Petrologi #3: Batuan Metamorf - sgcobinsus.files.wordpress.com · Laboratorium Bahan Galian Jurusan Teknik Geologi FT-UGM Http://warmada.staff.ugm.ac.id Sesi 4: ... Zeolite zeolites:

Petrologi #3: Petrologi #3: Batuan MetamorfBatuan Metamorf

Dr. I Wayan WarmadaDr. I Wayan WarmadaLaboratorium Bahan GalianLaboratorium Bahan Galian

Jurusan Teknik Geologi FT-UGMJurusan Teknik Geologi FT-UGMHttp://warmada.staff.ugm.ac.idHttp://warmada.staff.ugm.ac.id

Sesi 4: Derajat &Sesi 4: Derajat &Fasies MetamorfikFasies Metamorfik

http://warmada.staff.ugm.ac.id/

Derajat MetamorfikDerajat Metamorfik

Derajat metamorfosa:Derajat metamorfosa: Rendah,Rendah, Menengah,Menengah, TinggiTinggi

Isograd mineral Isograd mineral (zona perubahan):(zona perubahan): Mineral indeks Mineral indeks

mencerminkan mencerminkan kondisi T dan P,kondisi T dan P,

Kelompok 2 – 3 Kelompok 2 – 3 mineral indeks mineral indeks membentuk membentuk sebuah isogradsebuah isograd

Pre

ssu

r e (k

ilob

ars)

Pre

ssu

r e (k

ilob

ars)

Temperature (°C)Temperature (°C)

Dep

th ( k

m)

Dep

th ( k

m)

LowLowGradeGrade

IntermediateIntermediateGradeGrade

HighHighGradeGrade

Increasing metamorphic grade

Increasing metamorphic grade SlateSlate

PhyllitePhyllite

SchistSchist

BlueschistBlueschist GneissGneiss

MigmatiteMigmatite

Fasies MetamorfikFasies Metamorfik

Goldschmidt (1911, 1912a), meneliti metamorfosa Goldschmidt (1911, 1912a), meneliti metamorfosa kontak batuan pelitik, kalkareus, dan hornfels di kontak batuan pelitik, kalkareus, dan hornfels di daerah Oslo.daerah Oslo.

Menemukan kumpulan mineral sederhana (< 6 Menemukan kumpulan mineral sederhana (< 6 mineral utama) pada zona bagian dalam dari mineral utama) pada zona bagian dalam dari aureole sekitar intrusi granitaureole sekitar intrusi granit

Kesetimbangan kumpulan mineral berhubungan Kesetimbangan kumpulan mineral berhubungan dengan komposisi batuan.dengan komposisi batuan.


Pasangan mineral tertentu (e.g. anorthite + hyper-Pasangan mineral tertentu (e.g. anorthite + hyper-sthene) hadir secara konsisten pada batuan dengan sthene) hadir secara konsisten pada batuan dengan komposisi tertentu, sedangkan mineral yang secara komposisi tertentu, sedangkan mineral yang secara ekuivalen (diopsid + andalusit) tidakekuivalen (diopsid + andalusit) tidak

Jika dua kumpulan alternatif adalah ekuivalen-X, kita Jika dua kumpulan alternatif adalah ekuivalen-X, kita dapat menghubungkannya dengan suatu reaksidapat menghubungkannya dengan suatu reaksi

Pada kasus ini reaksinya adalah sederhana:Pada kasus ini reaksinya adalah sederhana:

MgSiOMgSiO33 + CaAl + CaAl22SiSi22OO88 = CaMgSi = CaMgSi22OO66 + Al + Al22SiOSiO55

EnEn An An Di Di Als Als


Pasangan mineral tertentu (e.g. anorthite + hyper-Pasangan mineral tertentu (e.g. anorthite + hyper-sthene) hadir secara konsisten pada batuan dengan sthene) hadir secara konsisten pada batuan dengan komposisi tertentu, sedangkan mineral yang secara komposisi tertentu, sedangkan mineral yang secara ekuivalen (diopsid + andalusit) tidakekuivalen (diopsid + andalusit) tidak

Jika dua kumpulan alternatif adalah ekuivalen-X, kita Jika dua kumpulan alternatif adalah ekuivalen-X, kita dapat menghubungkannya dengan suatu reaksidapat menghubungkannya dengan suatu reaksi

Pada kasus ini reaksinyada adalah sederhana:Pada kasus ini reaksinyada adalah sederhana:

MgSiOMgSiO33 + CaAl + CaAl22SiSi22OO88 = CaMgSi = CaMgSi22OO66 + Al + Al22SiOSiO55

EnEn An An Di Di Als Als


Pentii Eskola (1914, 1915) melakukan penelitian di Pentii Eskola (1914, 1915) melakukan penelitian di Orijärvi, S. FinlandOrijärvi, S. Finland

Batuan dengan K-feldspar + kordierit di Oslo Batuan dengan K-feldspar + kordierit di Oslo mengandung pasangan mineral yang secara komposisi mengandung pasangan mineral yang secara komposisi ekuivalen biotit + muscovit di Orijärviekuivalen biotit + muscovit di Orijärvi

Eskola: Eskola: difference must reflect differing physical conditionsdifference must reflect differing physical conditions Batuan di Finland (lebih hidrous dan rendah Batuan di Finland (lebih hidrous dan rendah

kumpulan volume) setimbang pada temperatur kumpulan volume) setimbang pada temperatur rendah dan tekanannya lebih tinggi di daerah rendah dan tekanannya lebih tinggi di daerah Norwegian.Norwegian.


Oslo: Oslo: Ksp + CordKsp + Cord

Orijärvi: Orijärvi: Bi + MuBi + Mu

Reaction: Reaction:

2 KMg2 KMg33AlSiAlSi33OO1010(OH)(OH)22 + 6 KAl + 6 KAl22AlSiAlSi33OO1010(OH)(OH)22 + 15 SiO + 15 SiO2 2

Bt Ms QtzBt Ms Qtz

= 3 Mg= 3 Mg22AlAl44SiSi55OO1818 + 8 KAlSi + 8 KAlSi33OO88 + 8 H + 8 H22OO

CrdCrd Kfs Kfs


Oslo: Oslo: Ksp + CordKsp + Cord

Orijärvi: Orijärvi: Bi + MuBi + Mu

Reaction: Reaction:

2 KMg2 KMg33AlSiAlSi33OO1010(OH)(OH)22 + 6 KAl + 6 KAl22AlSiAlSi33OO1010(OH)(OH)22 + 15 SiO + 15 SiO2 2

Bt Ms QtzBt Ms Qtz

= 3 Mg= 3 Mg22AlAl44SiSi55OO1818 + 8 KAlSi + 8 KAlSi33OO88 + 8 H + 8 H22OO

CrdCrd Kfs Kfs


Eskola (1915) mengembangkan konsep Eskola (1915) mengembangkan konsep fasies fasies metamorfikmetamorfik::““Pada semua batuan metamorf yang mencapai Pada semua batuan metamorf yang mencapai keseimbangan kimia melalui proses metamorfosa keseimbangan kimia melalui proses metamorfosa pada kondisi temperatur dan tekanan, pada kondisi temperatur dan tekanan, komposisi komposisi mineral dikontrol hanya oleh komposisi kimiamineral dikontrol hanya oleh komposisi kimia.”.”


Eskola (1920) mengusulkan 5 fasies:Eskola (1920) mengusulkan 5 fasies: GreenschistGreenschist AmphiboliteAmphibolite HornfelsHornfels SanidineSanidine EclogiteEclogiteDidefinisikan berdasarkan kumpulan mineral yang Didefinisikan berdasarkan kumpulan mineral yang terbentuk pada batuan terbentuk pada batuan mafikmafik..


Hasil penelitian finalnya, Eskola (1939) Hasil penelitian finalnya, Eskola (1939) menambahkan:menambahkan: GranuliteGranulite Epidote-amphiboliteEpidote-amphibolite Glaucophane-schistGlaucophane-schist (sekarang dikenal dengan (sekarang dikenal dengan

BlueschistBlueschist))… … dan merubah nama fasies hornfels menjadi fasies dan merubah nama fasies hornfels menjadi fasies pyroxene hornfelspyroxene hornfels..


Formation of Zeolites

Temperature

Pre

ssur

e GreenschistFacies

Epidote-Amphibolite

Facies

AmphiboliteFacies

Pyroxene-HornfelsFacies

Glaucophane-Schist Facies Eclogite

Facies

GranuliteFacies

SanadiniteFacies

The metamorphic facies proposed by Eskola and their relative temperature-pressure The metamorphic facies proposed by Eskola and their relative temperature-pressure relationships. After Eskola (1939) relationships. After Eskola (1939) Die Entstehung der GesteineDie Entstehung der Gesteine. Julius Springer. Berlin. . Julius Springer. Berlin.


Beberapa tambahan tipe fasies telah diusulkan, Beberapa tambahan tipe fasies telah diusulkan, seperti:seperti: ZeoliteZeolite Prehnite-pumpellyitePrehnite-pumpellyite… … hasil dari penelitian Coombs pada “burial meta-hasil dari penelitian Coombs pada “burial meta-morphic” terranes di New Zelandmorphic” terranes di New ZelandFyfe et al. (1958) juga mengusulkan:Fyfe et al. (1958) juga mengusulkan: Albite-epidote hornfelsAlbite-epidote hornfels Hornblende hornfelsHornblende hornfels

Fasies MetamorfikFasies MetamorfikTemperature-Temperature-pressure diagram pressure diagram showing the showing the generally accepted generally accepted limits of the various limits of the various facies used in this facies used in this text. Boundaries are text. Boundaries are approximate and approximate and gradational. The gradational. The “typical” or average “typical” or average continental continental geotherm is from geotherm is from Brown and Mussett Brown and Mussett (1993). (1993). Winter (2001) Winter (2001) An Introduction to An Introduction to Igneous and Igneous and Metamorphic Metamorphic Petrology. Prentice Petrology. Prentice Hall.Hall.


Facies Definitive Mineral Assemblage in Mafic Rocks

Zeolite zeolites: especially laumontite, wairakite, analcime

Prehnite-Pumpellyite prehnite + pumpellyite (+ chlorite + albite)

Greenschist chlorite + albite + epidote (or zoisite) + quartz ± actinolite

Amphibolite hornblende + plagioclase (oligoclase-andesine) ± garnet

Granulite orthopyroxene (+ clinopyrixene + plagioclase ± garnet ±

hornblende)

Blueschist glaucophane + lawsonite or epidote (+albite ± chlorite)

Eclogite pyrope garnet + omphacitic pyroxene (± kyanite)

Contact Facies

After Spear (1993)

Table 25-1. Definitive Mineral Assemblages of Metamorphic Facies

Mineral assemblages in mafic rocks of the facies of contact meta-morphism do not differ substantially from that of the corresponding regional facies at higher pressure.

Definitive Mineral Assemblages of Metamorphic FaciesDefinitive Mineral Assemblages of Metamorphic Facies

Fasies MetamorfikFasies MetamorfikFasies batuan metamorf juga dapat dikelompokkan Fasies batuan metamorf juga dapat dikelompokkan menjadi 4 kelompok, yaitu:menjadi 4 kelompok, yaitu: Fasies tekanan tinggiFasies tekanan tinggi

Termasuk fasies Termasuk fasies blueschistblueschist dan dan eeccllooggiittee,, Fasies tekanan menengah,Fasies tekanan menengah,

Termasuk fasies Termasuk fasies greenschistgreenschist, , amphiboliteamphibolite, atau , atau granulitgranulit,,

Fasies tekanan rendah,Fasies tekanan rendah, Termasuk fasiesTermasuk fasies albite-epidote hornfels albite-epidote hornfels, , hornblende hornblende

hornfelshornfels, dan , dan pyroxenepyroxene. Termasuk di dalamnya . Termasuk di dalamnya juga fasies juga fasies sanidinesanidine..


Fasies derajat rendahFasies derajat rendah Batuan sering gagal Batuan sering gagal

rekristalisasi, kese-rekristalisasi, kese-timbangan sulit timbangan sulit tercapai,tercapai,

FasiesFasies zeolite zeolite dan dan prehnite-pum-prehnite-pum-pellyitepellyite tidak selalu tidak selalu ada, biasanya hanya ada, biasanya hanya muncul muncul greenschistgreenschist..

Typical mineral changes that take place in metabasic rocks during progressive metamorphism in the medium Typical mineral changes that take place in metabasic rocks during progressive metamorphism in the medium P/T facies series. The approximate location of the pelitic zones of Barrovian metamorphism are included for P/T facies series. The approximate location of the pelitic zones of Barrovian metamorphism are included for comparison. comparison. Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.Winter (2001) An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology. Prentice Hall.

Temperature-Temperature-pressure diagram pressure diagram showing the three showing the three major types of major types of metamorphic facies metamorphic facies series proposed by series proposed by Miyashiro (1973, Miyashiro (1973, 1994). 1994). Winter (2001) Winter (2001) An Introduction to An Introduction to Igneous and Igneous and Metamorphic Metamorphic Petrology. Prentice Petrology. Prentice Hall.Hall.

Pre

ssu

re (

kil

ob

ar s

)P

ress

ure

(kil

ob

ar s

)

Temperature (°C)Temperature (°C)

Dep

th (

km

)D

ep

th (

km

)

2020

1515

1010

55

00

00 200200 400400 600600 800800 100010004040

3535

3030

2525

2020

1515

1010

55

00HornfelsHornfels

EclogiteEclogite

Zeolite

Zeolite

Blu

eschist

Blu

eschist

Gre

en

sc hist

Gre

en

sc hist

Am

ph

ibo

liteA

mp

hib

olite

Gra

nu

lit eG

ran

ulit e

Part

ial

melt

ing

beg

ins

Part

ial

melt

ing

beg

ins

Contact metamorphism

Contact metamorphismConditions beneath

Conditions beneath

mountain belts

mountain belts

Su

bd

uctio

n zo

ne

Su

bd

uctio

n zo

ne

13.513.5

Fasies metamorfik menyatakanFasies metamorfik menyatakankombinasi antara tekanan dankombinasi antara tekanan dantemperatur...temperatur...

… … dan dapat digunakandan dapat digunakanuntuk menentukan ling-untuk menentukan ling-kungan tektonik tertentukungan tektonik tertentu

ReferensiReferensi

Best, M.G. (2003) Best, M.G. (2003) Igneous and Metamorphic PetrologyIgneous and Metamorphic Petrology. . Blackwell Publishing, Melden, 729h.Blackwell Publishing, Melden, 729h.

Grotzinger, J. and Jordan, T.H. (2010) Grotzinger, J. and Jordan, T.H. (2010) Understanding Understanding EarthEarth. 6. 6thth Edition. W.H. Freeman, Edition. W.H. Freeman,

Hefferan, K. and O'Brien, J. (2010) Hefferan, K. and O'Brien, J. (2010) Earth MaterialsEarth Materials. . Willey-Blackwell, Chichester, 608h.Willey-Blackwell, Chichester, 608h.

Tarbuck, E.J. and Lutgens, F.K. (2007) Tarbuck, E.J. and Lutgens, F.K. (2007) Earth: An Earth: An Introduction to Physical Geology.Introduction to Physical Geology., Pearson – Prentice , Pearson – Prentice Hall, New Jersey, 681h.Hall, New Jersey, 681h.

Petrologi #3: Batuan Metamorf - sgcobinsus.files.wordpress.com · Laboratorium Bahan Galian Jurusan Teknik Geologi FT-UGM Http://warmada.staff.ugm.ac.id Sesi 4: ... Zeolite zeolites:

Documents