Batuan Metamorf

A. Pengertian Batuan Metamorf

Kata metamorf berasal dari bahasa Yunani, yaitu ”metamorphism” dimana ”meta” yang artinya ”berubah” dan ”morph” yang artinya ”bentuk”. Pengertian metamorf dalam geologi merujuk pada perubahan dari kelompok mineral dan tekstur batuan. Perubahan terjadi dalam suatu batuan yang mengalami tekanan dan temperatur yang berbeda.

Gambar. Animasi melting pada batuan metamor (Sumber: Mc Knight, Tom L & Hess, Darrel, 2008)

dowload animasi

Batuan metamorf berarti batuan yang terbentuk dari batuan asal (batuan beku, sedimen, metamorf) yang mengalami perubahan. Perubahan tersebut dapat terjadi karena berbagai sebab, antara lain: temperatur tinggi, tekanan tinggi, serta temperatur dan tekanan tinggi. Penjelasan mengenai ketiga faktor tersebut sebagai berikut.

1. Temperatur tinggi

Temperatur tinggi berasal dari magma. Batuan ini berdekatan dengan dapur magma, sehingga ini disebut metamorf kontak. Contoh: marmer dari batugamping (limestone) dan antrasit dari batubara.

Gambar. Salah satu tambang marmer yang ada di Kecamatan Besuki, Tulungagung

Dua aktivitas geologi yang berupa vulkanisme dan tektonisme berkaitan erat dengan terdapatnya batuan metamorf di kawasan Tulungagung selatan. Jenis batuan metamorf yang ada di kawasan ini adalah marmer, yang merupakan malihan dari limestone. Batuan metamorf di kawasan ini tidak tersebar secara meluas, yaitu hanya di sekitar Desa Besole Kecamatan Besuki.

2. Tekanan tinggi

Tekanan yang tinggi dapat berasal dari endapan-endapan yang tebal sekali. Contoh, batulumpur (mudstone) menjadi batutulis (slate). Batuan ini banyak dijumpai di daerah patahan atau lipatan.

Gambar. Batulempung (mudstone) yang berubah menjadi batutulis (slate) (Sumber: http://en.wikipedia.org)

Gambar di atas menunjukkan perubahan pada mudstone yang berubah menjadi slate. Slate terbentuk pada temperatur dan suhu yang rendah. Oleh karena itu, agen metamorfosis yang paling berperan adalah tekanan terhadap batuan tersebut. Slate ditandai oleh struktur foliasi (slaty cleavage) dan tersusun atas butir-butir yang sangat halus (very fine grained).

3. Temperatur dan tekanan tinggi

Tekanan dan suhu tinggi terjadi bila ada pelipatan dan pergeseran saat pembentukan pegunungan. Proses seperti ini disebut metamorfosis pneumatolistik, contoh: Sekis. Batu Sekis yang ditemukan di lapangan dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar. Batuan Sekis di Kali Brengkok, Karangsambung, Kebumen (Sumber: LIPI-Balai Informasi dan Konservasi Kebumian)

Sekis berasal dari mineral asam lempeng benua. Batuan ini berkilauan ketika tertimpa sinar matahari dan merupakan batu tertua yang tersingkap di Pulau Jawa. Pengukuran dengan radioaktif menunjukkan batuan ini berumur 121 juta tahun, dari Zaman Kapur. Batuan alas Pulau Jawa ini memiliki nilai ilmiah tinggi karena membuktikan bahwa sejak zaman itu telah terjadi tumbukan lempeng samudera dengan lempeng benua di kawasan Karangsambung.

B. Klasifikasi Batuan Metamorf

Batuan metamorf dibagi menjadi 3, yaitu: batuan metamorf kontak, dinamo, dan pneumatolistik. Batuan-batuan metamorf tersebut akan dijelaskan sebagai berikut.

1. Metamorf termal (kontak)

Batuan metamorf yang terbentuk karena pengaruh suhu yang sangat panas. Suhu yang panas dikarenakan letaknya dekat dengan magma. Contoh dari batuan metamorf kontak adalah marmer. Marmer termasuk batuan malihan dari batugamping.  Berkaitan dengan hal tersebut, suhu yang panas akan membakar bahkan mencairkan batugamping. Pada tahap selanjutnya, batugamping mengalami pendinginan dan menjadi marmer.

Gambar. Salah satu tambang Batu Marmer di Desa Besole, Kecamatan Besuki, Tulungagung (Sumber: http:// beritadaerah.co.id) 

Gambar di atas menunjukkan salah satu pertambangan marmer di Kecamatan Besuki. Marmer dapat terbentuk di Kecamatan Besuki karena daerah tersebut merupakan pegunungan kapur. Formasi lapisan batuan kapur yang ada di Tulungagung terbentuk oleh pengangkatan dasar lautan. Pengangkatan tersebut terjadi karena adanya aktivitas tektonik, yakni batas lempeng Indo-Australia dengan Eurasia.

Dua aktivitas geologi yang berupa vulkanisme dan tektonisme berkaitan erat dengan terdapatnya marmer di kawasan Tulungagung selatan. Hipotesis yang pertama pembentukan marmer disebabkan oleh aktivitas vulkanisme. Panas yang ditimbulkan oleh magma dapat mengubah batugamping menjadi marmer. Kelemahan dari hipotesis ini, marmer yang ada di Tulungagung masih mempunyai komposisi mineral yang sama dengan batugamping yang ada di sekitarnya. Seharusnya, komposisi marmer mengalami perubahan jika terjadi melalui metamorf kontak.

Aktivitas endogenik lainnya yang mempengaruhi pembentukan marmer di Tulungagung adalah tektonisme. Tenaga tektonik menimbulkan tekanan yang yang tinggi. Akibatnya, batugamping akan mengalami rekristalisasi dan  membentuk berbagai foliasi mapun nonfoliasi. Akibat rekristalisasi ini, struktur asal batuan membentuk tekstur baru dan keteraturan butir. Marmer Indonesia diperkirakan berumur sekitar 30–60 juta tahun atau berumur kuarter hingga tersier. Peta di bawah ini akan sedikit menjawab terbentuknya Marmer di Tulungagung.

Gambar. Peta Geologi Tulungagung yang menggambarkan kondisi formasi batuan di daerah tersebut (Sumber: http://www.blog.ub.ac.id)

Keterangan:

• Satuan Breksi/Formasi Arjosari (Toma). Berupa runtuhan endapan turbidit, yang ke arah mendatar berangsur berubah menjadi batuan gunung api.
• Satuan Batugamping/Formasi Campurdarat. Disusun oleh batugamping hablur yang bersisipan dengan batulempung berkarbon.
• Satuan Batu Lempung/Formasi Nampol ( Tmn). Tersusun oleh perulangan batulempung, batupasir dan tuf yang bersisipan konglomerat dan breksi.
• Satuan Batugamping Terumbu/Formasi Wonosari (Tmwl). Litologi tersusun oleh batugamping terumbu, batugamping berlapis, Batugamping berkepingan, batugamping pasiran kasar, batugamping tufan dan napal.
• Satuan Gunung Api Tua/Formasi Mandalika (Tomn). Batuan penyusun berupa breksi gunung api, lava, tuf, batupasir dan batulanau.
• Satuan Breksi Gunung Api/ Formasi Wuni (Tmw). Tersusun oleh breksi gunung api, tuf, batupasir, dan batulanau yang umumnya tufan, bersisipan batugamping.

2. Metamorf dinamo (sintektonik)

Batuan yang terbentuk karena pengaruh tekanan yang sangat tinggi. Batuan metamorf dinamo pada umumnya terjadi di bagian atas kerak bumi. Adanya tekanan dari arah yang berlawanan menyebabkan perubahan butir-butir mineral menjadi pipih dan ada yang mengkristal kembali.

Jenis metamorfosa ini banyak dijumpai pada daerah-daerah patahan dan lipatan. Pada jenis batuan metamorf dinamo, batuan sedimen berubah menjadi batuan hablur, misalnya: Gneis, Sabak, Antrasit, dan Serpih.

Gambar. Antrasit yang ditambang di Ibbenburen, Jerman (Sumber: http://www.en.wikipedia.org)

Gambar di atas adalah contoh Antrasit yang di tambang di IIbenburen, Jerman. Antrasit ditambang dari formasi geologi tertua dan paling lama tinggal di dalam tanah. Antrasit merupakan batubara yang paling keras. Ketika dibakar, antrasit menghasilkan api biru yang sangat panas dan berwarna hitam mengkilat. Antrasit lebih banyak menghasilkan panas dan lebih sedikit asap dibandingkan dengan batubara lainnya.

3. Metamorfik pneumatolitis kontak

Batuan metamorf pneumatolitis kontak terbentuk karena pengaruh gas-gas dari magma. Pengaruh gas panas pada mineral batuan menyebabkan perubahan komposisi kimiawi mineral tersebut. Contoh batuan metamorf pneumatolitis kontak adalah kuarsa dengan gas borium berubah menjadi Turmalin seperti gambar di bawah ini.

Gambar. Turmalin (Sumber: http://www.globalhealingcenter.com/)

Batu Turmalin termasuk batu mineral semi mulia yang terkenal karena kemampuannya. Batu ini dapat membantu dalam proses detoksifikasi tubuh manusia. Turmalin termasuk salah satu mineral yang memiliki kemampuan untuk memancarkan ion negatif dan sinar inframerah jauh. Turmalin juga memiliki kemampuan untuk menjadi sumber muatan listrik sendiri.

B. Struktur Batuan Metamorf

Batuan metamorf memiliki struktur yang unik. Hal ini disebabkan, batuan metamorf terbentuk dari batuan asal yang beraneka ragam. Selain itu, batuan metamorf terbentuk oleh tenaga yang berbeda-beda seperti temperatur, tekanan, atau gabungan keduanya. Penjelasan mengenai struktur batuan metamorf sebagai berikut.

1. Struktur foliasi

Struktur foliasi adalah struktur paralel yang dibentuk oleh mineral pipih/ mineral prismatik. Struktur foliasi seringkali terjadi pada metamorfosa regional dan metamorfosa kataklastik. Beberapa struktur foliasi yang umum ditemukan antara lain, yaitu: Slaty Cleavage, Phylitic, Sekisose, Gneisose.

Gambar. Struktur foliasi batuan metamorf (Sumber: Noor, 2012)

Keterangan:

• Slaty cleavage. Struktur foliasi planar yang dijumpai pada bidang belah batu sabak/slate, mineral mika mulai hadir, batuannya disebut slate (batutulis).
• 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).
• Sekisose. Struktur perulangan dari mineral pipih dan mineral granular, mineral pipih orientasinya menerus/tidak terputus, sering disebut dengan close Sekisosity, batuannya disebut Sekis.
• Gneisose. Struktur perulangan dari mineral pipih dan mineral granular, mineral pipih orientasinya tidak menerus/terputus, sering disebut dengan open Sekisosity, batuannya disebut Gneis.

2. Struktur nonfoliasi

Struktur nonfoliasi adalah struktur yang dibentuk oleh mineral-mineral yang equidimensional dan umumnya terdiri dari butiran-butiran granular. Strktur ini seringkali terjadi pada metamorfosa termal. Beberapa struktur nonfoliasi yang umum ditemukan, yaitu: Granulase, Hornfelsik, Cataclastic, Mylonitic, dan Phylonitic.

Gambar. Struktur nonfoliasi batuan metamorf (Sumber: Noor, 2012)

Keterangan:

• Granulose, struktur nonfoliasi yang terdiri dari mineral-mineral granular.
• Hornfelsik, struktur nonfoliasi yang dibentuk oleh mineral-mineral equidimensional dan equigranular, tidak terorientasi, khusus akibat metamorfosa termal, batuannya disebut Hornfels.
• Cataclastic, struktur nonfoliasi yang dibentuk oleh pecahan/fragmen batuan atau mineral berukuran kasar dan umumnya membentuk kenampakan breksiasi, terjadi akibat metamorfosa kataklastik, batuannya disebut Cataclasite (Kataklasit).
• Mylonitic, struktur nonfoliasi yang dibentuk oleh adanya penggerusan mekanik pada metamorfosa kataklastik, menunjukan 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, menunjukan kilap silky, batuannya disebut Phyllonite (Filonit).

C. Tekstur Batuan Metamorf

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

1. Berdasarkan ketahanan terhadap proses metamorfosa

Berdasarkan ketahanan terhadap prose metamorfosa ini tekstur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi:

a. Tekstur Relic (sisa)

Tekstur batuan metamorf yang masih menunjukan sisa tekstur batuan asalnya. Penamaannya dengan memberi awalan blasto (kemudian disambung dengan nama tekstur sisa), misalnya: tekstur Blastoporfiritik. Penamaan lainnya dengan memberi awalan ”meta”, misalnya Metasedimen, Metagraywacke, Metavulkanik, dsb.

b. Tekstur Kristaloblastik

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

2. Berdasarkan ukuran butir

Berdasarkan butirnya tekstur batuan metmorf dapat dibedakan menjadi:

• Fanerit, bila butiran kristal masih dapat dilihat dengan mata.
• Afanitit, bila ukuran butir kristal tidak dapat dilihat dengan mata.

3. Berdasarkan bentuk individu kristal

Bentuk individu kristal pada batuan metamorf dapat dibedakan menjadi:

• Euhedral, bila kristal dibatasi oleh bidang permukaan bidang kristal itu sendiri.
• Subhedral, bila kristal dibatasi oleh sebagian bidang permukaannya sendiri dan sebagian oleh bidang permukaan kristal disekitarnya.
• Anhedral, bila kristal dibatasi seluruhnya oleh bidang permukaan kristal lain disekitarnya.

Berdasarkan bentuk kristal tersebut maka tekstur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi:

• Idioblastik, apabila mineralnya dibatasi oleh kristal berbentuk euhedral.
• Xenoblastik/Hypidioblastik, apabila mineralnya dibatasi oleh kristal berbentuk anhedral.

4. Berdasarkan Bentuk Mineral

Berdasarkan bentuk mineralnya tekstur batuan metamorf dapat dibedakan menjadi:

• Lepidoblastik, apabila mineralnya penyusunnya berbentuk tabular.
• Nematoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk prismatic.
• Granoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk granular, equidimensional, batas mineralnya bersifat tidak teratur dan umumnya kristalnya berbentuk anhedral.
• Granoblastik, apabila mineral penyusunnya berbentuk granular, equidimensional, batas mineralnya bersifat lebih teratur dan umumnya kristalnya berbentuk anhedral.

Referensi:

• Mc Knight, Tom L & Hess, Darrel, 2008. Physical Geography: A Landscape Appreciation 9^th . Pearson Prentice Hall.
• Noor, Djauhari. 2012. Pengantar Geologi. Bogor: Pakuwon University Press.
• Berbagai sumber