Batuan sebagai bahan induk tanah

Batuan sebagai bahan induk tanah



Batuan adalah material alam yang tersusun atas kumpulan (agregat) mineral

baik yang terkonsolidasi maupun yang tidak terkonsolidasi yang merupakan

penyusun utama kerak bumi serta terbentuk sebagai hasil proses alam. Batuan

bisa mengandung satu atau beberapa mineral. Sebagai contoh ada yang

disebut sebagai monomineral rocks (batuan yang hanya mengandung satu jenis

mineral), misalnya marmer, yang hanya mengandung kalsit dalam bentuk

granular, kuarsit, yang hanya mengandung mineral kuarsa. Di samping

itu di alam ini paling banyak dijumpai batuan yang disebut polymineral rocks

(batuan yang mengandung lebih dari satu jenis mineral), seperti granit atau

monzonit kuarsa yang mengandung mineral kuarsa, feldspar, dan biotit.




Atas dasar cara terbentuknya, batuan dapat dibedakan menjadi 3 kelompok,

yaitu:



1. batuan beku : sebagai hasil proses pembekuan atau kristalisasi magma

2. batuan sedimen : sebagai hasil proses sedimentasi

3. batuan metamorf : sebagai hasil proses metamorfisme



(a)

(b)


GAMBAR 7.1: Contoh batuan kristalin. (a) marmer yang monomineral, dan (b) monzonit

kuarsa yang polimineral





Untuk membedakan ketiga jenis batuan di atas tidak lah sulit. Secara sederhana

dapat dilakukan algoritma pengamatan sebagai berikut:



_ Bedakan apakah batuan itu terdiri atas klastika/detritus atau kristal?



_ Jika batuan terdiri atas klastika/detritus, dapat dipastikan sebagai batuan

sedimen. Arahkan pikiran anda ke deskripsi batuan sedimen klastik.



_ Jika batuan terdiri atas kristal, amati apakah terdiri atas satu macam mineral

(mono-mineralic) atau bermacam-macam kristal (poly-mineralic).



_ Jika batuan merupakan batuan kristalin yang monomineralik, amati

lebih detail bagaimana kontak antar kristal. Apakah merupakan kontak

belahan atau kontak suture. Jika batuan yang monomineralik ini mempunyai

kontak belahan maka dapat dipastikan sebagai batuan sedimen

non-klastik. Kontak suture disebabkan oleh tekanan dan reaksi antar

kristal ketika terkena proses metamorfisme.



_ Jika batuan merupakan batuan kristalin yang polimineralik, amati

apakah kontaknya interlocking (saling mengunci) ataukah suture.



_ Batugamping yang tersusun oleh material karbonat dimasukkan ke

dalam kelompok batuan sedimen.

Setelah diketahui dengan pasti jenis batuan yang diamati, sesuaikan kerangka

deskripsi berdasarkan jenis batuannya. Kesalahan dalam deskripsi dapat

menyebabkan perlakuan lebih lanjut terhadap batuan yang diamati menjadi

tidak tepat.



7.1 Macam-macam bebatuan



7.1.1 Batuan beku



A. Proses pembentukan

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk langsung dari pembekuan atau

kristalisasi magma. Proses ini merupakan proses perubahan fase dari fase

cair (lelehan, melt) menjadi fase padat, yang akan menghasilkan kristalkristal

mineral primer atau gelas. Proses pembekuan magma (temperatur dan

tekanan) akan sangat berpengaruh terhadap tekstur dan struktur primer batuan,

sedangkan komposisi batuan sangat dipengaruhi oleh sifat magma asal.



Karakteristik tekstur dan struktur pada batuan beku sangat dipengaruhi

oleh waktu dan energi kristalisasi. Apabila terdapat cukup energi dan waktu

pembentukan kristal maka akan terbentuk kristal berukuran besar, sedangkan

bila energi pembentukan rendah akan terbentuk kristal yang berukuran halus.

Bila pendinginan berlangsung sangat cepat, maka kristal tidak sempat terbentuk

dan cairan magma akan membeku menjadi gelas. Proses ini sangat identik

dengan pembuatan gula pasir, di mana untuk membuat gula yang berukuran kasar

diperlukan waktu pendinginan relatif lebih lama dibandingkan gula yang berukuran

halus.



Berdasarkan kecepatan pendinginan ini, maka batuan beku dapat dibagi

menjadi 3 macam, yaitu batuan beku plutonik, hipabisal dan batuan beku

volkanik yang berturut-turut mempunyai ukuran kristal dari yang paling

kasar ke halus.







GAMBAR 7.2: Seri reaksi Bowen



Urutan mineral yang terbentuk dari kristalisasi magma seiring dengan

penurunan suhu dapat dilihat pada Bowen's reaction series (lihat gambar 1).



Pada seri reaksi Bowen terdapat 2 kelompok, yaitu:

1. seri terputus (discontinuous series), dimana mineral yang terbentuk mempunyai

struktur kristal dan komposisi yang berbeda-beda

2. seri berkesinambungan (continuous series), dimana mineral yang terbentuk

mempunyai struktur kristal yang sama, namun komposisi kimia

penyusunnya yang berbeda.



Akhirnya pada cairan magma akan tersisa silika, potasium dan sodium yang

akan kemudian akan membentuk mineral-mineral K-feldspar, muskovit dan

kuarsa.



Batuan beku berdasarkan atas genesa dapat dibedakan menjadi batuan beku

intrusif, yang terbentuk di bawah permukaan bumi, dan batuan beku ekstrusif,

yang membeku di atas permukaan bumi. Batuan beku ekstrusif masih

dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu batuan aliran (efusif) dan ledakan (eksplosif).





B. Karakteristik



B.1. Sifat fisik



Pengamatan fisik yang perlu diamati adalah warnanya saja. Warna dapat

mencerminkan proporsi kehadiran mineral terang (felsik) terhadap mineral

berwarna gelap (mafik). Dari pengamatan warna ini, dapat memberikan penafsiran

kepada tipe batuan asam, menengah, basa dan ultrabasa. Batuan

beku asam memiliki warna relatif lebih terang dibandingkan dengan batuan

beku menengah atau basa.



B.2. Tekstur

Pengamatan tekstur meliputi, tingkat kristalisasi, keseragaman kristal dan

ukuran kristal yang masing-masing dapat dibedakan menjadi beberapa

macam.



1. Tingkat kristalisasi

_ Holokristalin, seluruhnya terdiri atas kristalin

_ Holohyalin, seluruhnya terdiri atas gelas

_ Hypohyalin, sebagian kristal dan sebagian gelas.



2. Keseragaman kristal

_ Equigranular, mempunyai ukuran kristal yang relatif seragam. Sering

dipisahkan menjadi idiomorfik granular (kristal berbentuk euhedral),

hypidiomorfik granular (kristal berbentuk subhedral) dan allotriomorfik

granular (kristal berbentuk anhedral).



_ Inequigranular (porfiritik), mempunyai ukuran kristal yang tidak seragam.

Kristal yang relatif lebih besar disebut sebagai fenokris (kristal

sulung), yang terbentuk lebih awal. Sedangkan kristal yang lebih halus

disebut sebagai massa dasar.



_ Afanitik, jika batuan kristalin mempunyai ukuran kristal yang sangat

halus dan jenis mineralnya tidak dapat dibedakan dengan kaca pembesar.



3. Ukuran kristal

_ < 1mm !halus

_ 1 . 5mm !sedang

_ > 5mm !kasar



B.3. Komposisi

Mineral pada batuan beku dapat dikelompokkan menjadi mineral utama dan

mineral asesori. Mineral utama merupakan mineral yang dipakai untuk

menentukan nama batuan berdasarkan komposisi mineralogi, karena kehadirannya

pada batuan melimpah. Contoh: ortoklas, plagioklas, kuarsa, piroksen

dan olivin.



Mineral asesori adalah mineral yang keberadaannya pada batuan tidak melimpah,

namun sangat penting dalam penamaan batuan, misalnya biotit atau

hornblende pada granit biotit atau granit hornblende.

Mineral yang sangat halus, misalnya pada batuan yang bertekstur afanitik,

cukup disebutkan kelompok mineralnya saja, misalnya mineral felsik, intermediat

atau mineral mafik. Contoh: Riolit tersusun oleh mineral felsik.





B.4. Struktur

Struktur pada batuan beku adalah kenampakan hubungan antara bagianbagian

batuan yang berbeda. Struktur ini sangat penting di dalam menduga

karakteristik keteknikan, misalnya pada batuan beku yang berstruktur kekar

tiang (columnar joint) akan mempunyai karakteristik keteknikan yang berbeda

dengan batuan beku yang berstruktur kekar lembaran (sheeting joint). Kedua

struktur ini hanya dapat diamati di lapangan.



Macam-macam struktur yang sering dijumpai pada batuan beku adalah:



_ Masif : bila batuan pejal tanpa retakan aau lubang gas



_ Teretakkan : bila batuan mempunyai retakan (kekar tiang atau kekar

lembaran)



_ Vesikuler : bila terdapat lubang gas. Skoriaan, jika lubang gas tidak saling

berhubungan; Pumisan, jika lubang gas saling berhubungan; Aliran,

bila ada kenampakan aliran pada orientasi lubang gas.



_ Amigdaloidal : bila lubang gas terisi oleh mineral sekunder.





7.1.2 Batuan sedimen



A. Proses pembentukan

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk karena proses sedimentasi,

yang meliputi pelapukan, erosi, transportasi dan deposisi (pengendapan).

Proses pelapukan yang terjadi dapat berupa pelapukan fisik maupun pelapukan

kimia. Proses erosi dan transportasi terutama dilakukan oleh media air

dan angin. Proses pengendapan terjadi jika energi transport sudah tidak mampu

mengangkut detritus tersebut. Material yang lepas ini akan diubah menjadi

batuan dengan proses diagenesis dan litifikasi, yang termasuk di dalamnya

kompaksi dan sementasi.



Secara umum batuan sedimen dapat dibedakan menjadi dua golongan besar

berdasarkan cara pengendapannya, yaitu batuan sedimen klastik dan nonklastik.



_ Batuan sedimen klastik tersusun atas butiran-butiran (klastika) yang terbentuk

karena proses pelapukan secara mekanis dan banyak dijumpai

mineral-mineral alogenik. Mineral-mineral alogenik adalah mineral

yang tidak terbentuk pada lingkungan sedimentasi atau pada saat sedimentasi

terjadi. Mineral ini berasal dari batuan asal yang telah mengalami

transportasi dan kemudian terendapkan pada lingkungan sedimentasi.

Pada umumnya berupa mineral yang mempunyai resistensi tinggi,

seperti kuarsa, plagioklas, hornblende, garnet dan biotit.



_ Batuan sedimen non-klastik, terbentuk karena proses pengendapan secara

kimiawi dari larutan maupun hasil aktivitas organik dan umumnya

tersusun oleh mineral-mineral autigenik. Mineral-mineral autigenik

adalah mineral yang terbentuk pada lingkungan sedimentasi, seperti

gipsum, anhidrit, kalsit dan halit.



B. Karakteristik



B.1. Sifat fisik

Pengamatan fisik meliputi pengamatan warna dan derajat kompaksi. Warna

batuan sedimen dapat mencerminkan komposisi dominan atau jenis semen

penyusunnya, misalnya batuan sedimen yang berukuran pasir berwarna kuning

atau kemerahan dapat diduga bahwa batuan tersebut disemen oleh material

yang tersusun oleh oksida besi.



B.2. Tekstur

Tekstur batuan sedimen adalah segala kenampakan yang berhubungan dengan

butiran penyusunnya, seperti ukuran butir, bentuk butir, hubungan antar

butir (kemas). Secara umum tekstur batuan sedimen dapat dibedakan menjadi

2 macam, yaitu klastik dan non-klastik.



Pada tekstur klastik, yang diamati meliputi:



_ Ukuran butir yang dapat dipisahkan berdasarkan skala Wentworth,

seperti bongkah (> 256 mm), berangkal (64 . 256 mm), kerakal (4 . 64

mm), kerikil (2 . 4 mm), pasir (0,063 . 2 mm), lanau (0,004 . 0,063 mm)

dan lempung (< 0,004 mm).



_ Sortasi (pemilahan) dapat berupa sortasi baik, jika besar butiran

penyusunnya relatif sama dan sortasi buruk, jika besar butiran

penyusunnya tidak sama.



_ Bentuk butir dibedakan atas bentuk menyudut (angular) dan membundar

(rounded) serta menyudut/membulat tanggung (subangular atau

subrounded).



_ Kemas dibedakan menjadi 2 macam, yaitu kemas terbuka (matrix supported),

jika butiran yang berukuran besar (fragmen) tidak saling bersentuhan

atau mengambang dalam matrik. Kemas tertutup (class supported)

jika butiran penyusunnya saling bersentuhan satu sama lain.

Pada batuan sedimen yang berukuran > 2 mm, masih dapat dideskripsi lebih

detail mengenai fragmen (butiran yang lebih besar dari ukuran pasir), matrik

(butiran yang berukuran lebih kecil dari fragmen dan diendapkan bersamasama

fragmen), dan semen (material halus yang menjadi pengikat antara matrik

dan fragmen. Semen dapat berupa silika, karbonat, sulfat, atau oksida

besi.

Pada batuan yang bertekstur non-klastik umumnya memperlihatkan kenampakan

mozaik dari kristal penyusunnya. Kristal penyusun biasanya terdiri

dari satu macam mineral (monomineralik), seperti gipsum, kalsit, dan anhidrit.



Macam-macam tekstur non-klastik adalah:

_ Amorf : berukuran lempung/koloid



_ Oolitik : kristal berbentuk bulat yang berkumpul, ukurannya 0,25 . 2

mm



_ Pisolitik : sama seperti oolitik, ukuran butir kristalnya > 2 mm





B.3. Struktur

Struktur pada batuan sedimen sangat penting baik untuk geologi maupun geologi

teknik. Pada analisis geologi struktur ini dapat digunakan untuk menganalisis

kondisi tektonik dari daerah dimana batuan sedimen tersebut dijumpai.

Di samping itu pada bidang batas struktur sedimen secara keteknikan

merupakan bidang lemah. Macam struktur sedimen yang dapat dijumpai,

misalnya:



_ Perlapisan atau laminasi sejajar, bentuk lapisan yang pada awalnya terbentuk

secara horizontal. Posisi lapisan ini dapat berubah jika terkena

proses tektonik, misalnya perlapisan miring atau terkena patahan.



_ Perlapisan silang-siur, perlapisan batuan saling potong-memotong pada

skala kecil, biasanya melengkung.

_ Perlapisan bergradasi (graded bedding), yang dicirikan oleh perubahan



ukuran butiran pada satu bidang perlapisan. Masif, apabila tidak dijumpai

lapisan atau laminasi.



B.4. Komposisi

Pengamatan komposisi pada batuan sedimen lebih kompleks daripada pada

batuan beku, karena batuan sedimen dapat tersusun oleh fragmen batuan

maupun mineral. Namun pada pengamatan komposisi yang ditekankan

cukup pada pengamatan komposisi fragmen dan semen. Fragmen dapat berupa

butiran mineral yang berukuran lebih dari 2 mm maupun batuan lain

(beku, sedimen, dan metamorf).



Semen biasanya tersusun oleh mineral-mineral berukuran halus, seperti

lempung, gipsum, karbonat, oksida besi dan/atau silika. Jenis semen ini akan

berpengaruh terhadap karakteristik keteknikan dari batuan sedimen. Batuan

yang tersemen silika akan mempunyai karakteristik keteknikan yang lebih

baik daripada batuan yang tersemen karbonat. Jenis semen ini bisa diperkirakan

dengan menggunakan alat bantu, misalnya HCl untuk menentukan

hadirnya material karbonat. Semen gipsum biasanya mempunyai warna hampir

sama dengan karbonat, hanya tidak bereaksi dengan HCl. Semen oksida

besi biasanya berwarna kuning atau merah. Sedangkan semen silika biasanya

sangan keras.



7.1.3 Batuan metamorf



A. Proses pembentukan

Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk oleh proses metamorfosa pada

batuan yang telah ada sebelumnya sehingga mengalami perubahan komposisi

mineral, struktur, dan tekstur tanpa mengubah komposisi kimia dan

tanpa melalui fase cair. Proses ini merupakan proses isokimia (tidak terjadi

penambahan unsur-unsur kimia pada batuan), yang disebabkan oleh perubahan

suhu, tekanan dan fluida, atau variasi dari ketiga faktor tersebut.



Secara umum terdapat tiga macam tipe metamorfosa, yaitu:



_ Metamorfosa termal, yang disebabkan oleh adanya kenaikan suhu akibat

terobosan magma atau lava. Proses yang terjadi adalah rekristalisasi

dan reaksi antara mineral dan larutan magmatik serta penggantian dan

penambahan mineral.



_ Metamorfosa regional, terjadi pada daerah yang luas akibat pembentukan

pegunungan. Perubahan terutama disebabkan dominan oleh

tekanan.



_ Metamorfosa dinamik, yang terjadi pada daerah yang mengalami dislokasi

atau deformasi intensif akibat patahan. Proses yang terjadi adalah

perubahan mekanis pada batuan, tidak terjadi rekristalisasi kecuali pada

tingkat _lonitik.



Mineral yang umum dijumpai pada batuan metamorf adalah kuarsa, garnet,

kalsit, feldspar, mika, dan amfibol.



B. Karakteristik



B.1. Sifat fisik

Pengamatan fisik pada batuan metamorf meliputi pengamatan warna batuan.

Warna batuan dapat mencerminkan ukuran butiran. Warna yang gelap cenderung

mempunyai ukuran butiran yang halus yang tersusun oleh mineralmineral

mika yang berukuran halus. Warna yang terang biasanya tersusun

oleh kuarsa atau karbonat.



B.2. Tekstur

Pengamatan tekstur pada batuan metamorf relatif hampir sama dengan pada

batuan beku, karena sama-sama terdiri atas kristal. Macam-macam pengamatan

tekstur pada batuan metamorf adalah sebagai berikut:



_ Tektstur berdasarkan bentuk individu kristal: idioblast (jika mineral

penyusunnya dominan berbentuk euhedra), hypidioblast (jika mineral

penyusunnya berbentuk anhedra).



_ Berdasarkan bentuk mineral, tekstur batuan metamorf dapat dibagi

menjadi: lepidoblastik (terdiri dari mineral berbentuk tabular seperti mika),

nematoblastik (terdiri dari mineral berbentuk prismatik, seperti hornblende/

amfibol), granoblastik (terdiri dari mineral yang berbentuk granular,

anhedra, dengan batas-batas suture), dan porfiroblastik (terdiri dari

mineral-mineral yang berukuran tidak seragam, beberapa mineral ditemukan

berukuran lebih besar daripada yang lain).



B.3. Struktur

Struktur pada batuan metamorf lebih penting daripada tekstur, karena merupakan

dasar dari penamaan batuan metamorf. Struktur ini dapat dibagi mennjadi

dua, yaitu struktur foliasi dan struktur non-foliasi.



_ Struktur foliasi adalah struktur paralel yang disebabkan oleh adanya

penjajaran mineral-mineral penyusunnya. Umumnya tersusun oleh

mineral-mineral pipih dan/atau prismatik, seperti mika, horblende atau

piroksen. Struktur foliasi dapat dibedakan menjadi slaty cleavage

(adanya bidang-bidang belah yang sangat rapat, teratur dan sejajar; batuannya

disebut slate/batusabak), phyllitic (hampir sama dengan slaty

cleavage, tetapi tingkatannya lebih tinggi daripada batu sabak, sudah

terlihat adanya pemisahan mineral pipih dan dan mineral granular; batuannya

disebut filit), schistosic (adanya penjajaran mineral-mineral pipih

yang menerus dan tidak terputus oleh mineral granular; batuannya

disebut sekis), dan gneissic (adanya penjajaran mineral-mineral granular

yang berselingan dengan mineral-mineral prismatik, mineral pipih

memiliki orientasi tidak menerus; batuannya disebut gneis).



_ Struktur non-foliasi dicirikan oleh tidak adanya penjajaran mineral pipih

atau prismatik. Struktur ini terdiri atas hornfelsic (dibentuk oleh metamorfosa

termal, dimana butiran mineralnya berukuran relatif seragam;

batuannya disebut hornfels [tersusun oleh polimineralik], kuarsit [tersusun

dominan oleh kuarsa], dan marmer [tersusun oleh kalsit]), cataclastic

(terbentuk karena metamorfosa kataklastik, misalnya akibat patahan;

nama batuannya adalah kataklasit), mylonitic (mirip dengan kataklastik,

tetapi mineral penyusunnya berukuran halus dan dapat dibelah

seperti skis; nama batuannya disebut milonit), dan pyllonitic (struktur

ini mirip dengan milonitik, tetapi sudah mengalami rekristalisasi sehingga

menunjukkan kilap sutera; nama batuannya disebut gllonit).



B.4. Komposisi

Komposisi mineral pada batuan metamorf hampir sama dengan pada batuan

beku atau sedimen non-klastik. Perbedaannya jenis mineralnya lebih kompleks

karena merupakan hasil rekristalisasi dari mineral-mineral pada batuan

asalnya. Komposisi mineral pada batuan metamorf berfoliasi biasanya polimineralik,

sedangkan pada non-foliasi biasanya monomineralik, kecuali hornBAB

fels.



7.2 Pelapukan dan alterasi pada batuan

Proses pelapukan dan alterasi menyebabkan terubahnya batuan asal menjadi

material lain yang sifat fisiknya menjadi lebih lemah. Proses ini dapat mempermudah

atau mempercepat terurainya ikatan kimia mineral pada batuan.



Proses pelapukan dapat dibagi menjadi dua, yaitu:

_ Pelapukan mekanik yang mengakibatkan pengurangan ukuran butir.



_ Pelapukan kimia, yang menyebabkan mineral pada batuan mengalami

dekomposisi.

Proses alterasi sedikit berbeda dengan pelapukan. Pada alterasi, proses kimia

lebih berperan dibandingkan proses fisika dan di sini terjadi peningkatan suhu

yang signifikan untuk mempercepat proses alterasi. Namun demikian, baik

proses pelapukan maupun proses alterasi keduanya akan mempercepat proses

pembentukan tanah.