BATUAN DAN STRATIGRAFI

Batuan adalah material padat yang terdiri dari satu atau beberapa mineral dan terbentuk secara alami. Umumnya batuan bersifat heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang homogen (disusun oleh satu mineral atau monomineral). Tekstur dari batuan akan memperlihatkan karakteristik komponen penyusunnya, sedangkan struktur batuan akan memperlihatkan proses pembentukannya (dekat atau jauh dari permukaan). 

Berdasarkan tekstur dan cara pembentukannya, batuan dibagi menjadi 3 yaitu :

• Batuan Beku
• Batuan Sedimen
• Batuan Metamorf

Batuan Beku

Batuan beku 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).

Klasifikasi Batuan Beku Berdasarkan Genetik

Penggolongan ini berdasarkan genesa atau tempat terjadinya dari batuan beku, pembagian batuan beku ini merupakan pembagian awal sebelum dilakukan penggolongan batuan lebih lanjut. Pembagian genetik batuan beku adalah sebagai berikut :

1. Batuan Beku Intrusif

Batuan ini terbentuk di bawah permukaan bumi, sering juga disebut batuan beku dalam atau batuan beku plutonik. Batuan beku intrusif mempunyai karakteristik tertentu seperti : 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.

Batuan beku diskordan terjadi jika struktur tubuh batuan beku memotong lapisan batuan di sekitarnya, contohnya antara lain :

• Batholith, yaitu tubuh batuan yang memiliki ukuran sangat besar > 100 km2 dan membeku pada lokasi yang dalam.
• Stock, seperti batholith, bentuknya tidak beraturan dan dimensinya lebih kecil dibandingkan dengan batholith, tidak lebih dari 10 km. Stock merupakan penyerta suatu tubuh batholith atau bagian atas batholith.
• Dike, 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.
• Volkanic neck, adalah pipa gunung api di bawah kawah yang mengalirkan magma ke kepundan. Kemudian setelah batuan yang menutupi di sekitarnya tererosi, maka batuan beku yang akan terlihat bentuknya silindris dan menonjol dibandingkan topografi sekitarnya.

Batuan beku konkordan mempunyai bentuk-bentuk yang sejajar dengan struktur batuan di sekitarnya, contohnya antara lain :

• Sill, adalah intrusi batuan beku yang konkordan atau sejajar terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya. Berbentuk tabular dan sisi-sisinya sejajar.
• Laccolith, 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 dapat tersingkap di permukaan.
• Lopolith, bentuknya mirip dengan lakolit hanya saja bagian atas dan bawahnya cekung ke atas.

Genesa Batuan Beku

2. Batuan Beku Ekstrusif

Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung di permukaan bumi. Batuan beku ekstrusif ini yaitu lava yang memiliki berbagai struktur yang memberi petunjuk mengenai proses yang terjadi pada saat pembekuan lava tersebut. Struktur ini diantaranya :

• Masif, yaitu apabila tidak menunjukkan adanya sifat aliran, jejak gas (tidak menunjukkan adanya lubang-lubang) dan tidak menunjukkan adanya fragmen lain yang tertanam dalam tubuh batuan beku.
• Sheeting joint, merupakan struktur yang ditandai adanya kekar-kekar yang tersusun secara teratur tegak lurus arah aliran. Sedangkan struktur yang dapat dilihat pada contoh-contoh batuan (hand speciment sample)
• Columnar joint, yaitu struktur yang memperlihatkan batuan terpisah poligonal seperti batang pensil.
• Pillow lava atau lava bantal, yaitu struktur yang menyerupai bantal yang bergumpal-gumpal. Hal ini akibat proses pembekuan terjadi pada lingkungan air atau laut. 
• Vesicular, yaitu struktur yang memperlihatkan lubang-lubang pada batuan beku. Lubang ini terbentuk akibat pelepasan gas pada saat pembekuan. 
• Amigdaloidal, yaitu struktur vesikular yang kemudian terisi oleh mineral-mineral sekunder biasanya mineral silikat dan karbonat seperti kalsit, kuarsa atau zeolit. 
• Struktur aliran, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya kesejajaran mineral pada arah tertentu akibat aliran.

Klasifikasi Batuan Beku Berdasarkan Senyawa Kimia

Batuan beku disusun oleh senyawa-senyawa kimia yang membentuk mineral penyusun batuan beku. Salah satu klasifikasi batuan beku dari kimia adalah dari senyawa oksidanya, seperti SiO2. Persentase setiap senyawa kimia dapat mencerminkan beberapa lingkungan pembentukan mineral. Berdasarkan komposisi kimia atau kandungan silika (SiO₂) batuan beku dikelompokkan menjadi 4 yaitu :

• Batuan beku asam, apabila kandungan SiO₂ lebih dari 66%. Contohnya adalah granit dan riolit. 
• Batuan beku intermedier, apabila kandungan SiO₂ antara 52% - 66%. Contohnya adalah andesit dan diorit. 
• Batuan beku basa, apabila kandungan SiO₂ antara 45% - 52%. Contohnya adalah gabro dan basalt.
• Batuan beku ultra basa, apabila kandungan SiO₂ kurang dari 45%. Contohnya adalah peridotit dan dunit.

Pengelompokan yang didasarkan kepada susunan kimia batuan, jarang dilakukan. Hal ini disebabkan prosesnya lama dan mahal, karena harus dilakukan melalui analisa kimiawi.

Klasifikasi Batuan Beku Berdasarkan Susunan Mineralogi

Klasifikasi  ini sering digunakan, karena relatif lebih mudah dapat dilihat dengan kasat mata, klasifikasi ini didasarkan kepada susunan mineral dipadukan dengan tekstur. Klasifikasi yang didasarkan atas mineralogi dan tekstur lebih dapat mencerminkan sejarah pembentukan batuan daripada berdasarkan komposisi kimia. Tekstur batuan beku mengambarkan keadaan yang mempengaruhi pembentukan batuan itu sendiri. 

Mineralogi Batuan Beku

Pada gambar diatas diperlihatkan pengelompokan batuan beku dalam bagan, berdasarkan susunan mineralogi. Gabro adalah batuan beku dalam dimana sebagian besar mineral-mineralnya adalah olivine dan piroksin. Sedangkan felsparnya terdiri dari felspar plagioklas Ca. Teksturnya kasar atau fanerik, karena mempunyai waktu pendinginan yang cukup lama didalam litosfer. Kalau dia membeku lebih cepat karena mencapai permukaan bumi, maka batuan beku yang terjadi adalah basalt dengan tekstur halus. 

Jadi gabro dan basalt keduanya mempunyai susunan mineral yang sama, tetapi teksturnya berbeda. Demikian pula dengan granit dan riolit atau diorit dan andesit. Granit dan diorit mempunyai tekstur yang kasar, sedangkan riolit dan andesit, halus. Basalt dan andesit adalah batuan beku yang banyak dikeluarkan gunung berapi, sebagai hasil pembekuan lava.

Batuan Sedimen

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk dari akumulasi material hasil perombakan batuan yang sudah ada sebelumnya atau hasil aktivitas kimia maupun organisme, yang di endapkan lapis demi lapis pada permukaan bumi yang kemudian mengalami pembatuan (Pettijohn, 1995).

Batuan sedimen terbentuk dari hasil pengendapan (sedimentasi) yang kemudian mengalami pembatuan (litifikasi) dan diagenesa. Jenis batuan umum seperti batu gamping, batu pasir, dan batu lempung, termasuk dalam batuan sedimen. Batuan sedimen menempati 75% dari luas bumi. Berdasarkan teksturnya dibagi menjadi 2 kelompok besar, yaitu batuan sedimen klastik dan batuan sedimen non klastik.

Batuan Sedimen Klastik

Batuan sedimen klastika (detritus, mekanik, eksogenik) adalah batuan sedimen yang terbentuk sebagai hasil perombakan dari batuan yang sudah ada. Proses perombakan itu meliputi pelapukan, erosi, transportasi dan kemudian redeposisi (pengendapan kembali). Sebagai media proses tersebut adalah air, angin, es atau efek gravitasi (beratnya sendiri). Media yang terakhir itu sebagai akibat longsoran batuan yang telah ada. Kelompok batuan ini bersifat fragmental, atau terdiri dari butiran/pecahan batuan (klastika) sehingga bertekstur klastika.

Proses Pembentukan Batuan Sedimen Klastik

Proses pembentukan batuan sedimen klastik melalui tahapan sebagai berikut :

1. Weathering (pelapukan), adalah proses alterasi dan fragsinasi batuan dan material tanah pada dan/atau dekat permukaan bumi yang disebabkan karena proses fisik, kimia dan biologi. 
2. Erosion & Transportation (erosi dan transportasi), adalah proses perpindahan partikel batuan (butiran-butiran) dari sumbernya dengan media air, angin, atau gletser.
3. Deposition (deposisi), adalah proses pengendapan butir-butir batuan di permukaan bumi sehingga membentuk lapisan sedimen
4. Compaction (kompaksi), adalah proses termampatnya butir sedimen satu dengan yang lain akibat tekanan dari berat beban di atasnya. Volume sedimen berkurang dan hubungan antar butir menjadi lebih rapat.
5. Lithification (litifikasi), adalah proses pembatuan atau sementasi lapisan material sedimen sehingga membentuk batuan sedimen
6. Diagenesis (diagenesa), adalah proses perubahan material sedimen yang belum terkonsolidasi menjadi batuan sedimen yang koheren

Siklus Pembentukan Batuan

Tekstur Batuan Sedimen Klastik

Tekstur adalah hubungan antar butir dari mineral yang membentuk suatu batuan. Tekstur terdiri dari komponen ukuran besar butir (grain size), derajat kebundaran (roundness), derajat pemilahan (sorting), kemas (fabric), fragmen, matrik, dan semen.

1. Ukuran Besar Butir

• Ukuran besar butir (partikel, butir, fragmen), adalah faktor pembeda yang utama pada batuan sedimen klastik
• Ukuran yang dimaksud adalah diameter dari butir-butir batuan

Ukuran Besar Butir

2. Derajat Kebundaran

• Derajat kebundaran berbeda dengan derajat kebulatan
• Derajat kebundaran (roundness) adalah derajat kebundaran bagian pinggiran dari fragmen
• Derajat kebulatan (sphericity) adalah derajat kemiripan bentuk fragmen dengan bentuk bola

Roundness vs Spericity

3. Derajat Pemilahan

• Pemilahan adalah derajat kesamaan ukuran partikel

Pemilahan

4. Kemas

• Kemas menunjukkan hubungan kerapatan antara butiran penyusun dalam batuan sedimen

Kemas Terbuka dan Kemas Tertutup

5. Fragmen, matrik, dan semen

• Semen yang umumnya ditemukan pada batuan sedimen adalah kalsit, hematit, dan silika.

Sand = Fragmen; Silt = Matrik; Clay = Semen

Batuan Sedimen Non Klastik

Batuan sedimen non-klastik adalah batuan sedimen yang terbentuk sebagai hasil penguapan suatu larutan, atau pengendapan material di tempat itu juga (insitu). Proses pembentukan batuan sedimen kelompok ini dapat secara kimiawi, biologi /organik, dan kombinasi di antara keduanya (biokimia). 

Secara kimia, endapan terbentuk sebagai hasil reaksi kimia, misalnya CaO + CO₂ --> CaCO_3. Secara organik adalah pembentukan sedimen oleh aktivitas binatang atau tumbuh-tumbuhan, sebagai contoh pembentukan rumah binatang laut (karang), terkumpulnya cangkang binatang (fosil), atau terkuburnya kayu-kayuan sebagai akibat penurunan daratan menjadi laut.

Berdasarkan komposisinya batuan sedimen non klastik dibagi 2, yaitu :

1. Batuan Karbonat, komposisi utama batuan ini adalah batu gamping dan batuan serumpun lainnya.
2. Batuan Non Karbonat, antara lain adalah :

• Batu api (flint) dan rijang (chert), berbentuk nodular atau terbungkus silika
• Batu bara (coal) dan lignit, pembatuan dari material gambut dan tanaman
• Bijih besi (ironstone), batu sedimen yang kaya zat besi, pasir, lempung atau tekstur oolite lainnya
• Batu garam (salt) dan gipsum, batuan mineral tunggal atau kristalin yang diendapkan dari hasil evaporasi air laut

Batuan Metamorf

Batuan metamorf atau batuan malihan adalah kelompok batuan hasil ubahan atau transformasi baik secara fisik maupun kimia dari tipe batuan lain yang sudah ada (protolith). Protolith atau batuan asal dapat berupa batuan beku, batuan sedimen, atau batuan metamorf yang lebih tua. Faktor yang mempengaruhi perubahannya adalah suhu yang tinggi, tekanan yang kuat, serta waktu yang lama. 

Contoh batuan asal dan hasil ubahannya antara lain adalah batu kapur (kalsit) yang berubah menjadi marmer, atau batuan kuarsa menjadi kuarsit. Batuan metamorf memiliki beragam karakteristik. Karakteristik ini dipengaruhi oleh beberapa faktor dalam pembentukan batuan tersebut :

• Komposisi mineral batuan asal
• Tekanan dan temperatur saat proses metamorfisme
• Pengaruh gaya tektonik
• Pengaruh fluida

Batuan metamorf berdasarkan proses terjadinya dibagi menjadi 3, yaitu :

1. Batuan Metamorf Kontak, adalah batuan yang mengalami perubahan akibat suhu yang sangat tinggi (akibat dari aktifitas magma). Suhu yang sangat tinggi menyebabkan terjadinya perubahan bentuk maupun warna batuan. Metamorfisme kontak terjadi pada zona kontak antara batuan asal dengan magma (intrusi) dengan lebar 2 - 3 km. Contoh metamorfisme kontak adalah batu gamping menjadi marmer.
2. Batuan Metamorf Dinamik, adalah batuan yang mengalami perubahan akibat adanya tekanan yang tinggi (berasal dari tenaga endogen) dalam waktu yang lama. Batuan ini banyak dijumpai di daerah lipatan dan patahan. Metamorfisme terjadi akibat tekanan diferensial yang tinggi akibat pergerakan patahan. Contoh metamorfisme dinamik adalah batu lumpur (mudstone) menjadi batu tulis (slate).
3. Batuan Metamorf Regional, adalah batuan yang mengalami perubahan sebagai akibat dari adanya gas-gas yang ada pada magma. Metamorfisme terjadi oleh kenaikan tekanan dan suhu yang sedang, dan terjadi pada daerah yang luas mencapai ribuan km. Metamorfisme ini terjadi pada kulit bumi bagian dalam dan lebih intensif bila diikuti oleh orogenesa. Contoh metamorfisme ini adalah kuarsa dengan gas fluorium menjadi topas.

Tekstur Batuan Metamorf

Tekstur dalam batuan metamorf menyangkut masalah rekristalisasi mineral yang dipengaruhi temperatur atau suhu yang terjadi pada saat metamorfosis. Tekstur pada batuan metamorf dicerminkan oleh ukuran dan bentuk butiran penyusunnya. Tekstur batuan metamorf dibedakan menjadi :

1. Tekstur Kristaloblastik, dicirikan dengan tekstur batuan asal sudah tidak kelihatan lagi atau memperlihatkan kenampakan yang sama sekali baru.
2. Tekstur Palimpset, dicirikan dengan tekstur sisa dari batuan asal masih bisa diamati.

Macam-macam tekstur kristaloblastik :

• Lepidoblastik, terdiri dari mineral-mineral tabular/pipih, misal mineral mika (muskovit, biotit).
• Nematoblastik, terdiri dari mineral-mineral prismatik, misal mineral plagioklas, k-feldspar, dan piroksen.
• Granoblastik, terdiri dari mineral-mineral granular (equidimensional), dengan batas-batas sutura (tidak teratur), dengan bentuk mineral anhedral, misalnya kuarsa.
• Porfiroblastik, tekstur pada batuan metamorf dimana suatu kristal besar (fenokris) tertanam pada masa dasar yang relatif halus.
• Idioblastik, tekstur pada batuan metamorf dimana bentuk mineral-mineral penyusunnya berbentuk euhedral.
• Xenoblastik, tekstur pada batuan metamorf dimana bentuk mineral-mineral penyusunnya berbentuk anhedral.

Macam-macam tekstur palimpset :

• Blastoporfiritik, tektur yang memperlihatkan batuan asal porfiritik
• Blastopsefit, tekstur yang memperlihatkan batuan asal sedimen yang ukuran butirnya lebih besar dari pasir
• Blastopsamit, tekstur yang memperlihatkan batuan asal sedimen yang ukuran butirnya sama dengan pasir
• Blastopellit, tekstur yang memperlihatkan batuan asal sedimen yang ukuran butirnya lempung

Struktur Batuan Metamorf

Struktur batuan metamorf adalah kenampakan batuan berdasarkan ukuran, bentuk atau orientasi unit poligranular batuan tersebut (Jackson, 1970). Struktur batuan juga meliputi susunan bagian masa batuan termasuk hubungan geometrik antar bagian serta bentuk dan kenampakan bagian-bagian tersebut. Secara umum struktur batuan metamorf dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Struktur Foliasi, struktur paralel yang dibentuk oleh mineral pipih/mineral prismatik, sering terjadi pada metamorfosa regional.
2. Struktur Non Foliasi, struktur yang dibentuk oleh mineral-mineral equidimensional dan umumnya terdiri dari butiran-butiran granular, sering terjadi pada metamorfosa kontak.

Beberapa struktur foliasi yang umum ditemukan :

• Slaty cleavage, struktur foliasi planar yang dijumpai pada bidang belah batu sabak/slate, mineral mika mulai hadir, batuannya disebut slate (batusabak)
• Phylitic, rekristalisasi lebih kasar daripada slaty cleavage, batuan lebih mengkilap daripada batusabak (mulai banyak mineral mika), mulai terjadi pemisahan mineral pipih dan mineral granular meskipun belum begitu jelas/belum sempurna, batuannya disebut phyllite (filit)
• Schistose, struktur perulangan dari mineral pipih dan mineral granular, mineral pipih orientasinya menerus/tidak terputus, sering disebut dengan close schistosity, batuannya disebut schist (sekis)
• Gneisose, struktur perulangan dari mineral pipih dan mineral granular, mineral pipih orientasinya tidak menerus/terputus, sering disebut dengan open schistosity, batuannya disebut gneis

Beberapa struktur non foliasi yang umum ditemukan :

• Granulose, struktur non foliasi yang terdiri dari mineral-mineral granular
• Hornfelsik, struktur non foliasi yang dibentuk oleh mineral-mineral equidimensional dan equigranular, tidak terorientasi khusus akibat metomorfosa kontak, batuannya disebut hornfels
• Cataclastic, struktur non foliasi yangdibentuk oleh pecahan/fragmen batuan atau mineral berukuran kasar dan umumnya membentuk kenampakan breksiasi, terjadi akibat metamorfosa kataklastik, batuannya disebut cataclasite (kataklasit)
• Mylonitic, sruktur non foliasi yang dibentuk oleh adanya penggerusan mekanikpada metomorfosa kataklastik, menunjukkan goresan-goresan akibat penggerusan yang kuat dan belum terjadi rekristalisasi mineral-mineral primer, batuannya disebut mylonite (milonit)
• Phyllonitic, gejala dan kenampakan sama dengan milonitik tetapi butirannya halus, sudah terjadi rekristalisasi, menunjukkan kilap silky, batuannya disebut phyllonite (filonit)

To be continued....