LABORATORIUM SUMBERDAYA MINERAL JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK UGM UNIVERSITAS GADJAH MADA PETROLOGI BATUAN BEKU BAB – 3 Semester 2 Th 2008/2009.

Presentasi berjudul: "LABORATORIUM SUMBERDAYA MINERAL JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK UGM UNIVERSITAS GADJAH MADA PETROLOGI BATUAN BEKU BAB – 3 Semester 2 Th 2008/2009."— Transcript presentasi:

1 LABORATORIUM SUMBERDAYA MINERAL JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, FAKULTAS TEKNIK UGM UNIVERSITAS GADJAH MADA PETROLOGI BATUAN BEKU BAB – 3 Semester 2 Th 2008/2009 Batuan intrusi dan ekstrusi nonfragmental Dr. Lucas Donny Setijadji (Modifikasi dari materi bahan ajar 2005/2006) 17 Maret 2009

2 3 model pembentukan magma basalt dari pelelehan partial peridotit (Schmincke, 2004)

3 Skema sistem magma dan volkano (Schmincke, 2004)

4 Lokasi-lokasi terbentuknya magma dalam konteks tektonik lempeng
(Schmincke, 2004)

5

6 Magma Rises and Cools Extrusive (Volcanic) Surface Magma Chamber
Intrusive (Plutonic)

7 Figure 4.24 Diferensiasi Magma

8 Bowen’s reaction series

9 Asimilasi dan percampuran magma induk (magma mixing)
Figure 4.25

10 Bentuk-bentuk batuan beku hasil pendinginan magma

11 3. Batuan intrusi dan ekstrusi nonfragmental
3.1. Model proses kejadiannya - Batuan intrusi tipe pluton - Batuan intrusi tipe hipabisal - Batuan ekstrusi gunungapi (Nockolds et al., 1978)

12 Ruang Lingkup Studi Batuan beku Intrusi Batuan beku Ekstrusi
Ukuran dan bentuk tubuh Akibat kontak magma Struktur Tekstur Komposisi mineralogi Asosiasi batuan - gunungapi - pluton

13 - Ukuran dan bentuk tubuh batuan 2. Dimensi waktu
1. Dimensi ruang - Ukuran dan bentuk tubuh batuan 2. Dimensi waktu - Hubungan dengan batuan yang diterobos maupun dilewati tubuh aliran lava 3. Tubuh batuan intrusi - Memotong tubuh batuan sedimen / metamorf - Pada zona kontak dapat dijumpai efek pemanggangan (baking effect)

14 4. Tubuh batuan ekstrusi - Bidang kontak antara tubuh lava dengan bidang perlapisan batuan sedimen atau foliasi batuan metamorf terlihat tidak teratur; dan di beberapa tempat dapat berujud bidang yang paralel (konkordan), namun adapula yang bersifat memotong (diskordan). - Pada bagian atas tubuh lava dapat dijumpai struktur vesikuler, skoriaan, amigdaloidal, pavingstone surface, flow wrinkle, dan lava bantal.

15 4. Tubuh batuan ekstrusi - Pada bagian atas tubuh lava dapat dijumpai paleosol (tanah purba) sebagai hasil pelapukaan kimia tubuh lava. Paleosol tersebut berada pada bagian dasar lapisan batuan sedimen, yang diendapkan secara tidak selaras di atasnya (Ehlers dan Blatt, 1982).

16 Tipe tubuh batuan terobosan
- Sill Bentuk tabular atau seperti lempengan, bersifat konkordan Dapat merupakan bagian tubuh intrusi melapis Tubuh intrusi yang tipis, dapat terbentuk di tempat yang dangkal, menerobos batuan sedimen yang relatif tidak terlipat Sebagian sill berkomposisi batuan basalt yang terbentuk dari magma yang encer. Tubuh sill dapat bersifat sederhana, majemuk, atau terdiferensiasi (bagian dasar tersusun oleh mineral- mineral berat, ke arah atas dapat tersusun oleh mineral-mineral yang lebih ringan).

17 Sill - Komplek sill di Eigg (Harker 1904)

18 Lakolit (Laccoliths) Seperti jamur tubuh berbentuk lempengan, dasar mendatar, atap seperti kubah, menerobos perlapisan yang melengkung seperti busur, konkordan sebagian besar bersifat asam atau menengah. Diameter 1-8 km, tebal maksimum 1000 m Di tempat yang dangkal, dapat berubah menjadi sill. Komposisi didominasi oleh magma asam

19 Lakolit di pegunungan Judith, Montana

20 Lopolit (Lopoliths) Tubuh berbentuk lempengan atau melensa, permukaan bagian bawah dan atas cekung ke arah atas (seperti cawan atau cerutu) Bersifat basa, konkordan, bagian tengah melesak ke bawah, di daerah yang sedikit terlipat Tebal 1/10 – 1/20 lebar, diameter puluhan-ratusan km, tebal ribuan meter Bersifat mafik atau ultramafik Bentuk kerucut dan lempengan dalam bentuk intrusi mafik melapis

21 Pakolit Pakolit (Pacoliths)
Masa berbentuk lensa, melengkung, menginjeksi secara konkordan perlapisan terlipat (antiklin atau sinklin), intrusi relatif dalam Pasif Pakolit

22 Korok (Dikes) Tabular, memotong struktur utama (perlapisan atau foliasi) Hubungan tegangan dengan injeksi yang membentuk korok (Anderson dan Hubbert) Arah tegangan terkecil

23 Korok (Dikes) Tabular, memotong struktur utama (perlapisan atau foliasi)

24 Ring dike (korok berbentuk cincin)
Kemiringan tajam Pergerakan magma ke atas, di sepanjang rekahan silindris dan seperti kerucut, bagian tengah / pusatnya runtuh Lebar beberapa km

25 Ring dike a. Skema b. Foto udara semenanjung Ardnamurchan, Skotlandia c. Peta geologi

26 Urat Tabular tipis (lebar beberapa cm) (Charmichael et al., 1971, Ehler dan Blat, 1981; Best, 1982)

27 Sierra Nevada batolit, California
Batolit (Batholiths) Besar, dinding terjal, tidak mempunyai dasar, berkomposisi batuan asam (granit, granodiorit), singkapan ribuan km2 Sierra Nevada batolit, California

28 Batolit di Indonesia: granite di Sumatra dan kepulauan timah
Cobbing (2005)

29 Menubing granite (Bangka)

30 BELITUNG Crow and Van Leeuwen (2005)

31 Tanjung Kelayang Belitung Biotite Granite

32

33 Tulungagung, Jawa Timur
Stock Bentuk dan komposisinya mirip batolit, namun dengan ukuran yang lebih kecil (luas singkapan <100 km2) Tulungagung, Jawa Timur

34 Stock Bentuk dan komposisinya mirip batolit, namun dengan ukuran yang lebih kecil (luas singkapan <100 km2) Pluton Terminologi yang mencakup seluruh tubuh batuan beku intrusi. Sering dipakai jika sulit untuk mengklasifikasikan satu tubuh intrusi batuan beku ke dalam salah satu terminologi tertentu, misalnya karena bentuk geometrinya tidak diketahui

35 Bentuk-bentuk batuan beku hasil pendinginan magma

36 Lava bongkah di puncak Merapi, Magelang, Jawa Tengah
Batuan ekstrusi Lava bongkah di puncak Merapi, Magelang, Jawa Tengah Lava bongkah di puncak Merapi, Magelang, Jawa Tengah Lava bongkah di puncak Merapi, Magelang Lava bongkah di puncak Merapi, Magelang, Jawa

37 ◄ Mauna Loa volcano, Hawaii, 1984.
Batuan beku ekstrusi Ash Flows and Ash Falls Soufriere Hills volcano, Montserrat, ► ◄ Mauna Loa volcano, Hawaii, 1984. Lava Flows

38 Extrusive Igneous Rocks
Basalt, Yellowstone National Park, Wyoming. Ignimbrite, Taupo, New Zealand.

39 Glassy Texture All glass, or tiny crystals within a glassy matrix.
Glass Mountain obsidian flow, California, about 1,000 years old. Obsidian plug at Glass Mountain.

40 Batuan ekstrusi Struktur flow wri
Struktur flow wrinkle pada bagian atas tubuh lava di puncak gunung Merapi, Magelang, Jawa Tengah. Struktur flow wri

41 Skema pembentukan lava bantal di bawah permukaan laut
Potongan melintang lava pahoehoe (A) dan lava bantal (B) Lava bantal di Motutara, Selandia Baru

42 Batuan ekstrusi Obsidian berlapis, Nagrek, Jawa Barat, berumur Pleistosen Atas (0,05-0,015 juta tahun yang lalu).

43 Struktur kekar lembaran pada lava andesit, di Pacitan, Jawa Timur.
Batuan ekstrusi Struktur kekar lembaran pada lava andesit, di Pacitan, Jawa Timur. Struktur kekar lembaran pada lava andesit, di pacitan, Ja Struktur kekar lem

44 Struktur pavingstone surface, pada lava andesit di sungai kena
Batuan ekstrusi Struktur pavingstone surface, pada lava andesit di sungai Kenanga, Tegalombo, Pacitan, Jawa Timur. Struktur pavingstone surface, pada lava andesit di sungai kena

45 PETROLOGI BATUAN BEKU BAB – 4 Klasifikasi dan Pemerian Batuan Beku Non Fragmental

46 Rocks are made of Minerals

47 Komposisi batuan beku Mode atau Modal Composition: komposisi mineralogi dari suatu batuan beku Norm: normalisasi komposisi kimia batuan (oksida utama) untuk mengetahui komposisi mineral normative

48 Mineral penyusun batuan beku

49

50 Tekstur Batuan Beku

51 TEKSTUR Definisi : Istilah yang dipakai untuk menjelaskan hubungan antar kristal Pembagian tekstur berdasarkan granularitas : Fanerit Cukup besar, dapat ditentukan dengan mata / lensa pembesar (tubuh intrusi, inti tubuh ekstrusi besar) - Kasar : > 5 mm - Sedang : 1-5 mm - Halus : < 1 – 0,05 mm Afanit (kristalin, sangat halus :< 0,05 mm) Ditentukan dengan mikroskop (tubuh intrusi kecil dekat permukaan bumi, ekstrusi) Gelasan Aliran lava, intrusi-intrusi kecil sangat dangkal

52 Kristal-kristal kasar :
- Pendinginan lambat (kesempatan dalam penambahan ion-ion, pertumbuhan kristal : besar) - Kekentalan magma yang rendah - Proses pengintian sukar terjadi serta berlangsung perlahan-lahan - Jumlah inti kristal yang sedikit : memungkinkan sedikit kristal tumbuh menjadi besar sebelum kristal di sampingnya tumbuh Kristal-kristal dalam basalt yang halus : - Pengintian yang cepat (inti kristal banyak) - Kristalisasi cepat (pendinginan cepat pada permukaan bumi), dihalang-halangi oleh kekentalan magma yang rendah (encer)

53 Tekstur gelasan dalam riolit :
- Pendinginan cepat - Polimerisasi (tetrahedra silika), magma silikaan, (kecepatan kristalisasi) - Migrasi ion yang perlahan-lahan : karena kekentalan magma yang tinggi dapat menghalang-halangi kristalisasi

54 Pembagian tekstur berdasarkan kristalinitas :
Holokristalin Semuanya kristal Hipokristalin Sebagian kristal, sebagian gelas gunungapi Holohialin Semuanya gelas gunungapi

55 Pembagian tekstur berdasarkan fabrik / hubungan antar kristal :
Panidiomorfik granular Sebagian besar tersusun oleh kristal-kristal euhedra Hipidiomorfik granular Sebagian besar tersusun oleh kristal-kristal subhedra Senomorfik / alotriomorfik granular Sebagian besar tersusun oleh kristal-kristal anhedra

56 Kristal euhedra : Hubungan antar kristal yang dibatasi oleh muka kristalnya sendiri Kristal subhedra Hubungan antar kristal, dengan sebagian muka kristal dibatasi oleh muka kristal mineral yang lain Kristal anhedra Hubungan antar kristal yang semuanya dibatasi oleh muka kristal mineral lain

57 Textural classification of igneous rocks
Phaneritic: crystals visible with naked eye Plutonic or intrusive rocks Aphanitic: crystal too small for naked eye Volcanic or extrusive rocks 3. Porphyritic: two different, dominant grain sizes Large crystals = phenocrysts; small crystals = groundmass 4. Fragmental: composed of disagregated igneous material Pyroclastic rocks

58 Porphyritic Size Distribution
Porphyritic - bimodal size distribution, with large grains surrounded by numerous small grains or glass Phenocrysts - Large crystals formed by relatively slow cooling below the earth’s surface Groundmass - Small crystals or glass, formed by more rapid cooling Porphyritic Size Distribution 58

59 Textural classification of igneous rocks
Pegmatitic: very large xtals (cm to 10s of cm); i.e., slowly cooled Forms veins or layers within plutonic body Glassy: non-crystalline; cools very fast (e.g., obsidian) Volcanic rocks Vesicular: vesicles (holes, pores, cavities) form as gases expand

60 Essential – Minerals which must be present in order for a rock to be classified with a certain name
Accessory – Minerals need not be present in a rock, but which may be present in small amounts Types of Minerals 60

61 STRUKTUR BATUAN BEKU Definisi : Istilah yang dipakai untuk menjelaskan hubungan antar kumpulan mineral / material penyusun batuan Macam-macam struktur : Perlapisan bersusun (intrusi melapis) Skoriaan Vesikuler Amigdaloidal Trasitik Perlitik Kekar tiang dan lembaran Lava bantal

62 Igneous Textures - Crystalline
Fine Grained Coarse Grained Igneous Textures - Crystalline

63 Keluarga batuan faneritik
Granit biotit dari Sibolga, Sumatera Utara, berumur Perm ( juta tahun yang lalu).

64 Keluarga batuan faneritik
Granit biotit, dari pulau Natuna, berumur Perm-Yura ( ) juta tahun yang lalu.

65 Keluarga batuan faneritik
Granit biotit berlapis, dari pantai Trikora, pulau Bintan, kabupaten Kepulauan Riau, berumur Trias-Jura ( juta tahun yang lalu) Granit biotit berlapis, dari pantai Trikora, pulau Bintan, kabupaten Kepulauan Riau, nerumur Granit biotit berlapis, dari pantai Trikora, pulau Bintan, kabupaten k

66 Keluarga batuan faneritik
Mikrogranit dari Sibolga, Sumatera Utara, berumur Perm ( juta tahun yang lalu).

67 Keluarga batuan faneritik
Aplit, dari Bourder County, Colorado, berumur Pra- Kambrium (>500 juta tahun yang lalu)

68 Keluarga batuan faneritik
Pegmatit, dari Portland, Middlesex County, Connecticut, berumur Devon Atas ( juta tahun yang lalu).

69 Igneous Textures - Crystalline
Porphyritic Igneous Textures - Crystalline Masa dasar (Groundmass) Fenokris (Phenocrysts)

70 Glassy Vesicular

71 Pyroclastic/Fragmental
Made of rock fragments rather than crystals

72 Igneous Rocks Classification

73 KLASIFIKASI DAN PENAMAAN BATUAN BEKU NON FRAGMENTAL
Berdasarkan Tekstur Struktur Komposisi mineralogi Komposisi kimia

74 Mineral jenuh silika - Semua feldspar, piroksen / miskin Ti, amfibol,mika, olivin / kaya Fe, magnetit, ilmenit Mineral tidak jenuh silika - Leusit, nefelin, olivin / kaya Mg, piroksen / kaya Ti, korundum

75 KLASIFIKASI BATUAN BEKU
Berdasarkan kejenuhan silika : Batuan sangat jenuh silika (silica-oversaturated) - Kuarsa Batuan jenuh silika (silica-saturated) - Kuarsa, mineral jenuh silika Batuan tidak jenuh silika (silica-undersaturated) - Kuarsa, + feldspatoid, + olivin, + korundum Olivin (Mg2SiO4) + SiO piroksen (2 MgSiO3) Feldspatoid (KAlSiO2O6) + SiO2 feldspar (KAlSi3O8)

76 KLASIFIKASI BATUAN BEKU
Berdasarkan kandungan silika (SiO2) : Asam - SiO2 : > 66 % - Granit, sienit, diorit kuarsa, trasit Menengah - SiO2 : 52 – 66 % - Diorit, granodiorit, andesit Basa - SiO2 : 45 – 52 % - Gabro, basalt Ultrabasa - SiO2 : < 45 % - Peridotit, dunit

77 KLASIFIKASI BATUAN BEKU
Berdasarkan komposisi mineralogi : Batuan felsik - Mineral mafik tidak melimpah – sedikit (< 40 %) Batuan mafik - Mineral mafik melimpah ( 40 – 70 %) Batuan ultramafik - Mineral mafik sangat melimpaah (> 90 %)

78 Mineral felsik - Warna putih, abu-abu, merah muda, rapat jenis rendah - Kuarsa, feldspar, feldspatoid Mineral mafik Warna gelap, hijau, coklat, hitam, rapat jenis tinggi ( > 3,80) - Piroksen, amfibol, olivin, biotit

79 KOMPOSISI MINERALOGI Mineral utama : - Mineral yang paling menentukan nama batuan - Kelimpahan : melimpah – sangat melimpah - Misal : ortoklas, plagioklas dan kuarsa dalam granit Mineral asesori khas - Mineral yang ikut memberi nama batuan - Kelimpahan : cukup melimpah - Misal : hornblenda dalam granit hornblenda

80 KLASIFIKASI BATUN BEKU
Berdasarkan cara terjadinya : Batuan pluton Batuan hipabisal Batuan gunungapi

81 BATUAN PLUTON Membeku di tempat yang dalam (abisal), tubuh intrusi besar (batolit, stok dan pluton-pluton besar lain), membeku perlahan-lahan Berbutir sangat kasar, medium-kasar; secara lokal ditemukan tekstur porfiritik; non porfiritik, subhedra atau anhedra

82 BATUAN HIPABISAL Mengristal di bawah kondisi yang terpengaruh antara batuan pluton dan batuan gunungapi, intrusi dangkal kecil, dekat permukaan bumi (hipabisal), pada kerak benua bagian atas, korok, sill, sumbat gunungapi, leher gunungapi atau tubuh yang lebih besar (lakolit) pada tempat yang dangkal, dapat mendingin cukup cepat Pada umumnya berbutir fanerik halus, porfiritik, porfiritik (masadasar halus, tanpa gelas volkanik Bagian tepi intrusi dalam yang mendingin cepat dan menerobos batuan yang dingin dapat mempunyai sifat batuan hipabisal

83 BATUAN GUNUNGAPI Membeku cepat, pada atau amat dekat dengan permukaan bumi, afanitik dengan sedikit atau tanpa campuran gelas, sangat halus-gelasan; klastik Kristalisasi fenokris cenderung terjadi pada kisaran suhu yang tinggi, sehingga muncul mineral-mineral yang terbentuk pada suhu tinggi, P rendah (sanidin dan plagioklas suhu tinggi) Fenokris biotit, hornblenda, kuarsa Ada dua fase pendinginan : fase intertelurik di tempat yang dalam (fenokris) dan fase efusif (masadasar afanitik), yaang menghasilkan tekstur porfiritik

84 Compositional terms for igneous rocks
Felsic: feldspar + silica ~55-70% silica, K-feldspar > 1/3 of feldspars present light-colored silicate minerals — Continental crust Intermediate: between felsic and mafic ~55-65% silica, plag > 2/3 of feldspars present Na-rich plag predominates over Ca-rich plag Mafic: magnesium + ferric iron ~45-50% silica; Ca-rich plag dominant feldspar dark silicate minerals — Oceanic crust Ultramafic: >90% mafic minerals, silica < 45%, few or no feldspars Mantle-derived

85 Classification of common igneous rocks
Composition Phaneritic Aphanitic Color index (% dark minerals) Felsic Granite Syenite Monzonite Rhyolite Trachyte Latite 10 15 20 Intermediate Granodiorite Diorite Dacite Andesite 25 Mafic Gabbro Basalt 50 Ultramafic Peridotite 95

86 Composition of Igneous Rocks

87 Classification of Phaneritic Igneous Rocks
Q The rock must contain a total of at least 10% of the minerals below. Quartzolite Renormalize to 100% 90 90 Quartz-rich Granitoid 60 60 Granite Grano- Tonalite Alkali Feldspar Granite diorite Alkali Fs. 20 20 Qtz. Diorite/ Quartz Syenite Plutonic rocks Quartz Quartz Quartz Qtz. Gabbro Alkali Fs. Syenite Monzonite Monzodiorite Syenite 5 5 Diorite/Gabbro/ Syenite Monzonite Monzodiorite A 10 35 65 90 Anorthosite (Foid)-bearing (Foid)-bearing (Foid)-bearing P Syenite Monzonite Monzodiorite (Foid)-bearing 10 10 Diorite/Gabbro (Foid)-bearing Alkali Fs. Syenite (Foid) Syenite (Foid) (Foid) Monzosyenite Monzodiorite (Foid) Gabbro A classification of the phaneritic igneous rocks. a. Phaneritic rocks with more than 10% (quartz + feldspar + feldspathoids). After IUGS. 60 60 (Foid)olites F

88 Classification of Igneous Rocks
Gabbroic rocks A classification of the phaneritic igneous rocks. b. Gabbroic rocks. c. Ultramafic rocks. After IUGS. Olivine Clinopyroxene Orthopyroxene Lherzolite Harzburgite Wehrlite Websterite Orthopyroxenite Clinopyroxenite Olivine Websterite Peridotites Pyroxenites 90 40 10 Dunite Ultramafic rocks (c)

89 Classification of Aphanitic Igneous Rocks
Volcanic rocks A classification and nomenclature of volcanic rocks. After IUGS.

90 Classification of Igneous Rocks
Figure 2-4. A chemical classification of volcanics based on total alkalis vs. silica. After Le Bas et al. (1986) J. Petrol., 27, Oxford University Press.

91

92 KLASIFIKASI BATUAN BEKU
(Fenton, 1940 dalam Bateman, 1962)

93

94