Metamorfisme
Metamorfisme adalah proses-proses yang mengubah mineral suatu batuan pada fase padat karena pengaruh kondisi fisik dan kimia di dalam kerak bumi, dimana kondisi fisik dan kimia tersebut berbeda dengan kondisi sebelumnya. Proses-proses tersebut tentu saja tidak termasuk proses pelapukan dan diagenesis.
Proses Metamorfisme
Proses metamorfose dapat berlangsung sangat lama hingga jutaan tahun. Semakin lama prosesnya, maka semakin sempurna tingkat metamorfosenya. Selain factor waktu, factor suhu dan tekanan sangat menentukan sempurnanya metamorfose. Metamorfose yang terjadi secara sempurna maka karakteristik batuan asalnya tidak terlihat lagi. Pada metamorfisme yang tak sempurna: perubahan yang terjadi pada batuan asal tidak terlalu Nampak mencolok. Hanya kekompakan pada batu saja yang bertambah.
Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Metamorfisme
Faktor yang mempengaruhi intensitas metamorfisme batuan yaitu suhu, tekanan, larutan yang terlibat, waktu dan media metamorfisme. Ketiganya dapat bekerjasama pada batuan yang mengalami proses metamorfisme tetapi derajat metamorfisme dan kontribusi dari tiap agen tersebut berbeda-beda.
Perubahan temperatur dapat terjadi karena berbagai macam sebab antara lain karena adanya pemanasan akibat intrusi magmatik ataupun perubahan gradien geothermal. Panas dalam skala kecil juga bisa terjadi akibat adanya gesekan/friksi selama terjadinya deformasi suatu massa batuan.
Pressure dan temperature akan bervariasi dalam tiap kedalaman. Tekanan didefinisikan sebagai gaya yang dihasilkan dari segala arah. Ada beberapa tipe stress, disebut hydrostatic stress, atau uniform stress. Jika stress tidak sama dari segala arah, stress seperti ini disebut differential stress. Differential stress yang terjadi pada saat atau selama metamorfisme, akan mempengaruhi tekstur batuan yang terbentuk.Lembaran-lembaran silika akan tumbuh dengan berorientasi tegak-lurus pada arah tegangan maksimum (maximum stress). Orientasi dari lembaran silika menyebabkan batuan dapat pecah sepanjang lembaran yang sejajar tersebut. Struktur seperti ini disebut foliasi. Aktivitas kimiawi fluida dan gas yang berada pada jaringan antar butir batuan mempunyai peranan yang penting dalam metamorfosa. Reaksi kimia dalam metamorfisme, selama rekristalisasi, dan pembentukan mineral-mineral baru berjalan sangat lambat. Melalui percobaan laboraturium dikatakan bahwa proses metamorfisme dengan waktu yang lebih lama, akan menghasilkan mineral-mineral berbutir besar. Dengan demikian batuan metamorf berbutir kasar telah melalui tahap metamorfisme yang lama. Percobaan telah memebuktikan bahwa waktu yang dibutuhkan dalam proses metamorfismedapat mencapai jutaan tahun.
Agen atau media yang menyebabkan proses metamorfisme adalah panas, tekanan dan cairan kimia aktif. Ketiga media tersebut dapat bekerja bersama-sama pada batuan yang mengalami proses metamorfisme, tetapi derajat metamorfisme dan kontribusi dari tiap agen tersebut berbeda-beda. Pada proses metamorfisme tingkat rendah, kondisi temperatur dan tekanan hanya sedikit diatas kondisi proses pembatuan pada batuan sedimen. Sedangkan pada proses metamorfisme tingkat tinggi, kondisinya sedikit dibawah kondisi proses peleburan batuan.
Tipe Metamorfosa
Ada beberapa tipe metamorfosa yang dapat terjadi pada batuan yaitu metamorfosa regional, metamorfosa orogenic, metamorfosa burial, metamorfosa dasar samudera (ocean-floor), metamorfose local, metamorfosa kontak, metamorfosa kataklastik, metamorfosa metasomatisme, metamorfosa impact dan metamorfosa retrogade/diaropteris.
Metamorfosa Orogenik
Metamorfosa orogenic terjadi pada daerah sabuk orogenik dimana terjadi proses deformasi yang menyebabkan rekristalisasi. Umumnya batuan metamorf yang dihasilkan mempunyai butiran mineral yang teroreintasi dan membentuk sabuk yang melampar dari ratusan sampai ribuan kilometer. Proses metamorfosa memerlukan waktu yang sangat lama dengan kisaran puluhan juta tahun.
Metamorfosa Burial
Metamorfosa burial terjadi karena kenaikan tekanan dan temperature daerah geosinklin yang mengalami sedimentasi intensif, kemudian mengalami perlipatan.
Metamorfosa dasar Samudera (Ocean-Floor)
Metamorfosa dasar samudra terjadi akibat adanya perubahan pada kerak samudera di sekitar punggungan tengah samudera (mid oceanic ridges).
Metamorfosa Lokal
Metamorfosa Lokal terjadi pada batuan yang mengalami pemanasan di sekitar kontak massa batuan beku intrusif maupun ekstrusif. Proses ini terjadi karena pengaruh panas dan material yang dilepaskan oleh magma dan kadang-kadang juga oleh deformasi akibat gerakan magma.
Metamorfosa Hidrotermal/Metasomatisme
Metamorfosa Hidrotermal terjadi akibat perkolasi fluida atau gas yang panas pada jaringan antar butir atau pada retakan-retakan batuan. Pada peristiwa ini dapat terjadi perubahan komposisi mineral dan perubahan kimia.
Metamorfosa Impact
Metamorfosa impact terjadi akibat tabrakan sebuah meteorit dengan kecepatan yang sangat tinggi.Kisaran waktu terjadinya hanya beberapa mikrodetik dan umumnya ditandai dengan terbentuknya mineral coesite dan stishovite.
Metamorfosa Retrogade/Diaropteris
Metamorfosa ini terjadi akibat adanya penurunan temperatur sehingga kumpulan mineral metamorfosa tingkat tinggi berubah menjadi kumpulan mineral stabil pada temperatur yang lebih rendah
Batuan metamorf
Batuan metamorf merupakan batuan hasil malihan dari batuan yang telah ada sebelumnya yang ditunjukkan dengan adanya perubahan komposisi mineral, tekstur dan struktur batuan yang terjadi pada fase padat (solid rate) akibat adanya perubahan temperatur, tekanan dan kondisi kimia di kerak bumi (Ehlers & Blatt, 1982).
Batuan metamorf adalah hasil dari perubahan-perubahan fundamental batuan yang sebelumnya telah ada. Panas yang intensif yang dipancarkan oleh suatu massa magma yang sedang mengintrusi menyebabkan metamorfosa kontak.
Metamorfosa regional yang meliputi daerah yang sangat luas disebabkan oleh rfek tekanan dan panas pada batuan yang terkubur sangat dalam.
Namun perlu dipahami bahwa proses metamorfosa terjadi dalam keadaan padat, dengan perubahan kimiawi dalam batas-batas tertentu saja dan meliputi proses-proses rekristalisasi, reorientasi dan pembentukan mineral-mineral baru dengan penyusunan kembali elemen-elemen kimia yang sebelumnya telah ada (Graha, D.S, 1987.). Menurut Turner (1954), batuan metamorf adalah batuan yang telah mengalami perubahan mineralogik dan struktur oleh proses metamorfisme dan terjadi langsung dari fase padat tanpa melalui fase cair.
Jenis Batuan Metamorf
Sabak atau 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.
Filit
Filit merupakan batuan metamorf yang umumnya tersusun atas kuarsa, sericite mica dan klorit. Terbentuk dari kelanjutan proses metamorfosisme dari Slate.
Asal : Metamorfisme Shal
Warna : Merah, kehijauan
Ukuran butir : Halus
Stuktur : Foliated (Slaty-Schistose)
Komposisi : Mika, kuarsa
Derajat metamorfisme : Rendah – Intermediate
Ciri khas : Membelah mengikuti permukaan gelombang.
Gneiss
Gneiss merupakan batuan yang terbentuk dari hasil metamorfosisme batuan beku dalam temperatur dan tekanan yang tinggi. Dalam Gneiss dapat diperoleh tekristalisasi 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.
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 garnet.
Marmer
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.
Kuarsit
Kuarsit adalah salah satu batuan metamorf yang keras dan kuat. Terbentuk ketika batu pasir (sandstone) mendapat tekanan dan temperatur yang tinggi. Ketika batu pasir 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.
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.
Serpentinit
Serpentinit, batuan yang terdiri atas satu atau lebih mineral serpentine dimana mineral ini dibentuk oleh proses serpentinisasi (serpentinization).
Serpentinisasi adalah proses proses metamorfosis temperatur rendah yang menyertakan tekanan dan air, sedikit silica mafic dan batuan ultramafic teroksidasi dan ter-hidrolize dengan air menjadi serpentinit.
Asal : Batuan beku basa
Warna : Hijau terang / gelap
Ukuran butir : Medium grained
Struktur : Non foliasi
Komposisi : Serpentine
Ciri khas : Kilap berminyak dan lebih keras dibanding kuku jari.
Hornfels
Hornfels terbentuk ketika shale dan claystone mengalami metamorfosis oleh temperatur dan intrusi beku, terbentuk di dekat dengan sumber panas seperti dapur magma, dike, sil. Hornfels bersifat padat tanpa foliasi.
Asal : Metamorfisme kontak shale dan claystone
Warna : Abu-abu, biru kehitaman, hitam
Ukuran butir : Fine grained
Struktur : Non foliasi
Komposisi : Kuarsa, mika
Derajat metamorfisme : Metamorfisme kontak
Ciri khas : Lebih keras dari pada glass, tekstur merat.