KLASIFIKASI BATUAN PIROKLASTIK

KLASIFIKASI PENAMAAN BATUAN PIROKLASTIK

           Batuan piroklastik adalah suatu batuan yang berasal dari letusan gunungapi, sehingga merupakan hasil pembatuan daripada bahan hamburan atau pecahan magma yang dilontarkan dari dalam bumi ke permukaan. Itulah sebabnya dinamakan sebagai piroklastika, yang berasal dari kata pyro berarti api (magma yang dihamburkan ke permukaan hampir selalu membara, berpendar atau berapi), dan clast artinya fragmen, pecahan atau klastika. Dengan demikian, pada prinsipnya batuan piroklastika adalah batuan beku luar yang bertekstur klastika. Hanya saja pada proses pengendapan, batuan piroklastika ini mengikuti hukum-hukum di dalam proses pembentukan batuan sedimen. Misalnya diangkut oleh angin atau air dan membentuk struktur-struktur sedimen, sehingga kenampakan fisik secara keseluruhan batuannya seperti batuan sedimen. Pada kenyataannya, setelah menjadi batuan, tidak selalu mudah untuk menyatakan apakah batuan itu sebagai hasil kegiatan langsung dari suatu letusan gunungapi (sebagai endapan primer piroklastika), atau sudah mengalami pengerjaan kembali (reworking) sehingga secara genetik dimasukkan sebagai endapan sekunder piroklastika atau endapan epiklastika. 

B.    Klasifikasi Penamaan Batuan Piroklastik

            Berdasarkan ukuran butir klastikanya, sebagai bahan lepas (endapan) dan setelah menjadi batuan piroklastika, penamaannya seperti pada Tabel 1. Bom gunungapi adalah klastika batuan gunungapi yang mempunyai struktur-struktur pendinginan yang terjadi pada saat magma dilontarkan dan membeku secara cepat di udara atau air dan di permukaan bumi. Salah satu struktur yang sangat khas adalah struktur kerak roti (bread crust structure). Bom ini pada umumnya mempunyai bentuk membulat, tetapi hal ini sangat tergantung dari keenceran magma pada saat dilontarkan. Semakin encer magma yang dilontarkan, maka material itu juga terpengaruh efek puntiran pada saat dilontarkan, sehingga bentuknya dapat bervariasi. Selain itu, karena adanya pengeluaran gas dari dalam material magmatik panas tersebut serta pendinginan yang sangat cepat maka pada bom gunungapi juga terbentuk struktur vesikuler serta tekstur gelasan dan kasar pada permukaannya. Bom gunungapi berstruktur vesikuler di dalamnya berserat kaca dan sifatnya ringan disebut batuapung (pumice). Batuapung ini umumnya berwarna putih terang atau kekuningan, tetapi ada juga yang merah daging dan bahkan coklat sampai hitam. Batuapung umumnya dihasilkan oleh letusan besar atau kuat suatu gunungapi dengan magma berkomposisi asam hingga menengah, serta relatif kental. Bom gunungapi yang juga berstruktur vesikuler tetapi di dalamnya tidak terdapat serat kaca, bentuk lubang melingkar, elip atau seperti rumah lebah disebut skoria (scoria). Bom gunungapi jenis ini warnanya merah, coklat sampai hitam, sifatnya lebih berat daripada batuapung dan dihasilkan oleh letusan gunungapi lemah berkomposisi basa serta relatif encer. Bom gunungapi berwarna hitam, struktur masif, sangat khas bertekstur gelasan, kilap kaca, permukaan halus, pecahan konkoidal (seperti botol pecah) dinamakan obsidian. Blok atau bongkah gunungapi dapat merupakan bom gunungapi yang bentuknya meruncing, permukaan halus gelasan sampai hipokristalin dan tidak terlihat adanya struktur-struktur pendinginan. Dengan demikian blok dapat merupakan pecahan daripada bom gunungapi, yang hancur pada saat jatuh di permukaan tanah/batu. Bom dan blok gunungapi yang berasal dari pendinginan magma secara langsung tersebut disebut bahan magmatik primer, material esensial atau juvenile). Blok juga dapat berasal dari pecahan batuan dinding (batuan gunungapi yang telah terbentuk lebih dulu, sering disebut bahan aksesori), atau fragmen non-gunungapi yang ikut terlontar pada saat letusan (bahan aksidental).

Tabel 1. Klasifikasi batuan piroklastika, Fisher 1966

           Berdasarkan komposisi penyusunnya, tuf dapat dibagi menjadi tuf gelas, tuf kristal dan tuf litik, apabila komponen yang dominan masing-masing berupa gelas/kaca, kristal dan fragmen batuan. Tuf juga dapat dibagi menjadi tuf basal, tuf andesit, tuf dasit dan tuf riolit, sesuai klasifikasi batuan beku. Apabila klastikanya tersusun oleh fragmen batuapung atau skoria dapat juga disebut tuf batuapung atau tuf skoria. Demikian pula untuk aglomerat batuapung, aglomerat skoria, breksi batuapung, breksi skoria, batulapili batuapung dan batulapili skoria.

Tipe Endapan Piroklastik

• Endapan Piroklastik Tak Terkonsolidasi (Unconsolidated)

1.      Bom Gunung Api

Bom Gunungapi adalah gumpalan-gumpalan lava yang mempunyai ukuran lebih besar dari 64mm. Daerah ini sebagian atau semuanya berujud plastik pada waktu tererupsi. Beberapa bomb mempunyai ukuran yang sangat besar.

2.      Blok Gunung Api

Blok Gunung api merupakan batuan piroklastik yang dihasilkan oleh erupsi eksplosive dari fragmen batuan yang sudah memadat lebih dulu dengan ukuran lebih besar dari 64 mm. Blok-blok ini selalu menyudut bentuknya atau equidimensional.

3.      Lapili

Lapili berasal bahasa latin lapillus, yaitu nama untuk hasil erupsi eksplosif gunung api yang berukuruan 2mm-64mm. Selain dari fragmen batuan , kadang-kadang terdiri dari mineral-mineral augti, olivine, plagioklas.

4.      Debu Gunung Api

Debu gunung api adalah batuan piroklastik yang berukuran 2mm-1/256mm yang dihasilkan oleh pelemparan dari magma akibat erupsi eksplosif. Namun ada juga debu gunung berapi yang terjadi karena proses penggesekan pada waktu erupsi gunung api. Debu gunung api masih dalam keadaan belum terkonsolidasi, ( Endarto, Danang, 2005 ).

•  Endapan Piroklastik yang Terkonsolidasi (consolidated)

1.      Breksi piroklastik

Breksi piroklastik adalah batuan yang disusun oleh block – block gunung api yang telah mengalami konsolidasi dalam jumlah lebih 50 % serta mengandung lebih kurang 25 % lapili dan abu.

2.      Aglomerat

Aglomerat adalah batuan yang dibentuk oleh konsolidasi material – material dengan kandungan yang didominasi oleh bomb gunung api dimana kandungan lapili dan abu kurang dari 25 %

3.      Batu lapilli

Batu lapili adalah batuan yang dominant terdiri dari fragmen lapili dengan ukuran 2 – 64 mm

4.      Tuff

Tuff adalah endapan dari gunung api yang telah mengalami konsolidasi, dengan kandungan abu mencapai 75 %. Macamnya : tuff lapili, tuff aglomerat, tuff breksi piroklastik ( Endarto, Danang, 2005 ).

Tabel 2. Klasifikasi Tuf (Tuffs/Ash) Schmid, 1981

lithic tuff-  tuf didominasi oleh fragmen batuan

vitric tuff - tuf didominasi oleh pumis dan fragmen glas vulkanik

crystal tuff - tuf didominasi oleh fragmen kristal

Tabel 3. Classification and nomenclature of pyroclasts and well-sorted pyroclastic deposits based on clast size (after Schmid, 1981).  

<TBODY> Clast size in mm	Pyroclast	Pyroclastic deposit
		Mainly unconsolidated tephra	Mainly consolidated pyroclastic rock
> 64	bomb, block	agglomerate bed of blocks or bomb, block tephra	agglomerate pyroclastic breccia
64 to 2	lapillus	layer, bed of lapilli or lapilli tephra	lapilli tuff
2 to 1/16	coarse ash grain	coarse ash	coarse (ash) tuff
< 1/16	fine ash grain	fine ash (dust)	fine (ash) tuff </TBODY>

Campuran Piroklastik dan Epiklastik 

Tabel 4. Terms to be used for mixed pyroclastic-epiclastic rocks (after Schmid, 1981,). 

<TBODY> Average  clast size in mm.	Pyroclastic	Tuffites  (mixed pyroclastic-epiclastic)	Epiclastic (volcanic and/or nonvolcanic)
> 64	Agglomerate, pyroclastic breccia	Tuffaceous conglomerate, tuffaceous breccia	Conglomerate, breccia
64 - 2	Lapilli tuff
2 - 1/16	coarse	Tuffaceous sandstone	Sandstone
1/16 - 1/256	fine	Tuffaceous siltstone	Siltstone
< 1/256		Tuffaceous mudstone, shale	Mudstone, shale
Amount pyroclastic material	100% to 75%	75% to 25%	25% to 0% </TBODY>

Deskripsi

Pemerian Petrografis:

Sayatan tipis batuan Piroklastik; warna putih; bertekstur ( Welded / Nonwelded); ukuran butir

0.2 - 1 mm; bentuk butiran : menyudut – membundar tanggung; disusun oleh: Lithic, Mineral,

Gelas dan Opak.

Komposisi Mineral:

1.      Lithic (20 %) : Berwarna putih, ukuran butir 0.5 - 1 mm, bentuk butiran

membundar tanggung, hadir merata dalam sayatan, sebagai Fragmen.

2.      Piroksen (5 %) : Berwarna coklat, ukuran butir 0.3 - 1 mm, bentuk butiran

euhedral, hadir Menyebar dalam sayatan sebagai Fragmen.

3.      Kuarsa (10 %): Berwarna putih, ukuran butir 0.2 - 1 mm, bentuk butiran

subhedral, hadir Merata dalam sayatan sebagai Fragmen

4.      Gelas (60 %) : Berwarna putih, ukuran butir - mm, bentuk butiran amorf,

hadir merata dalam sayatan sebagai matrik.

5.      Opak (5 %) : Berwarna hitam, ukuran butir 0.2 - 1 mm, bentuk butiran

subhedral, hadir setempat-setempat dalam sayatan sebagai fragmen.

Nama Batuan : Vitric Tuff

Read More

Bagaimana Proses Terjadinya Gempa Bumi ?

Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan.

Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan.

Gempa bumi vulkanik ( Gunung Api ) ; Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempabumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.

Gempa bumi tektonik ; Gempa bumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempabumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi. Gempa bumi tektonik disebabkan oleh perlepasan [tenaga] yang terjadi karena pergeseran lempengan plat tektonik seperti layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba. Tenaga yang dihasilkan oleh tekanan antara batuan dikenal sebagai kecacatan tektonik. Teori dari tectonic plate (lempeng tektonik) menjelaskan bahwa bumi terdiri dari beberapa lapisan batuan, sebagian besar area dari lapisan kerak itu akan hanyut dan mengapung di lapisan seperti salju. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya gempa tektonik.

Kebanyakan gempa Bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang disebabkan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan di mana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa Bumi akan terjadi.

Gempa Bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan-lempengan tersebut. Gempa Bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa Bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.

Beberapa gempa Bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa Bumi seperti itu dapat menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Beberapa gempa Bumi (jarang namun) juga terjadi karena menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam, seperti Dam Karibia di Zambia, Afrika. Sebagian lagi (jarang juga) juga dapat terjadi karena injeksi atau akstraksi cairan dari/ke dalam Bumi (contoh. pada beberapa pembangkit listrik tenaga panas Bumi dan di Rocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga dapat terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan pemerintah. Gempa Bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan 

Read More

Bagaimana proses terbentuknya Gunung Api ?

Gunungapi terbentuk akibat adanya pergerakan lempeng yang terus menekan sejak jutaan tahun lalu hingga sekarang. Pengetahuan tentang gunungapi berawal dari perilaku manusia dan manusia purba yang mempunyai hubungan dekat dengan gunungapi. Hal tersebut diketahui dari penemuan fosil manusia di dalam endapan vulkanik dan sebagian besar penemuan fosil itu ditemukan di Afrika dan Indonesia berupa tulang belulang manusia yang terkubur oleh endapan vulkanik.

Gunungapi terbentuk pada empat busur, yaitu busur tengah benua, terbentuk akibat pemekaran kerak benua; busur tepi benua, terbentuk akibat penunjaman kerak samudara ke kerak benua, busur tengah samudera, terjadi akibat pemekaran kerak samudera dan busur dasar samudera yang terjadi akibat terobosan magma basa pada penipisan kerak samudera.

Proses Terjadinya Gunung Berapi – Gunung berapi adalah gunung yang terbentuk ketika magma dari bumi ke permukaan. Gunung berapi dapat diklasifikasikan menurut apakah itngkat kedahsyatan letusan dahsyat atau tenang, dan jenis bahan yang dimuntahkan selama meletus. Ketika meletus, gunung berapi memancarkan lava, bom vulkanik, terak, abu, gunung berapi, gas dan uap panag. Bahan dikeluarkan oleh letusan gunung berapi memiliki sifat yang ada batu lainnya.

Gunung berapi terbentuk hasil dari batu-ty cairan yang dikumpulkan di bawah kerak bumi. Keadaan yang sangat suhu panas di bawah kerak bumi menyebabkan batu menjadi cair. Ini batu cair yang dikenal sebagai magma.

Read More

MANIFESTASI PANAS BUMI

Selain komponen penyusun sistem panasbumi, keberadaan suatu sistem panasbumi ditandai oleh kehadiran manifestasi panas di permukaan. Prihadi (2005) menjelaskan pada sistem panasbumi konvektif yang memiliki sirkulasi fluida dari daerah recharge masuk ke dalam reservoir kemudian keluar menuju permukaan melalui daerah upflow dan outflow, fluida akan beraksi dengan batuan sekitar dan kemudian keluar melalui rekahan-rekahan dalam batuan. Interaksi fluida dengan batuan sekitarnya menghasilkan mineral-mineral ubahan, sedangkanfluida yang keluar melalui rekahan akan menghaslikan air panas atau uap panas. Gejala-gejala seperti itu yang disebut sebagai manifestasi panasbumi. Beberapa contoh manifestasi panasbumi, antara lain:

ACID CRATER LAKE (DANAU KAWAH ASAM)

Merupakan danau du dalam kawah gunungapi, memiliki suhu yang tinggi dan pH air yang rendah (acid).Air dalam kawah berasal dari air meteorik yang bercampur dengan air hasil kondensasi uap dan gas-gas magmatik dari dalam gunungapi.

FUMAROL

Fumarol adalah uap panas yang keluar melalui celah-celah dalam batuan danM kemudian berubah menjadi uap air (steam). Fumarol yang berasosiasi dengan sistem hidrotermal vulkanik dapat mengeluarkan uap air dengan kecepatan >150m/s dan umumnya mengandung gas magmatik seperti HF, HCL dan SO2. Apabila kandungan SO2 dominan, maka suhu uap air bisa mencapai >130°C.

SOLFATARA

Solfatara adalah rekahan dalam batuan yang menyemburkan uap air yang bercampur dengan CO2 dan H2S, kadang terdapat SO2. Disekitar lubang rekahan tersebut diendapkan sulfur dalam jumlah yang banyak.

STEAMING GROUND

Steaming Ground terbentuk apabila uap air yang keluar sedikit jumlahnya dan keluar melalui pori dalam tanah atau batuan. Kenampakannya berupa uap putih dan hangat, tidak terdengar bunyi dari tekanan uap yang tinggi seperti pada fumarol.

WARM GROUND

Gas dan uap air yang naik ke permukaan akan menaikkan suhu di sekitar daerah thermal area sehingga suhu di daerah tersebut akan lebih tinggi dari sekitarnya dan juga lebih tinggi dari suhu udara dekat permukaan, dimana suhu tersebut bisa mencapai 30o -40o.

NEUTRAL HOT SPRING

Merupakan mata air panas dengan pH netral atau mendekati netral (6-7). Mata air ini diassosiasikan sebagai direct discharge fluida dari reservoir ke permukaan bumi. Umumnya mengandung ion klorida yang tinggi sehingga seringkali disebut air klorida. Mata air ini memiliki suhu yang tinggi (>75oC) sehingga seringkali diselimuti oleh uap panas. Di sekitar mata air sering dijumpai endapan silica sinter dan mineral-mineral sulfida seperti galena, pirit, dan lain-lain.

ACID HOT SPRING

Merupakan mata air panas dengan pH asam (pH<6) yang terbentuk hasil kondensasi gas magmatik dan uap panas di dekat permukaan bumi kemudian melarut dan bercampur dengan air meteorik.Fluida asam ini melarutkan batuan sekitar mata air menjadi partikel-partikel kecil yang terdiri dari silica dan lempung. Apabila partikel-partikel ini bercampur dengan air dari mata air, maka akan membentuk mudpoolsatau mudpots. Apabila tidak bercampur dengan air, tetapi hanya berupa uap asam panas, maka batuan yang terdisintegrasi ini akan menyebabkan ground collapse dan membentuk lubang besar.

BATUAN UBAHAN

Temperatur tinggi dalam lapangan panasbumi akan menyebabkan reaksi antara fluida dengan batuan yang di lewatinya, reaksi itu mengakibatkan terjadi perubahan susunan mineral dalam batuan tersebut atau biasa disebut alterasi hidrotermal (Ellis, 1970).

Read More

Energi Geothermal

GEOTHERMAL

Geothermal berasal dari bahasa Yunani yang terdiri dari 2 kata yaitu geo yang berarti bumi dan thermal yang artinya panas, berarti geothermal adalah panas yang berasal dari dalam bumi. Proses terbentuknya energi panas bumi sangat berkaitan dengan teori tektonik lempeng yaitu teori yang menjelaskan mengenai fenomena-fenomena alam yang terjadi seperti gempa bumi, terbentuknya pegunungan, lipatan, palung, dan juga proses vulkanisme yaitu proses yang berkaitan langsung dengan geothermal.Berdasarkan penelitian gelombang seismik, para peneliti kebumian dapat mengetahui struktur bumi dari luar sampai ke dalam, yaitu kerak pada bagian luar, mantel, dan inti pada bagian paling dalam. Semakin ke dalam bumi (inti bumi), tekanan dan temperature akan meningkat. Untuk kita ketahui, Temperature pada inti bumi berkisar ± 4200 C. Panas yang terdapat pada inti bumi akan ditransfer ke batuan yang berada di bagian mantel dan kerak bumi. Batuan yang memiliki titik lebur lebih rendah dari temperature yang diterima dari inti bumi akan meleleh dan lelehan dari batuan tersebutlah yang kita kenal dengan magma. Magma memiliki densitas yang lebih rendah dari batuan, otomatis batuan yang telah menjadi magma tadi akan mengalir ke permukaan bumi. Jika magma sampai ke permukaan maka magma tersebut berubah nama dengan sebutan lava (contoh lava yang sering kita lihat jika terjadi erupsi (letusan) gunung api.

Energi panas bumi adalah energi yang diekstraksi dari panas yang tersimpan di dalam bumi. Energi panas bumi ini berasal dari aktivitas tektonik di dalam bumi yang terjadi sejak planet ini diciptakan. Panas ini juga berasal dari panas matahari yang diserap oleh permukaan bumi. Energi ini telah dipergunakan untuk memanaskan (ruangan ketika musim dingin atau air) sejak peradaban Romawi, namun sekarang lebih populer untuk menghasilkan energi listrik. Sekitar 10 Giga Watt pembangkit listrik tenaga panas bumi telah dipasang di seluruh dunia pada tahun 2007, dan menyumbang sekitar 0.3% total energi listrik dunia.

Energi panas bumi cukup ekonomis dan ramah lingkungan, namun terbatas hanya pada dekat area perbatasan lapisan tektonik.

Pangeran Piero Ginori Conti mencoba generator panas bumi pertama pada 4 July 1904 di area panas bumi Larderello di Italia. Grup area sumber panas bumi terbesar di dunia, disebut The Geyser, berada di California, Amerika Serikat. Pada tahun 2004, lima negara (El Salvador, Kenya, Filipina, Islandia, dan Kostarika) telah menggunakan panas bumi untuk menghasilkan lebih dari 1

5% kebutuhan listriknya.

Hubungan antara Geothermal dan Energi Panas Bumi.

Secara singkat geothermal didefinisikan sebagai panas yang berasal dari dalam bumi. Sedangkan energi panas bumi adalah energi yang ditimbulkan oleh panas tersebut.Panas bumi menghasilkan energi yang bersih (dari polusi) dan berkesinambungan atau dapat diperbarui. Sumberdaya energi panas bumi dapat ditemukan pada air dan batuan panas di dekat permukaan bumi sampai beberapa kilometer di bawah permukaan.Bahkan jauh lebih dalam lagi sampai pada sumber panas yang ekstrim dari batuan yang mencair atau magma. Untuk menangkap panas bumi tersebut harus dilakukan pemboran sumur seperti yang dilakukan pada sumur produksi minyakbumi. Sumur tersebut menangkap air tanah yang terpanaskan, kemudian uap dan air panas dipisahkan. Uap air panas dibersihkan dan dialirkan untuk memutar turbin. Air panas yang telah dipisahkan dimasukkan kembali ke dalam reservoir melalui sumur injeksi yang dapat membantu untuk menimbulkan lagi sumber uap. Menurut Undang-undang Nomor 27 Tahun 2003 tentang panas bumi, geothermal adalah sumber energi panas yang terkandung di dalam air panas, uap air dan batuan bersama mineral ikutan dan gas lainnya yang secara genetik semuanya tidak dapat dipisahkan dalam suatu sistem panas bumi dan untuk pemanfaatannya diperlukan proses penambangan. Panas bumi mengalir secara kontinyu dari dalam bumi menuju kepermukaan yang manifestasinya dapat berupa: gunung berapi, mata air panas, dan geyser.

SISTEM GEOTHERMAL

Sistem panasbumi yang terbentuk di kulit bumi memiliki 5 komponen utama yaitu :

SUMBER PANAS

Pembentukan sumber panasbumi memerlukan panas asal yang akan membentuk perputaran (cycle) fluida hidrothermal dalam bentuk perbandingan uap dan airpanas. Massa panas ini dapat berupa :

a. Massa panas padat, berupa berbagai macam batuan yang bersifat pembawa atau penghantar panas (matriks batuan) hasil kontak yang berasal dari aktivitas volkanik, seperti batuan ekstrusif maupun batuan inrusif.

b. Massa panas cair, dapat sebagai fluida pembawa atau penghantar panas (out flow dan down flow sumber panasbumi yang berkaitan dengan proses kontaminasi air tanah) dari daur panasbumi dan pengaruh struktur geologi (penekanan) sistem hidrologi yang terjebak pada perlapisan batuan.

c. Massa panas mineral radioaktif, timbul dari decay mineral-mineral radioaktif

yang terdapat dibagian pluton.

d. Reaksi kimia (eksotermik).

FLUIDA

Fluida berfungsi sebagai media penyimpan panas dan mengalirkan panas dari sumber panas ke permukaan bumi.Manifestasi adanya aliran panas tesebut di permukaan bumi dapat berupa mata air, fumarol, solfatara maupun mud volcano.Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan mengakibatkan perubahan komposisi batuan.Hasil dari ubahan (alterasi) hidrotermal tersebut tergantung pada beberapa faktor, yaitu suhu, tekanan, jenis batuan asal, komposisi fluida atau tingkat keasaman fluida, dan lamanya interaksi antara fluida panasbumi denganbatuan asal (Browne, 1984). Fluida yang berasal langsung dari reservoir panasbumi berupa air klorida, yaitu air atau fluida panasbumi yang mempunyai kandungan anion utama berupa klorida, bersifat netral atau sedikit asam (dipengaruhi oleh jumlah CO2 terlarut).

BATUAN RESERVOIR

Batuan reservoir yaitu sebagai batuan yang bertindak sebagai tempat terakumulasinya fluida panasbumi (uap, airpanas).Zona ini tersusun oleh batuan yang bersifat permeabel.Reservoir panasbumi yang produktif harus memiliki porositas dan permeabilitas yang tinggi, mempunyai geometri yang besar, suhu tinggi, dan kandungan fluida yang cukup.

BATUAN PENUDUNG

Batuan penudung (cap rock) merupakan zona yang tidak lolos atau kedap air (impermeable) atau permeabilitas rendah yang disusun oleh berbagai jenis batuan dan berada di atas batuan reservoir, berfungsi mencegah konveksi fluida reservoir yang panas ke luar permukaan..Dimana batuan ini bertindak sebagai perangkap sumber-sumber panasbumi uap dan air panas. Pada umumnya pengaruh ubahan hidrothermal cukup intensif berlangsung pada zona ini, sehingga sangat penting untuk menginterpretasikan sifat-sifat fisik tertentu, seperti densitas dan daya hantar listrik atau kemagnetan. Zona ini tidak selalu terbentuk oleh tekstur batuan kedap air tetapi dapat pula oleh pengaruh ubahan hidrothermal atau disebut sebagai tertudung sendiri oleh aktivitasnya,akibat dari pengersikan maupun pengisian mineral silika atau mineral lempungan.

PERMEABILITAS

Permeabilitas berkurang karena pengendapan atau pembentukan mineral hidrotermal, akan tetapi aktivitas tektonik membantu untuk membuka kembali rekahan-rekahan yang menjadi jalan bagi fluida panasbumi (zona permeabel) (Utami dan Browne, 1999).

Read More

GEOKIMIA MAGMA

Geokimia adalah sains yang menggunakan prinsip dan teknologi bidang kimia untuk menganalisis dan menjelaskan mekanisme di balik sistem geologi seperti kerak bumi dan lautan yang berada di atasnya. Cakupan geokimia melebar hingga ke luar geo (bumi), melingkupi seluruh sistem pergerakan bebatuan di tata surya dan memiliki kontribusi penting dalam memahami proses di balik konveksi mantel, pembentukan planet, hingga asal muasal bebatuan seperti granit dan basal.

Geokimia Magmatisme

Magma adalah cairan atu larutan sillikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah bergerak (mobile), bersuhu antara 900-11000C dan berasal atau terbentuk dari kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas.

Kalau batasan diatas adalah berdasarkan sifat fisik magma, maka secara kimia-fisika magma adalah sistem komponen ganda (multi component system) dengan fasa cairan dan sejumlah Kristal yang mengapung di dalamnya sebagai komponen utama, disamping fasa gas pada keadaan tertentu. Beberapa batasan dan hipotesis magma telah diberikan oleh para ahli seperti Grout (1947), Turner & Verhoogen (1960), Taneda (1970) dll.

Senyawa kimiawi magma, yang dianalisis melaui hasil konsolidasinya dipermukaan dalam bentuk batuan gunungapi, dapat dikelompokkan menjadi :

1.      Senyawa-senyawa volatil, yang terutama terdiri dari fraksi gas seperti CH4, CO2, HCl, H2S, SO2, NH3 dll. Komponen volatil ini akan mempengaruhi  magma antara lain :

a.       Kandungan volatil, khususnya H2O, akan menyebabkan pecahnya ikatan Si-O-Si yang akan mempengarui inti Kristal. Apabila nilai viskositas magma rendah, maka difusi akan bertambah dan pertumbuhan Kristal akan tejadi.

b.      Kandungan volatil, khususnya H2O, akan mempengaruhi suhu kristalisasi sebagian besar fasa mineral. Pada beberapa jenis magma , fasa mineral yang menghablur(order kristalisasi) akan berubah, sehingga terjadi penyimpangan terhadap reaksi Bowen.

c.       Volatil dalam magma menentukan besarnya tekanan selama proses kenaikan magma ke permukaan.

d.      Unsur-unsur volatil tersebut akan mempengaruhi jenis kegiatan gunungapi  seperti terbentuknya piroklastik, awan panas dan sebagainya; disamping tekstur dan bentuk Kristal seperti lubang-lubang gas (vesicles).

e.       Unsur-unsur volatil akan mempengaruhi proses pemisahan  unsur-unsur tersebut dari magma. Apabila tekanan total lebih besar dari tekanan uap air dalam magma dengan catatan landaian tekanan rata-rata dalam bumi adalah 0,28 k bar/km, maka uap air atau gas tidak akan terbentuk.

2.      Senyawa-senyawa yang bersifat non volatil dan merupakan unsur-unsur oksida dalam magma. Jumlahnya yang mencapai 99 % isi, sehingga merupaka mayor element, terdiri dari oksida-oksida SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, TiO2 dan P2O5

3.      Unsur lain yang disebut unsur jejak (trace element) dan merupakan minor element , seperti Rubidium (Rb), Barium (Ba), Stronsium (Sr), Nikel (Ni), Cobalt (Co), Vanadium (V), Croom (Cr), Lithium (Li), Sulphur (S) dan Plumbum (Pb). Unsur-unsur jejak ini terdapat tidak sebagai oksida dan tidak dapat digunakan sebagai dasar penggolongan magma. Unsur-unsur ini sangat membantu dalam menentukan genesa magma, seperti halnya kandungan Sr dan Pb dalam basal samodra mencirikan asalnya dari selubung bumi. Gejala pelelehan sepihak (partial melting) akan mengkonsentrasikan isoptop Sr87 dan Rn86. Sedangkan pelelehan selubung bumi yang menghasilkan magma primer magma basaltic ditunjukkan oleh perbandingan Sr87/Sr86 > 0,704 dan Pb206/Pb204 < 18,6. Lava basaltik dari lantai samodra akan memiliki nilai perbandingan  K/Rb tinggi (Charmichael, 1974). Sedangkan basal benua mengandung Ni, Cr dan Co yang lebih rendah dari yang dikandung toleit samodera (Ringwood, 1975).

Untuk mengklasifikasikan magma  menggunakan pendekatan hasil analisa batuan beku. Klasifikasinya berdasarkan kelimpahan komonen kimia terutama  kandungan silikat (SiO2). Komponen kimia silikat mencapai < 35 – 80 % berat, komponen penyusun sbb :

a.      mengandung silica  >63 % SiO2 disebut tipe silicic atau acidic (tipe magma asam)

b.      mengandung  silica 52-63 % SiO2 disebut tipe menengah

c.      silikat rendah mengandung 45-52 % SiO2 disebut tipe basic (tipe magma basa)

d.     mengandung silka < 45 % disebut tipe ultrabasic (tipe ultra basa)

Jenis dan klasifikasi magma :

1.         Berdasakan presentase berat oksida (unsur non volatile)

UNSUR NON VOLATIL/OKSIDA	MAGMA ASAM	MAGMA BASA
SiO2	65-75	45-58
Al2O3	12-16	13-17
Fe2O3	4-8	9-14
FeO
MgO	4-6	5-8
CaO
Na2O	6-9	3-5
K2O
P2O5	0,02 - 0,54	0,15 - 0,53
MnO	Kecil – 0,19	0,12 – 0,19
TiO2	0,15- 1,2	1,3 – 3,1

2.      Berdasarkan kandungan SiO2 atau derajad keasaman (acidiy)

JENIS MAGMA	KANDUNGAN SiO2 (% berat)
Magma asam	66
Magma menengah	52- 66
Magma basa	45 – 52
Magma sangat basa	45

3.      Berdasarkan % berat perbandingan alkali (alkali ratio weight %), dimana magma alkali mempunyai harga (Na2O + K2O) lebih besar dari  Al2O3.

4.    Bedasarkan harga alkali lima indek (ʎ) menurut Peacock (1931)

JENIS MAGMA	HARGA	TIPE MAGMA
Alkali	51	Atlantik
Alkali-kalsik	51- 56
Kalsik-alkali	50 - 61	Pasifik
Kalsik	61

5.      Berdasarkan harga suit index (S) menurut Rittmann (1952, 1953) Klasifikasi ini terutama magma tipe Pasifik (kerabat kapur alkali).

HARGA SUITE INDEKS	HARGA p	JENIS MAGMA
1	70	Kapur alkali ekstrim
1 – 1,8	65 - 70	Kapur alkali kuat
1,8 - 3	60 - 65	Kapur alkali menengah
3 – 4	55 - 60	Kapur alkali lemah

6.                  Berdasarkan harga indeks pembekuan (solidification index, SI), menurut Kuno (1980). Dari contoh batuan yang dianalisis apa bila kecenderungan menurunnya indeks pembekuan , maka magma bersifat asam. Sebaliknya apabila harga indeks pembekuan meninggi, maka magma bersifat  basa. Dengan rumus   Indeks pembekuan magma  .

7.      Berdasarkan kimiawi dan mineralogi, kennedy (1933) mengklasifkasi beberapa tipe magma, yaitu;

a.       Tipe magma toleit, dicirikan oleh ketidakhadiran olivine, dengan mineral utama adalah pigeonit, augit dan ortopiroksin.

b.      Tipe magma basal olivine , mengandung piroksin (augit), alkali feldspar, nefelin, zeolit dan olivine.  Meskipun kedua tipe magma ini paling banyak dijumpai, dikenal pula tipe peralihan yaitu tipe magma shoshonit (Joplin, 1968; dalam Charmichael, 1974).

8.                  Berdasarkan kandungan gas, menurut jaggar (1958; dalam Rittmann, 1962).

a.       Hipomagma, bersifat tidak jenuh gas (undersaturated) dan dapat terbentuk pada tekanan besar.

b.      Piromagma, jenuh gas atau banyak mengandung gas.

c.       Epimagma, miskin gas sehingga dapat disamakan dengan lava yang belum dierupsikan.

9.      Berdasarkan genesa, menurut Sederhol (1959; dalam Rittmann 1962)

a.       Magma hibrit, di mana melalui proses hibridisasi dua jenis magma yang terpisah  membentuk magma baru.

b.      Magma sintetik, yaitu magma yang komposisinya berubah karena proses asimilasi. Proses pembentukan magma sintetik disebut sinteksis, di mana magma sintetik dapat merupakan akibat lanjut dari pelarutan batuan asing (umumnya sedimen), yang selain melebur juga mengubah komposisi magma.

             

Klasifikasi Batuan Beku Intrusi Berdasarkan Tempat Terjadinya

Penggolongan ini berdasarkan genesa atau tempat terjadinya dari batuan beku, pembagian batuan beku ini merupakan pembagian awal sebelum dilakukan penggolongan batuan lebih lanjut.

Batuan ini terbentuk dibawah permukaan bumi, sering juga disebut batuan beku dalam atau batuan beku plutonik. Batuan beku intrusif mempunyai karakteristik diantaranya, pendinginannya sangat lambat (dapat sampai jutaan tahun), memungkinkan tumbuhnya kristal-kristal yang besar dan sempurna bentuknya, menjadi tubuh batuan beku intrusif. Tubuh batuan beku intrusif sendiri mempunyai bentuk dan ukuran yang beragam, tergantung pada kondisi magma dan batuan di sekitarnya. Berdasarkan kedudukannya terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya, struktur tubuh batuan beku intrusif terbagi menjadi dua yaitu konkordan dan diskordan. Struktur tubuh batuan beku yang memotong lapisan batuan di sekitarnya disebut diskordan. yaitu:

1.      Batholit, merupakan tubuh batuan beku dalam yang paling besar dimensinya. Bentuknya tidak beraturan, memotong lapisan-lapisan batuan yang diterobosnya. Kebanyakan batolit merupakan kumpulan massa dari sejumlah tubuh-tubuh intrusi yang berkomposisi agak berbeda. Perbedaan ini mencerminkan bervariasinya magma pembentuk batholit. Beberapa batholit mencapai lebih dari 1000 km panjangnya dan 250 km lebarnya. Dari penelitian geofisika dan penelitian singkapan di lapangan didapatkan bahwa tebal batholit antara 20-30 km. Batholite tidak terbentuk oleh magma yang menyusup dalam rekahan, karena tidak ada rekahan yang sebesar dimensi batolit. Karena besarnya, batholit dapat mendorong batuan yang di1atasnya. Meskipun batuan yang diterobos dapat tertekan ke atas oleh magma yang bergerak ke atas secara perlahan, tentunya ada proses lain yang bekerja. Magma yang naik melepaskan fragmen-fragmen batuan yang menutupinya. Proses ini dinamakan stopping. Blok-blok hasil stopping lebih padat dibandingkna magma yang naik, sehingga mengendap. Saat mengendap fragmen-fragmen ini bereaksi dan sebagian terlarut dalam magma. Tidak semua magma terlarut dan mengendap di dasar dapur magma. Setiap frgamen batuan yang berada dalam tubuh magma yang sudah membeku dinamakan Xenolith. 

2.      Stock, seperti batolit, bentuknya tidak beraturan dan dimensinya lebih kecil dibandingkan dengan batholit, tidak lebih dari 10 km. Stock merupakan penyerta suatu tubuh batholit atau bagian atas batholit.

3.      Dyke, disebut juga gang, merupakan salah satu badan intrusi yang dibandingkan dengan batholit, berdimensi kecil. Bentuknya tabular, sebagai lembaran yang kedua sisinya sejajar, memotong struktur (perlapisan) batuan yang diterobosnya.

4.      Jenjang Volkanik, adalah pipa gunung api di bawah kawah yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudian setelah batuan yang menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang bentuknya kurang lebih silindris dan menonjol dari topografi disekitarnya.

5.      Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk tabular dan sisi-sisinya sejajar.

6.      Lakolit, sejenis dengan sill. Yang membedakan adalah bentuk bagian atasnya, batuan yang diterobosnya melengkung atau cembung ke atas, membentuk kubah landai. Sedangkan, bagian bawahnya mirip dengan Sill. Akibat proses-proses geologi, baik oleh gaya endogen, maupun gaya eksogen, batuan beku dapt tersingka di permukaan.

7.      Lopolit, bentuknya mirip dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas.

2.4 Geokimia Batuan Beku Intrusi

Gambar proses terjadinya mineral pada batuan beku intrusi

Batuan beku atau batuan igneus (dari Bahasa Latin: Ignis, "api") adalah jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik).

Menurut para ahli seperti Turner dan Verhoogen (1960), F. F Groun (1947), Takeda (1970), magma didefinisikan sebagai cairan silikat kental yang pijar terbentuk secara alamiah, bertemperatur tinggi antara 1.500o–2.500oC dan bersifat mobile (dapat bergerak) serta terdapat pada kerak bumi bagian bawah. Dalam magma tersebut terdapat beberapa bahan yang larut, bersifat volatile (air, CO2, chlorine, fluorine, iron, sulphur, dan lain-lain) yang merupakan penyebab mobilitas magma, dan non-volatile (non-gas) yang merupakan pembentuk mineral yang lazim dijumpai dalam batuan beku.

Pada saat magma mengalami penurunan suhu akibat perjalanan ke permukaan bumi, maka mineral-mineral akan terbentuk. Peristiwa tersebut dikenal dengan peristiwa penghabluran. Berdasarkan penghabluran mineral-mineral silikat (magma), oleh NL. Bowen disusun suatu seri yang dikenal dengan Bowen’s Reaction Series. Dalam mengidentifikasi batuan beku,

Sangat perlu sekali mengetahui karakteristik batuan beku yang meliputi sifat fisik dan komposisi mineral batuan beku. Dalam membicarakan masalah sifat fisik batuan beku tidak akan lepas dari magma.

Batuan beku disusun oleh senyawa-senyawa kimia yang membentuk mineral penyusun batuan beku. Salah satu klasifikasi batuan beku dari kimia adalah dari senyawa oksidanya, sepreti SiO2, TiO2, AlO2, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O, H2O+, P2O5, dari persentase setiap senyawa kimia dapat mencerminkan beberapa lingkungan pembentukan meineral.

Analisa kimia batuan dapat dipergunakan untuk penentuan jenis magma asal, pendugaan temperatur pembentukan magma, kedalaman magma asal, dan banyak lagi kegunaan lainya. Dalam analisis kimia batuan beku, diasumsikan bahwa batuan tersebut mempunyai komposisi kimia yang sama dengan magma sebagai pembentukannya. Batuan beku yang telah mengalaimi ubahan atau pelapukan akan mempunyai komposisi kimia yang berbeda. Karena itu batuan yang akan dianalisa harusla batuan yang sangat segar dan belum mengalami ubahan. Namun begitu sebagai catatanpengelompokan yang didasarkan kepada susunan kimia batuan, jarang dilakukan. Hal ini disebabkan disamping prosesnya lama dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimiawi.

Read More