Fasies Metamorf

FASIES METAMORF

            Fasies metamorf adalah sekelompok batuan yang termetamorfosa pada kondisi yang sama yang dicirikan oleh kumpulan mineral yang tetap. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh Eskola tahun 1915. Dalam hal ini, Eskola mengemukakan bahwa kumpulan mineral pada batuan  metamorf merupakan karakteristik genetik yang sangat penting sehingga terdapat hubungan antara kelompok mineral dengan komposisi batuan pada tingkat metamorfosa tertentu. Dalam hal ini berarti tiap fasies metamorfik dibatasi oleh tekanan dan temperature tertentu serta dicirikan oleh hubungan teratur antar komposisi kimia dan mineralogi batuan

Gambar diagram fasies metamorf (suhu vs tekanan)


Fasies metamorfisme juga bisa dianggap sebagai hasil dari proses isokimia metamorfisme, yaitu proses metamorfisme yang terjadi tanpa adanya penambahan unsur-unsur kimia yang dalam hal ini komposisi kimianya tetap. Penentuan fasies metamorf dapat dilakukan dengan dua cara yakni dengan cara menentukan mineral penyusun batuan atau dengan menggunakan reaksi metamorf yang dapat diperoleh dari kondisi tekanan dan temperature tertentu dari batuan metamorf.

            Menurut Turner (1960), fasies metamorfisme secara garis besar dapat dibagi menjadi dua bagian yakni fasies metamorfosa kontak dan fasies metamorfosa regional. 
Fasies metamorfosa kontak

Turner (1960) membagi fasies dari metamorfosa kontak berdasarkan penambahan suhu (baik tekanan air konstan maupun berkurang). Metamorfosa kontak disini berarti pengaruh suhu sangat dominan, sedangkan tekanan tidak begitu dominan. Dibagi menjadi 4 fasies yaitu:

a.      Fasies hornfels Albit-Epidot

Fasies ini biasanya berkembang di bagian paling luar dari suatu kontak sehingga proses rekristalisasi dan reaksi metamorfosa seringkali tidak sempurna. Pencirinya adalah adanya struktur relict / sisa yang tidak stabil.

Fasies ini terbentuk pada tekanan dan suhu yang relatif rendah. Penamaan fasies ini didasarkan pada dua kandungan mineral utamanya yakni albit (plagioklas) dan epidot (garnet). Hornfels sendiri adalah nama salah satu batuan metamorf yang khas terbentuk pada zona metamorfisme kontak, dimana batuan asal biasanya berbutir halus.

Dalam Fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + epidote + actinolite + klorit + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + klorit + kuarsa

b.      Fasies hornfels hornblende

Fasies ini mempunyai ciri khusus yaitu tidak ditemukan klorit dan muncul untuk pertama kalinya mineral diopsid, andradite, kordierit, hornblende, antofilit, gedrit, dan cumingtonit.

Fasies ini terbentuk pada tekanan yang rendah, tetapi dengan suhu yang sedikit lebih tinggi daripada fasies hornfels albit-epidot. Walaupun penamaannya menggunakan hornblende, namun kemunculan mineral tidak hanya dibatasi oleh mineral itu saja.

Dalam fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• hornblende + plagioclase ± diopside, anthophyllite / cummingtonite, kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + andalusite + + kuarsa + kordierit plagioclase

3.      Dalam K 2 O-miskin atau batuan meta-sedimen: 
• kordierit + anthophyllite + biotite + + kuarsa plagioclase 

4.      Dalam dolostone kaya Si: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± talk

c.       Fasies hornfels piroksen

Fasies ini oleh Winkler (1967) disebut fasies Hornfels K.Feldspar – Kordierit, karena kedua mineral tersebut muncul pertama kalinya di fasies ini.

Fasies ini terbentuk pada suhu yang tinggi dan tekanan yang rendah. Mineral pencirinya adalah orthopiroksen.

Mineral-mineral yang banyak muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + plagioclase ± olivin atau kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• kordierit + kuarsa + sillimanite + K-feldspar (orthoclase) biotite ± ± garnet 
(Jika suhu di bawah 750 akan ada andalusite bukan sillimanite) 
• kordierit + orthopyroxene + plagioclase ± garnet, spinel

3.      Dalam batuan karbonat:
• kalsit + forsterit ± diopside, periclase 
• diopside + grossular + Wollastonite ± vesuvianite 

d.      Fasies sanadinit

Fasies sanadinit adalah salah satu fasies langka karena kondisi pembentukannya memerlukan suhu yang sangat tinggi, tetapi tekanannya rendah. Oleh karenanya, kondisi ini hanya bisa dicapai di sekitar daerah metamorfosa kontak tetapi dengan syarat suhu tertentu. Karena jika suhu terlalu tinggi, maka batuan bisa melebur.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metapelites: 
• kordierit + mullite + sanidine + tridimit (sering diubah untuk kuarsa) + kuarsa 

2.      Dalam karbonat: 
• Wollastonite + anorthite + diopside 
• monticellite + melilite ± kalsit, diopside (juga tilleyite, spurrite, merwinite, larnite dan langka lainnya Ca - atau Ca - Mg-silikat. 

      Fasies metamorfosa regional

Fasies ini meliputi daerah yang penyebarannya sangat luas dan selalu dalam bentuk sabuk pegunungan (orogenic).

a.      Fasies Zeolit

Fasies Zeolit adalah fasies metamorf tipe regional dengan derajat terendah, dimana jika suhu dan tekanan berkurang maka akan terjadi proses diagenesa. Pada batas diagenesa dan metamorfisme regional, akan terjadi pengaturan kembali mineral lempung, kristalisasi pada kuarsa dan K-feldspar, terombaknya mineral temperature tinggi dan pengendapan karbonat. Bila perubahan ini terjadi pada butiran yang kasar, maka akan memasuki metamorfosa dengan fasies Zeolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• heulandite + analcime + kuarsa ± mineral lempung 
• laumontite + albite + kuarsa ± klorit 

2.      Dalam meta pelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

b.      Fasies Prehnite-pumpellyite

Fasies ini terbentuk dengan kondisi suhu dan tekanan rendah, tetapi sedikit lebih tinggi daripada fasies Zeolit. Penamaan fasies ini berasal dari kandungan dua mineral dominan yang muncul yakni mineral prehnite (a Ca - Al - phyllosilicate) dan pumpellyite (a sorosilicate).

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• prehnite + pumpellyite + klorit + + kuarsa albite 
• pumpellyite + klorit + epidote + + kuarsa albite 
• pumpellyite + epidote + stilpnomelane + albite Muscovite + + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

c.       Fasies Greenschist (sekis hijau)

Terbentuk pada Tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih besar daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada klorit dan epidot. Batuan yang termasuk dalam fasies ini bisa batusabak, filit, sekis.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + klorit + epidote ± actinolite, kuarsa 

2.      Dalam metagreywackes: 
• albite + kuarsa + epidote + Muscovite ± stilpnomelane 

3.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 
• Chloritoid + klorit + + kuarsa ± Muscovite paragonite 
• Biotite + Muscovite + klorit + + kuarsa + albite Mn - garnet (spessartine) 

4.      Dalam dolostones kaya-Si: 
• dolomit + kuarsa

d.      Fasies Blueschist (sekis biru)

Terbentuk pada tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih kecil daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada glaukofan, lawsonite, jadeite, dll

Contoh batuan asal yang bisa membentuk fasies ini ialah basal, tuf, greywacke dan rijang.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• glaucophane + lawsonite + klorit + sphene ± epidote ± phengite ± paragonite, omphacite 

2.      Dalam metagreywackes: 
• kuarsa + jadeite + lawsonite ± phengite, glaucophane, klorit 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + paragonite + carpholite + klorit + kuarsa 

4.      Dalam karbonat-batu (kelereng): 
• aragonite 

e.       Fasies amfibolit

Fasies amfibolit terbentuk pada tekanan menengah dan suhu yang cukup tinggi. Penyebaran fasies ini tidak seluas dari fasies sekis hijau. Batuan yang masuk dalam fasies ini adalah pelitik, batupasir-feldspatik, basal, andesit, batuan silikat-kapur, batupasir kapuran dan serpih amfibolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam Metabasites

hornblende + plagioclase ± epidote, garnet, cummingtonite, diopside, biotite 

2.      Dalam metapelites: 
• biotite Muscovite + + kuarsa + plagioclase ± garnet, staurolite, kyanite / sillimanite

3.      Dalam Si-dolostones: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± bedak (tekanan dan temperatur yang lebih rendah) 
• dolomit + kalsit + diopside ± forsterit (tekanan dan temperatur yang lebih tinggi) 

f.       Fasies granulit

Fasies ini terbentuk pada tekanan rendah-menengah, tetapi pada suhu yang tinggi, Fasies ini adalah hasil dari metamorfosa derajat tinggi, metamorfosa yang paling bawah dari kelompok gneissic.

Mineral yang sering muncul:

1.     Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + hornblende + plagioclase ± biotite 
• orthopyroxene + plagioclase ± clinopyroxene + kuarsa 
• clinopyroxene + plagioclase + garnet ± orthopyroxene (tekanan yang lebih tinggi) 

2.    Dalam metapelites: 
• garnet + kordierit + sillimanite + K-felspar + kuarsa ± biotite 
• sapphirine + orthopyroxene + K-felspar + kuarsa ± osumilite (pada temperatur sangat tinggi)

g.      Fasies eklogit

Fasies metamorf yang paling tinggi, terbentuk pada tekanan yang sangat tinggi dan suhu yang besar jauh di dalam bumi. Batuan ini biasanya sangat keras karena terbentuk pada kedalaman yang besar di dalam bumi.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• omphacite + garnet ± kyanite, kuarsa, hornblende, zoisite 

2.      Dalam metagranodiorite: 
• kuarsa + phengite + jadeite / omphacite + garnet 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + garnet + kyanite + chloritoid (Mg-kaya) + kuarsa 
• phengite + kyanite + bedak + kuarsa ± jadeite 

Read More

Batuan Metamorf

BATUAN METAMORF

Batuan metamorf adalah batuan yang berasal dari metamorfisme (ubahan) batuan yang ada sebelumnya (baik batuan beku, sedimen, maupun metamorf) karena adanya perubahan suhu dan tekanan yang tinggi melalui fase padat. Saat sebuah batuan mengalami metamorfisme, maka batuan tersebut akan mengalami perubahan tekstur, struktur, maupun komposisi kimia.

Metamorfisme sendiri meliputi kristalisasi, orientasi, dan pembentukan mineral-mineral baru serta terjadi di lingkungan yang sama sekali berbeda dengan lingkungan asal terbentuknya batuan.

Batuan metamorf memiliki beberapa karakteristik antara satu dengan yang lainnya. Karakteristik itu tentunya dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain:

-   Komposisi mineral batuan asal

-   Tekanan dan temperatur saat proses metamorfisme

-   Pengaruh gaya tektonik

-   Pengaruh fluida

Tipe-tipe metamorfosa

Bucher dan Frey (1994) mengemukakan bahwa berdasarkan tatanan geologinya, metamorfosa dapat dibedakan menjadi:

A.    Metamorfosa regional

1.    Metamorfosa orogenik Disebut juga metamorfosa dinamothermal merupakan metamorfosa yang terjadi di daerah yang sangat luas. Dapat dibedakan menjadi metamorfosa orogenik, burial, dan dasar samudra.

2.    Metamorfosa burial Merupakan metamorfosa regional temperature rendah yang mempengaruhi sedimen dan batuan vulkanik berlapis pada suatu geosinklin tanpa adanya pengaruh orogenesa dan intrusi magmatic

3.    Metamorfosa dasar samudra  terjadi akibat perubahan pada kerak samudra di sekitar punggungan tengah samudra (MOR). Batuan metamorf yang dihasilkan umumnya basa sampai ultrabasa.

B.     Metamorfosa lokal

1.      Metamorfosa kontak  terjadi pada batuan yang mengalami pemanasan di sekitar kontak massa batuan beku intrusif maupun ekstrusif.

2.      Pirometamorfosa  jenis khusus metamorfosa kontak yang menunjukkan efek hasil temperature yang tinggi pada kontak batuan dengan magma pada kondisi vulkanik.

3.      Metamorfosa kataklastik  terjadi pada daerah yang mengalami deformasi intensif seperti pada patahan.

4.      Metamorfosa hidrotermal  terjadi akibat adanya perkolasi fluida atau gas panas pada jaringan antar butir atau retakan-retakan batuan.

5.      Metamorfosa impact  akibat adanya tabrakan hypervelocity sebuah meteorit

6.      Metamorfosa retrograde  akibat adanya penurunan temperature sehingga kumpulan mineral metamorfosa tingkat tinggi berubah menjadi kumpulan mineral stabil pada suhu rendah.

Mineral-mineral yang ada di batuan metamorf dapat berupa mineral asal dari batuan yang mengalami metamorfisme atau mineral-mineral baru yang terbentuk akibat proses metamorfisme. Bisa kuarsa, feldspar, muskovit, biotit, hornblende, piroksen, olivine, bijih besi, mineral-mineral lempung, kalsit, dolomite, dan mineral-mineral indeks batuan metamorf seperti garnet, andalusit, kyanit, silimanit, staurolit, kordierit, epidot, klorit.

Struktur batuan metamorf

Adalah kenampakan batuan yang berdasarkan ukuran, bentuk, atau orientasi unit poligranular batuan tersebut. Secara umum ada dua yakni foliasi dan non foliasi.

 1. Foliasi, struktur planar pada batuan metamorf sebagai akibat dari pengaruh tekanan diferensial (berbeda) pada saat proses metamorfisme. Dapat dibagi menjadi:

a.       Slaty cleavage  ditemukan pada batuan metamorf berbutir sangat halus ( mikorkristalin) yang dicirikan oleh adanya bidang belah planar, sangat rapat, teratur dan sejajar.

b.      Phylitic  hampir sama dengan slaty cleavage, hanya terlihat rekristalisasi yang lebih kasar dan mulai terlihat pemisahan mineral pipih dengan mineral granular.

c.       Schistosic  terbentuk oleh adanya susunan pararel mineral-mineral pipih, prismatic atau lentikular.

d.      Gneissis  terbentuk oleh adanya perselingan lapisan penjajaran mineral yang mempunyai bentuk beda, missal antara mineral granular dengan mineral pipih.

2. Non foliasi, struktur batuan metamorf yang tidak memperlihatkan penjajaran mineral-mineral dalam batuan tersebut.

Tekstur batuan metamorf

1.      Tekstur Berdasarkan Ketahanan Terhadap Proses Metamorfosa

a.    Relict/Palimpset/Sisa; masih menunjukkan sisa tekstur batuan asalnya. Awalan blastodigunakan untuk penamaan tekstur batuan metamorf ini. Batuan yang mempunyai kondisi seperti ini sering disebut batuanmetabeku atau metasedimen.

b.    Kristaloblastik; terbentuk oleh sebab proses metamorfosa itu sendiri. Batuan dengan tekstur ini sudah mengalami rekristalisasi sehingga tekstur asalnya tidak tampak.Penamaannya menggunakan akhiran blastik.

2.      Tekstur Berdasarkan Ukuran Butir

a.    Fanerit; butiran kristal masih dapat dilihatdengan mata.

b.    Afanit; butiran kristal tidak dapat dilihat dengan mata.

3.      Tekstur Berdasarkan Bentuk Individu Kristal

a.    Euhedral; bila kristal dibatasi oleh bidang permukaan kristal itu sendiri.

b.     Subhedral; bila kristal dibatasi sebagian oleh bidang permukaannya sendiri dan sebagian oleh bidang permukaan kristal di sekitarnya.

c.    Anhedral; bila kristal dibatasi seluruhnya oleh bidang permukaan kristal lain di sekitarnya.

d.    Idioblastik; bila mineralnya didominasi oleh kristal berbentuk euhedral.

e.     Hypidioblastik; bila mineralnya didominasi oleh kristal berbentuk subhedral

f.      Xenoblastik; bila mineralnya didominasi oleh kristal berbentuk anhedral.

4.      Tekstur Berdasarkan Bentuk Mineral

a.    Lepidoblastik; bila mineral penyusunnya berbentuk tabular.

b.    Nematoblastik; bila mineral penyusunnya berbentuk prismatik.

c.    Granoblastik; bila mineral penyusunnya berbentuk granular, equidimensional, batas mineralnya sutured (tidak teratur) dan umumnya berbentuk anhedral.

d.   Granuloblastik; bila mineral penyusunnya berbentuk granular, equidimensional, batas mineralnya unsutured (lebih teratur) dan umumnya kristalnya berbentuk anhedral.

LAMPIRAN

Macam-macam batuan metamorf

(sumber: http://geohazard009.wordpress.com/2009/12/09/batuan-metamorf/)

1.      Slate

Slate merupakan batuan metamorf terbentuk dari proses metamorfosisme batuan sedimen Shale atau Mudstone (batulempung) pada temperatur dan suhu yang rendah. Memiliki struktur foliasi (slaty cleavage) dan tersusun atas butir-butir yang sangat halus (very fine grained).

Asal                             :  Metamorfisme Shale dan Mudstone

Warna                          : Abu-abu, hitam, hijau, merah

Ukuran butir                :  Very fine grained

Struktur                       :  Foliated (Slaty Cleavage)

Komposisi                   :  Quartz, Muscovite, Illite

Derajat metamorfisme : Rendah

Ciri khas                      : Mudah membelah menjadi lembaran tipis

2. Filit

Merupakan batuan metamorf yang umumnya tersusun atas kuarsa, sericite mica dan klorit. Terbentuk dari kelanjutan proses metamorfosisme dari Slate.

Asal                             :  Metamorfisme Shale

Warna                          : Merah, kehijauan

Ukuran butir                :  Halus

Stuktur                        :  Foliated (Slaty-Schistose)

Komposisi                   :  Mika, kuarsa

Derajat metamorfisme : Rendah – Intermediate

Ciri khas                      :  Membelah mengikuti permukaan  gelombang

3. Gneiss

Merupakan batuan yang terbentuk dari hasil metamorfosisme batuan beku dalam temperatur dan tekanan yang tinggi. Dalam Gneiss dapat diperoleh rekristalisasi dan foliasi dari kuarsa, feldspar, mika dan amphibole.

Asal                                   :  Metamorfisme regional siltstone, shale, granit

Warna                                : Abu-abu

Ukuran butir                      :  Medium – Coarse grained

Struktur                             :  Foliated (Gneissic)

Komposisi                         :  Kuarsa, feldspar, amphibole, mika

Derajat metamorfisme       : Tinggi

Ciri khas                            :  Kuarsa dan feldspar nampak berselang-seling dengan lapisan tipis kaya amphibole dan mika.

4. Sekis

Schist (sekis) adalah batuan metamorf yang mengandung lapisan mika, grafit, horndlende. Mineral pada batuan ini umumnya terpisah menjadi berkas-berkas bergelombang yang diperlihatkan dengan kristal yang mengkilap.

Asal                             :  Metamorfisme siltstone, shale, basalt

Warna                          : Hitam, hijau, ungu

Ukuran butir                :  Fine – Medium Coarse

Struktur                       :  Foliated (Schistose)

Komposisi                   :  Mika, grafit, hornblende

Derajat metamorfisme : Intermediate – Tinggi

Ciri khas                      :  Foliasi yang kadang bergelombang, terkadang terdapat kristal garne

5. Marmer

Terbentuk ketika batu gamping mendapat tekanan dan panas sehingga mengalami perubahan dan rekristalisasi kalsit. Utamanya tersusun dari kalsium karbonat. Marmer bersifat padat, kompak dan tanpa foliasi.

Asal                             :  Metamorfisme batu gamping, dolostone

               Warna                          : Bervariasi

               Ukuran butir                :  Medium – Coarse Grained

               Struktur                       :  Non foliasi

               Komposisi                   :  Kalsit atau Dolomit

               Derajat metamorfisme : Rendah – Tinggi

               Ciri khas                      : Tekstur berupa butiran seperti gula, terkadang terdapat                                                          fosil, bereaksi dengan HCl.

6. Kuarsit

Adalah salah satu batuan metamorf yang keras dan kuat. Terbentuk ketika batupasir (sandstone) mendapat tekanan dan temperatur yang tinggi. Ketika batupasir bermetamorfosis menjadi kuarsit, butir-butir kuarsa mengalami rekristalisasi, dan biasanya tekstur dan struktur asal pada batupasir terhapus oleh proses metamorfosis .

Asal                             : Metamorfisme sandstone (batupasir)

Warna                          : Abu-abu, kekuningan, cokelat, merah

Ukuran butir                : Medium coarse

Struktur                       : Non foliasi

Komposisi                   : Kuarsa

Derajat metamorfisme : Intermediate – Tinggi

Ciri khas                      : Lebih keras dibanding glass

7. Milonit

Milonit merupakan batuan metamorf kompak. Terbentuk oleh rekristalisasi dinamis mineral-mineral pokok yang mengakibatkan pengurangan ukuran butir-butir batuan. Butir-butir batuan ini lebih halus dan dapat dibelah seperti schistose.

Asal                             : Metamorfisme dinamik

Warna                          : Abu-abu, kehitaman, coklat, biru

Ukuran butir                : Fine grained

Struktur                       : Non foliasi

Komposisi                   : Kemungkinan berbeda untuk setiap batuan

Derajat metamorfisme : Tinggi

Ciri khas                      : Dapat dibelah-belah

Read More