Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
UTS PETROGENESIS GL3044 Oleh : Extivonus K.Fr (12012060)
Berdasarkan data yang diberikan, daerah penelitian berada pada tenggara Pulau Bali, tepatnya berda pada Formasi Ulakan. Berdasarkan tektonik yang ada, Pulau Bali terletak pada busur magmatic Sunda. Busur magmatik ini merupakan hasil konvergensi lempeng antara Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia. Formasi ulakan yang menjadi percontoh pada analisis ini dipilih karena memiliki umur tertua di Pulau Bali yaitu pada Miosen Awal yang memiliki litologi breksi gunungapi, lava, tuff, dan sisipan batuan sedimen gampingan (Hadiwidjojo dan Amin, 1998).
Gambar 1. Peta Geologi Pulau Bali
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Sampel terdiri dari 21 sampel yang berasal dari data (Wheller, 1985) dan beberapa data baru yang didapatkan dari berbagai sumber. Pada tugas kali ini akan dilakukan analisis
geokimia
batuan
beku
berdasarkan unsur utama, unsur tanah jarang, dan kehadiran mineral normative yang akan disajkikan dalam beberapa grafik.
Gambar 2. Posisi Formasi Ulakan dalam stratigrafi Pulau Bali.
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Data Unsur Utama Komposisi %w SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI Total
67412 67413 67414 67415 67417 67418 67419 67420 67421 46.9 45.56 47.34 47.19 47.08 46.76 48.41 46.45 47.38 0.84 0.72 0.72 0.79 0.71 0.72 0.84 0.72 0.73 12.48 12.27 12.56 14.16 12.6 12.46 15.61 12.97 13.47 11.07 11.51 11.44 11.57 11.38 11.22 11.38 11.04 11.59 0.2 0.2 0.18 0.21 0.2 0.19 0.19 0.19 0.2 11.51 10.14 10.23 9.21 12.14 12.37 7.31 10.83 9.62 11.99 11.45 11.1 10.82 10.92 10.86 9.15 11.18 11.16 1.63 1.21 1.7 1.88 1.7 1.51 2.07 1.26 1.63 1.61 2 1.78 1.96 1.59 1.75 2.69 2.59 2.24 0.25 0.22 0.24 0.37 0.24 0.27 0.38 0.39 0.3 0.72 3.41 1.43 1.11 1.29 1.49 1.28 1.81 1.09 99.2 98.69 98.72 99.27 99.85 99.6 99.31 99.43 99.41
Kode Sampel B1-3 MG-4 LEBU-1K LEBU-1M LEBU-2 ABAH 1 67422 67424 67425 67426 RM 13-03 AB-5 46.86 46.44 46.55 47.28 47.26 43.67 45.97 45.88 46.35 46.13 50.66 48.14 0.79 0.56 0.75 0.72 0.525 0.401 0.506 0.55 0.494 0.494 0.672 0.601 11.84 9.12 13.78 13.35 13.37 10.27 12.28 11.86 12.41 12.94 15.68 15.18 11.34 11.45 10.74 11.24 13.63 13.4 14.95 15.01 12.17 12.49 12.91 13.06 0.19 0.2 0.19 0.19 0.209 0.184 0.194 0.203 0.138 0.158 0.127 0.171 13.3 17.48 8.41 9.24 8.89 18.29 11.05 10.43 11.11 11.7 3.28 6.13 11.84 11.78 10.67 11.49 10.75 7.79 11.45 12.01 8.94 8.34 8.22 9.79 1.59 1.22 2.26 2.44 1.66 0.676 1.43 1.28 1.48 1.54 2.28 1.99 0.94 0.61 2.2 1.75 2.68 2.32 2.16 2.22 1.43 1.51 3.17 2.93 0.28 0.21 0.3 0.38 0.476 0.385 0.336 0.36 0.286 0.302 0.504 0.479 0.42 0.41 3.05 1.51 1.47 5.36 1.56 2.14 4.85 4.23 4.57 1.76 99.39 99.48 98.9 99.59 100.92 102.746 101.886 101.943 99.658 99.834 102.073 100.231
Tabel 1. Tabel unsur utama data Formasi Ulakan (Wheller, 1985) dan data tambahan
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Data Mineral Normatif Kode Sampel 67412 67413 67414 67415 67417 67418 67419 67420 67421 67422 67424 67425 67426 RM 13-03 Quartz 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Plagioclase 35.8 33.17 36.63 41.03 36.87 35.31 43.62 33.28 37.22 36.45 28.36 40.92 39.98 35.28 Orthoclase 9.69 12.11 10.76 11.82 9.51 10.52 16.19 15.54 13.47 5.67 3.66 13.3 10.52 15.9 Nepheline 0.34 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.84 0 Corundum 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Diopside 25.87 9.73 19.2 16.48 18.35 16.98 7.94 15.96 19.71 26.19 30.09 9 20.45 16.37 Hypersthene 0 24.32 10.73 5.36 6.7 8.9 12.11 7.38 4.02 2.4 3.18 11.03 0 3.41 Wollastonite 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Olivine 22.79 9.1 15.68 18.64 22.01 21.2 13 19.72 19.25 24.48 30.5 14.92 20.78 21.6 Ilmenite 1.63 1.41 1.41 1.52 1.37 1.39 1.61 1.39 1.41 1.52 1.08 1.46 1.39 1.01 Magnetite 1.64 1.71 1.7 1.71 1.67 1.65 1.68 1.62 1.71 1.67 1.68 1.59 1.65 1.99 Hematite 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Apatite 0.58 0.53 0.58 0.88 0.56 0.63 0.9 0.93 0.7 0.65 0.49 0.72 0.9 1.11 Calcite 1.66 7.94 3.32 2.57 2.98 3.43 2.96 4.18 2.52 0.98 0.96 7.07 3.48 3.34 Na2CO3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Total 100 100.02 100.01 100.01 100.02 100.01 100.01 100 100.01 100.01 100 100.01 99.99 100.01 MINERAL NO RMATIF
Tabel 2. Mineral normative hasil perhitungan CIPW
AB-5
0 7.86 13.47 0 5.74 0 42.59 0 14.79 0.74 1.91 0 0.88 12.01 0 99.99
B1-3
0 32.03 12.71 0.31 0 19.63 0 0 27.9 0.95 2.16 0 0.76 3.53 0 99.98
MG-4
0 30.69 13.06 0 0 19.27 4.36 0 23.74 1.04 2.16 0 0.83 4.84 0 99.99
LEBU-1K LEBU-1M LEBU-2
ABAH 1
3.13 0.76 8.72 0 24.69 25.98 27.65 41.07 8.57 9.04 18.56 17.49 0 0 0 0 4.16 4.21 5.3 0 0 0 0 8.78 44.85 46.76 25.2 11.85 0 0 0 0 0 0 0 12.59 0.95 0.95 1.27 1.16 1.78 1.84 1.86 1.91 0 0 0 0 0.67 0.72 1.16 1.11 11.19 9.76 10.3 4.05 0 0 0 0 99.99 100.02 100.02 100.01
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Analisis data unsur utama dan mineral normative Data unsur utama terdiri dari 21 data yang tediri dari data Wheller 1985 dan data baru dari Formasi Ulakan. Analisis dari persen berat unsur utama didapatkan secara keseluruhan sampel dalam kondisi segar, beberapa sampel terutama yang berasal dari data baru memiliki jumlah persen berat >101. Beberapa sampel memiliki LOI > 4 yang menandakan bahwa batuan yang diambil lapuk atau sudah teralterasi. Keseluruhan sampel memiliki TiO2 <1.25% hal ini mengindikasikan bahwa Formasi Ulakan terbentuk pada zona subduksi (Priadi, 2008). CIPW NORM adalah suatu perhitungan untuk mengetahui mineral normative yang menunjukan mineral yang seharusnya hadir saat magma mengalami pendinginan. Penghitungan mineral normative ini berdasarkan asimsi bahwa magma dalam kondisi kering, zat volatile diabaikan, dan tidak ada mineral hidrous. Dari hasil perhitungan CIPW norm, diketahui mineral normative yang hadir pada Formasi Ulakan adalah kuarsa, hipersten, nefelin, dan olivine. Dari kehadiran mineral normative ini kita dapat mengetahui tingkat kejenuhan magma ketika Formasi Ulakan ini terbentuk (lihat tabel). Sebanyak 15 sampel memiliki kehadiran mineral normative olivine dan hipersten yang mencirikan magma yang jenuh silica. Sebanyak 3 sampel memiliki mineral normative olivine dan nefelin yang diintepretasikan merupakan magma tidak jenuh silica. Dan 3 sampel memiliki kandungan kuarsa dan hipersten yang menandakan bahwa magma lewat jenuh silica.
Tabel 3. Tabel yang menunjukkan kejenuhan magma berdasarkan mineral normative yang hadir (Priadi, 2009)
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Dari analisis kejenuhan magma, dapat dideduksi bahwa Formasi Ulakan mengalami diferensiasi magma, mulai dari magma yang tidak jenuh silica, jenuh silica, hingga lewat jenuh silica yang diakibatkan karena magma yang terus membentuk mineral baru seiring dengan penurunan temperatur (fraksionasi kristal).
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Seri Magma Formasi Ulakan Magma induk (yang memiliki afinitas tertentu) dapat menghasilkan berbagai batuan dengan komposisi berbeda-beda karena proses diferensiasi. Apabila control utama proses diferensiasi adalah fraksinasi Kristal, maka seluruh baruannya dikatakan sebagai satu deret magmatic. Oleh karena itu, magma induk yang memiliki afinitas alkali akan membentuk batuanbatuan yang termasuk kedalam deret alkali. Begitu pula magma induk berafinitas tolet akan menghasilkan batuan dari deret toleit ( Yuwono, 2012).
Grafik 1. Diagram (Le Bas et al.,1976) untuk Formasi Ulakan dengan plot SiO2 vs Total alkali
Hasil plot data geokimia Formasi Ulakan dengan menggunakan diagram Le Bas meghasilkan sebagian besar dari batuan memiliki masuk dalam kelompok alkaline dan 2 batuan masuk kedalam kelompok sub alkaline.
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Grafik 2. Diagram Seri magma alkaline (Middlemost, 1975)
Plot magma alkaline dari separasi batuan pada grafik sebelumnya menghasilkan magma alkaline pada Formasi Ulakan didominasi oleh seri magma kaya K (K-series).
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Grafik 3. Diagram Seri magma sub alkaline (Pecerillo dan Taylor, 1976)
Plot magma alkaline dari separasi batuan pada grafik 1 menghasilkan magma sub alkaline pada Formasi Ulakan di dominasi oleh seri kalk alkaline.
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Data REE
TRACE ELEMENT
Primitive Mantle
Rb Ba Th Nb K La Ce Sr P Nd Zr Sm Ti Gd Tb Y Yb Lu
0.635 6.989 0.085 0.713 0.03 0.687 1.775 21.1 0.022 1.354 11.2 0.444 0.217 0.596 0.108 4.55 0.493 0.074
67412 67413 67414 67415 67417 67418 67419 40.944882 58.267717 59.84252 55.11811 47.244094 42.519685 88.188976 60.952926 91.143225 75.690371 100.15739 83.273716 91.286307 115.181 8.4151473 53.666667 20.378457 15.211268 29.43128 11.363636 11.816839 5.2678571
1.4025245 66.666667 18.922853 18.591549 40 10 12.555391 3.9285714
2.8050491 59.333333 18.922853 15.774648 25.260664 10.909091 12.555391 4.1964286
2.8050491 65.333333 29.112082 22.535211 46.255924 16.818182 14.771049 6.6071429
1.4025245 53 17.467249 13.521127 28.199052 10.909091 11.078287 4.4642857
1.4025245 58.333333 24.745269 18.591549 36.161137 12.272727 12.555391 5
1.4025245 89.666667 32.02329 19.15493 39.810427 17.272727 15.509601 6.25
3.8709677 3.3179724 3.3179724 3.640553 3.2718894 3.3179724 3.8709677
3.956044 3.5164835 3.5164835 3.956044 3.5164835 3.2967033 4.8351648
KODE SAMPEL 67420 67421 67422 67424 67425 67426 RM 13-03 108.66142 77.165354 39.370079 20.472441 80.314961 62.992126 72.440945 66.819287 113.6071 59.09286 42.924596 107.45457 109.02847 74.831879 43.294118 2.8050491 2.8050491 7.0126227 1.4025245 2.8050491 2.8050491 86.333333 74.666667 31.333333 20.333333 73.333333 58.333333 89.333333 18.922853 23.289665 18.922853 11.644833 27.656477 26.200873 21.935953 16.901408 16.338028 15.774648 5.6338028 19.15493 15.774648 15.121127 39.57346 42.417062 32.227488 20.758294 36.777251 42.322275 33.744076 17.727273 13.636364 12.727273 9.5454545 13.636364 17.272727 21.636364 12.555391 13.293944 12.555391 8.8626292 13.293944 13.293944 10.14771 6.3392857 4.7321429 5.625 3.4821429 5.9821429 5.8928571 7.3648649 3.3179724 3.3640553 3.640553 2.5806452 3.4562212 3.3179724 2.4193548 5.4026846 5.0925926 3.7362637 3.5164835 3.7362637 2.6373626 3.7362637 3.956044 3.2483516 3.2251521 3.5135135
AB-5 55.11811 62.097582 40.352941
B1-3 66.141732 58.37745 37.176471 72 21.906841 14.214085 23.222749 15.272727 9.9261448
MG-4 LEBU-1K LEBU-1M 26.771654 39.244094 35.401575 26.613249 52.410931 44.541422 13.294118 20.470588 17.411765 2.7910238 1.9915849 74 47.666667 50.333333 8.0640466 9.8689956 8.7481805 5.3802817 7.5323944 6.5577465 13.554502 17.49763 16.781991 16.363636 13 13.727273 3.0354505 6.0413589 5.3175775
LEBU-2 103.24409 75.027901 33.882353 4.9368864 105.66667 16.841339 12.856338 29.279621 22.909091 9.3057607
ABAH 1 82.929134 90.75118 33.647059 6.0168303 97.666667 16.710335 12.501408 33.952607 21.772727 9.0103397
77.333333 19.272198 12.276056 29.146919 17.5 8.7444609 6.3513514 1.8479263 4.5973154 4.537037 2.6703297 2.6369168 3.2432432
7.2522523 2.3317972 5.4362416 5.0925926 3.0043956 2.9411765 3.3783784
2.1396396 2.5345622 1.5604027 1.2962963 1.1802198 0.7099391 0.8108108
7.7927928 3.0967742 5.704698 4.9074074 2.7362637 3.0020284 3.3783784
7.5675676 2.7695853 5.2852349 4.537037 2.2989011 2.4137931 2.7027027
Tabel 4. Data REE dengan normalisasi mantel primitive menurut Sun dan McDonough (1989)
6.5990991 2.2764977 4.0268456 3.5185185 1.8923077 2.0689655 2.2972973
4.7522523 2.2764977 3.4899329 3.2407407 1.843956 1.9269777 2.2972973
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Analisis Unsur Tanah Jarang
Unsur ini dikenal cukup stabil dan kebanyakan adalah incompatible, dan sering digunakan sebagai indicator petrogenetis untuk mengetahui afinitas magma dan lingkungan tektonik pembentukannya. Hasil yang baik dapat diperoleh apabia sampel yang dianalisis adalah batuan basaltis atau andesitis karena dianggap belum mengalami fraksionasi yang lanjut ataupun dipilih batuan yang mewakili magma primitive (MgO paling tinggi) untuk masing-masing kelompok batuan yang satu deret. Batuan yang terlaterasi akan mempengaruhi unsur tanah jarang. Pola REE dipengaruhi tiga factor utama yaitu sumber asal, prosentase peleburan, dan fraksinasi kristal atau diferensiasi magma (Yuwono, 2012).
Grafik 4. Diagram laba-laba Formasi ulakan dengan normalisasi mantel primitive Sun dan McDonough (1989)
Dari plot diagram laba-laba dengan normalisasi mantel primitive didapatkan anomali negative dari unsur-unsur incompatible Nb dan Ti yang mencirikan zona konvergensi berupa subduksi. Terlihat dari semua sampel mengalami deplesi (depleted) pada unsur Nb dan Ti
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Gambar 3. Pola Diagram laba-laba dari beberapa lingkungan tektonik
Dari diagram laba-laba Formasi Ulakan yang telah kita analisis terlihat kemiripan bentuk dan pola dengan pola island arc basalt yaitu adanya penurunan unsur Nb dan Sr dan adanya anomaly negative pada unsur Rb da Sm. Namun data ini perlu ditunjang dengan data lain misalnya perbandingan Ba/La terhadap La/Sm untuk memastikan tetanan tektonik Formasi Ulakan.
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
Kesimpulan
1. Berdasarkan data unsur utama terlihat semua sampel memiliki kandungan unsur TiO2 < 1,25 % , yang dapat digunakan menjadi petunjuk awal bahwa Formasi Ulakan berhubungan dengan subduksi. 2. Magma pembentuk Formasi Ulakan mengalami differensiasi magma akibat dari pembentukan kristal mineral yang terlihat dari mineral normative hasil perhitungan CIPW. Magma mengalami diferensiasi mulai dari tidak jenuh silica, jenuh silica, hingga lewat jenuh silica. 3. Seri magma pada Formasi Ulakan berdasarkan plotting data geokimia pada diagaram (Pecerillo dan Taylor, 1976) adalah kalk alkaline dengan kandungan K yang tinggi ( yang didapat dari plot diagram Middlemost, 1975) 4. Dari anomaly negative dari unsur Nb dan Sr dapat disimpulkan bahwa Formasi Ulakan berada dalam lingkungan tektonik konvergen berupa subduksi. 5. Berdasarkan pola diagram laba-laba Formasi Ulakan, terlihat kemiripan pola diagram dengan Island arc calc-alkaline basalt dari Pearce (1983) namun perlu dilakukan analisis lebih lanjut mengenai lingkungan tektonik spesifik dari Pulau Bali.
Petrogenesis
Extivonus K.Fr (12012060) GL3044
DAFTAR PUSTAKA
Gill, Robin. 2010. Igneous Rocks and Processes: A Practical Guide. London: Wiley-Blackwell Rollinson, Hugh R.1993. Using Geochemical Data: Evaluation, Presentation, and Interpretation. Harlow: Pearson Prentice Hall Wilson, M. 1989. Igneous Petrogenesis. Springer. Yuwono, Yustinus Suyatno. 2012. Pengantar Petrogenesis. Bandung. Penerbit ITB
Slide Perkuliahan: Priadi, Bambang. 2009. Geokimia Batuan Beku. Bandung
