Tugas Mata Kuliah : GEOLOGI BATUAN DASARDosen Pengampuh : DR. ENG. ADI MAULANA

BATUAN OFIOLIT

Oleh :

ANDI GEMMY A.M.A

P3000213404

PROGRAM PASCA SARJANA PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

1

BATUAN OFIOLIT

I. PENDAHULUAN

Ofiolit merupakan kompleks batuan dengan berbagai karakteristik dari layer ultramafik,

dengan ketebalan dari beberapa ratus meter sampai beberapa kilometer bersusun atau

berlapis dengan batuan gabro dan batuan dolerite, dan pada bagian atanya tersusun

oleh pillow lava dan breksi, sering berasosiasi dengan batuan sediment pelagic

(Ringwood, 1975). Sedangkan menurut Hutchison (1983), ofiolit merupakan kumpulan

khusus dari batuan mafik-ultramafik dengan batuan beku sedikit kaya asam sodium dan

khas berasosiasi dengan batuan sediment laut dalam.

Ofiolit diinterprestasikan sebagai kerak samudera dan batuan tektonik mantel bagian

atas dan akhirnya membentuk daratan (Penrose, 1972; Coleman 1977 dalam Clague dan

Straley, 1977).

Istilah ofiolit pada awalnya digunakan oleh Alexandre Brongniart (1813) untuk menyebut

susunan batuan hijau (serpentin dan diabas) di Pegunungan Alpen. Steinmann (1927)

mengubah penggunaan istilah ini sehingga mencakup serpentin, lava bantal, dan rijang

(Trinitas Steinmann); sekali lagi berdasarkan pengamatan di Pegunungan Alpen. Istilah

ini sangat jarang digunakan sampai sekitar akhir tahun 1950-an dan awal tahun 1960-an.

Sejak saat itu ofiolit sudah dianggap sebagai kerak samudera yang merupakan hasil

pemekaran lantai samudera.

Ofiolit merupakan kompleks batuan dengan berbagai karakteristik dari layer ultramafik,

dengan ketebalan dari beberapa ratus meter sampai beberapa kilometer bersusun atau

berlapis dengan batuan gabro dan batuan dolerite, dan pada bagian atanya tersusun

oleh pillow lava dan breksi, sering berasosiasi dengan batuan sediment pelagic

(Ringwood, 1975). Sedangkan menurut Hutchison (1983), ofiolit merupakan kumpulan

khusus dari batuan mafik-ultramafik dengan batuan beku sedikit kaya asam sodium dan

khas berasosiasi dengan batuan sediment laut dalam.

2

Gambar 1. Struktur Ofilolit

Definisi ofiolit menurut Penrose Field Conference, (1972) adalah sekelompok batuan

yang berkomposisi mafik sampai ultramafik yang sekuennya dari bawah ke atas, yaitu :

1. Kompleks ultramafik (peridotit termetamorfik), terdiri dari lherzolit, hazburgit, dan

dunit. Umumnya batuan memperlihatkan struktur tektonik metamorfik (banyak atau

sedikit terserpentinisasi).

2. Kompleks gabro berlapis dan gabro massif. Gabro memiliki tekstur cumulus

(mencakup peridotit cumulus serta piroksenit). Komplek gabro biasanya sedikit

terdeformasi dibandingkan dengan kompleks ultramafik.

3. Kompleks retas berkomposisi mafik (diabas).

4. Kompleks batuan vulkanik berkomposisi mafic bertekstur bantal (basalt).

Suatu ofiolit mungkin tidak lengkap (dismembered ophiolite) dan termetamorfis, dalam

kasus ini ofiolit tersebut disebut sebagai ofiolit termetamorfisme. Susunan ofiolit yang

tidak lengkap tersebut kemungkinan merupakan ofiolit yang dialihtempatkan secara

obduksi (Coleman, 1971).

Pada umumnya para peneliti terdahulu percaya bahwa ofiolit terbentuk pada Mid

Oceanic Ridge. Walaupun demikian, sebagian yang lain (diantaranya Miyashiro, 1973)

mengemukakan bahwa ofiolit dapat pula terbentuk pada lingkungan supra subduction

zone di cekungan tepi benua. Di samping itu, Raymond (2002) mengemukakan

kemungkinan lain dimana sikuen batuan beku intrusi basa – ultrabasa dapat

menghasilkan kenampakan yang mirip ofiolit.

3

Gambar 2. Litologi dan ketebalan dari sikuen ofiolit

(Sumber : Boudier and Nicholas (1985))

Hasil Penrose Field Conference (1972) (Gambar 3), menyatakan bahwa kumpulan

mineral dan sebagaian komposisi peridotit dari komplek ofiolit menunjukkan sejarah

keseimbangan yang lebih cocok dengan sejarah metamorfik, yaitu partial melting atau

4

un-mixing pada kondisi tekanan dan temperatur yang bervariasi dalam mantel daripada

fraksinasi kristal dari peleburan magma basaltik.

Gambar 3. Sifat fisik ofiolit menurut Penrose Field Conference (1972).

II. PEMBENTUKAN OFIOLIT

Pembentukan ofiolit telah lama menjadi perdebatan para ahli geologi. Sejak

berkembangnya teori tektonik lempeng, pemahaman mengenai ofiolit menjadi semakin

mudah dipahami. Ofiolit dikenal juga sebagai batu ular karena mirip dengan warna dan

tekstur kulit ular. Sampai saat ini kebanyakan ahli geologi percaya bahwa batuan ofiolit

merupakan fragmen dari kerak samudera yang terbentuk pada pematang tengah

samudera (mid-oceanic ridge) dan bermigrasi ke zona subduksi di dalam sabuk lipatan

batas benua oleh proses tumbukan dari lempeng litosfer sehingga terbentuk secara

alokton (allochtonous nature). Ofiolit tersingkap secara luas di sepanjang lajur yang

mengalami tektonisme kuat (Coleman, 1977). Pada umumnya ofiolit muncul pada 5

barisan pegunungan hasil tumbukan (collisional mountain range), merupakan kumpulan

dari endapan laut dalam, basalt, gabro dan batuan ultrabasa yang terbentuk dari kerak

samudera dan terangkat ke dalam kerak benua oleh proses yang dikenal sebagai

subduksi. Menurut Monnier dkk (1999), runtunan ofiolit mulai dari urutan bawah ke

atas (Gambar 4).

Gambar 4. Kolom Runtunan Ofiolit Lengkap Menurut Moores (1982),Wilson (1992)

Secara lithostratigrafi, ofiolit merupakan sekelompok batuan yang berkomposisi mafik

sampai ultramafik dengan sekuen dari bawah ke atas, disusun oleh : komplek ultramafik,

komplek gabro berlapis dan gabro massif, komplek retas berkomposisi mafik (diabas)

dan kelompok batuan vulkanik berkomposisi mafik bertekstur bantal / basalt (Penrose

Field Conference, 1972).

6

Alas batuan malihan (metamorphic sole) terbentuk di atas mélange dalam runtunan

ideal dikenal juga sebagai batuan malihan sub-ofiolit. Kumpulan batuan malihan yang

lengkap biasanya menunjukkan pengurangan derajat metamorfisme yang cenderung

semakin menurun tajam dari fasies granulit sampai sekis hijau. Selubung Utama (primary

mantle) dengan litologi berupa lerzolite yang merupakan magma dari selubung mantel.

Satuan Tektonit Ultrabasa, terdiri dari batuan ultramafik harzburgit, lherzolit, kromit

dunit, dan piroksenit. Sebagian besar ofiolit disusun oleh batuan harzburgite yang miskin

akan unsur aluminium. Namun pada beberapa komplek ofiolit lainnya seperti lherzolite

merupakan tipe batuan peridotit yang dominan. Dunit pada umumnya hadir sebagai

lensa di dalam harzburgite atau lherzolit. Piroksenit terbentuk sebagai lapisan, lensa

atau retas di dalam harzburgite atau lherzolit yang terlipat dan arahnya sejajar dengan

arah perlipatan atau memotongnya seperti arah retas.

Satuan kumulat Ultrabasa dihasilkan oleh proses kristalisasi fraksional magma basa.

Diawali dengan batuan dunit dan kromitit yang diikuti diatasnya oleh interlayer wherlit,

olivin piroksenit dan piroksenit, berangsur menjadi batuan gabroik yang kaya dengan

mineral plagioklas. Satuan ini diperkirakan berada tidak selaras diatas zona tektonit

ultrabasa. Bagian dasar pada umumnya didominasi oleh fabric laminar dari olivin

berkaitan dengan pertumbuhan dan pengendapan kristal kumulat. Satuan ini juga

merupakan batas petrologi Moho, sementara batas seismik Moho berada pada batas

atas.

Satuan Gabro – Gabrodiorit, merupakan bagian atas dari seksi kumulat ultrabasa,

biasanya ditempati oleh sekuen batuan mafik sampai leukokratik (leucocratic).Karakter

tekstur unit ini diindikasikan oleh mineral amfibol dan plagioklas yang sangat kasar

sampai halus.

Satuan Terobosan Retas Tegak, juga dikenal sebagai sheeted dykes complex yang tegak

lurus dengan satuan batuan yang menutupi di atasnya. Karena tidak semua komplek

ofiolit memiliki satuan batuan terobosan retas tegak ini, beberapa menunjukkan

terdapat satuan batuan ekstrusi yang menumpuk secara langsung di atas batuan pluton.

7

Satuan Lava Bantal, ke atas dari komplek ini terbentuk sequen regular horizontal dari

lava masif, lava bantal, breksi dan tuff.

Satuan Sedimen Laut, yaitu suatu sekuen sedimen yang menunjukkan lingkungan antara

abisal sampai batial diindikasikan oleh tipe endapan sedimenter berupa rijang-radiolaria,

batugamping pelagik merah, endapan mengandung logam besi (metaliferous) merah-

kuning dan breksi vulkanik.

Mineralisasi mineral logam dan mineral bukan logam dalam urutan di atas, terdiri dari

mineral logam kromit, dan mineral logam sulfida seperti nikel, tembaga dan

seng.Mineralisasi logam sulfida dalam lingkungan

Gambar 5. Pembentukan Ofilolit

8

Dari gambar 5 di atas dapat kita lihat 2 lempeng samudra yang saling bergerak

mendekat sehingga terjadi collision, yang mengakibatkan terbentuknya busur gunungapi

dan daerah pemekaran kerak samudra. Lama kelamaan kedua lempeng samudra yang

saling mendekat itu, salah satunya akan mengalami peleburan. Hal ini menyebabkan

salah satu dari lempeng itu akan habis, dan lempeng yang lainnya akan terangkat ke

lempeng benua. Bagian dari lempeng samudra yang terangkat ke lempeng benua itulah

yang dinamakan ofiolit.

Menurut Hutchison (1983), bahwa susunan ideal ofiolit terdiri dari rangkaian beberapa

karakteristik batuan. Pada perkembangan ofiolit, tipe batuannya tersusun dari bawah

ke atas, yaitu :

a) Kompeks ultramafik, terdiri atas harsburgit, lerzolit dan dunit, biasanya dengan

batuan metamorfik akibat tektonik (umumnya serpetinit).

b) Kompleks gabro, biasanya membentuk layer layer dengan tekstur kumulus,

berisi peridotit kumulus dan piroksenit dan lebih sedikit terubah dibandingkan

dengan kompleks ultramafik.

c) Kompleks dike, terdiri atas dike diabas membentuk zona pemisah pad dasar

palgiogranit samapi gabro dan saling bertampalan dengan ekstrusif lava bantal.

(kompleks dike tidak selalu hadir).

d) Kompleks vulkanik mafik, umumnya terdiri dari pillow lava (lava bantal).

e) Pada bagian atas assemblage (kumpulan batuan) tersebut, kemudian

berasosiasi dengan batuan sediment pelagis yang secara khas meliputi fasies

laut dalam seperti rijang, serpih dan batugamping mikrit.

III. OFIOLIT DAN TEKNONIK LEMPENG

Berdasarkan konsep tektonik lempeng, ofiolit adalah massa batuan alokton yang

merupakan bagian integral dari mekanisme lempeng yang terdapat di tepi benua

(Coleman, 1986). Adanya pemekaran dasar samudera dapat membawa gabungan

batuan yang terdapat di pematang tengah samudera ke tepi benua (Dietz, 1963).

Ofiolit berdasarkan konsep tektonik lempeng menurut Coleman (1986), merupakan

batuan alokton yang merupakan bagian integral dari mekanisme lempeng yang terdapat

9

ditepi benua. Menurut Dietz (1963), proses pemekaran dasar samudera dapat

membawa gabungan batuan yang terdapat di pematang tengah samudera ke tepi

benua. Hutchinson (1973), mengemukakan bahwa pengalihtempatan ofiolit ke tepi

benua meliputi tiga cara yaitu yang pertama pengalih tempatan gawir – gawir ofiolit

yang tergeser ke dalam kawasan zona penunjaman yang terdeformasi, yang kedua

pengalihtempatan secara obduksi, yaitu pemotongan kerak samudera yang tersusun

dari ofiolit lengkap oleh kerak benua, dan yang ketiga pengalihtempatan ofiolit lengkap

akibat benturan dua massa kerak benua atau dua massa kerak samudera. Berdasarkan

konsep diatas maka, ofiolit tidak dapat ditemukan di setiap daerah.

Gambar 6. Lokasi keterdapatan Ofilolit di Bumi

IV. HUBUNGAN OFIOLIT DAN MELANGE

Coleman (1971) menyatakan bahwa ofiolit merupakan bongkah – bongkah asing dalam

mélange, di sini ditunjukkan bahwa mélange terdiri dari ofiolit. Proses deformasi

metamorfisme dapat mengubah fragmen berlapis pada ofiolit menjadi campuran

tektonik atau mélange dengan matriks berupa serpentinit. Mélange juga merupakan

hasil percampuran dalam palung yang disebabkan oleh lengseran gayaberat yang

kemudian diikuti oleh percampuran tektonik dalam zona penunjaman, Dari kedua

pernyataan ini, dapat disimpulkan ofiolit dalam mélange dapat berperan sebagai salah

satu penyusun mélange ataupun sebagai induk mélange.

10

V. GENESIS OFIOLIT

Telah diketahui bahwa ofiolit dapat terbentuk bukan hanya pada lingkungan pematang

tengah samudera (MOR), tetapi juga pada beberapa jenis lingkungan di depan maupun

di belakang busur (Supra Subduction Zone), baik itu busur gunungapi maupun busur

kepulauan. Hanya pada dua lingkungan tersebut ofiolit yang sesungguhnya dapat

terbentuk. Selain itu, ada beberapa kenampakan sikuen batuan beku yang ciri – cirinya

menyerupai ofiolit. Kenampakan mirip ofiolit ini (diantaranya berupa intrusi batuan

ultrabasa – basa) dapat terbentuk pada lingkungan yang lebih bervariasi, seperti

misalnya di dalam kerak benua. Selain Dewey and Bird (1971), Metcalf (2001) juga

mengungkapkan hasil penelitiannya mengenai perbedaan ciri khas Ofiolit MOR dengan

Ofiolit SSZ juga dapat ditampilkan dalam bentuk (Tabel 1) dibawah ini.

Tabel 1. Perbandingan Ofiolit MOR dan Ofiolit SSZ

Moores (2002) mengemukakan bahwa sikuen sebuah ofiolit – jika ditemukan dalam

keadaan utuh – dapat menceritakan proses khas pembentukannya, dan dengan

demikian juga menceritakan lingkungan tektonik pembentuknya. Oleh karena itu, maka

ofiolit yang berasosiasi dengan continental rift mengandung lapisan granit, ofiolit yang

berasosiasi dengan busur mengandung batuan volkaniklastik, dan ofiolit yang

berasosiasi dengan hot spot mengandung lapisan tebal lava basalt (gambar 7). Dengan

membandingkan parameter – parameter tertentu pada sebuah ofiolit, akan dapat

diperoleh kesimpulan mengenai lingkungan tektonik pembentuk ofiolit tersebut.11

Gambar 7. Perbandingan ketebalan dari kerak samudera dan kompleks ofiolit

(Sumber : R.G. Coleman, 1971b.)

VI. BATUAN ULTRAMAFIK PADA BATUAN OFIOLIT

Batuan ultramafik merupakan batuan yang kaya mineral mafik (mineral ferromagnesia)

dengan komposisi utama batuannya adalah mineral olivine, piroksen, hornblende, mika

dan biotit, sehingga batuan ultramafik memilki indeks warna >79% dan sebagian besar

berasal dari plutonik (Waheed 2002)

Menurut Burger (2000) dalam Nuhsantara (2002), komposisi kimia penyusun batuan

ultramfik adalah sebagai berikut : SiO2 (38-45%), MgO(30-45%), Fe2O3 dan FeO (7-10%),

Al2O3(0.3-0.5%),Cr2O3(0.2-1.0%),NiO(0.2-0.3%),CaO(0.01-0.02%), MnO(0.1-0.3%),NaO

(0.00-1.00%), K2O (0.00-0.30%), H2O (10-14%). Total diekspresikan dalam Fe2O3 dan

FeO.

12

Jenis – jenis batuan ultramAfik

1. Peridotit

Peridotit biasanya membentuk suatu kelompok batuan ultramafik yang disebut ofiolit,

umumnya membentuk tekstur kumulus yang terdiri dari atas harsburgit, lerzolit, werlite

dan dunit. Peridotit tersusun atas mineral – mineral holokristalin dengan ukuran mesium

– kasar dan berbentuk anhedral. Komposisinya terdiri dari olivine dan piroksen. Mineral

asesorisnya berupa plagioklas, hornblende, biotit dan garnet (William, 1954).

2. Dunit

Menurut William (1954), bahwa dunit meupakan batuan yang hamper murni olivine (90-

100%), umumnya hadir sebagai forsterit atau kristolit, terdapat sebagai sill atau korok-

korok halus (dalam dimenai kecil). Sedangkan Waheed(2002), menyatakan bahwa dunit

memiliki komposisi mineral hamper seluruhnya adalah monomineralik olivine

(umumnya magnesia olivin), mineral asesorisnya meliputi : kromit, magnetit, ilmenit dan

spinel.

Pembentukan dunit berlangsung pada kondisi padat atau hampir padat (pada

temperature yang tinggi) dalam larutan magma dan sebelum mendingin pada

temperature tersebut, batuan tersebut siap bersatu membentuk massa olivine anhedral

yang saling mengikat (Williams,1954). Terbentuk batuan yang terdiri dari olivine murni

(dunit) misalnya, membuktikan bahwa ;arutan magma (liquid) berkomposisi olivine

memisah dari larutan yang lain (Wilson, 1989).

Menurut sanders dan Norry (1989), dunit merupakan anggota dari kompleks ofiolit,

pembentukan dunit terjadi pada sekuen mantel bagian bawah, sekuen ini berkomposisi

sebagian besar atas peridotit dan peridotit yang terserpentinisasi serta berasosiasi

dengan harsburgit, lerzolit, dan dunit. Sedangkan menurut Clague dan Straley (1977),

menyatakan bahwa dunit dijumpai pada bagian paling bawah dari kompleks ofiolit

(mantel bagian atas) membentuk tekstur kumulus.

13

3. Serpentinit

Serpentinit merupakan abatuan hasil alterasi hidrotermal dari batuan ultramafik,

dimana mineral-mineral olivine dan piroksen jika alterasi akan membentuk mineral

serpentin. Serpentin sangat umum memiliki komposisi batuan berupa monomineralik

serpentin, batuan tersebut dapat terbentuk dari serpentinisasi dunit, peridotit (Waheed,

2002). Serpentinit tersusun oleh mineral grup serpentin >50% (Williams, 1954).

Menurut Hess (1965) dalam Ringwood (1975), bahwa pada prinsipnya kerak serpentinit

dapat dihasilkan dari mantel oleh hidrasi dari mantel ultramafik (mantel peridotit dan

dunit). Dibawah pegunungan tengah samudera (mid Oceanic Ridge) pada temperature

<500o. serpentin kemudian terbawa keluar melalui migrasi litosfer.

Serpentinisasi Pada Mineral Olivin

Menurut Waheed (2002), bahwa serpentin merupakan suatu pola mineral dengan

komposisi H4Mg3Si2O9, terbentuk melalui alterasi hidrotermal dari mineral

ferromagnesian seperti : olivine, piroksen, dan amfibol.

Umumnya alterasi pada olivine dimulai pada pecahan/retakan pada kristalnya

secepatnya keseluruhan kristal mungkin teralterasi dan mengalami pergantian. Menurut

Waheed (2002), bahwa serpentinisasi pada olivine memerlukan : penambahan air,

pelepasan magnesia atau penambahan silica, pelepasan besi (Mg, Fe) pada olivine,

konversi pelepasan besi dari bentuk ferrous (Fe2+) ke ferri (Fe3+) ke bentuk magnetit.

Asal nikel

Menurut Boldt (1967), bahwa inti bumi mengandung lebih kurang 3% Nikel, kemudian

zona nmantel bumi yang mempunyai ketebalan sampai 2.898 km mempunyai

kandunungan nikel antara 0.1-0.3% (Anoim,1985). Ni terdapat dalam mineral olivine,

piroksen, ilmenit, magnetit (Brown dan Wager, 1967) serta mineral serpentine

nickeliferous yang merupakan derivative dari olivine (Mg, Fe, Ni)2SiO¬4 karena proses

hidrotermal (Fortunadi, 2000).

14

Ni dalam batuan ultramfik terutama terdapat dalam mineral mafik. Umumnya

proporsinya : Olivin > Orthopiroksen > Klinopiroksen. Kromit dan magnetit mungkin juga

berisi lebih sedikit Ni. Di dalam mineral mafik, nikel terutama terdapat dalam jaringan

mineral olivine yang terbentuk pada proses kritalisasi awal. Masuknya Ni ke dalam

struktur mineral olivine melalui prilaku magmatik. Olivine dapat mengandung 0.4% NiO

dan 0.322% Ni. Olivin (mineral yang terbentuk pada temperature tinggi) sangat tidak

stabil di bawah kondisi atmosfer, sehingga saat terjadi pelapukan akan melepas ion Ni

yang terdapat dalam ikatan atomnya (Waheed, 2002).

Unsure logam Ni dan Co sebagai penyusun magma basa hadir dalam kristal olivine dan

enstatite karan adanya kesamaan jari-jari ion (Ni=0.78 dan Co=0.82A) dengan jari-jari

Mg dan Fe sehingga Ni dan Co dapat bertukar (Proses replacement) dengan Mg dan Fe

pada jaringan mineral asli. Ni dan Co menjadi bagian yang tak terpisahkan dalam batuan

ultramfik, dimana dalam keadaan segar mengandung Ni sebesar 0.1 sampai 0.3%

(Prijono 1977 dalam Nushantara, 2002).

Nikel hidrosilikat (garnierite)

Umumnya hidroksidasi dari beberapa unsure kimia dijumpai berasosiasi denan

lingkungan leterit. Ion - ion

15

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad,W., 2006. Laterites Fundamentals of Chemistry, Mineralogy,

Weathering Processes and Laterite Formation.

Bemmelen, R.W. van, 1949, The Geology of Indonesia, Martinus Nijhoff,

The Hague, v.1.

Buisson G and Leblanc M, 1986. Gold bearing listwanit (carbonatized

ultramafic rocks) from ophiolite complex, Ophiolite Confrence,

Glasgow, England.

Coleman Robert G., 1977. Ophiolites, Ancient Oceanic Litosphere?,

Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York.

Monnier C., Plolve M., Pubellier M., Maury R.C., Bellon H and Permana

H., 1999. Extensional to Compressive at the SE Eurasian Margins

as Record from the Meratus Ophiolite (Borneo, Indonesia),

Geodinamica Acta, 12, 43 55.

Palace, C., 1944. The System Of Mineralogy, London.

Rogers, A.F. and Kerr, P.F. 1942. Optical Mineralogy. Second Edition,

New York and London.

16