Bab 5 Aktivitas Igneous dan Tektonik Lempeng.pptx

8/18/2019 Bab 5 Aktivitas Igneous dan Tektonik Lempeng.pptx

1/76

BAB 5Aktivitas Igneous dan Tektonik

Lempeng(Igneous Activity and Plate Tectonics)


2/76

Awal Sejarah Panas di Bumi(Early Thermal History of the Earth)

Hipotesa modern mengenai awal mula bumi menunjukkan proses akresibumi dan planet lainnya melalui kontraksi dan kondensasi awan gas dan

debu, yang dikenal sebagai solar nebula.o Nebula memiliki komposisi yang serupa dengan matahari, yaitu

terutama terdiri dari hidrogen dan helium dengan sedikit elemen berat.

o Dari elemen berat itulah berbagai planet terbentuk.

Planet dalam (inner planet ) yang terdiri dari Merkurius, Venus, umi danMars, dinamakan terrestrial planet (gambar !.").


3/76


o #arena keserupaan komposisi kimianya, keempat planet tersebutdinamakan rock planet atau rocky planet (gambar !.$).


4/76

o #eempat planet tersebut berbeda struktur dan komposisi dalamnya.

o Dua planet yang hampir serupa struktur dan komposisinya adalahVenus dan umi.

o #eserupaan tersebut juga diperlihatkan oleh adanya akti%itas %ulkanikdan tektonik pada lapisan keraknya.

&erdapat dua hipotesa mengenai kondensasi nebula.

o Hipotesa pertama adalah cold homogenous accretion. Pada hipotesa ini, partikel bergabung membentuk objek besar

(sebesar bulan) dan berkembang 'epat menjadi planetesimal.

&umbukan dengan partikel lainnya menghasilkan terrestrial planet .

elama proses akresi ini, bumi tetap dingin* sehingga se'arakimiawi homogen.

Pembagian susunan bumi menjadi inti, mantel dan kerak terjadiketika terjadi pemanasan akibat peluruhan elemen radioakti+


o Diameter, massa dan densitas keempat planet tersebut adalah


5/76


o Hipotesa kedua adalah hot heterogeneous accretion.

Model kimia hipotesa ini dinamakan equilibrium-condensation

model* yang diusulkan oleh -ohn . ewis, di tahun "/012an. Pada hipotesanya, ia berargumen bahwa jika planetesimal mulanya

berkomposisi homogen, hipotesa cold-accretion tidak menerangkanterjadi perbedaan pada planet. Hipotesa ini bermula ketikamatahari belum menjadi bintang.

agian dalam nebula yang padat dinamakan protosun.

elama kontraksi, seluruh nebula berputar. #etika ke'epatan putaran meningkat, nebula berbentuk datar,

menipis pada sumbunya dan bertambah panjang diameternya.

&emperatur nebula turun hingga beberapa puluh kel%in, namunnebula bagian dalam tetap panas (lebih dari "111 #).

-adi, terdapat perubahan temperatur di bagian dalam nebula yang

panas, ke bagian luar yang dingin.


6/76


#onsep dasar hipotesa heterogeneous condensation berhubungan denganapa yang terjadi se'ara kimia dan 3sika ketika temperatur berkurang pada

nebula.o #etika temperatur nebula lebih dari "411 #, semua materialnya dalam

kondisi gas.

o #etika temperatur turun, kondensasi material berubah menjadi liquid atau padat, yang diikuti dengan kondisi kimiawi.

Pada 5ona nebular bagian dalam (inti), dimana temperatur "411 #, oksigenbergabung dengan kalsium, aluminium dan titanium membentuk oksidadalam butiran debu padat.

o Di luar 5ona inti, pada temperatur "611 #, elemen besi dan nikelmampu berkondensasi menjadi 'ampuran nikel2besi.

o #e luar 5ona, pada temperatur sekitar "$11 #, senyawa silikon, oksigen

dan magnesium terbentuk. enyawa ini e7ui%alen dengan mineralenstatite (dari kelompok piroksen).

o Pada 5ona temperatur "$11 ke 8/1 #, besi metalik (metallic iron)bersenyawa dengan oksigen membentuk oksida besi (iron-oxide).enyawa ini e7ui%alen dengan oli%in.

o Pada 5ona nebular pada temperatur "111 #, kondensasi membentuk+eldspar.

o Pada temperatur 491 : 8$! #, senyawa silikat yang kaya air (water-rich


7/76


kenario pembentukan 3sik planet dalam (inner planet ) adalah

o #ondensasi butiran padat (dalam dimensi mikroskopik) bergerak dalam

gaya gra%itasi untuk menempai bidang datar pada nebula yangberotasi (gambar !.6).

oPartikel membentuk piringan tipis.

o Pada proses akresi ini, butiran padat bergabung hingga membentukmassa besar atau planetesimal.

o &umbukan dengan massa yang padat membentuk protoplanet .

o ;kibat mendinginanya nebula, akresi membentuk sistim lapisan sesuaimenurut tingkat temperaturnya.


8/76

Aktivitas Radioakti di Bumi(Natural Radioactivity in the Earth)

Penemuan akti%itas radioakti+ oleh Henri e'7uerel di tahun "9/4, diikutiisolasi radium oleh Marie dan Pierre


9/76


o #elompok batuan beku +elsik (granit, granodiorit dan diorit serta batuanekstrusi+) memiliki kandungan radioisotop terbesar (dalam ppm> tabel

!.$).

o #elompok batuan beku ma3k (gabro, gabro oli%in serta batuanekstrusi+nya) mengandung lebih ke'il kandungan radioisotop daripadakelompok batuan ma3k.

o #elompok batuan beku ultrama3k (peridotit dan dunit) mengandung

kandungan radioisotop paling sedikit.o Ditinjau dari penyusun batuan pada kerak benua (tersusun atas +elsik di

bagian atas ke ma3k ke bagian bawah) hingga mantel atas (ultrama3k),disimpulkan radioisotop terkonsentrasi pada kerak benua bagian atas.


10/76


o =ambar !.! adalah gra3k produk panas oleh ;rthur Holmes, yangmemperlihatkan perbedaan produksi panas yang jelas antara kelompok

+elsik dan ma3k.

Dari data seismik, diketahui bahwa mantel bawah tersusun atas batuanultrama3k. Namun bukti tidak langsung menunjukkan bahwa mantelbawah mengandung sedikit radioakti+.

o Hal tersebut masih menjadi pertanyaan, apakah terjadi penipisan

kandungan radioakti+ pada mantel bawah. -awaban ini sangat pentingbagi hipotesa terjadinya arus kon%eksi pada mantel bawah.


11/76

!ierensiasi pada Inti dan "antel(Dierentiation of Core and Mantle)

Dengan asumsi ketika pembentukan bumi telah selesai, radioisotopterdistribusi se'ara homogen pada seluruh bumi (saat kondisi awal).

o #esimpulan berikutnya adalah mineral silikat dan besi telah ber'ampurdengan seragam.

o #etika panas radioakti+ terakumulasi pada letak yang dalam,temperatur batuan akan naik mendekati titik lebur.

o Pada saat itu, sekitar " milyar tahun yang lalu setelah akresi planetterjadi, titik lebur besi terlampaui.

o #ejadian ini mungkin bermula pada kedalaman antara $!11 : 6111 km.o Mineral silikat tetap berbentuk kristalin membentuk seperti massa

sponge dimana droplet besi 'air dapat tersaring ke bawah dalampengaruh gaya berat.

o esi 'air terkumpul pada lapisan core-mantel boundary .

o Dari lapisan ini, terbentuk diapir besi 'air, terpisah dan akhirnya

terkumpul pada inti bumi.o #etika besi 'air terakumulasi pada inti bumi, mineral silikat bergerak ke

atas yang berikutnya menjadi salah satu +aktor meningkatkantemperatur internal bumi.


12/76

!ierensiasi pada Inti dan "antel(Dierentiation of Core and Mantle)

Meskipun proses di+erensiasi tersebut spekulati+, namun memberikanpenjelasan mekanisme terpisahnya radioisotop dari bumi bagian dalam

hingga terkumpul dekat permukaan.o elama kejadian ini, lapisan densitas bumi terbentuk menghasilkan

konsentrasi besi metalik pada inti, batuan ultrama3k pada mantel yangkurang densitas di atasnya, dan kelompok ma3k2+elsik pada kerak.

o Melalui analisa meteor yang tersusun atas besi menjadi pendukungbahwa inti bumi yang tersusun atas besi tidak lagi mengandung panas

radioakti+.o ;nalisis terhadap meteor dilakukan karena meteor dianggap mewakilihan'urnya inti pada suatu planet yang pembentukannya serupa denganbumi.

elama dan setelah proses pemisahan, ke'epatan produksi panas totalbumi dari radioakti+ menjadi berkurang.

o ;kibatnya, gejala peleburan di bagian dalam bumi telah terhenti.

o ekarang, kondisi panas di bumi telah stabil dalam pengertianpeleburan dan gerakan magma terbatas pada lapisan dangkal(dibandingkan dengan diameter bumi).

o ?nti dalam (inner core) dan sebagian mantel tidak lagi mengalamipeleburan akibat akumulasi panas radioakti+, meskipun kon%eksimantel dalam kondisi plastis masih terjadi di bawah titik lebur.

Produksi panas radioakti+ pada inti dapat diabaikan.


13/76

Tinjauan Aktivitas Igneous #lo$al(vervie! of "lo#al Igneous Activity )

=ambar !.4 adalah diagram komposit dari igneous global.


14/76


=ambar !.0 adalah peta sebaran gunungapi di seluruh dunia.


15/76


;kti%itas igneous di batas pemekaran lempeng didominasi oleh prosesnaiknya magma basaltik.

o iasanya, ekstrusi basalt ini terjadi pada kedalaman $ km di bawahpermukaan laut.

entuk lain ekstrusi basaltik adalah rangkaian kepulauan gunungapi ataukelompok gunungapi yang terisolasi atau jauh dari batas pemekaranlempeng. entuk ini merupakan hotspot yang terjadi akibat naiknyabatuan mantel yang panas atau mantle plume.

oPulau gunungapi juga terjadi di atau dekat batas pemekaran.


16/76


Arupsi gunungapi la%a asam (andesit, rhyolit) menghasilkan stratovolcano yang terkonsentrasi di atas 5ona penunjaman akti+.

o Cona subduksi yang membatasi empeng Pasi3k membentuk rangkaiangunungapi.

o usur gununggapi ini memiliki dua jenis, yaitu

a) busur gunungapi samudra (oceanic volcanic arc) yang dihasilkanoleh penunjaman kerak samudra dengan kerak samudra

b) busur gunungapi benua (continental volcanic arc) yang dibentuk di

atas kerak benua. #erak benua memiliki massa batuan beku pluton dengan komposisi +elsik.

o) atuan beku ini membentuk batolit.

o) Magma yang merupakan sumber batolit ini dihasilkan pada bagianbawah kerak benua.

$ k di l


17/76

Pem$entukan magma di "antel Atas(Magma formation in the $%%er Mantle)

@mumnya, para ahli geologi sepakat bahwa magma dapat terbentuk olehpeleburan batuan pada kedalaman tertentu di astenos+er.

o ukti ini berupa adanya gelombang seismik dengan ke'epatan rendah(low-velocity layer ) yang menunjukkan bahwa pada mantel atas(kedalaman "11 : $11 km) temperatur mendekati titik lebur.

o Namun, hanya bagian ke'il pada batuan mantel yang lebur sementarabagian lainnya tetap kristalin. enomena peleburan ini dinamakan

partial melting.

o

raksi lebur yang berbentuk 'air 'enderung bergerak ke atas danterkumpul pada kantung magma* (magma pocket ) di kedalaman yangdangkal.

=ambar !.9 adalah gra3k temperatur terhadap kedalaman.

P $ k di " l A


18/76


o Melalui gra3k ini maka titik lebur batuan pada suatu kedalaman dapatditentukan.

o Namun, hubungan sebenarnya antara titik lebur dan kedalaman lebihrumit. &itik lebur mineral silikat juga tergantung pada +aktor lainnya.

o emakin ke bawah, conning pressure pada batuan meningkat. @kurantekanan adalah bar, dimana " bar E " kgF'm$.

o Meningkatnya tekanan menyebabkan meningkatnya temperatur titiklebur (an in'rease in pressure 'auses the temperatur o+ the melting

point o+ a gi%en mineral or ro'k to in'rease).o #etika kondisi yang ditunjukkan pada =ambar !.9 terjadi, kur%a dari

titik leleh (solidus) peridotite kering terletak jauh di sebelah kanan khaskur%a temperatur di bawah dasar laut dalam, dan tidak ada pelelehanterjadi. &etapi ketika kita memplot geotherm langsung di bawah sumbusebaran, maka kur%a akan melintasi solidus peridotite kering padakedalaman sekitar "$ km di bawah permukaan laut, yang berjarak

sekitar 4 km di bawah dasar laut. Penjajaran dua kur%a ini, terus turunhingga kedalaman sekitar 6! km, keadaan dimana pelelehan akanterjadi. Perubahan 3sik di litos+er dan astenos+er apa yang diperlukanuntuk menuju kondisi memungkinkan terjadinya pelelehanG

P $ t k di " t l At


19/76


o -awaban atas pertanyaan kita mensyaratkan bahwa kita harusmenerapkan prinsip bahwa pengurangan tekanan terbatas batuan akan

mendorong batuan lebih dekat ke titik leleh. -ika tekanan dapat terusturun sementara pada saat yang sama tidak ada penurunan panasberarti pada batuan, maka proses pelelehan tak terelakkan. Proses inidisebut pelelehan dekompresi. -adi langkah berikutnya adalah men'ariproses tektonik yang dapat menyebabkan pelelehan dekompresi. @ntuksebaran batas lempeng mid o'ean, kita dalam hal ini harusmemperhatikan kasus penipisan litos+er lokal, yang memungkinkan

astenos+er di bawahnya naik adan meninggi. Menanjaknya astenos+er,pada gilirannya, mengurangi tekanan terbatas ('on3ning presure).Dalam gambar !.9, dekompresi telah menyebabkan geotherm bergeser

jauh ke arah kanan, sehingga menyebrangi 2kur%a kering2leleh(dry2melt).

o elain penipisan litos+erik hori5ontal, mungkin juga terjadi gaya atau

tekanan angkat, yang diberikan dari bawah oleh naiknya batuanmantel. #ita dapat memperkirakan tekanan ke atas dari mantel yangmenanjak diantara antara dua sel sirkulasi mantel simetris berputarpada sumbu horisontal, seperti digambarkan dalam gambar6.$4.#etika batuan mantel bergerak menjauh dari sumbu sebaran,maka ia akan tenggelam ke kedalam penebalan litos+er, sehinggapergeseran geotherm kembali ke kiri pada gra3k (gambar !.9) dan

hubungan tekanan kembali stabil


20/76

Samudra(Igneous and Hydrothermal Activity at ceanic&%reading 'oundaries) Di tahun "/0", melalui proyek ;M@, ;merika dan Pran'is telah

dilakukan penelitian batas pemekaran samudra di amudra ;tlantik @tara.

o Penelitian ini men'apai kedalaman $111 : 6111 m di bawah permukaanlaut untuk obser%asi langsung dan pengambilan 'ontoh batuan.

o Dari 'ontoh batuan, dibuktikan dasar samudra dilapisi oleh aliran la%abasaltik yang berbentuk pillow lava (la%a bantal).

o ;danya aliran panas dengan ke'epatan tinggi menandakan dapurmagma terletak sekitar $ km di bawah permukaan.

Pada dasar samudra, teramati adanya rekahan terbuka (open fracture ataussure) dengan lebar "1 m.

o ebih dari 811 rekahan terdapat pada area seluas 4 km $.

o #ebanyakan rekahan berorientasi paralel dengan sumbu pemekaransehingga rekahan tersebut menjadi bukti pulling apart kerak samudra.

Penelitian lainnya dilakukan di amudra Pasi3k bagian timur, pada batas

empeng Pasi3k dan empeng


21/76

Samudra(Igneous and Hydrothermal Activity at ceanic&%reading 'oundaries)

o Mata air ini mengandung konsentrasi sul3da tembaga, besi dan sengyang mengendap di sekitar saluran, sehingga membentuk 'erobong.

o Mata air ini dinamakan smoker .*o emburan air panas menggambarkan air laut telah menembus pillow

lava, terpanaskan oleh magma yang mengandung mineral kemudiankembali ke dasar samudra dengan tekanan tinggi (gambar !./).

o Proses hidrotermal ini memindahkan panas magma keluar, danmensuplai sejumlah mangan serta komponen kimia lainnya kesamudra.

Ali P d P k L


22/76

Aliran Panas dan Pemekaran Lempeng(Heat (lo! dan &%reading Plates)

&erdapat aliran panas keluar darikerak bumi dengan kuantitas yang

sangat rendah bila dibandingkandengan panas radiasi matahari.

o -umlah total panas dari keraktersebut hanya mampumelarutkan lapisan es setebal 4mm.

Meningkatnya temperatur dengankedalaman (gradien geothermal)memiliki nilai 6o < tiap "11 m.

o Iata2rata ke'epatan aliranpanas sekitar 91 mJm 2$ (Jm 2$

adalah watt F meter persegi).

o Pada dasar samudra aliran

panas sekitar !1 mJm 2$,sementara pada kontinensekitar 41 mJm 2$.

@ntuk menentukan aliran panasdigunakan thermister probe (gambar !."1).

o Hasil pengukuran pada bataspemekaran didapat nilai sekitar

Ali P d P k L


23/76

Aliran Panas dan Pemekaran Lempeng(Heat (lo! dan &%reading Plates)

Para ahli dari amont2Doherty =eologi'al bser%atory membuat modeldistribusi panas ideal litos+er samudra dengan asumsi tebal "11 km

(gambar !."" ;)o =ambar !.""


24/76

"agma pada Sum$u Pemekaran(Magmas of the &%reading Rifts)

&abel di bawah ini adalah mineral utama penyusun magma ma3k.

asalt dari pematang tengah samudra dinamakan MI (Mid Ocean Ridgeasalt ).

o


25/76

&heeted Di)e di Islandia(&heeted Di)es of Iceland )

Di Pulau ?slandia, para ahligeologi dapat mengamati

sumbu pemekaran danmengamati batuan lebihdetail.

o =ambar !."$ adalah petageologi ?slandia.

o umbu pemekaranditandai oleh lembah besar(great throughlike rift )yang berarah timur laut2barat daya (northeast-southwest ).

o &erdapat beberapaakti%itas gunungapi di

5ona pemekaran ini.o truktur batuan (bedrock

structure) pada 5onapemekaran adalah sheeteddike, dike basalt yangtersusun %ertikal.

&heeted Di)e di Islandia


26/76

&heeted Di)e di Islandia(&heeted Di)es of Iceland )

Hasil pengamatan dasar samudra dengan pengamatan batuan di Pulau?slandia didapatkan struktur batuan ideal pada kerak samudra yang baru

terbentuk (gambar !."6).


27/76

%hiolite

atuan ma3k dan ultrama3k yang tersingkap di kerak benua, dinamakanophiolite.

o Ophiolite adalah bagian kerak samudra yang tersingkap pada orogenbenua melalui mekanisme sesar naik, dan akhirnya menjadi bagian darikerak benua.

o =ambar !."8 adalah lapisan ophiolite yang didapat dari enam lokasi.

o erpentinisasi telah merubah lapisan gabro.


28/76

%hiolite

@mumnya para ahli geologi sepakat bahwa ophiolite yang sekarangditemukan mewakili bekas kerak samudra.

o Penentuan umur memperlihatkan ophiolite langsung* berada di kerakbenua setelah pembentukannya.

o ?ni menandakan bahwa 5ona pemekaran haruslah terletak dekatdengan 5ona subduksi, sehingga sanggup menempatkan* ophiolite dibenua setelah pembentukannya.

o Proses ini dinamakan obduksi atau supra2subduksi.

a as empeng peme aran &epa an am a


29/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) &erdapat perbedaan dasar pada bentuk, dimensi dan intensitas akti%itas

igneous yang terbentuk pada pemekaran lambah dan pemekaran 'epat.

o


30/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) =ambar !."! memperlihatkan pro3l permukaan M;I dan API.

o M;I memiliki lembah pemekaran lebar, sementara API memiliki axial

ridge yang sempit.



31/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) =ambar !."4 adalah diagram blok landform M;I dengan pembesaran

%ertikal 6 kali.

o Median valley , lebar adalah 4 km, dinding pembatas (bounding wall)yang 'uram yang berupa gawir sesar. Pada bagian tengah medianvalley berupa busur gunungapi (axial volcanic ridge). ;ntara gawirsesar adalah inner valley oor .



32/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) =ambar !."0 dan !."9 adalah bentuk permukaan %ulkanik M;I.

o Pada Peta !."0 ;, #eru'ut gunungapi terletak terpisah2pisah. @mumnya

letak keru'ut gunungapi terletak pada axial ridge, namun beberapaterletak pada dinding batas (bounding wall). Pada Peta !."0 adalah'iri tektonik lainnya yang memperlihatkan adanya segmentasipematang yang dipisahkan oleh en echelon gap. Namun, gap tersebuttidak menunjukkan sesar trans+orm.



33/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries)

o Pada Peta !."9, adalah petadetail permukaan gunungapi

dan bentuk tektonik dengan'iri tinggi axial ridge sekitar!11 m dari titik terendah innervalley oor , antara keru'utgunungapi dan la%a salingmelapisi, aliran la%amembentuk punggungan.



34/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) =ambar !."/ adalah pro3l M;I dan API.

o API didominasi oleh proses %ulkanik. API memiliki 'iri axial ridge yang

sempit dengan graben pada pun'aknya. esar normal tersebut hanyamemperlihatkan pergeseran yang ke'il.



35/76

a as empeng peme aran &epa an am a(&lo!*s%reading and (ast*s%reading Plate'oundaries) =ambar !.$1 adalah diagram blok tektonik dan %ulkanik dari API.

o lok ; adalah 'iri pemekaran 'epat, sementara lok adalah API

dengan bentuk khusus yang berasosiasi dengan ke'epatan pemekaranmenengah.

o ;kti%itas %ulkanik didominasi pada axial. a%a yang dihasilkan adalahsheet ow, lobate ow, dan pillow basalt . eberapa sesar normalberorientasi sejajar untuk mengakomodasi ke'epatan pemekaran.esar tersebut dita+sirkan sebagai sesar yang sejajar dengan bentuklistric fault atau sesar dengan blok graben dan horst . $xial ridge terbagi2bagi dimana panjang tiap segmen berkisar dari "! : $! km.


36/76

Aktivitas Igneous di$awah sum$u pemekaran(Igneous Activity #elo! the Rift A+is)

ejak penelitian dasar samudra ke pematang tengah samudra dilakukan,para ahli berpikir mengenai sistim igneous yang berada di bawah 5ona

pemekaran.o =ambar !.$" adalah model penampang Mid-$tlantic Ridge, yang

dinamakan layer cake model*, yang dikembangkan tahun "/012an.

o Model ini memperlihatkan dapur magma yang besar, dengan tinggi 8 :! km dan lebar 82 4 km.

o Magma naik tidak teratur melalui rekahan dan membentuk pillow lava.

Aktivitas Igneous di$awah sum$u pemekaran


37/76

Aktivitas Igneous di$awah sum$u pemekaran(Igneous Activity #elo! the Rift A+is)

o Model dapur magma yang dikembangkan lanjut bagi M;I (gambar!.$$) dan API (gambar !.$6) sangat berbeda. =ambar !.$$ adalah

model alternati+ M;I yang dikembangkan oleh


38/76

u e' o spo ' a a g a a epua uaSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) #onsep mantel plume untuk beberapa tahun merupakan hipotesa, karena

tidak ada 'ara langsung untuk mengobser%asi adanya +enomena tersebut.

o Hasil teknologi seismik tomogra3 mendukung hipotesa ini.o idang diskontinuitas pada 401 km yang memisahkan mantel atas dan

mantel bawah dalam kondisi utuh, namun dengan adanya penetrasilokal oleh lempeng subduksi dan kolom magma plume yang berasaldari batas mantel dan inti (


39/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) #elompok gunungapi lain yang tidak termasuk hotspot adalah busur

gunungapi (volcanoes of island) dan busur pegunungan (mountain arc)

yang terbentuk di atas 5ona subduksi. #onsep hotspot pertamakali dikemukakan oleh &u5o Jilson, di tahun "/46,

untuk menerangkan kondisi geologi #epulauan Hawai*i.

o #epulauan Hawai*i sebelumnya dita+sirkan terjadi akibat tear fault ataupemekaran kerak dari barat laut ke arah timurlaut.

o Namun, Jilson menyatakan bahwa di #epulauan Hawai*i tidak adatanda2tanda seismik yang berarti tidak ada gempa.

o erikutnya Jilson mengusulkan hipotesanya bahwa kepulauan tersebutterbentuk oleh mantel plume yang posisinya tetap sementara lempengbergerak di atasnya (gambar !.$8).

o &ahun "/0", Morgan mengemukakan hipotesa bahwa mantel plume dibawah hotspot berasal dari mantel bawah dan mungkin berasal daridasar mantel.

ume' o spo ' an ang a an epua uanS d


40/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) Jilson, di tahun "/04, men'atat terdapat "$$ hotspot di dunia yang akti+

sejak "1 juta tahun terakhir.

o !6 hotspot terletak di kerak benua dan 4/ terletak di kerak samudra.o Pada hotspot yang terletak di kerak samudra, "! diantaranya terletak

pada sumbu pemekaran dan / lainnya berada tidak jauh dari sumbutersebut.

o Pada lempeng litos+er, empeng ;+rika memiliki 86 hotspot, dimana $!terletak pada kerak benua dan sisanya pada kerak samudra.

o

=ambar !.$! adalah peta sebaran hotspot.



41/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains)



42/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) Pada empeng Pasi3k, terdapat tiga kepulauan %ulkanik yang terjadi oleh

mantel plume.

o #epulauan Hawai*i berawal dengan gunungapi akti+ di Pulau Hawai yangterletak paling timur. Pulau Maui di sebelah baratnya merupakangunungapi padam yang sebagian tererosi oleh ombak. Pulau gunungapilainnya di sebelah barat Pulau Maui telah lama padam dan tererosidengan kuat.

o @mur basalt dari Hawai ditentukan dengan metoda #otassium-$rgon yang menunjukkan umurnya bertambah ke arah barat laut. @mur basalt

ini menunjukkan bertambah dari Pulau Hawaii (1,! juta tahun) ke arahbarat, Pulau #auai (8,! : !,4 juta tahun). Pulau Ne'ker yang terletakpaling barat berumur "" juta tahun. Dari bukti ini, didapat bahwaempeng Pasi3k bergerak barat2barat laut dengan ke'epatan "1 'm Ftahun.

o Di sebelah utara kepulauan Hawai*i, terdapat rangkaian gunungapi laut

(seamount ) berumur 81 juta tahun di ujung selatan dan 4! juta tahun diujung utara dekat Palung ;leutian.

o ;danya pola penyebaran seamount dan #epulauan Hawai*i inidita+sirkan akibat perubahan arah gerakan empeng Pasi3k saat 0! jutatahun ke arah utara dan berubah ke arah barat2barat laut (gambar!.$4).

o

?ni terjadi karena adanya gerakan hori5ontal pada mantel di bawahnya.



43/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains)



44/76

' p ' g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) Hotspot di amudra ;tlantik memperlihatkan perilaku yang berbeda

dengan hotspot yang terletak di amudra Pasi3k.

oHotspot di ;tlantik diduga berasal pada atau dekat sumbu pemekaranyang berkembang ketika empeng ;merika terpisah dari empeng;+rika2Aurasia.

o Di sebelah timur pemekaran, hotspot terletak di #epulauan =unungapi &ristan da


45/76

p g pSamudra(Plumes, Hots%ots, and ceanic Island Chains) Pemboran laut dalam yang menembus hotspot memberikan kesempatan

'ontoh batuan yang didapat untuk dianalisa dengan rasio strontium290Fstrontium294.

o Magma basalt dari pematang tengah samudra (MI) memiliki rasiostrontium yang dapat menjadi indikator bahwa magma tersebut berasaldari mantel atas.

o


46/76

'(Diatremes, -im#erlits and .enoliths)

alah satu +enomena gunungapi yang tidak berhubungan dengan tektoniklempeng adalah tersingkapnya batuan di benua yang mungkin berasal darimantel dan naik ke atas dengan tekanan tinggi.

o &ekanan tersebut berhubungan dengan kandungan air atau karbondioksida.

o aluran keluarnya batuan ini dinamakan pipa.

o Pipa, dengan batuannya dinamakan diatrema (diatreme).

o De3nisi petrogra3 pada istilah diatrema adalah pipa %ulkanik yang

tersusun atas breksi yang dihasilkan oleh ledakan %ulkanik.o Diatrema tidak selalu berhubungan dengan mantel plume. Diatremaharus terpisah dari hotspot karena +enomena ini sekarang tidak mun'ulsebagai 'iri stratovolcano dan tidak berasosiasi dengan akti%itas%ulkanik.

o Diatrema terdapat dalam suatu kelompok pada Perisai Pre'ambrium(#recambrium shield) dan susunannya tidak berhubungan dengan

struktur garis lurus.


47/76

Plateu Basalt dan !ataran Basalt


48/76

('asalt Plateaus and (lood 'asalt )

ejumlah besar basalt yang keluar sejak phanero5oikum, terjadi padakerak samudra dan kerak benua.

o

enomena ini yang terjadi pada kerak samudra dinamakan submarine plateau atau oceanic plateau.

o ementara yang terjadi pada kerak benua dinamakan ood basalt atau plateau basalt .

o enomena ini terjadi akibat mantel plume.

o Perbedaan antara ood basalt dan hotspot adalah pada jumlah %olume

magma yang keluar dan ke'epatan ekstrusi. &lood basalt dapatmenghasilkan %olume magma sebanyak "11 kali %olume magma darihotspot.



49/76


o =ambar !.$9 adalah distribusi basaltic oceanic plateaus.



50/76


o =ambar !.$/ adalah gra3k oceanic plateu yang diplot terhadap relie+permukaan dan kedalaman Moho.



51/76


o =ambar !.61 ketebalan dan ke'epatan seismik dari dua oceanic plateau basalt dengan kerak samudra dan kerak benua.



52/76


o =ambar !.6" adalah diagram ideal yang memperlihatkan bagaimanaaliran basalt menembus dari rekahan.


53/76



54/76


'eccan #lateu di ?ndia, memiliki ketebalan rata2rata 6111 m dan menutupiarea !!1.111 km$ (gambar !.66).

&erdapat dua kelompok plateau basalt a) berhubungan dengan lempengsubduksi> b) berhubungan dengan pemekaran benua.


55/76

Peranan Tektonik pada "antel Plume


56/76

(The Tectonic Role of Mantle Plumes)

o aat itu juga plume head mengalami dekompresi karena berkurangnyatekanan di atasnya.

o

Perubahan tekanan tersebut mengawali peleburan skala besar,sehingga dapat menerangkan banyaknya magma basalt yang keluar dipermukaan.

o atu buah mantel plume akti+ selama jangka waktu "$1 juta tahun.

Dampak naiknya plume head pada tektonik adalah dapat menyebabkanlitos+er berbentuk kubah ketika plume head berada di bawahnya.

o Pembentukan kubah ini meregangkan dan menipiskan litos+er.

o #etika litos+er bergerak menjauhi plume, bagian litos+er tersebutmembentuk depresi atau 'ekungan sedimen.

o Proses termal dan struktur mantel plume ini dinamakan plume tectonic.

*ulkanisme pada $atas su$duksi


57/76

(&u#duction 'oundary /olcanism)

Dua kelas busur gunungapi a) intra-ocean arc, oceanic arc atau island arc,dengan dasar kerak samudra pada kedua tepi lempeng samudra> b)continental margin arc, dimana saluran magma gunungapi ini melaluikerak samurdra.

o ?stilah busur magma (arc magma) dapat diaplikasikan pada kedua jenistersebut di atas.

Asal mula magma di $awah $usur kepulauan


58/76

(rigin of Magmas #eneath Island Arc)

Iangkaian busur pulau gunungapi (juga dinamakan volcanic front ) terletak"11 : "!1 km di atas lempeng yang menunjam.

#erak samudra bagian atas mengandung MI yang telah mengalamiperubahan kimiawi setelah keluar dari pematang tengah samudra.

o Perubahan pertama adalah perubahan hidrotermal (hydrothermalalteration), yaitu hidrolisis pada oli%in (Mg, e)$i8, menjadi erpentin

(Mg6i$!(H8).

o Perubahan kedua adalah lapisan basalt yang menunjam membawa

serta sedimen pelagi' yang jenuh air.

Asal mula magma di $awah $usur kepulauan( i i f # h l d )


59/76

(rigin of Magmas #eneath Island Arc)

#etika lempeng samudra menunjam dan mengalami temperatur tinggi,basalt yang telah mengalami serpentinisasi dengan lapisan sedimennyamengalami dewatering.

o Peristiwa ini dimulai dengan menghilangnya kandungan air padakedalaman 61 km dengan temperatur !11o


60/76

(The 'uilding of ceanic /olcanic Arc)

Mekanisme kon%eksi astenos+er didapat berdasarkan studi busur %ulkanikpada Palung ;leutian.

o

=unungapi ini tersusun atas andesit basaltik.o usur %ulkanik ini diduga lebih muda daripada busur %ulkanik di -epangyang mengandung batuan tua.

o Pusat gunungapi akti+ ini terpisah sehingga sumber magma didugaberasal dari dapur magma yang berukuran ke'il.

o empeng yang menunjam relati+ dingin. Menurut perhitunganterjadinya +riksi di sepanjang bagian atas lempeng tersebut tidak akan'ukup untuk menghasilkan sumber panas sehingga menyebabkanterjadinya peleburan.

Pem$entukan Busur #unungapi Samudra(Th ' ildi f i / l i A )


61/76

(The 'uilding of ceanic /olcanic Arc)

ru'e D. Marsh ("/0/) menerangkan model corner ow untukmenerangkan adanya arus pada astenos+er yang berada pada pertemuandua lempeng (gambar !.64).

o empeng yang menunjam meman+aatkan gaya seretan pada mantel,sehingga penunjaman dapat berlangsung.

o Di bawah, mantel memanaskan bagian atas lempeng menyebabkanmeleburnya lapisan atas pada kerak yang tersusun atas basalt dangabro berubah menjadi eklogit.

o Magma yang terbentuk naik melalui diapir untuk membentuk

gunungapi di atasnya.

o Pola corner ow diduga digerakkan oleh gerakan lempeng yangmenunjam dan terjadi akibat gerakan lempeng.

Perkem$angan erak pada $usur kepulauan(C t l " th f I l d A )


62/76

(Crustal "ro!th of an Island Arc)

#etika terjadi penunjaman lempeng, terjadi pula proses akumulasi magmadi bawah kerak samudra sehingga menghasilkan busur gunungapi.

o

uatu gunungapi yang terbentuk dapat dibagi menjadi dua bagian(gambar !.60), yaitu a) tubuh (edice) dan> b) akar (root ) yangberkembang ke bawah oleh akumulasi pluton.

o Dengan kata lain, suatu gunungapi yang terbentuk akan memiliki tubuhgunungapi di atas kerak yang diimbangi oleh kompensasiperkembangan akar di bawah kerak.

o #ompensasi ini menjaga struktur gunungapi dalam kondisi

kesetimbangan isostatik (isostatic equilibrium).



63/76


Model lain yang lebih realistik adalah gambar !.69.

o Model ini didapat pada penelitian di busur gunungapi akti+ di esser

;ntilles.o ;kar busur ini terdiri dari sisa massa kerak ma3k dengan tubuh plutonultrama3k dan beberapa dapur magma.

o &ubuh gunungapi di atas kerak tersusun atas la%a andesit danpiroklastik dengan beberapa pluton diorit dan dilapisi oleh sedimenpelagik pada lerengnya.



64/76


#erak samudra yang terbentuk dari pematang tengah samudra terbentukoleh magma tholeiiti' basalt, sedangkan tubuh busur kepulauan terbetukoleh magma andesit.

o ;ndesit dan sejumlah ke'il rhyolite dapat dibentuk oleh peleburansebagian ( partial melting) dari hydrous tholeiite.

usur kepulauan yang sudah terbentuk dengan susunan batuan yangkomplek memiliki dimensi %ertikal dan %olume yang lebih besar daripadakerak samudra dengan perbandingan 4 kali.

o #etebalan busur ini rata2rata men'apai 61 : 6! km, yang serupa

dengan ketebalan kerak benua.o Dengan demikian, busur kepulauan tersebut dapat dikategorikan kerak

benua.

o Namun, tidak adanya batuan +elsik pada kerak atas yang berkomposisigranitik nampaknya menjadi salah satu indikator bahwa busur tersebutbukan kerak benua.

Busur Batas Benua(C ti t l M i A )


65/76

(Continental Margin Arcs)

Model corner-ow dapat diterapkan pada busur gunungapi di batas benua,seperti di Pegunungan ;ndes di ;merika elatan.

;kti%itas igneous yang menghasilkan busur gunungapi meliputi produksimagma pada skala besar berupa pluton granit, granodiorit dan diorit.

o Magma yang keluar di permukaan berperan sebagai la%a +elsik danintermediate, menghasilkan aliran la%a dan piroklastik rhyolit danandesit.

o &erbentuknya magma dan migrasinya terjadi pada kedalaman "$1 km,namun dapat men'apai kedalaman $11 km atau lebih pada lempeng

yang menunjam.

Tempat Batolit pada Tum$ukan +rogen('atholitic Em%lacement in Collision rogen)


66/76

('atholitic Em%lacement in Collision rogen)

=aya berat (gravity ) adalah gaya penting yang menempatkan batuan bekupluton.

o


67/76

('atholitic Em%lacement in Collision rogen)

mengapa terjadi penempatan pluton dengan %olume besar pada kerak.

o #erak benua di atas lempeng litos+er yang menunjam meregang se'arahori5ontal dan 'enderung menjadi tipis.

o Penipisan ini menyediakan ruang bagi magma diapir untuk naik denganmenekan batuan sekitarnya ke samping.

o Melalui mekanisme ini hampir tidak ada batas bagi %olume pluton yangdapat menempati kerak.


68/76

e a u ama an e on empeng(Primary Metalliferous res and Plate


69/76

yTectonics) Andapan bijih tipe


70/76

yTectonics)

o &ubuh bijih jenis ini yang biasanya merupakan sul3da dari besi,tembaga atau nikel, terendapkan pada lapisan pillow lava oleh larutanhidrotermal.

o edimen yang terendapan di atas pillow lava juga menerima larutanhidrotermal tersebut dan biasanya diperkaya dengan kandungan besidan mangan.

o #romit biasanya juga ditemukan pada batuan ultrama3k (gambar !.81).Andapan ini dapat terbentuk melalui segregasi magma dalam kantungmagma ultrama3k saat pemekaran samudra.

o elama tumbukan benua, massa kerak samudra terpe'ah dari lempengyang menunjam dan bergeser melalui sesar naik.

o enomena hidrotermal di dasar samudra adalah semburan air panasdengan temperatur lebih dari 6!1o< melalui smoker .

o Diketahui bahwa smoker membawa konsentrasi tinggi sul3da daritembaga, besi dan seng yang terendapkan sekitarnya.

o ;ir laut memiliki peranan kimia penting pada produksi sul3da. enyawachlorine pada air laut membantu melepaskan metal dari batuan ma3k.;khirnya senyawa sul+at pada air laut mengendapakan metal tersebutsebagai sul3da.



71/76

yTectonics) Andapan bijih tipe ;ndean.

o &ubuh magma yang naik dari hasil peleburan sebagian ( partial melting)pada lempeng yang menunjam dapat membeku sebagai pluton ataumengalami erupsi sebagai batuan %ulkanik andesit atau rhyolit.

o Magma ini mengandung metalyang sekarang menjadi tubuhbijih pada batuan beku.

o Andapan jenis ini merupakanbijih timah dan tembaga.

o Magma yang dihasilkan padatingkat kedalaman yangberbeda memiliki perbedaankandungan metal.

o ;kibatnya, endapan bijih yangterjadi memperlihatkan 5onasi

dari continental margin kecontinental interior (gambar!.8"), dengan urutan iron ore)copper dan gold) silver* leaddan !inc) tin dan molybdenum.

o Andapan dengan urutan tersebut terdapat di ;merika erikat bagianbarat yang berhubungan dengan menunjamnya empeng arallon dibawah empeng ;merika @tara.

o Andapan porphyry copper diduga merupakan jenis endapan bijih tipe;ndean.



72/76

Tectonics) Andapan bijih jenis busur

kepulauan gunungapi.

o -enis ini adalah endapan yangtejradi pada akumulasi la%a+elsik (andesit atau rhyolite)pada busur kepulauangunungapi.


73/76

Tectonics)o Magma menyebar lateral pada lapisan sedimen membentuk sill dimana

endapan bijih sul3da diendapkan.

o kenario ini dikenal dengan nama esshi deposit setelah ditemukannyabijih besi sul3da di esshi, -epang.

Andapan ijih ?ntrakontinen.

o Andapan bijih lainnya terdapat jauh dari batas lempeng, 'ontohnyaendapan lead dan !inc di Mississippi F hio, yang ditemukan padalapisan sedimen pada paparan benua.

o Andapan tersebut terbentuk oleh larutan hidrotermal yang naik darihotspot, namun bukti tersebut tidak ditemukan pada hotspot yangmasih akti+.

o Hipotesa lainnya yang dikemukakan oleh -a'k li%er menyebutkanstruktur sesar naik telah menekan lapisan di bawahnya yang jenuh airlaut, sehingga mengeluarkan uida ke interior benua. aat yang sama,

orogenesa membentuk topogra3 tinggi daripada lapisan interior benua.Hasil tersebut menekan mineral yang mengandung air laut bermigrasike lapisan pada interior benua. Migrasi ini terjadi bersama denganhidrokarbon.

emo e an s m nerg n erna um(Modelling the Earth0s Internal Energy


74/76

&ystem) &ektonik dan akti%itas %ulkanik menggambarkan peman+aatan energi

internal yang tersimpan pada elemen radioakti+, seperti uranium danthorium.

o Anergi ini terletak pada sistim batas (system boundary > gambar !.88).

o Anergi ini berasal dari akresi bumi 8,4 milyar tahun yang lalu.

o Peluruhan radioakti+ merubah energi atom menjadi panas yangtersimpan pada batuan sekitarnya, apakah sebagai batuan kristalinatau magma.

o #ebanyakan panas ini dilepaskan ke permukaan bumi.

o Panas ini juga digunakan untuk mengendalikan arus pada astenos+eryang plasticoviscous dan menggerakkan litos+er. -adi panas ini dirubahdalam bentuk energi kinetik.

o Anergi tersebut dirubah kembali menjadi panas melalui 5onapenunjaman.

emo e an s m nerg n erna um(Modelling the Earth0s Internal Energy


75/76

&ystem) #arena tidak ada masukan energi lain pada sistim ini, maka sistim energi

total pada bumi haruslah berkurang dengan waktu. Dengan kata lain,berkurangnya energi ini adalah eksponensial.

o Namun ada kemungkinan masukan energi melalui tumbukan komet danasteroid.

o Anergi matahari berperan pada tektonik dengan 'ara

a)proses 3sik dekomposisi batuan, disintegrasi, erosi dan transportasi

b)proses biologi yang menghasilkan sedimen organik dan biogenik.


76/76

T%, ,-!

Bab 5 Aktivitas Igneous dan Tektonik Lempeng.pptx

Documents

Transcript of Bab 5 Aktivitas Igneous dan Tektonik Lempeng.pptx