Batuan Vulkaniklastik

TUGAS TERSTRUKTUR I STRATIGRAFI ANALISIS ‘’BATUAN VOLKANIKLASTIK’’

Oleh: 1. 2. 3. 4. 5.

Muhammad Noor Elvan (H1F012002) Yazid Saputra (H1F012003) Erizky Ade Kurniawan (H1F012005) Dimas Agustin Sumirat (H1F012006) Shisil Fitriana (H1F012013) 6. Alfin Adil Aziz (H1F012017) 7. Luthfi Adi Prasetyo (H1F012018)

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK GEOLOGI PURWOKERTO 2015 1. DEFINISI BATUAN VOLKANIKLASTIK Batuan piroklastik adalah batuan yang terbentuk dari letusan gunung api (berasal dari pendinginan dan pembekuan magma) namun seringkali bersifat

klastik. Menurut william (1982) batuan piroklastik adalah batuan volkanik yang bertekstur klastik yang dihasilkan oleh serangkaian proses yang berkaitan dengan letusan gunung api, dengan material asal yang berbeda, dimana material penyusun tersebut terendapkan dan terkonsolidasi sebelum mengalami transportasi (“rewarking”) oleh air atau es. Magma yang merupakan lelehan panas, pijar, dan relatif encer, dapat bergerak dan menerobos ke permukaan bumi melalui ronggarongga yang terbentuk oleh proses tektonik (bidang sesar). Selain berupa padatan, magma juga mengandung uap air dan gas yang bervariasi komposisinya. Kalau magma tersebut encer dan bertekanan tinggi, maka akan terjadi letusan gunung api. Sumbat kepundan akan hancur dan terlempar ke sekitarnya dan bersamaan dengan itu sebagian magma panas juga akan terlempar ke udara. Akibat dari letusan tersebut terjadi proses pendinginan yang cepat, sehingga magma akan membeku dengan cepat dan membentuk gelas (obsidian), tufa atau abu halus, lapili dan bom (berupa batuapung dengan rongga-rongga gas). Material yang halus (tufa) akan terlempar jauh dan terbawa angin ke tempat yang lebih jauh, sedangkan bom, lapili, dan gelas, dan material-material lain yang berukuran pasir dan kerikil akan jatuh di sekitar puncak gunung. Batuan yang tersusun oleh fragmen hasil erupsi volkanik secara eksplosif (Williams, Turner, Gilbert, 1954) Batuan yang terdiri dari bahan rombakan yang diletuskan dari lubang volkanik, diangkut melalui udara sebagai bahan maupun awan pijar, kemudian diendapkan di atas tanah dalam kondisi kering atau dalam tubuh air (Henrich, 1959) Bagian dari batuan volkaniklastik (Fisher, 1961 & Vide Carozi, 1975) Batuan yang terdiri dari material detrital/rombakan dari hasil kegiatan volkanik, ditransport dan diendapkan di danau, darat ataupun laut. (Johannsen, 1977). a) Mineral Penyusun Batuan Piroklastik Berdasarkan terbentuknya, fragmen piroklast dapat dibagi menjadi: Juvenile pyroclasts : hasil langsung akibat letusan, membeku dipermukaan (fragmen gelas, kristal pirojenik) Cognate pyroclasts : fragmen batuan hasil erupsi terdahulu (dari gunungapi yang sama).

Accidental pyroclasts : fragmen batuan berasal dari basement (komposisi berbeda) Fragmen: 1. Gelas/ Amorf 2. Litik 3. Kristalin

b) Mineral – Mineral Alterasi Alterasi = Metasomatisme Merupakan perubahan komposisi mineralogy batuan (dalam keadaan padat) karena pengaruh Suhu dan Tekanan yang tinggi dan tidak dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam. Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder, tidak selayaknya metamorfisme yang merupakan peristiwa primer. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan dan pada struktur tertentu yang memungkinkan masuknya air meteoric untuk dapat mengubah komposisi mineralogy batuan. Beberapa contoh mineral alterasi antara lain:  Kalkopirit  Pirit  Limonit  Garnierit  Epidote  Malakit  Khlorit  Orphiment  Realgar  Galena

1. Ash flow (tufls) – fragmental flow. a. Breksi aliran piroklastik adalah bahan piroklastik yang tersusun atas fragmen runcing – runcing hasil endapan piroklastik ( Fisher, 1960 ). b. Ignimbrite adalah suatu batuan yang terbentuk dari aliran abu panas ( MacDonald, 1972). c. Welded tuff adalah endapan aliran abu panas yang terelaskan akibat deposisi pada saat masih panas. 2.

Ash fall yaitu primary piroklastik atau bahan yang belum mengalami pergerakan dari tempat semula diendapkan oleh proses jatuhan selama belum mengalami pembatuan/litifikasi ( Fisher, 1960 ). a. Agglomerate diartikan sebagai batuan yang terbentukdari hasil konsolidasi material yang mengandung bomb (tuff agglomerate merupakan batuan yang kandungan bomb sabending atau lebih banyak dari abu vulkanik ) ( widiasmoro dkk,1977 ). b. Agglutinate merupakan hasil akumulasi fragmen – fragmen pipih yang terelaskan, berasal dari erupsi basaltic yang sangat encer ( tryrell, 1931 ). c. Breksi piroklastik adalah batuan yang mengandung block lebih dari 50% ( macDonald,1972 dan Fisher 1958 ). d. Tuff pyroclastic brecia adalah batuan yang mengandung block sebanding dengan abu volkanik atau bias juga lebih dominant abu e.

volkanik ( Norton 1917 dan MacDonald, 1972 ). Lapilistone adalah batuan yang penyusun utamanya berukuran lapili

yaitu 2 – 64 mm ( fisher, 1961 ). f. Lapili tuff batuan yang kandungan lapili dan abu volkanik sebanding atau lebih dominant abu volkanik ( Fisher, 1961 dan MacDonald, 1972 ). 3.

Nama batuan tidak berkaitan dengan genesanya, misalnya breksi volkanik adalah batuan yang terdiri dari penyusun utama fragmen volkanik yang runcing – runcing, dengan matriks berukuran sekitar 2 mm dengan bermacam – macam komposisi dan tekstur (bisa berupa endapan piroklastik, autoklastik,alloklastik dll), ( Fisher, i958 ).

4.

Breksi volkanik autoklastik terbentuk sebagai akibat letusan gas yang terkandung di dalam lava atau akibat pergerakan lava sebelum mengalami pembatuan.

a. Breksi aliran terbentuk pada bagian tepi lava aliran akibat pemadatan pada tepi kerak dan gerakan mengalir setelah pendinginan ( Fisher 1960, Wright & owes, 1963, MacDonald, 1972 ). b. Breksi letusan terbentuk akibat letusan gas yang terkandung didlam lava sehingga terjadi fragmentasi pada kerak bagian luar lava yang mulai membeku. 5.

Breksi volkanik aloklastik adalah breksi yang terbentuk dari hasil fragmentasi, batuan yang telah ada sebelum mengalami pengerjaan oleh proses volkanisme. a. Breksi intrusi yaitu breksi yang mengandung fragmen batuan yang diterobos magma dalam matriks batuan beku ( Harker, 1908 dan Bowes, 1960 ). b. Explosion brecia terbentuk dari hancuran batuan karena adanya ledakan volkanik yang terjadi dibawah permukaan ( Wright & bowes, 1960 ). c. Tuffisite merupakan material klastik yang dihasilkan dari pelarutan material tufaan oleh gas didalam pipa volkanik ( Fisher, 1961 ). d. Tuffisite brecia merupakan breksi yang tersusun atas fragmen batuan yang diintrusi magma dengan tuff sebagai matriks dan mengandung bekas aliran gas didalamnya (Wright & Bowes, 1960).

6.

Breksi volkanik epiklastik. a. Breksi laharik merupakan breksi yang dihasilkan dari aliran Lumpur pekat, berupa percampuran antara batuan volkanik berukurn beragam dengan bahan non volkanik (Fisher, 1960 ). b. Batupasir tufaan/konglomerat tufaan merupakan batuan sedimen epiklastik yang terangkut juga didalamnya komponen piroklastik misalnya pumis atau shard. 14 . c. Batupasir/konglomerat volkanik merupakan batuan epiklastik yang tersusun atas fragmen – fragmen berupa batuan volkanik yang telah mengalami erosi dan pengangkutan yang kemudian terendapkan. c) Tektur Batuan Piroklastik Warna Batuan Warna

batuan

berkaitan

erat

dengan

komposisi

mineral

penyusunnya.mineral penyusun batuan tersebut sangat dipengaruhi oleh

komposisi magma asalnya sehingga dari warna dapat diketahui jenis magma pembentuknya, kecuali untuk batuan yang mempunyai tekstur gelasan. Tekstur Batuan Pengertian tekstur batuan piroklastik mengacu pada kenampakan butir-butir mineral yang ada di dalamnya, yang meliputi Glassy dan Fragmental. Pengamatan tekstur meliputi : o Glassy Glassy adalah tekstur pada batuan piroklastik yang nampak pada batuan tersebut ialah glass. o Fragmental Faragmental ialah tekstur pada batuan piroklastik yang nampak pada batuan tersebut ialah fragmen-fragmen hasil letusan gunung api. Struktur Batuan Struktur adalah kenampakan hubungan antara bagian-bagian batuan yang berbeda.pengertian struktur pada batuan beku biasanya mengacu pada pengamatan dalam skala besar atau singkapan dilapangan.pada batuan beku struktur yang sering ditemukan adalah: a. Masif : bila batuan pejal, tanpa retakan ataupun lubang-lubang gas b. Vesikular : dicirikandengan adanya lubang-lubang gas,sturktur ini dibagi lagi menjadi 3 yaitu: - Skoriaan : bila lubang-lubang gas tidak saling berhubungan. - Pumisan : bila lubang-lubang gas saling berhubungan. Aliran : bila ada kenampakan aliran dari kristal-kristal maupun lubang gas. c. Amigdaloidal : bila lubang-lubang gas terisi oleh mineral-mineral sekunder. d. Berlapis : bila dalam batuan tersebut terdapat lapisan-lapisan endapan dari fragmen-fragmen letusan gunung api. Derajat Kristalisasi Derajat kristalisasi mineral dalam batuan beku, terdiri atas 3 yaitu :  Holokristalin Tekstur batuan beku yang kenampakan batuannya terdiri dari keseluruhan mineral yang membentuk kristal, hal ini menunjukkan bahwa proses kristalisasi berlangsung begitu lama sehingga memungkinkan terbentuknya mineral - mineral dengan bentuk kristal yang relatif sempurna.  Hipokristalin Tekstur batuan yang yang kenampakannya terdiri dari sebagaian mineral membentuk kristal dan sebagiannya membentuk gelas, hal ini menunjukkan

proses kristalisasi berlangsung relatif lama namun masih memingkinkan terbentuknya mineral dengan bentuk kristal yang kurang.  Holohyalin Tekstur batuan yang kenampakannya terdiri dari mineral yang keseluruhannya berbentuk gelas, hal ini menunjukkan bahwa proses kristalisasi magma berlangsung relatif singkat sehingga tidak memungkinkan pembentukan mineral mineral dengan bentuk yang sempurna. Ukuran Batuan Ukuran batuan yang dihasilkan dari letusan gunung api terbagi menjadi 4, antara lain : 1. Bomb ( d > 64 mm) Bomb adalah gumpalan-gumpalan lava yang mempunyai ukuran lebih besar dari 64 mm. 2. Block (d > 64 mm) Block adalah batuan piroklastik yang dihasilkan oleh erupsi eksplosif dari fragmen batuan yang sudah memadat lebih dulu dengan ukuran lebih besar dari 64 mm. 3. Lapili (d = 2 – 64 mm) Lapili berasal dari bahasa latin lapillus, yaitu nama untuk hasil erupsi ekplosif gunung api yang berukuran 2 mm – 64 mm. 4. Debu / ash (d < 2 mm) Debu adalah batuan piroklastik yanh berukuran 2 mm – 1/256 mm yang dihasilkan oleh pelelmparan dari magma akibat erupsi ekplosif. Bentuk Batuan Piroklastik Bentuk batuan dalam batuan piroklastik sama halnya dengan teksturnya, antara lain: -

Glassy

Glassy adalah bentuk tekstur pada batuan piroklastik yang nampak pada batuan tersebut ialah glass. -

Fragmental

Fragmental ialah bentuk tekstur pada batuan piroklastik yang nampak pada batuan tersebut ialah fragmen-fragmen hasil letusan gunung api. Struktur Batuan Piroklastik Struktur batuan piroklastik pada prinsipnya sama dengan struktur batuan beku, seperti struktur skoria, vesikuler, massive maupun amikdoloidal maupun struktur batuan sedimen, yaitu struktur perlapisan graded bedding atau cross bedding. Tahap Penamaan Batuan Piroklastik

Klasifikasi penamaan batuan piroklastik secara umum dibedakan atas : Klasifikasi berdasarkan fragmen piroklastiknya ( Fisher, 1966 dan Schimid, 1981) yaitu : 

Aglomerat, bila batuan disusun oleh fragmen piroklastik dominan berupa

bom yang berukuran > 64 mm. 

Breksi piroklastik, bila batuan disusun oleh fragmen piroklastik dominan

berupa blok yang berukuran > 64 mm. 

Breksi tufa, bila batuan disusun oleh percampuran fragmen piroklastik

blok maupun ash. 

Tufa, bila batuan disusun oleh fragmen piroklastik berupa ash dan lapilli

dimana ash lebih dominan. 

Tufa lapilli, bila batuan disusun oleh fragmen piroklastik berupa lapili dan

ash dimana lapilli lebih dominan. Oleh Schimid (1981), tufa lapili disebut juga lapilli.

Size

Wentworth William

Twen Hofel

Fisher

(mm)

1932 Blocks = Volcanik breccia

1950 Bombs

1961

256

Coarse Blocks Bomb = anglomerat and

128 64 32

Lapili = Lapili tuff

Lapili

Fine

Bomb

10 8 4

Lapili

Coarse ash = Fine ash

2 0.5

Coarse ash Coarse ash

0.250 0.125 0.0825

Fine ash (Fine tuff) Fine ash

Fine ash Tabel 3.1.

Klasifikasi batuan piroklastik oleh Wentworth, william (1932), Twen Hofel (1950), Fisher (1961)

Klasifikasi untuk tufa, berdasarkan pada material penyusun tufa ( W. T. G, 1954 ) dibedakan atas: 

Tufa gelas, tufa yang dominan disusun oleh material gelas.



Tufa kristal, tufa yang dominan disusun oleh material kristal.



Tufa litik, tufa yang dominan disusun oleh material litik.

2. PROSES DAN STRUKTUR SEDIMEN KHAS BATUAN VOLKANIKLASTIK 1. Endapan jatuhan piroklastik (pyroclastic fall deposits) Dihasilkan dari letusan eksplosif yang melemparkan material-material vulkanik dari lubang vulkanik ke atmosfer dan jatuh ke bawah dan terkumpul di sekitar gunung api. Endapan ini umumnya menipis dan ukuran butir menghalus secara sistimatis menjauhi pusat erupsi, sebaran mengikuti topografi, pemilahannya baik, struktur gradded bedding normal & reverse, komposisi pumis, scoria, abu, sedikit lapili dan fragmen litik, komposisi pumis lebih besar daripada litik.

Endapan jatuhan piroklastik menurut Walker,1983

2. Endapan aliran piroklastik (pyroclastic flow deposits) Dihasilkan dari pergerakan lateral di permukaan tanah dari fragmenfragmen piroklastik yang tertransport dalam matrik fluida (gas atau cairan yang panas) yang dihasilkan oleh erupsi volkanik, material vulkanik ini tertransportasi jauh dari gunung api.

Skematik endapan Piroklastik aliran (Cas dan Wright, 1988)

Endapan ini umumnya pemilahannya buruk, mungkin menunjukan grading normal fragmen litik dan butiran litik yang padat, yang semakin berkurang menjauhi pusat erupsi, sortasi buruk dan butiran menyudut, sebaran tidak merata dan menebal di bagian lembah. Contoh : lahar yaitu masa piroklastik yang mengalir menerus antara aliran temperatur tinggi (> 1000C) di mana material piroklastik ditransportasikan oleh fase gas dan aliran temperatur rendah yang biasanya bercampur dengan air.

Mekanisme terjadinya aliran piroklastik (Cas dan Wright, 1988)

Contoh struktur sedimen piroklastik jatuhan

3. Endapan surge piroklastik (pyroclastic surge deposits) Pergerakan lateral material- material piroklastik (low concentration volcanic particles,gases,andwater;rasio partikel : gas rendah; konsentrasi partikel relatif rendah) yang mengalir dalam turbulent gas yang panas. Pyroclastic surge dibentuk langsung dari erupsi explosif phreatomagmatic dan phreatic (base surge) dan dalam asosiasi dengan erupsi dan emplacement pyroclastic flow (ash cloud surge & ground surge). Karekteristiknya, endapan ini menunjukan stratifikasi bersilang, struktur dunes, laminasi planar, struktur anti dunes dan pind and swell, endapan sedikit menebal di bagian topografi rendah dan menipis pada topografi tinggi, terakumulasi dekat vent.

Endapan Piroklastik Surge Walker, 1983

Mekanisme terbentuknya Endapan Surge

Secara keseluruhan bentuk dari endapan piroklastik apabila terdapat dalam sebuah morfologi dapat digambarkan seperti berikut:

Bentuk endapan piroklastik berdasarkan morfologi

a.

Basement Pada daerah Jawa Timur tidak ditemukan adanya batuan Basement, batuan

basement ini ditemukan tersingkap pada bagian barat Jawa Timur yaitu di

Kompleks Basement Karangsambung dan Bukit Jiwo ( Gambar 2). Batuan yang tersingkap terdiri atas ofiolite dan potongan busur kepulauan (Smyth dkk. (2005). b. Sistem Pertama Sedimentasi ini berasal pada saat umur Awal Kenozoikum, endapan ini berstruktur angular unconformity dengan basement. Sedimen pada sistem ini terdiri atas konglomerat fluvial. Di atasnya terdapat sekuen trangresif dari batubara, konglomerat, lempung, dan pasir kuarsa dari Formasi Nangulan yang berumur Eosen Tengah (Lelono 2000 , dalam Smyth dkk. 2005). Pada batupasir terdiri dari depu lapisan vulkanik, pumice, dan lapisan selang seling tuff dan mudstone. Semakin ke atas terjadi perubahan komposisi batupasir berupa peningkatan mineral feldspar . Pada sistem ini material volkanik meningkat dan sedimen berubah dari kaya akan kuarsa menjadi kaya mineral feldspar. Sedimen pada sistem ini diperkirakan setebal 1000 m yang tersingkap pada bagian barat ( Karangsambung , Nangulan dan Jiwo). Pada bagian atas sistem ini terdapat unconformity ini dapat diinterpretasi terjadi akibat dari penurunan muka air laut. Sedimentasinya memiliki orientasi perlapisan yang hampir sama, dengan tidak adanya kegiatan deformasi. c.

Sistem Ke-Dua Pada sistem ini endapan yang ditemukan berupa hasil dari vulkanik primer

berumur oligo – miosen yang menutupi sebagian zona Pegunungan Selatan. Pada saat ini terjadi aktivitas vulkanik yang sangat intensif , eksplosif dan bertipe Plinian (Smyth dkk., 2005). Endapan berupa batuan Andesite – Riolit , termasuk abu vulkanik, Tuff kristal, Pumice – Breksia litik , lava dome danlava flows. Tebal lapisan berkisar antara 250 m - 2000 m. Sistem ini dan vulkanik aktifitas terekam sebagai vulkanisme dengan umur pendek dan mungkin terjadi letusan besar (Smyth dkk. 2005). d. Sistem Ke-Tiga Sedimen sistem ini sekitar 500 m terekam sebagai pengerosian sistem ke – dua dan peningkatan endapan karbonat. Terumbu berkembang sangat baik dan terjadi penurunan aktifitas vulkani secara besar , sehingga mengakibatkan kematian aktifitas vulkanik.

DAFTAR PUSTAKA Endarto, Danang. 2006. Pengantar Geologi Dasar. Bandung: FITB-ITB

Soeroto, Bambang. 1994. Diktat Kuliah Geomorfologi. Yogyakarta: UPN Veteran Yogyakarta. Referensi lain: Karami,

Ghozian.

2010.

Sedimen

Biogenik

Kimia

dan

Volkanogenik.

http://geofact.blogspot.com/2010/02/sedimen-biogenik-kimia-danvolkanogenik.html (diakses Senin, 20 April 2015) Yayang. 2010. Batuan Sedimen The present is the key to the past. http://cogangeologist.blogspot.com/2010/12/batuan-sedimen_16.html (diakses Senin, 20 April 2015)