Batuan Metamorf: Pengertian, Tipe, Struktur, Tekstur, dan Contohnya

 4.1 PENDAHULUAN

Kita sudah mengetahui bahwa batuan metamorf merupakan salah satu batuan yang terdapat di bumi. Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk akibat proses perubahan temperatur dan atau tekanan dimana batuan tersebut telah memasuki kesetimbangan baru tanpa merubah komposisi kimia dan tanpe melalui fasa cair, proses pembentukan yang sering kita kenal yaitu metamorfisme. 

Baca juga :

Petrologi: Ilmu yang Membuka Rahasia Batuan di Bumi I Download MindMap Petrologi untuk Persiapan Kompre

Dalam pembentukannya, proses metamorfisme dikontrol oleh 3 faktor yaitu temperature, tekanan dan kimia fluida. 

1. Temperatur

Kenaikan temperatur diakibatkan oleh adanya sumber panas yang berasal dari adanya intrusi magma dan peluruhan radioaktif.

2. Tekanan
   Proses kenaikan tekanan dalam mengontrol batuan metamorf dapat diakibatkan oleh proses pembebanan material diatasnya ataupun diakibatkan oleh proses tektonik.

3. Kimia Fluida

Ruang terbuka antara butiran mineral secara potensial akan mengandung fluida ( H20 ). Air dan karbondioksida ditemukan dalam jumlah yang sedikit di antara kristal mineral atau dalam ruang pori batuan yang mengalami reaksi kimia yang akan menghasilkan mineral baru. 

Dalam proses metamorfisme dikenal istilah low grade dan high grade. Low grade  adalah proses metamorfisme yang dicirikan dengan keadaan temperatur di suhu 200 – 320 oC, tekanan yang relatif rendah serta melimpahnya mineral hidrous yaitu klorit, serpentinit, mineral lempung. Kemudian pada istilah high grade merupakan proses metamorfisme yang dicirikan dengan keadaan temperatur yang tinggi yaitu >320oC, tekanan yang cukup tinggi serta mulai hadirnya mineral mineral nonhidrous yaitu piroksen, garnet, amfibol.

Dalam perkembangannya, proses metamorfisme mengalami prose prograde dan retrograde. Prograde merupakan perubahan pada batuan yang menunjukkan peningkatan tingkat metamorfik yang menghasilkan mineral yang  beradaptasi pada temperatur tinggi. Ini terjadi jika tekanan dan temperatur meningkat. Kemudian apabila terjadinya penurunan temperatur atau tekanan akan mengakibatkan turunya tingkat metamorfisme yang kita kenal dengan retrograde. 

Gambar 4.1. Hubungan tektonik lempeng dan batuan metamorf ( Ringwood,1994)

Mineral penyusun batuan metamorf tentunya akan berbeda dengan jenis batuan lainnya. Berikut beberapa sifat fisik mineral pada batuan metamorf.

Gambar 4.2 Karakteristik mineralogy batuan metamorf

Proses pertumbuhan mineral saat terjadinya metamorfisme pada fase padat dapat dibedakan menjadi 3 yaitu ( Jackson,1970 ) :

1. Secretionary growth

Proses pertumbuhan kristal hasil reaksi kimia fluida pada suatu batuan yang diakibatkan oleh adanya tekanan pada batuan itu sendiri.

2. Concentionary growth

Proses pendesakan kristal oleh kristal lainnya untuk membuat ruang pertumbuhan.

3. Replacement

Proses penggantian mineral lama oleh mineral baru.

Tekanan merupakan faktor yang mempengaruhi stabilitas mineral pada batuan metamorf. Dalam hal ini dikenal dua kelompok mineral yaitu :

1. Stress mineral

Stress mineral merupakan mineral yang kisaran stabilitasnya akan semakin besar bila terkena tekanan yang artinya mineral ini tahan terhadap tekanan. Contohnya adalah kloritoid, staurolite, kyanite.

2. Antistress mineral

Antistress mineral merupakan mineral yang kisaran stabilitasnya akan semakin kecil apabili terkena tekanan yang artinya mineral ini tidak tahan terhadap tekanan. Contohnya adalah andalusit, kordierit, augit, hypersthene, olivine, potassium, feldspar dan anartosit.

4.2 TIPE METAMORFISME

Berdasarkan proses keterbentukannya, metamorfisme dapat dibedakan sebagai berikut :

1. Metamorfisme termal/kontak

Prose metamorfisme termal ataupun kontak terjadi akibat adanya kenaikan temperatur yang dapat terjadi disekitar intrusi yang dimensi luasannya bergantung kepada komposisi dimensi dan kedalaman intrusi.

2. Metamorfisme regional/dynamothermal 

Proses metamorfisme ini terjadi akibat adanya kenaikan temperatur dan tekanan. Proses ini dapat terjadi di jalur orogen yang meliputi daerah yang luas dimana kenaikan P dan T naik secara progressive.

3. Metamorfisme kataklastik

Proses metamorfisme ini diakibatkan oleh adanya tektonik seperti sesar yang menyebabkan terbentuknya zona hancuran, granulasi,breksi sesar, milonit, filonit yang kemudian diikuti oleh proses rekristalisasi.

4. Metamorfisme burial

Proses metamorfisme ini diakibatkan oleh adanya pembebanan yang dapat terjadi di cekungan sedimentasi dimana proses perubahan ini ditandai dengan hadirnya mineral zeolite.

5. Metamorfisme lantai samudra

Proses metamorfisme ini diakibatkan oleh adanya pemekaran lantai samudra di punggungan tengah samudera.

4.3. STRUKTUR BATUAN METAMORF

Struktur batuan metamorf adalah kenampakan batuan yang berdasarkan ukuran, bentuk atau orientasi unit poli granular batuan tersebut (Jackson, 1970). Pembahasan mengenai struktur juga meliputi susunan bagian massa batuan termasuk hubungan geometrik antar bagian serta bentuk dan kenampakan internal bagian-bagian tersebut (Bucher & Frey, 1994).  Secara umum struktur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi 2 yaitu : struktur foliasi dan struktur non foliasi.

1. Struktur Foliasi

Struktur foliasi merupakan struktur paralel yang ditimbulkan oleh mineral pipih/ mineral prismatik, seringkali terjadi pada metamorfosa regional dan metamorfosa kataklastik.Tekanan mengakibatkan mineral tabular dalam batuan metamorf tumbuh sejajar dengan yang lainnya dan tegak lurus terhadap tekanan, menghasilkan adanya pengarahan mineral. 

Struktur foliasi dibedakan sebagai berikut :

1. Slaty : 

Struktur salty merupakan struktur foliasi planar yang dijumpai pada bidang belah batu sabak/slate. Pada jenis struktur ini ditandai dengan mulai hadirnya mineral mika. 

2. Filitik (Phylitic)

Struktur filitik merupakan struktur foliasi yang menampakan rekristalisasi lebih kasar daripada slaty cleavage. Batuan ini akan lebih mengkilap daripada batusabak, dikarenakan mulai banyaknya mineral mika.  Pada struktur ini mulai terjadi pemisahan mineral pipih dan mineral granular meskipun belum begitu jelas/belum sempurna.

3. Schist
   
   

   

Struktur schist merupakan struktur foliasi yang menampakan perulangan dari mineral pipih dan mineral granular dengan orientasi yang menerus atau sering disebut dengan close schistosity.

4. Gneiss

Struktur gneiss merupakan struktur foliasi yang menampakan perulangan dari mineral pipih dan mineral granular dengan orientasi yang tidak menerus atau sering disebut dengan open schistosity.

2. Struktur Non Foliasi

Struktur Non Foliasi merupakan struktur yang dibentuk oleh mineral-mineral yang equidimensional, seringkali terjadi pada metamorfosa termal/kontak.

Struktur non foliasi dapat dibedakan sebagai berikut : 

1. Granulose 

Struktur non foliasi yang terdiri dari mineral-mineral granular

2. Hornfelsic 

Struktur non foliasi yang dibentuk oleh mineral-mineral equidimensional dan equigranular, tidak terorientasi, khusus akibat metamorfosa termal, batuannya disebut hornfels.

3. Cataclastic 

Struktur non foliasi yang dibentuk oleh pecahan/fragmen batuan atau mineral berukuran kasar dan umumnya membentuk kenampakan breksiasi, terjadi akibat metamorfosa kataklastik, batuannya disebut cataclasite (kataklasit)

4.4. TEKSTUR BATUAN METAMORF

Tekstur batuan metamorf adalah kenampakan batuan yang berdasarkan ukuran, bentuk atau orientasi butir mineral individual penyusun batuan metamorf (Jackson, 1970). 

Tekstur batuan metamorf berdasarkan ketahanan terhadap proses metamorfosa

1. Tekstur relic (sisa) : tekstur batuan metamorf yang masih menunjukan sisa tekstur batuan asalnya atau tekstur batuan asalnya masih tampak pada batuan metamorf tersebut. Penamaannya dengan memberi awalan blasto (kemudian disambung dengan nama tekstur sisa), misalnya : tekstur blasto porfiritik (batuan metamorf yang tekstur porfiritik batuan beku asal nya masih bisa dikenali) atau dengan memberi awalan “meta” untuk memberikan nama batuan metamorf bila masih dikenali sifat dari batuan asalnya, misalnya metasediment, metagraywacke, metavolcanic, dsb.

2. Tekstur kristaloblastik : setiap tekstur yang terbentuk pada saat metamorfosa. Penamaannya dengan memberi akhiran blastik, dipakai untuk memberikan nama tekstur yang terbentuk oleh rekristalisasi proses metamorfosis, misal tekstur porfiroblastik yaitu batuan metamorf yang memperlihatkan tekstur mirip porfiritik pada batuan beku, tapi tekstur ini betul-betul akibat rekristalisasi metamorfosis.

Tekstur batuan metamorf berdasarkan bentuk individu kristal

1. Idioblastik : mineralnya berbentuk euhedral

2. Hypidioblastik : mineralnya berbentuk subhedral

3. Xenoblastik/alotrioblastik : mineralnya berbentuk anhedral

Tekstur batuan metamorf berdasarkan bentuk mineral

Tekstur Homeoblastik : bila terdiri dari satu tekstur saja yaitu :

1. Lepidoblastik : terdiri dari mineral-mineral tabular/pipih, misalnya mineral mika (muskovit, biotit)

2. Nematoblastik : terdiri dari mineral-mineral prismatik, misalnya mineral plagioklas, k-felspar, piroksen

3. Granoblastik : terdiri dari mineral-mineral granular (equidimensional), dengan batas mineralnya sutured (tidak teratur), dengan bentuk mineral anhedral, misalnya kuarsa.

4. Granuloblastik : terdiri dari mineral-mineral granular (equidimensional), dengan batas mineralnya unsutured (lebih teratur), dengan bentuk mineral anhedral, misalnya kuarsa.

Tekstur Hetereoblastik : bila terdiri lebih dari satu tekstur homeoblastik, misalnya lepidoblastik dan granoblastik, atau lepidoblastik, nematobalstik dan granoblastik.

Beberapa tekstur khusus lainnya yang umumnya tampak pada pengamatan petrografi

1. Porfiroblastik : kristal yang lebih besar (porphyroblast) dikelilingi oleh mineral-mineral yang berukuran lebih kecil.

2. Poikiloblastik : tekstur porfiroblastik dengan porphyroblast tampak melingkupi beberapa kristal yang lebih kecil.

3. Mortar Texture : fragmen mineral yang besar terdapat pada masa dasar material yang berasal dari kristal yang sama yang terkena pemecahan (crushing).

4. Decussate Texture : tekstur kristaloblastik batuan polimineralik yang tidak menunjukan keteraturan orientasi.

5. Sacaroidal Texture : tekstur yang kenampakannya seperti gula pasir.

5. KLASIFIKASI BATUAN METAMORF

Klasifikasi batuan metamorf berdasarkan struktur foliasi dan non foliasi :

Klasifikasi batuan metamorf berdasarkan komposisi kimia batuan asal

• Batuan metamorf pelitik, berasal dari batuan lempungan (batulempung, serpih, batulumpur); komposisinya banyak mengandung Al2O3, K2O, dan SiO2; batuannya kebanyakan bertekstur skistosa contohnya sekis, batusabak, dll.;  mineralogi: muskovit, biotit, kianit, silimanit, kordierit, garnet, stauroeit; secara umum batuan pelitik akan berubah menjadi batuan metamorfosis dengan meningkatnya T, akan terbentuk berturut-turut : batusabak🡪filit🡪sekis🡪genes.

• Batuan metamorf kuarsa-felspatik, berasal dari batupasir atau batuan beku felsik (misalnya granit, riolit), dicirikan kandungan SiO2 tinggi dan MgO serta FeO rendah, hasilnya batuannya bertekstur bukan skistosa.

• Batuan metamorf karbonatan, berasal dari batuan yang berkomposisi CaCO3 (batugamping, dolomit), hasil metamorfosa berupa marmer, bila batuan asal (batugamping) mengandung MgO dan SiO2 akan terbentuk mineral tremolit, diopsid, wolastonit dan mineral karbonatan yang lain, bila batuan asal mengandung cukup Al2O3 akan terbentuk mineral plagioklas, epidot, hornblende yang hampir mirip dengan mineralogi batuan metamorf yang berasal dari batuan beku basa.

• Batuan metamorf basa, berasal dari batuan beku basa (SiO2 sekitar 50%), batuan metamorfnya disebut metabasite, batuan asal banyak mengandung MgO, FeO, CaO dan Al2O3 maka mineral metamorfosanya berupa klorit, aktinolit, epidot (fasies sekis hijau) dan hornblende (fasies amfibolit), untuk T lebih tinggi akan muncul klino dan ortopiroksen dan plagioklas.

• Batuan metamorf ultra basa, berasal dari batuan beku ultra basa, batuan hasil metamorfosa berupa serpentinit, sering dijumpai pada daerah metamorf yang mengandung glaukofan.

6. FASIES METAMORFISME

Fasies metamorf yaitu batuan yang terekristalisasi pada temperatur, tekanan dan potensial kimia H2O tertentu. Konsep fasies metamorfik menurut Barker (1990) didasarkan pada proses metamorfisme dan pemahaman sejarah P dan T dari fasies metamorfik serta analisis paragenesa batuan protolithnya.

Klasifikasi batuan metamorf batuan metamorf (Barker, 1990)

4.7 PENAMAAN BATUAN METAMORF BERDASARKAN TEKSTUR DAN MINERALOGINYA

Batusabak

• Mineral utama: seringkali masih berupa mineral lempung; mineral tambahan: muskovit, biotit, kordierit, andalusit.

• Warna: abu-abu gelap yang mengkilap. 

• Struktur: foliasi (sekistose) mulai tampak namun belum jelas (slaty cleavage).

• Tekstur: lepidoblastik dan granoblastik tetapi tanpa selang-seling mineral pipih dan mineral granular dengan butiran yang halus.

• Metamorfosa: regional.

Filit

• Mineral utama : kuarsa, serisit, klorit; mineral tambahan: plagioklas, mineral bijih.

• Warna: terang, abu-abu perak, abu-abu kehijauan, lebih mengkilap daripada batu sabak. 

• Struktur: foliasi (sekistose) mulai jelas dibandingkan dengan batu sabak (tekstur filitik).

• Tekstur: mulai granoblastik sampai lepidoblastik dengan mulai terlihat perselingan antara mineral pipih dan mineral granular, butiran mulai lebih kasar daripada batu sabak.

• Metamorfosa: kataklastik.

Sekis

• Mineral utama: biotit, muskovit, kuarsa (sekis mika), klorit (sekis klorit), talk (sekis talk) dll. 

• Warna: tergantung dari mineralnya misalnya sekis mika umumnya putih, hitam, mengkilap. 

• Struktur: foliasi (sekistose tertutup).

• Tekstur: granoblastik dan lepidoblastik, perselingan antara mineral pipih dan mineral granular baik sekali, butiran umumnya sudah kasar.

• Metamorfosa: regional.

Gneis

• Mineral utama: k-felsfar, plagioklas, biotit, muskovit, kuarsa. 

• Warna: sesuai dengan batuan asalnya, misalnya dari granit atau batupasir arkose. 

• Struktur: foliasi (sekistose terbuka/gneisose).

• Tekstur: granoblastik dan lepidoblastik, mineral pipih dipotong oleh mineral granular.

• Metamorfosa: regional.

Kuarsit

• Mineral utama: kuarsa, mineral tambahan: muskovit, biotit, k-felsfar, mineral bijih.

• Warna: putih terang, warna lainnya tergantung warna mineral tambahannya.

• Struktur: masif, kadang-kadang berfoliasi.

• Tekstur: granoblastik tipe mosaik, kadang-kadang sacaroidal.

• Metamorfosa: regional dan termal

Serpentinit

• Mineral utama: serpentin, mineral tambahan: mineral bijih, mineral sisa: olivin, piroksen.

• Warna: hijau terang – hijau kekuningan

• Struktur: masif, kadang-kadang terdapat struktur sisa dari peridotit.

• Tekstur: lamelar, selular, tekstur sisa dari piroksen (bastit).

• Metamorfosa: regional 

Amfibolit

• Mineral utama: amfibol, plagioklas, mineral tambahan: kuarsa, epidot, klorit, biotit, garnet, mineral bijih.

• Warna: hijau/hitam bintik-bintik putih atau kuning.

• Struktur: masif atau berfoliasi, kadang-kadang ada struktur sisa dari metagabro atau meta lava basal.

• Tekstur: idioblastik/nematoblastik, kadang-kadang poikiloblastik (plagio-klas), lepidoblastik (biotit), porfiroblastik (garnet), berukuran sedang-kasar.

• Metamorfosa: regional

Granulit

• Mineral utama: kuarsa, k-felspar, plagioklas, garnet, piroksen, sedikit mika.

• Warna: bervariasi dari terang sampai gelap, tergantung mineralnya. 

• Struktur: masif dengan besar butir bervariasi.

• Tekstur: granoblastik, gneisosa seringkali mineral kuarsa berbentuk pipih, berukuran sedang-kasar.

• Metamorfosa: regional

Eklogit

• Batuan metamorf berkomposisi basik, mineral utama: ompasit (klinopiroksen), garnet, kuarsa.

• Warna: hijau-merah dengan bintik-bintik. 

• Struktur: masif dengan besar butir bervariasi.

• Tekstur: granoblastik seringkali porfiroblastik, berukuran sedang-kasar.

• Metamorfosa: regional

Marmer

• Mineral utama: kalsit; kadang-kadang dolomit, piroksen, amfibol, flogopit, ada mineral bijih atau oksida besi.

• Warna: putih dengan garis-garis hijau, abu-abu, coklat dan merah. 

• Struktur: masif dengan besar butir bervariasi.

• Tekstur: granoblastik dengan tekstur sacaroidal.

• Metamorfosa: kontak dan regional

Hornfels

• Mineral utama: andalusit, silimanit, kordierit, biotit, k-felsfar.

• Warna: terang, merah, coklat, ungu dan hijau. 

• Struktur: masif kadang-kadang dengan sisa foliasi.

• Tekstur: hornfelsik, granoblastik, poikiloblastik, kadang-kadang porfiro-blastik, dengan tekstur mosaik, butiran ekuidimensional, tidak berorientasi, butiran halus.

• Metamorfosa: kontak.

MindMap Ilmu Petrologi

Untuk memudahkan kamu mempelajari ilmu Petrologi secara keseluruhan terutama kamu yang ingin menghadapi ujian komprehensif, saya telah membuat sebuah mindmap yang menyajikan pokok-pokok bahasan yang telah saya tulis dalam artikel ini secara lebih mendalam dengan teori-teori dan materi yang sering kali ditanyakan. Kamu bisa mengunduh mindmap tersebut dengan mengklik link di bawah ini.

Download Mindmap Ilmu Petrologi

Semoga mindmap ini bermanfaat bagi kamu. 😊