BATUAN BEKU: STRUKTUR
DAN TEKSTUR
Magma
terbentuk dalam mantel dan kerak bawah (lower
crust). Keluar ke permukaan karena memiliki berat jenislebih ringan (lebih
tidak padat) or less denserdari
batuan sekitarnya. Magma dapat mengalami kritasilasi secara parsial (sebagian)
ataupun secara keseluruhan pada kedalaman yang bervariasi dalam kerak, atau
dapat mengalami kristalisasi dekat permukaan bumi. Atau secara sederhana produk
dari kristalisasi magma adalah batuan beku. Ketika magma mendekati permukaan
dan berhenti kemudian, akan membentuk batuan volkanik. Sementara yang terbentuk
di kedalaman dan mengalami kristalisasi disana akan membentuk batuan plutonik.
Asal mula dari batuan dengan mengetahui proses kristalisasinya selama erupsi volkanik berlangsung dapat mudah dipahami melalui hubungan-hubungan yang umum dijumpai. Sebagai contoh geologist dapat memahami proses yang terjadi saat kristalisasi tanpa perlu harus mengamati langsung bagaimana magma itu mengkristal membentuk batuan. Cukup dari data singkapan batuan beku yang sudah terbentuk untuk dilakukan pengamatan lebih lanjut. Tapi banyak pertanyaan akan muncul. Bagaimana batuan beku ini dapat dikenali? Bagaimana membedakan satu jenis batuan beku dan lainnya?? Dan bagaimana proses kristalisasi terjadi?
Asal mula dari batuan dengan mengetahui proses kristalisasinya selama erupsi volkanik berlangsung dapat mudah dipahami melalui hubungan-hubungan yang umum dijumpai. Sebagai contoh geologist dapat memahami proses yang terjadi saat kristalisasi tanpa perlu harus mengamati langsung bagaimana magma itu mengkristal membentuk batuan. Cukup dari data singkapan batuan beku yang sudah terbentuk untuk dilakukan pengamatan lebih lanjut. Tapi banyak pertanyaan akan muncul. Bagaimana batuan beku ini dapat dikenali? Bagaimana membedakan satu jenis batuan beku dan lainnya?? Dan bagaimana proses kristalisasi terjadi?
Jawaban
untuk pertanyaaan ini dapat diperoleh melalui: (1) observasi lapangan dari
hasil erupsi volkanik yang telah ada (present is the key to the past), (2) pengamtan
lapangan terhadapciri yang hadir dari batuan beku yang ada, (3) studi
laboratorium terhadap mineralogi dan tekstur dari batuan beku, (4) analisis
kimia dari batuan beku, (5) studi laboratorium dari proses kimia dan perilaku
kristalisasi saat melt (kondisi leburan dimana seluruh fase kristal masih cair),
(6)aplikasi dari pemikiran induktif dan deduktif.
Batuan
beku diketahui, dideskripsi, diberi nama, dan diklasifikasi berdasarakan
struktur, tekstur, dan komposisi. Komposisi termasuk kedalam komposisi mineral
dan kimia. Tekstur adalah karakter fisik dari batuan, termasuk ukuran, bentuk
orientasi, dan distribusi dari butir dan hubungan antar butir. Struktur adalah ciri
(feature) yang hadir pada batuan, yang lebih besar dari grain, holes, fracture,
atau kesluruhan massa dari batuan. Tekstur dan struktur dari batuan beku berguna
untuk membedakan batuan beku dan batuan lainnya.
PENGENALAN BATUAN BEKU
Pengenalan
batuan beku secara umum dimulai dilapangan. Terdapat struktur batuan yang dikenali
dilapangan dapat menjadi petunjuk proses petrogenesis. Juga dilapangan, lup
digunakan untuk mengamtai mineral dantekstru batuan. Setelahnya, studi
laboratoriaum, termasuk pengamatan mineral dan tekstur melalui analsis dengan mikroskop
petrografi dan elektron, memudahkan pemahaman yang lebih besar lagi untuk tiap
jenis batuan yang diamati.
STRUKTUR BATUAN BEKU
Berdasarkan
strukturnya batuan beku dibagi kedalam dua kelompok utama yaitu tipe batuan beku
ekstrusif dan intrusif.Struktur ekstrusif dibentuk ketika magma dipaksa keluar
ke permukaan. Struktur intrusif merupakan struktur yang terbentuk dibawah
permukaan.
1.
STRUKTUR EKSTRUSIF
Struktur ekstrusif dibagi kedalam tiga kelompok utama: major,
intermediet, dan minor (besar, sedang kecil)- pengelompokan ini dibagi
berdasarkan ukuran dari struktur ekstrusif yang hadir dilapangan.Sebagai contohuntuk
strukur yang major salah satunya dikenal ada lava plateu dan basaltic plain,
memiliki bentuk tabular dan mengandung poor-silica
(miskin silaca karena basaltik)merupakan batuan volkanik.
Lava plateu keterdaptannya sangat luas dan banyak dimuka
bumi, umurnya pun sangat tua sekali dari prekambrian sampai kenozoik. Contohnya
di Parana Brazil berumur jurasik hingga kapur awal.Lava plateu secara primer terdiri
material hasil aliran lava, hasil solidifiasi masa dari fluida basaltik yang mengalir
melewati permukaan dan mengalami kristalisasi. Secaras khas, lava flow ini dipasok
oleh magma yang keluar ke permukaan melalui sistem rekahan yang hadir, mengalir
cukup jauh, dan terakumulasi membentuk layer gundukan magma. Hanya sedikit dari
batuan piroklastik yang berisi fragmen dari batuan volkanik terbentuk dari
hasil erupsi eksplosif membentuk plateu seperti pada lava plateu.
Adapun basaltic plain berbeda dengan plateu karena terbetnuk
dari hasil unit aliran lava ganda yang tererupsi dari satu (lubang erupsi),
yang menutupi pusat erupsi (Greeley, 1982). Pusat ini dinamakan shield cone, yaitu dataran yang
berbentuk kerucut hasildari akumulasi lava yang mengandung jumlah minor dari interlayer
(lapisan lapisan) material piroklastik.
Menutupi area yang sama, namun memiliki volume yang lebih
kecil dinamakan pyroclastic sheet. Pyroclastic sheet adalah akumulasi dari material
volkanik (piroklastik) kaya silika, atau material piroklastik yang terlontar
keluar hasil erupsi eksplosif. Partikel partikel pada endapanini dikenal dengan
ash falls terkadang dapat terjadi melalui proses aliran piroklastik (dikenal
dengan nuee ardentee)-hasil pergerakan awan panas yang sangat cepat. Masa
batuan yang terbentuk dari hasil aliran piroklastik ini dikenal dengan
ignimbrite atau ash flow. Ignimbrit terdiri dari butiran halus (<2 mm) dari
material piroklastik yang disebut ash, yang cerah khas mengalami kompaksi
karena berat material yang berada diatasnya dan secara lokal kadang mengalami
pemaanggangan (welded) akibat panas yang hadir saat aliran. Pyroclastic sheet
dapat hadir dalam satu unit unggal karena mengalami pendingian pada satu waktu
(single cooling unit) atau memiliki set unit ketebalan karena mengalami sejarah
pendinginan yang komplek (composite cooling unit).
Composite cone, atau stratovolkano, sesuai namanya berisi
layer dari material piroklastik dan lava. Memiliki lereng yang curam dan
membentuk cone (kerucut) gunung api. Batuan yang mengisi composite cone terdiri
dari kelompok silica poor (basalt), batuan intermediet (contohnya andesit),
hingga batuan tipe asam kaya silica (ryolith). Contoh endapanya diantaranya di
cascade range California banyak dijumpai di island arc.
Caldera merupakan depresi circular yang besar hasil dari erupsi
yang diikuti dengan collapse dari suatu struktur volcanic (Howell Williams,
1941). Uplift yang terjadi setelahnya di pusat dome dapat terjadi, dan caldera
tipe ini dikenal dengan resurgent caldera, contohnya di Crater lake, Oregon,
New mexico atau gunung Krakatau Indonesia. Adapun Crater (kawah) juga merupakan
depresi, tapi merpakan hasil dari aktivitas erupsi langusng dari suatu gunung
api tapi namun tidak diikuti dengan collaps. Dari ukurannya crater lebih kecil
dari caldera, dengan radius kurang dari 1 km.
Pyroclastic cone, juga dikenal dengan istilah cinder cone, bentuknya
lebih kecil, dan memiliki sayap yang curam tersusun oleh sebagian besar piroklast
(material piroklastik) dari berbagai ukuran, dengan atau sedikit atau tanpa
lava. Kerucut kecil ini berasosiasi dengan volkanik arc atau terisolasi, local
volcanic terrane.
Volcanic dome,lebih kecil, dengan struktur sayap yang curam
seperti cangkir yang terbalik atau kerucut. Terbentuk dari hasil intrusi,
ekstrusi, atau keduanya dari magma yang bersifat siliceous dan kental. Dome ini
biasanya berasosiasi dengan gunung api utama.
Lava flow bentuknya tabular hingga lobate, dibagi dua untuk
jenis lava basalt yangberada di hotspot continental(contohnya di hawai) pahoehoe
lava dan aa lava. Pahohoe cenderung lebih bertekstur halus sedangkan aa lava
lebih kasar. Dibawah flow surface, pendinginan yang terjadi secara mendadak
dapat membentuk struktur columnar joint.Ketika lava keluar dan melewati batuan atau tanah hasil erosi
maka akan membentuk suatu zona seperti bata merah dari material teroksidasi
yang dikenal dengan baked zone.
Fragmen aliran lava
yang telah membeku seelumnya dapat lepas dan masuk ke dalam aliran lava
baru dan struktru ini dikenal dengan autolith. Sedangkan batuan asing yang
masuk ke dalam sebagai ingklusi disebut xenolith. Gas yang yang keluar bebas
dari aliran lava akan meninggalkan lubang yang disebut vesicle. Jika vesicle
ini kemudian diisi oleh mineral sekunder seperti kuarsa, kalsit, atau zeolit
maka disebut amygdule. Inklusi, vesicle, atau butir mineral yang membentuk
suatu arah yang liniear searah denga liran lava memiliki struktur flow banding.
Magma terfragmentasi membentuk klastika volkanik (piroklastik)
melewati beberapa proses meliputi: (1) menurunya tekanan dalam magma ketika
magma keluar, (2) separasi gas dari melt (peleburan), (3) formasi dari
gelembung (formation of bubble) dan (4) transformasi eksplosif dari bubbly
magma membentuk campuran fragmen gas yang tererupsi dari vent (Sugioka dan
Brusik 1995; Papale 1999). Material volkaniklastik, terfragmentasi saat erupsi,
dinamakan pyroclast dan dibagi kedalam tiga kelompok berdasarkan ukurannya
(Schmid, 1981). Mengingat bahwa abu (ash) merupakan meterial yang sangat kecil <
2 mm. istilah lapili adalah pyroclast berukuran 2.0-64 mm untuk diameternya. Bombs
merupakan bagian yang masih cair sebagian pada saat transportasi dan membentuk
ukuran akumulasi yang lebih besar dari ash.
Sementara batuan yang terdiri dari block dinamakan breksi,
hadir dalam kondisi telah padat (solid state) sehingga terkadang telah
terbentuk didalam dan terlontar keluar biasanya hasil gerusan country rock
(batuan volkanik samping yang sudah ada sebelumnya) ataupun dari hasil
pembekuan magma didalam yang ikut terlontar keluar.
Struktur
|
Dimensi dan kisaran
|
volume
|
Struktur mayor
(besar)
|
||
Lava plateu dan basaltic plain
|
T = < 10-3– 12, A = ?-2x106
|
6 x 104 – 6.5 x 105
|
Pyroclastic sheet
|
T =<10-3 – 2.5, A=20-2.05x105
|
<10-105
|
Shield cone
(shield volcano)
|
T = <0.1-4.2, R=<1-100
|
<103-4x104
|
Composite cone
(stratovolcano)
|
T=<1-3.7,R=<1-20
|
1-870
|
Caldera
(termasuk cauldron)
|
A=8-12000, R=1.5-6.2
|
-
|
Struktur intermediet (ukuran
menengah)
|
||
Pyroclastic sheet
(single cooling unit)
|
T = <10-3 – 1.8 A = <1->105
|
10-3-8300
|
Pyroclastic cone
(cinder cone)
|
T= 0.01 – 0.46, R = 0.05-1.5
|
1.5 x 10-4 – 3.25
|
Lava flow
|
T = 10-4 – 0.24, A = <0.1-18000
|
<0.1-1200
|
Dome
|
T=<10-2- 0.8
|
3 x 10-6-4
|
Struktur kecil (minor)
|
||
Kawah (crater)
|
Bomb
|
xenolith
|
Lithopysae
|
Autolith
|
|
Lava flow
|
Spatter cone and hornito
|
|
Pressure ridge
|
Pyroclastic sheet
|
|
Lava tube
|
Squeeze up
|
|
Columnar joint
|
Baked zone
|
|
Flow banding
|
Vesiculated flow top
|
Tabel klasifikasi struktur pada batuan vokanik ekstrusif
berdasarkan ukurannya dilapangan.
2.
STRUKTUR INTRUSIF
Seperti halnya struktur ekstrusif struktur intrusif juga
dibagi ke dalam struktur mayor, intermediet, dan minor. Pembagian ini juga sama
berdasarkan dimensi dan persebarannya. Untuk struktur pada kelompok intermediet
samapi major seringkali dsebut dengan istilah pluton (tubuh raksasa batuan
intrusi plutonik), oleh karenanya batuan intrusif seringkali disebut sebagai
batuan plutonik. Dan seringkali secara khas berasosiasi dengan batuan
bertekstur ‘granitik’.
Batholith dan lopolith merupakan dua jenis struktur intrusif
yang paling besar, dapat mencapai 100 km2 luasnya. Semetnara batuan plutonik
dengan luas tubuh kurang dari 100 km2 dinamakan stock.
Pada literatur terdahulu, batholith seringkali digambarkan
memiliki tepi yang curam, tubuh silinder dengan kedalaman yang cukup dalam. Dan
tidak memiliki dasar. Sementara penelitian terbaru menggambarkan batholith itu
merupakan tubuh intrusi berbentuk lensa raksasa. Tapi apapun bentuknya batolith
tetap merupakan jenis intrusi plutonik paling besar.
Terlepas dari perdebatan ukuran dan bentuk batolith dan stock
Buddington (1959) memberikan klasifikasi mengenai pluton berdasarkan kedalaman
keterbentukannya. Yaitu Epizonal (shallow), mesozonal (intermediet), dan
Catazonal (deep).
feature
|
epizone
|
mesozone
|
Catazone
|
Depth of emplacement (km)
|
0-6.5(-10)
|
(6.5-)8-14-(-16)
|
(9-)11-19
|
Field criteria
|
|||
contacts
|
Typically discordant
|
variable
|
Concordant
|
Homogenity of body
|
Homogenous to complete
|
composite
|
Homogenous to composite
|
Roof pendants
|
common
|
common
|
Uncommon
|
foliation
|
Absent or local at contacts
|
Common
|
Common and parallel to regional trends
|
Association with volcanic rocks
|
Common
|
Inderect, but present locally
|
none
|
Local deformation at contact
|
common
|
Present in some cases
|
Absent
|
Size of pluton
|
Small to moderate
|
Small to large
|
Small to large
|
Contact metamorphism
|
Very common
|
Uncomon
|
Absent
|
Chilled margin
|
Commont
|
absent
|
absent
|
Associated dikes
|
Aplitic, phorphytic, lamprophyric
|
Aplitic, pegmatitic
|
Migmatitic
|
Miarolitic cavities
|
Present
|
absent
|
absent
|
Asociated migmatites
|
none
|
mnor
|
Common
|
Interpretive criteria
|
|||
Surrounding metamorphic facies
|
Nonte to greenschist facies
|
Greenschist to amphibolite facies
|
Amphibolite to granulite facies
|
Temperature in country rocks (°C)
|
0-450
|
250-500
|
450-700
|
Typical age
|
Cenozoic
|
Mesozoic-paleozoic
|
Paleozoic or older
|
Epizonal kehadirannya cenderung konkordant (memotong batuan
disekitarnya), sementara catazonal cenderung sejajar dan melensa dan mesozonal
dapat bervariasi.Jika terjadi kontak dari pluton epizonal akan membentuk pola
chilled margin (atau tepi yang bertekstur halus akibat pendinginan yang terjadi
sat kontak batuan pluton dan batuan tepi yang lebih dingin). Sementara pada
catazonal hal ini jarang terjadi karena terbentuk dikondisi yang dalam dan
temperatur dan tekanan yang besarnya sama dengan batuan samping. Istilah
struktur roof pendant merupakan massa batuan yang menggantung diatas pluton
(batuan ini merupakan batuan samping yang menjadi atap (roof) dari pluton) saat
erosi terjadi batuan roof ini masih tersisa dan membentuk struktur roof pendant
ini.
Struktur miarolitic cavity merupakan suatu rongga dalam
batuan yang terisi pertumbuhan mineral lain. Biasanya hadir dalam batuan
ekstrusif dekat permukaan dalam hal ini untuk kasus intrusif tentu epizonal lah
yang paling mungkin banyak kehadiran struktur ini sementara pada catazonal
jarang. Biasanya miarolitic cavity ini lebih cenderng ke tekstur daripada
struktur.
Untuk struktur struktur berbentuk alignment (kelurusan) atau
fabric mengacu kepada suatu struktur yang terjadi akibat adanya kelurusan-kelurusan
susunan komponen mineral atau batuan. Kelurusan dari xenolith yang terbentuk
pada suatu pluton dan membentuk pola arch (melengkung) maka disebut schlieren
dome dan arch. Biasanya banyak pada mesozonal pluton.
Lopolith merupakan struktur tubh batuan beku intrusif dengan
bentuk atap yang melengkung (cekung). Meskipun struktur ini tidak umum dijumpai
tapi merekamenarik diplajari khususnya untuk komposisi batuan yang basa dan
ultrabasa karena alasan ekonomis (entah apa yah).
Laccolith, phacolith, dan sill merupakan struktur konkordan
(sejajar dengan lapisan batuan) dengan ukuran yang sedang. Laccolith lebih
pendek dan lebih tebal dari sill dan memiliki cembungan yang lebih menjorok
keatas mendorong layer diatasnya. Phacolith merupakan intrusi yang lenticular
(membentuk lensa) yang berada pada sumbu lipatan (Gilbert 1980). Dike merupakan
(pluton berbentuk tabular) yang memanjang dari atas ke bawah, Gilbert
menginterpretasuikannya sebagai asal muasal magma pembawa laccolith, namun saat
ini pernyataan ini masih kontroversi dan pelru bukti lanjut.
Dike merupakan tipe intrusi dikordan. Hadir dalam berbagai
bentuk dan komposisi dan dapat simple (terbentuk dari satu kali intrusi),
multiple (dua kali intrusi), atau composite (beberapa kali intrusi dengan tipe
magmayang berbeda).
Ring dike dan cone sheet merupakan jenis dike yang khas. Ring
dike seringkali berukuran besar dan vertikal dan memiliki bentuk silinder. Dike
ini, berada diatas dapur magma, umumnya berasosiasi dengan cauldron collapse.
Dike menjadi conduit (saluran) bagi migrasi magma ke
permukaan. Erosi yang terjadi akan membentuk volcanic neck. Funnel merupakan
tubuh batuan plutonik padat yang membentuk layering dengan dip ke dalam, hampir
mirip seperti cone sheet. Cupole merupakan kenampakan menyerupai stock dari
batuan plutonik yang terpisah dari batuan plutonik yang lebih besar oleh
country rock dan dipercaya masih memiliki hubungan (masih nyambung sama)dengan
batuan plutonik yang lebih besar. Schlieren (juga dikenal dengan layer aliran)
merupakan bentuk tubuh intrusi tabular, tersebar, memiliki konsentrasi mineral
tertentu yang membentuk disk (lengkung seperti disk) dalam massa batuan beku
(balk, 1937), namun batasnyanya juga tersebar, schlieran dapat terlihat akibat
konsentrasi dari mineral lebih melimpah dalam mengisi bentuk disknya itu.
Ketika magma bergerak schlieren terorientasi memanjang paralel denganaliran,
khsusunya ketika terkonsentrasi dekat dengan batas pluton.
Struktur yang lebih kecil termasuk variasi dalam tabel
dibawah ini. Struktur apophysis bentuknya pendek, dike yang tidak teratur yang
meluas dari puton margin ke country rock (batuan samping yang diterobos). Vein,
merupakan struktur yang ada pada batuan yang telah mengalami retakan akibat
deformasi dan terisi mineral (fracture filling). Istilah xenolith dan autolith
mengacu kepada inklusi batuan dalam batuan. Dimana xenolith merupakan tubh
kecil dari material yang dijumpai dalam batuan plutonik (terkadang dikenal juga
dengan accidental inclusions). Adapun autolith terkadang disebut cognate
inclusion (inklusi seasal) yaitu terbentuk ketika suatu magma tersolidifikasi
namun kemudian runtuh sebagian tubuhnya masuk ke cairan magma yang belum
mengalami kristalisasi dan jika tidak melebur terbentuklah autolith.
Foliasi, lineasi, dan layering merupakan struktur yang dapat
mencirikan batuan pada beberapa tubuh intrusi. Foliasi merupakan suatu struktur
planar yang dapat membentuk karakter akumulasi mineral menyerupai daun yang
terbentuk dari hasil aliran, kompaksi, atau deformasi yang menjadi fungsi dari
keluiusan paralel yang dibentuk baik mendatar (seperti lembaran) maupun
menjarum (acicular). (Peerson et al 1998). Lineasi merupakan ciri yang hadir
dari kelurusan paralel dari mienral lurus yang memotohng ciri planar yang ada.
Layer juga hadir dalam batuan beku layer ini bentuknya
berlembar membentuk distribusi komposisi mineral, tekstrut, atau keduanya
(irvine 1982). Secara khas layer berkembang pada magma silika rendah saat
pendinginan terjadi dan tingkat kristalisasi yang cukup lambat memungkinkan
krstal tenggelam atau mengembang pada cairan sisa. Ciri layering yang tidak
berhubungan dengan intrusi dinamakan bands (Itvine 1982). Berbagai jenis dari
batuan beku, termasuk flow band dalam batuan volkanik dan beberapa orbicular
dan comb-layer structre dalam batuan plutonik.
Major
|
|
Batolith
|
Lopolith
|
Stock
|
Roof pendant
|
Intermediet
|
|
Stock
|
Sill
|
Dike
|
Laccolith
|
Cone sheet
|
Phacolith
|
Pipe (neck, vent)
|
Bysmalith
|
Funnel
|
Roof pendant
|
Cupola
|
Schlieren dome/arch
|
Minor
|
|
Dike
|
Schilieren
|
Apophysis
|
Xenolith
|
Vein
|
Autolith
|
Sill
|
Layering
|
foliation
|
lineation
|
TEKSTUR BATUAN BEKU
Magma
adalah larutan kompleks, karena menurunnya temperatur, perubahan tekanan, atau
perubahan komposisi, larutan ini akan mengkristalisasi, atau membeku dengan
cepat tanpa membentuk kristal. Produk akhir dari kristalissasi atau
solidifikasi adalah batuan yang terdiri dari interlocking crystals
(kristal-kristal yang saling mengunci satu sama lain) yang dikelilingi oleh
atau tanpa gelas. Jika magma terfragmentasi melalui erupsi ekslosif gas akan
dibebaskan bersama, kristal, gelas, dan batuan dapat terakumulasi dan terlitifiakasi
membentuk batuan. Apapun sejarahnya material2 erupsi dapat berupa: gelas,
kristal, fragmen gelas, kristal , atau batuan. Karakteristik dan hubungan dari
material ini dapat berupa: hubungan ukuran butir, bentuk butir, orientasi
butir, hubungan batas butir (kontak butir), dan kristalinitas batuan- dan semua
hubungan-hubungan ini dikenal dengan tekstur batuan.
Batuan
beku dengan susunan butir berupa interlocking crystal memiliki tekstur
kristalin, sementara yang tersusun dari fragmen klastik atau lebih khusus lagi
akan membentuk tekstur piroklastik (maka dikenal sebagai batuan piroklastik
meski sumbernya sama dengan batuan beku). Kristalinitas dan dominasi ukuran
butir dalam batuan beku secara tekstrual dibagi menjadi: holokristalin (semua
butir tersusun dari kristal), tekstur holohyalin dimana semuanya tersusun dari
gelas. Dan tekstur kombinasi antara keduanya dikenal dengan tekstur
hipokristalin. Sementara dari ukuran butirnya dikenal tekstur afanitik untuk
akumulasi butir penyusun yang halus dan faneritik untuk akumulasi butir yang
kasar, sementara kombinasi keduanya dikenal dengan tekstur porfiritik.
Sementara
untuk ukuran butir yang sangat kasar dikenal tekstur pegmatitik (>3 cm),
terkadang banyak dijumpai pada batuan siliceous (granitioid) (pluton yang
sangat asam sekali). Istilah fenokris ditujukan kepada butir mineral yang besar
dan groundmass untuk butir kecil (matrik) yang mengelilinginya pada batuan
beku.
Batuan
volkanik yang miskin fenokris dapat disebut memiliki tekstur aphyric sementara
yang kaya fenokris bertekstur phyric. Pada tekstru mikroskopis, baik fenokris
amupun groundmass sifatnya afanitik. Jika fenokrisnya faneritik namun
groundmassnya afanitik maka teksturnya disebut afanitik-porfiritik. Jika kedua
groundmass dan fenokris sifatnya faneritik (besar dan mudah diidentifikasi
keduanya) maka teksturnya disebut faneritik-porfiritik.
Bentuk
kristal juga memiliki istilah deskriptif dan tekstur tersendiri seperti tekstur
idiomorfphic-granular dimana dominasi butir kristal penyusunnya adalah
euhedral. Hipidiomorfik dominan disusun oleh kristal subhedral. Dan
alotriomorfik granular adalah istilah tekstur batuan yang disusun oleh dominan
kristal anhedral.Sementara
tekstur dengan bentuk akumulasi kristal khusus, orientasi tertentu, dan interelasi,
atau ciri internal memiliki nama tersendiri.
Dalam
banyak kasus, pengamatan detil dari tekstur volkanik
tidak dapat diamati tanpa bantuan mikroskop. Beberapa tekstur volkanik seperti:
sferulitik, votrofirik, intersertal, intergranular, subofitik, dan ofitik merupakan
tekstur tekstur yang dapat diamati dibawah mikroskop. Tekstur vitrofirik merupakan
tekstur yang hadir berupa fenokris yang tertanam dalam glassy groundmass
(groundmass gelas). Pada batuan porfiritik dimana plagioklas menjadi jumlah
yang dominan dari batuan, dengan sisanya berupa gelas dan kristal kecil darei
material lain maka dinamakan bertekstur intersertal. Jika feldspar feldspar ini
memiliki lineasi (kelurusan) tertentu maka dikenal dengan tekstru trachytic. Tekstru
intergranular merupakan tekstru holokristalin yang mana terdapat butir augit
dalam mineral lain yang hadir mengisi celah dari plagioklas misalnya. Pada
tekstru supopfitik, augit dan plagioklas memiliki ukuran yang sama, dengan augit meliputi sebagian dari
plagioklas, pada tekstur ofitik piroksen memperluas ukuran dari plagioklas,
sehingga banyak latice (kisi) lplagioklas menutupi utiran piroksen.
Lepasnya
gas dari magma mendekati permukaan dan tererupsi membentuk tekstur dan struktur
yang unik. Jika gas-gas yang keluar ini meninggalkan jejak berupa rongga maka dinamakan
bertekstru vesikular.. dan bila rongga ini terisi mineral maka dikenal
tekstur/struktur amigdaloidal. Tekstur pumiceous merupakan tekstur pada
batuapung (pumice) dimana batuan ringan yang ikut terbawa gas yang mencoba bebas melalui rongga batuan
volkanik.
Tekstrur
poikilitik merupakan kristal besar (oikocryst) yang secara tidak teratur
mentupi kristal kecil atu mineral lain. Tekstru ini khas pada batuan plutonik
biasanya granit. Tekstur ofitik, dijumapi pada batuan plutonik dan volkanik, merupakan
salah satu tipe tipe dari tekstur poikilitik. Tekstru grafik merupakan tekstru
yang sama dengan poikilitik dimana butiran yang lebih besar mentupi bturan
kecil, yang hadir dalam batuan granitoid pegmatitik, terdiri dari kristal yang
besar dari alkali feldspar.
Jika
terdapat tekstur kuarsa yang tumbuh didalam sodic plagioklas maka teksturnya
dikenal dengan myrmektic. Tekstru yang sama juga ada berupa feldspar dalam
alkali feldspar dikenal dengan graphyric. Baik grafirik maupun myrmektik
keduanya merupakan jenis tekstur dari symplectic, merupakan istilah tekstur
yang umum dijumpai berupa wormy (seperti cacing) atau pertumbuhan yang tidak
teratur dari satu mineral dalam inieral lain. Tekstru serate merupakan suatu
tekstru yang terdiri dari butiran berbagai ukuran, yang menggradasi satu sama
lain.
Tekstur
dalam batuan plutonik bersilika rendah (< 53% SiO2) termasuk ophitic,
subophitic, diabasic, dan berbagai tekstur kumulasi. Tekstru diabasik merupakan
serti tiga tekstur dari ofitik, subofitik dan diabasik. Pada tekstur diabasik dimana
buriran kasar dari plagioklas kisinya diisi oleh augit atau mineral lain
berbutir kecil. Tekstur kumulat merupakan tekstur yang ada dalam batuan beku
yang mencirikan framework kristal mineral bersentuhan satu sama lain. Material yang
terakumulasi ini terkadang terpanggang oleh postcumulus material atau cairan
magma yang datang terakhir dan mengisi akumulasi mineral yang sudah ada.
Tekstur
lainnya dijumpai pada batuan plutonik seperti zoning dalam satu butir. Yang
paling umum adala tekstur zoning. Banyak mineral seperti plagioklas,
klinopiroksen, dan garnet memioliki zoning, tekstru corona (reaction rim)merupakan
tekstru reaksi antar suatu mineral dengan cairan tepi yang kontak dengannya.
Jika suatu mineral tumbuh diantara yang lainnya maka tekstur/strukturnya
dikenal dengan epitaxial. Tekstru rapikivi, merupakan jenis tekstru pada batuan
granitoid, merupakan tekstru yang dicirikan oleh butiran alkali feldspar yang
ditutupi tepinya oleh plagioklas.
ASAL MULA TEKSTUR PADA BATUAN BEKU
Karena
batuan beku terbentuk dari magma, tekstur pada batuan beku dikontrol oleh
proses yang terjadi selama proses kristalisasi dari saat melt. Diagram fase
digunakan untuk menunjukan jenis-jenis mineral (fase) yang muncul selama proses
kristalisasi. Proses proses ini adalah proses kimia dan fisika.
Ketika
material mendingin akan melewati tiga tahapan: 1. Tahap dimana seluruh material
dalam kondisi melt (melebur/ fase cair), 2. Tahap dimanan kristal dan melt
(larutan magma/fase cair tadi) hadir bersama, 3. Tahap dimana semua material
telah padat (solid). Pada diagram sistem albit-anortit terdapat dua separasi
fase yaitu fase dimana semuanya masih berupa liquid (melt) dan zona pada
diagramnya dinamakan liquidus, fase semua mineral telah terbentuk (plagioklas)
dinamakan fase solidus, dan zona antara campuran kristal dan melt.
Proses
yang paling utama yang akanmembentuk struktur kristal dikenal dengan nucleation
(nukleasi) proses ini melibatkan perilaku ikatan atomtertentu yang akan
membentuk struktur dari kristal. Fase liquid lebih dianggap sebagai ketidak
beraturan dari suatu fase padat, dan nuclei (pembentuk dari nukleasi) dibentuk
dan dihancurkan secara konstan melalui pergerakan acak dari atom dalam liquid.
Kristalisasi dari melt, nukleasilah yang akan mengawali dari semua proses
pembentukan kristal, karena ketika suatu struktur dari hasil proses nukleasi
ini terbentuk maka energi yang dibutuhkan akan semakin kecil karena permukaan
untuk nukelasi baru telah terbentuk. Sejarah dan dinamki proses kristalisasi
dari batuan dapat diketahui lebih lanjut melalui analisis CSD (Crystal Size
Distribution) (Marsh 1988). Dimana kristalisasi akan menggambarkan perpindahan
energi dari energi tinggi ke rendah.
Dimanapun
struktur permukaan telah dibentuk dan akan ada energi yang berinteraksi dengan
permukaan tersebut dikenal dengan surface-free energy. Untuk membentuk krsital,
energi harus digunakan untuk membentuk batas permukaan baru. Seperti biasa
nuclei akan dibentuk lebih dahulu terus bernucleasi membentuk nuclei yang lain
dan nucleasi terus berlanjut hingga antar nuclei membentuk struktur permukaanbaru
yang lebih kuat. Nucleasi yang terjadidapat bersifat homogen, dimana nuclei
tumbuh spontan dalam melt, dan memerlukan energi yang besar sedangkan nukleasi
jenis lain dikenal dengan nukleasi heterogen dimana ada pengotor lain yang
mengisi struktur permukaan yang sudah ada sebelumnya dan memerlukan energi yang
lebih rendah karena tidak memerulukan energi untuk menciptakan permukaan baru.
Nukleasi
dikontrol oleh komposisi dari melt, struktur melt, temperatur melt, dan cooling
rate. Untuk komposisi dari melt contohnya olivin tidak akan terbentuk dalam
melt yang tidak mengandung Fe atau Mg).
Struktur
dari melt berhubugan dengan kimia dari melt, hingga tempertur maksimummelt akan
terbentuk (masih dalam fase cair) jika struktur melt menyisakan krstal, pertumbuhan
kristal akan semakin mudah, terjadi karena nukleasi heterogen. Masuknya gelas
silika murni akan membentuk jaringan omplek dari tetraherdar SiO4. Pertambahan
berbagai ion ke dalam melt (sperti OH, Ca, Mg) akan merusak struktur ini. Sama
juga dengan suhu yang terlalu tinggi dapat merusak struktur dari nuclei dalam
cairan. Berkurangnnya kemungkinan menahan tetap terjadinya nukelasi heterogen,
Lofgren (1983) berpendapat bahwa nuclei kristal yang melt pada temperatur lebih
rendah dapat terbentuk dalam melt dari mineral dengan temperatur melting
tinggi. Karenanya, dia menyarankan bahwa nukleasi heterogen dapat menjadi
faktor dominan pembentuk tekstur batuan beku. Rupanya, jumlah waktu dari melt akan
mempengaruhi berapa banyak nuclei yang dapat dirusak secara teoritis, jika
nuclei dirusak, nukleasi homogen akan menjadi sangat penting dalam perkembangan
tekstur. Pada kenyataannya, nuclei sisa dari melt yang disebutkan Lofgren
(1983) dan Marh (1998) atau jika tubuh magma mujlai mengkristal pada tepinya (melalui
nucleasi heterogen di dinding, bawah, atau atap), maka nukleasi heterogen
menjadi pengontrol proses keterbentukan tekstur. Suatu waktu beberapa kristal
telah terbentuk, nukleasi heterogen juga dapat hadir pada tepi kristal yang
sudah lebih dulu terbentuk, khususnya jika saturasi lokal dari rekasi kimia
komponen tertentu terjadi dekat dengan kristal.
Ketika
suatu nuclei terbetntuk, pertumbuhan kristal dapat dipengaruhi oleh beberapa
faktor: 1. Komposisi melt, 2. Jenis dan densitas dari kehadiran nuclei, 3. Temperatur
dari melt ketika kristalisasi dimulai (dapat saja bukan temperatur likuidus),
4. Cooling rate, 5. Difusi spesies kimia melalui melt, 6. Rekasi yang terjadi
antara muka kristal dan cairan melt, 7. Heat flow pada daerah tempat tumbuhnya
kristal. Ingat bahwa tekstur2 ini diamati berdasarkan ukuran, bentuk
(morfologi), orientasi dan hubungan batas dari kristal dan kristalinitas dari
seluruh batuan. Yang mana tiap faktor ini menentukan karakter masing-masing.
Kristalinitas
ditentukan oleh komposisi dan faktor temperatur (1,3,4). Magma kaya silika
(ryolitik, granitik) cenderung akan lebih viskous (kental), dan lebih tebal
(seperti madu yang lebih tebal dari air), viskositas yang tinggi akan
mengurangi kemampuan atom untuk bermigrasi saat melt, atau berdifusi, ke dalam
nucleous atau menumbuhkan kristal. Magma silika rendah (basal, gabbro) memiliki
viskositas lebih rendah, memudahkan tingkat difusi yang lebih besar. Sama halnya
dengan, tingkat pendingingan yang tinggi juga tetap tidak memudahkan material
bermigrasi membentuk nuclei atau menumbuhkan muka kristal. Faktanya, melting
dapat mendingin sangat cepat membentuk material padat (gelas).
Viskositas
tinggi dan pendinginan yang cepat berkombinasi memebentuk erupsi magma silka
tinggi untuk membentuk tekstur gelas (glassy texture) pada batuan volkanik dan
produknya dikenal dengan obsidian.
Kebanyakan
obsidian, dibandingkan gelas pada umumnya terdiri dari mikrolite, atau kristal
kristal yang sangat kecil dalam matrik gelas. Sama dengan tekstur hipokristalin
hadir dalam batuan volkanik yang lain, sebagai tekstur porfiritik. Kehadiran
tekstur dalam ukuran butir yang bervariasi tidak lepas dari perhatian terhadap
faktor faktor yang mengontrol ukuran butirnya (Marsh 1998).
Hypokristalin
dan tekstur porfiritik yang lain memiliki atribut sejarah pendinginan dua
tahap. Pertama akan membentuk fenokris, diikuti dengan pendinginan yang
membentuk groundmass tentu saja dengan suhu yang leibih rendah dan penurunan
temperatur yang lebih cepat.
Mengeneralisasi
kurva densitas nukleasi ditunjkan oleh gambar 2.25 merupakan faktor yang
penting dalam pertumbuhan kristal konsep undercooling(faktor 3). Mungkin saja melt
mendingin dibawah temperatur liquidus. Kristal mulai terbentuk, setelah masa
inkubasi, karena kesetimbangan distabilkan lagi. Perbedaan temperatur antara
temperatur kristalisasi dan temperatur likuiuds dinamakan undercooling (atau
terkadang juga disebut supercooling) dan dintunjukan dengan simbul ΔT
(T liquidus-T crystal growth). Pada gambar 2.25a pendinginan melt menuju ΔT1
akan secara relatif menurunkan densitas nukleasi (jumlah nuclei/unit volume)
(garis putus putus). Karena tingkat pertumbuhan dari bebrapa krstal akan cepat
dan menjadi besar. Dan hasilnya berupa tekstur pegmatitik.seperti pada contoh
kedua, anggap melt mendingin dari ΔT2, pada ΔT2 akan membentuk tinggakat
pertumbuhan yang besar sampai menengah (hipidiomorfik granular, medium-fine
grainde texture). Pada kondisi undercooled ΔT3 akan membentuk densitas
nuklei yang tinggi namun growth ratenya rendah. Hasil dari tekstur akan
bersifat afantitik atau fine grained.
Sebagaimana
conto yang ditunjukan pada paragraf awal dair bagian ini, mengenali ukuran dari
kristal yang terbentuk bukan emrupakan fngsi dari tingkat pendinginan
sebagaimana sering dianggap demikian. Tapi tingkat nukleasi, densitasnya, memegang
kontrol paling dominan (Swanson 1977). Meskipun pendinginan yanglambat pada
kedalaman dapat menghasilkan kristal yang besar, kombinasi dari densitas nukleasi
yang rendah (misalnya <1000 nuclei per cm3) dan pertumbuhan kristal yang
tinggi (3 mm sampai 19 m/ day) dapat menghasilkan formasi kristal yang besar. Beberapa
kristal dapat terbentuk pada periode ang singkat. Beberapa pegmatiti, faktanya,
memiliki morfologi yang menunjukan pertumbuhan yang sangat cepat.
Secara
eksperimental Swanson (1977) telah membuat kurva yang menghubngkan pertumbuhan
kristal dengan densitas nukleasi antara beberapa mineral (kuarsa, plagioklas,
dan alkali feldspar). Perhatikan kurvanya pada suhu 120°C akan membentuk tekstur
porfiritik selama satu tahap proses pendinginan. Untuk alkali felkspar pada ΔT,
densitas nukleasi relatif rendah tapi pertumbuhannya tinggi dan membentuk
kristal yang besar. Pada plagioklas baik growth ratenyamaupun densitas nukleasi
adalah sedang, sehingga ukuran kristalnya akan berkembang dalam ukuran sedang. Dan
kristal kuarsa yang kecil juga akan terbentuk pada waktu yang sama. Batuan yang
akan dihasilkan akan memilki bentuk yang fenokris berupa alkali feldspar dengan
matrik berupa plagioklas dan kuarsa.
Dapat
disimpulkan bahwa, berbagai jenis cooling rates, densitas nuleasi, dan growth
rate, dan collin ghistory dapat menghasilkan berbagai jenis ukuran butir,
umumnya,, tiap jeis butir hadir hadir dalam berbagai ukuran. Pada batuan dengan
ukuran butir yang besar, butir yang dihasilkan akan panjang, pendinginan yang
lambat dan kristalisasi atau dari rapid growth dari beberapa nuclei pada saat
undercooling yang kecil. Tekstur porfiritik dapat terbentuk dari sejarah
kristalisasi single atau multistage.
Pengaruh
dari komposisi terhadap morfologi yang dihasilkan tidak terlalu banyak tqapi
Lofgren dan Donaldson (1975) mengajukan bahwa cooling rate yang tetap,
akanmerubah komposisi dari melt dari poor silica (gabbroic) ke hihg silica
(granitic) menyebabkan perubhan dari bentuk kristalyang tabular menjadi
bercabang (tabular ke brancing). Penelitian mereka juga mendemonstrasikanspengaruh
dari cooling rate. Cooling rate yang rendah membentuk kristal yang tabular, sama
halnya dengan undercooling yang kecil. Dengan meningkatnya cooling rate,
morfologi bervariasi dari memanjang hingga agak bercabang sampai membentuk
bentuk yang benar benar bercabang (Lofgren 1983) membentuk range tekstur basal
dari spherulitik hingga ophitic, karena densitas dan jenis lokasi nukleasi
heterogen, dan dia juga berargumen (1980m 1983) bahwa fenomena nukleasi
merupakan faktor kritis dalam perkembangan tekstur.
Range
dari tekstur batuan beku sangat bergantung dari variasi hubungan nukleasi dan
pertumbuhan kristal, sebagai konsekuensi dari pemahaman tekstur memerlukan
penelitian yang dikombinasikan proses kristalisasi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar