidang belahan baik, tidak ada striasi (garis-garis paralel yang lembut). Ortoklas (KALSiO2), sebagai sumber utama unsur K (Kalium) dalam tanah, umumnya berwarna abu-abu, kemerahan, belahan dua arah, kekerasan 6, bersifat asam. 

2. Plagioklas Feldspar (Na, Ca)Al Si3O8 

Warna putih atau abu-abu berwarna lain, kilap pitreus. Bidang belahan baik kedua arah ada sitriasi. Mudah dibedakan dari Ortoklas karena adanya kembaran yang dapat dilihat dibawah loupe, lebih-lebih di bawah mikroskop. Sering berbentuk zona dan berubah menjadi Serisit, Kaolinit atau Epidot. 

Plagioklas felspar terdiri atas 6 macam mineral, yaitu: 

a. Albit 

b. Oligoklas 

c. Andesin 

d. Bitownit 

e. Labradorit 

f. Anorthit 

Makin ke bawah makin berkurang mengandung Na dan makin bertambah akan mengandung Ca. Albit, Andesin disebut Plagioklas asam atau Na Plagioklas. Anortit, Bitonit disebut Plagioklas basa atau Calcic Plagioklas. Plagioklas (Na, Ca) AlSi3O8 kenampakannya menyerupai Ortoklas, hanya warnya biasa putih abu-abu dan secara optic Plagioklas mempunyai kembaran. Plagioklas terdiri dari mineral-mineral Albit, Oligoklas, Andesine, Bitonit, Labradorit dan Anortit. 

c. Feldspatoid 

Merupakan mineral pengganti Feldspar, karena terbentuk bila dalam suatu batuan tidak cukup terdapat SiO2. Dalam batuan yang mengandung SiO2 bebas, mineral ini tidak terbentuk, karena yang terbentuk adalah Felspar. Feldspatoid ini terdiri atas beberapa mineral, antara lain: Leucit (K Al Si2O) sebagai pengganti orthoklas. Warnanya putih agak jernih dan bentuknya aquant/bulat. Nephelin (Na Al Si2O6) sebagai pengganti Plagioklas (Albit). Warna abu-abu. Bentuk berisi 6 atau bulat. Sodalit warnanya putih, abu-abu atau kebiruan. 

d. Mika (Glimmer) 

Ada tiga macam, yaitu muscovit, biotit, dan phlogopit. 

1). Muscovit, disebut juga mika putih. Rumus kimianya K Al (OH)2 (Al Si3 O10). Mudah dikenal, karena sifatnya yang mudah dibelah-belah dalam helaian-helaian yang sangat tipis, transparan dan fleksibel, tidak berwarna, abu-abu, kehijauan atau coklat muda, kilap vitreum, kekerasan 2-3. 

2). Biotit disebut juga Mika hitam, dengan rumus kimia K2 (Mg, Fe)2 (OH)2 AlSi3 O8. Mudah terbelah dalam satu arah dan biasanya berbentuk segi enam, tidak transparan, fleksibel. Warna: hitam hingga coklat tua, kilap vitrous, kekerasan 2,5 - 3. 

3). Phlogopit disebut juga mika coklat. Tidak banyak dijumpai. 

e. Amfibol 

Terutama terdiri dari mineral Hornblende. Susunan Kimianya Ca2(MgFeA1)3(OH)2(SiA14O11)2. Berbentuk prismatik, biasanya berisi kelipatan tiga, agak panjang dengan belahan dua arah menyudut kira-kira 900. Merupakan kumpulan mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek berisi delapan. Warna : coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 6. yang terpenting dari golongan ini adalah Hornblende. 

f. Piroksen 

Terutama terdiri dari mineral Augit. Berbentuk prismatik pendek berisi kelipatan 4 dengan belahan 2 arah menyudut. Merupakan kumpulan dari mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek bersisi delapan. Striasi bersudut kira-kira 900. Pyroxen adalah senyawa yang kompleks dari Calsium, Magnesium, Ferum, dan Silikat. Warna coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 8. Mineral golongan ini antara lain : Enstatit, Hypersten, Diopsid, dan yang paling banyak terdapat ialah Augit dengan rumus kimia Ca (MgFe) (SiO3)2 (AlFe)2 O3. 

g. Olivin 

Biasanya berwarna hijau terdiri dari (FeMg)2SiO4. Pada umumnya terdapat dalam batu Basalt dan Gabro. Olivin membentuk kristal yang ideal, karena terbentuk pertama-tama dari magma. Warna hijau atau kuning kecoklatan. Biasanya berbutir halus dan granular. Pecahan concoidal (seperti kerang). Kekerasan 6,5 - 7. 

h. Kalsit 

Mineral ini berwarna putih, sering ada pengotoran, mempunyai belahan 3 arah berbentuk Rombuder, susunan kimianya CaCO3. 

i. Grafit

Mineral ini  unsurnya Karbon (C) berwarna hitam, lunak, umumnya pada batuan ubahan.

More about → Mineral Mineral Pembentuk Batuan ( Reaksi Bowen )

Magma : Pembentukan dan Evolusi

Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah begerak (mobile), bersama antara 90o -110o C dan berasal atau terbentuk pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas. (F.F. Grounts, 1947: Turner & Verhogen, 1960: H. Williams, 1962)

Berdasarkan pengertian tentang magma di atas, dapat ditafsirkan bahwa secara kimia fisika, magma adalah system berkomponen ganda (multi component system) dengan fase cair dan sejumlah kristal yang mengandung didalamnya sebagai komponen utama, disamping fase gas pada keaadaan tertentu.

Bunsen (1951) berpendapat bahwa ada 2 jenis magma primer, yaitu Basaltis dan Granitis, dan batuan beku adalah merupakan hasil campuran dari 2 magma ini yang kemudian mempunyai komponen lain.

Dally (1933) berpendapat bahwa magma asli (primer) adalah bersifat basa yang selanjutnya akan mengalami proses differensiasi menjadi magma bersifat lain. Magma basa bersifat encer (viskositas rendah), kandungan unsur kimia berat, kadar H+, OH- dan gas tinggi, sedangkan magma asam sebaliknya.

1. Proses Pembentukan Magma

Para ahli geologi dan vulkanologi bahwa panas bumi berasal dari proses “pembusukan” mineral radioaktif. Pada unsur radioaktif yang terkandung pada suatu mineral, pada saat unsur tersebut meluruh (desintegration) menjadi unsur radioaktif yang susunannya lebih stabil, akan mengeluarkan sejumlah bahan (tenaga) panas yang mampu melelehkan batuan disekitarnya.

Secara teoritik, zat radioaktif akan semakin berkurang, pada kedalaman yang semakin besar. Dari pemahaman seperti ini pula maka lahir beberapa istilah yang berhubungan dengan suhu dan kedalaman. Landaian panas bumi normal (geothermal gardien) adalah istilah yang menerangkan bertambah besarnya suhu apabila kita susun hingga kedalaman tertentu, yakni sekitar 3oC/100 m. Sedangkan besarnya derajat geothermal normal (geothermal degree) adalah 1o C/33 m – 1o C/45 m. Variasi derajat geothermal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain; kondisi batuan, proses hidrokimia batuan, kerja air tanah, kerja air permukaan dan konsentrasi mineral radioaktif. Secara teoritis semakin kearah inti bumi, derajat geothermal akan mencapai 193.600o C sehingga unsur-unsur di dalam selubung dan inti bumi berada dalam keaadaan cair.

       

Syarat-syarat yang dibutuhkakan bagi suatu proses pembentukan magma (Ringwood, 1975) adalah:

a. Bahan kerak dimana lelehan bahan kerak (magma anateknik) apabila sempurna akan membentuk magma sintaksis, jika prosesnya tidak sempurna akan membentuk neoformis saja.

b. Bahan selubung dimana dalam laporan ini terdapat basalt peridotit dengan perbandingan 1 : 3.

Pembentukan magma, sebetulnya adalah sebuah rangakaian proses yang rumit meliputi proses pemisahan (differentation), pencampuran (assimilation) anateksis (peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar). Sementara, komposisi magma ditentukan oleh komposisi bahan yang meleleh, derajat fraksinasi dan jumlah pengotoran dalam magma oleh batuan samping (parent rock).

• Diferensiasi Magma yaitu proses dimana magma yang homogen terpisah dalam fraksi-fraksi komposisi yang berbeda-beda.
• Asimilasi; evolusi magma juga dipengaruhi oleh batuan sekitarnya (wall-rock). Magma dalam temperatur tinggi, sewaktu kristal-kristal mulai terbentuk maka panas ini akan menjalar dan melarutkan batuan-batuan sekitarnya. Sehingga mempengaruhi komposisi magma tersebut. Hal ini sering terjadi terutama pada magma plutonik.
• Proses Pencampuran Magma; dua batuan yang berbeda, terutama batuan vulkanik dan batuan intrusi dangkal dapat juga dihasilkan oleh campuran dari sebagian kristalisasi magma.

Rittmann (1967) berpendapat bahwa ada 2 kerabat suite magma yaitu kerabat simatik (simatic suite) dan kerabat sialik (sialic suite). Berasal samudera adalah hasil I ”juvenil” yang berasal dari primary magma shell.

Nieuwenkamps (1968) mengatakan bahwa pada tahapan kedua perkembangan bumi, bahan selubung atas dan kerak telah mengalami suatu kesetimbangan geokimia yang dinamik, sehingga berasal samudera yang telah terpisah dari selubung atas bumi bukan merupakan bahan juvenil dari bakal bumi (proto earth), tapi berasal dari lapisan sima. Demikian pula dengan dataran tinggi (plateau basalt), sedangkan pluton granitic dan kerabat kapur alkali (calc alkali suite) berasal dari bahan kerak sialek. Teori ini dikenal dengan Neohuttoniansism Theory.

Geongeaud & Lettok (1960) mengatakan bahwa magma benua umumnya bersifat bebas (independent), sedangkan magma basaltic berasal dari selubung atas bumi. Magma asam atau magma Riolitik diduga berasal dari kerak Sialik.

2. Evolusi Magma

Magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai berikut:

a. Hibridisasi = pembentukan magma baru karena pencampuran 2 magma yang berlainan jenis.
b. Sintesis = pembentukan magma baru karena proses asimilasi dengan batuan gamping.
c. Anateksis = proses pembentukan magma dari peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar.

Sehingga dari akibat-akibat proses tersebut magma selanjutnya mengalami perubahan daya kondisi awal yang homogen dalam skala besar sehingga menjadi suatu tubuh batuan beku yang bervariasi.

Gambar Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair

Proses-proses differensiasi magma (keterangan untuk Gambar 7) meliputi:

1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), Karbon dioksida (CO2), Sulfur dioksida (SO2), Sulfur (S) dan Klorin (Cl). Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti Sodium dan Potasium.

2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.

3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung Sodium dan Potasium cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur Sodium dan Potasium.

4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung Kalsium, Magnesium dan Besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral Silikat yang lebih ringan.

5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan Sodium, Potasium dan Silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan dinding kaya akan Kalsium, Magnesium dan Besi, magma akan berubah menjadi berkomposisi Gabroik.

6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoir. Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.

7. Fragsinasi, Proses pemisahan Kristal-kristal dari larutan magma, karena proses kristalisasi berjalan tidak seimbang atau Kristal-kristal mengubah perkembang. Komposisi larutan magma yang baru ini terjadi terutama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan yang menyolok dan tiba-tiba.

8. Liquid Immisbility, Ialah larutan magma yang mempunyai suhu rendah akan pecah menjadi larutan yang masing-masing akan membelah membentuk bahan yang heterogen.

More about → Magma : Pembentukan dan Evolusi