Upload
voquynh
View
235
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
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
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.
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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.
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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.”.”
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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..
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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..
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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.
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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.
Fasies MetamorfikFasies Metamorfik
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 MetamorfikFasies Metamorfik
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.