GEOLOGI DAN MINERALOGI

Pertemuan 8

BATUAN METAMORF

MK Pilihan – Kajian Ilmu Tanah

Batuan Metamorf

Batuan Metamorf / Batuan Malihan (Yunani, metamorphic; meta =berubah, morphe = bentuk).

• Batuan yang berasal dari batuan beku atau batuan sedimen yangtermalihkan (terubah) di dalam bumi sebagai akibat tekanan dan suhuyang sangat tinggi yang mengakibatkan perubahan sifat fisik dankimia dari batuan asal.

• Terbentuk oleh proses rekristalisasi di kedalaman kerak bumi, yangsebagian besar terjadi dalam keadaan padat tanpa melalui fase cair.

• Metamorfisme

Metamorfisme

• Proses perubahan batuan yang sudah ada menjadi batuan metamorfkarena perubahan tekanan dan temperatur yang besar.

• Pada kondisi yang ekstrim, peningkatan temperature mendekati titiklebur batuan, padahal perubahan batuan selama prosesmetamorfisme harus tetap dalam keadaan padat.

• Apabila sampai mencapai titik lebur batuan maka proses tersebutdinamakan proses aktivitas magma.

• Agen / media terjadinya metamorfisme adalah panas, tekanan, cairankimia aktif.

• Perubahan yang terjadi pada batuan meliputi tekstur dan komposisimineral.

• Proses tersebut tidak termasuk proses pelapukan dan diagenesis.

Batuan Metamorf

Metamorfisme

• Proses metamorfisme berlangsung sangat lama hingga jutaan tahun.

• Makin lama prosesnya, makin sempurna tingkat metamorfismenya

• Metamorfisme sempurna, mengakibatkan karakteristik batuanasalnya tidak terlihat lagi.

• Metamorfisme tidak sempurna, mengakibatkan perubahankarakteristik batuan asalnya tidak terlalu mencolok (hanyakekompakan batuan yang bertambah).

Metamorfisme

Agen Metamorfisme

Suhu

Tekanan

Kandungan

Kimia

Agen Metamorfisme

• Suhu

Sebagai agen utama yang paling penting

Meningkatnya suhu bisa disebabkan oleh penguburan (tekananbatuan yang berada diatasnya atau gradient panas bumi) ataukarena intrusi magma.

Seiring dengan meningkatnya suhu batuan, mineral mulai berubahdari keadaan padat ke keadaan cair, dan reaktivitas pori – porifluida di batuan mineral

Agen Metamorfisme

• Suhu

Batuan disekitar intrusi magma akan mendapat suhu yang sangattinggi, namun masih kurang dari 700 oC.

Semakin jauh dari sumber intrusi magma, maka suhu semakinmenurun

Suhu Uraian

< 200 oC Sebagian mineral akan tidak berubah

≤ 650 oC Kisi kristal pecah dan beraksi dengan menggunakan kombinasi yang berbeda dariion yang sama dan struktur atom yang berbeda

>700 oC Batu akan berubah menjadi magma

Agen Metamorfisme

• Tekanan

Tekanan

Tekanan Beban (confining pressure)

Tekanan yang diarahkan (direct pressure)

Agen Metamorfisme

• Tekanan

Tekanan beban, seragam bekerja ke segala arah, disebabkan olehberat batuan diatasnya karena kedalaman batuan tersebut.

Tekanan yang diarahkan tidak seragam, tidak sama di semua arahdan disebabkan oleh kekuatan tektonik. Kekuatan tersebutmengakibatkan perkembangan struktur utama (lipatan danpatahan), serta dapat bertindak sebagai agen metamorf.

Tekanan yang diarahkan pada menyebabkan perataan butir mineraldan perkembangan mineral platy tumbuh sejajar dengan sedikittekanan.

Agen Metamorfisme

• Tekanan

Peningkatan tekanan berbanding lurus dengan peningkatankedalaman. Tekanan ini berlangsung ke segala arah.

Batuan pada tempat yang dalam, akan menjadi plastis pada waktumengalami proses deformasi.

Batuan pada tempat yang dekat permukaan bumi, batuan akanmengalami keretakan pada waktu deformasi (pembentukan).Hasilnya batuan yang berifat rapuh akan hancur menjadi mineralyang halus

Agen Metamorfisme

• Cairan Kimia Aktif

Air dan karbon dioksida sering ditemukan dalam jumlah kecil disekeliing kristal mineral atau di ruang pori batuan.

Ruang pori batuan ini dipenuhi cairan berair (cairan intergranular),bisa berupa cairan; pada suhu tinggi berupa uap.

Peran cairan intergranular sebagai katalis (mempercepat reaksimineralogi) dalam reaksi pada batuan kering. Cairan mentransfersumber panas (pendinginan pluton) ke batuan yang lebih dinginyang mendorong pertumbuhan mineral baru.

Peran cairan intergranular sebagai pengangkut padatan terlarut kedan dari massa batuan; sangat berperan dalam pembentukanmineral baru.

Perubahan pada Proses Metamorfisme

PerubahanTekstur

Pemanasan dan tekananyang meningkat akan

mengubah teksturbatuan.

PerubahanMineralogi

Mineral akan pecah danbereaksi satu sama lain

dan membentuk mineral yang sifatnya lebih baru

PerubahanKimia

Cairan integranular dapatmengangkut material

dari dan ke batu

Perubahan pada Proses Metamorfisme

• Perubahan Tekstur

Jenis Metamorfosa

Metamorfosa

Metamorfosa Kataklastik

Metamorfosa Kontak / Termal

Metamorfosa Penguburan

Metamorfosa Regional

Jenis Metamorfosa

Jenis Metamorfosa

• Metamorfosa Kataklastik

Akibat deformasi mekanis; ketika 2 badan batu saling bergeseransatu sama lain di sepanjang zona sesar.

Panas yang dihasilkan oleh gesekan geser di sepanjang zona gesertersebut, dan batuannya cenderung mengalami kerusakan mekanis,dilumatkan dan dihaluskan, karena gaya guntingnya menyebabkanbatuan bermetamorfosa

Jenis Metamorfosa

• Metamorfosa Kontak / Termal

Terjadi berdekatan dengan intrusi batuan beku hasil dari magma suhu tinggi yang mengintrusi batuan sekitarnya.

Batuan yang dihasilkan seringkali merupakan batuan halus yangtidak menunjukkan foliasi (hornfels)

Jenis Metamorfosa

• Metamorfosa Penguburan

Batuan sedimen terkubur sampai kedalaman beberapa ratus meter,suhu > 300 oC dapat terjadi jika tidak ada tengan diferensial.

Mineral baru akan tumbuh, mengandung banyak air pori dan cairintegranular dalam endapan penguburuan.

Jenis Metamorfosa

• Metamorfosa Regional

Terjadi di wilayah yang luas dan umumnya tidak menunjukkanadanya hubungan dengan batuan baku.

Terjadi di inti sabuk lipatan gunung / di pegunungan yang tergerus

Facies Metamorfik

• Suatu kumpulan dari mineral yang mengelompok disebabkan adanyakesamaan Temperatur dan Tekanan pada saat terjadinya

Facies Metamorfik

Facies Syarat

Zeolite facies LP / LT

Prehnite – pumpellyite facies LP / LT

Greenschist facies MP / MT

Amphibolite facies MP / MT – HT

Granulite facies MP / HT

Blueschist facies MP – HP / LT

Eclogite facies HP / HT

Albite – epidote – hornfels facies LP / LT – MT

Homblende – hornfels facies LP / MT

Pyroxene – hornfels facies LP / MT – HT

Sanidinite facies LP / HT

Derajat Metamorfosa

MetamorfosaBurial Terjadi pada tekanan dan

temperature yang rendah dankedalaman yang dangkal

MetamorfosaDerajatRendah

Suhu 200o – 320o dan tekanan yang relatif rendah

MetamorfosaDerajat Tinggi Suhu > 320o dan tekanan relative

tinggi

Struktur Batuan Metamorf

Batuan Metamorf

Foliasi (Folium; Daun) Non – Foliasi (Membutir)

Susunan mineral pembentukbatuan memperlihatkan bentuk

yang sejajar dan teratur

Bentuk dan Susunan mineral pembentuk batuan

memperlihatkan bentuk membutir

Struktur Batuan Metamorf

Folasi Non - Folasi

Slatyceavage Hornfelsik

Filitik (Phylitic) Milonitik

Schistosa (Schistosity) Kaatklastik

Gnesosa (Gneissic) Flaser

Augen

Granulose

Liniasi

Stuktur Batuan Metamorf

• Folasi

Slate Phyllite

Stuktur Batuan Metamorf

• Folasi

Schist Gneiss

Stuktur Batuan Metamorf

• Non - Folasi

Kuarsit Marmer

Stuktur Batuan Metamorf

• Non - Folasi

Amfibolit Hornfels

Mineral Batuan Metamorf

Mineral Stres

• Mineral yang stabil dalam kondisi tekanan

• Dapat berbentuk pipih / tabular / prismatic; maka mineral tersebutakan tumbuh tegak lurus searah gaya.

• Contoh: Mika, Zeolite, Tremolit, Actinolite, Glaukofan, Homblenda, Chlorite

Mineral Anti Stress

• Mineral yang terbentuk dalam kondisi tekanan.

• Bentuk mineral equidimensional.

• Contoh: Kwarsa, Kalsit, Feldspar, Kordierite, Garnet

Klasifikasi Batu Metamorf

BatuMetamorf

KomposisiKimia

Asosiasi di Lapangan

KomposisiMineral

Strukturdan Tekstur

Komposisi Kimia

Batu Metamorf

Calcic Metamorphic

Quartz Feldsphatic

Calcareous Metamorphic

Basic Metamorphic

Magnesia Metamorphic