Geologi

Geologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi. Bumi merupakan salah satu planet yang ada di sistem tatasurya kita. Bumi didiskripsikan berbentuk bulat pepat dan berputar pada poros pendeknya. Jari-jari bumi ± 6.370 km, yang terdiri dari benda padat (batuan), benda cair, dan gas (udara). Bisa juga diartikan bahwa geologi adalah ilmu yang mempelajari batuan karena unsur bumi yang terdiri dari benda padat (batuan), cair dan gas.

Sedangkan Batuan merupakan suatu bentuk padatan alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen (terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen (disusun oleh satu mineral atau monomineral). Tekstur dari batuan akan memperlihatkan karakteristik komponen penyusun batuan, sedangkan struktur batuan akan memperlihatkan proses pembentukannya (dekat atau jauh dari permukaan).

Batuan kristalin terbentuk dari tiga proses (fisika-kimia) dasar, yaitu kristalisasi dari suatu larutan panas (magma), presipitasi dari larutan, serta rekristalisasi dari suatu bentuk padatan. Proses-proses tersebut akan menghasilkan tipe atau produk akhir dari batuan sesuai dengan kondisi atau tahapan pembentukannya, dan kadang-kadang muncul sebagai suatu produk residual. Berdasarkan proses pembentukannya batuan dapat dikelompokkan sebagai batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

A. Batuan Beku

Batuan beku merupakan produk akhir dari magma, yang merupakan suatu massa larutan silikat panas, kaya akan elemen-elemen volatil, dan terbentuk jauh di bawah permukaan bumi melalui reaksi panas (fusion) dari massa padatan. Bagian dari pelarutan pada bagian tengah lapisan kerak bumi (hasil dari magma primer), biasanya mempunyai komposisi basaltik, dan muncul di permukaan bumi melalui proses erupsi membentuk batuan volkanik atau ekstrusif, atau melalui pen-injeksian pada perlapisan atau rekahan-rekahan dalam kerak bumi pada kedalaman yang bervariasi membentuk batuan hipabissal (hypabyssal rocks). Magma-magma lain yang berasal dari larutan basaltik yang melalui proses differensiasi kadang-kadang juga muncul ke permukaan bumi.

Mineral-mineral yang pertama kali mulai mengkristal dari basalt (pada temperatur 11000C – 12000C) membentuk mineral spinels (kromit) & sulfida, mineral-mineral jarang, serta logam-logam berharga (spt platinum), yang sering dikenal sebagai mineral-mineral aksesoris yang terbentuk dalam jumlah yang sedikit pada tipe batuan tersebut. Kadang-kadang pada temperatur terendah (pada range temperatur pembentukan), mengkristal silikat yang kaya akan besi & magnesium (olivin), sodium & kalsium (piroksen), serta kadang-kadang juga mengandung potasium & air (mika dan amfibol). Seri (reaksi-reaksi) pembentukan mineral pada batuan beku (basaltis) dipelajari oleh N.L. Bowen, dan urutannya dikenal dengan Deret (Series) Reaksi Bowen seperti yang terlihat pada Gambar berikut :

Deret Reaksi Bowen

Deret reaksi Bowen, yang memperlihatkan

sekuen kristalisasi dari larutan magma

Pada deret ini dapat dipresentasikan dua urutan pararel, yaitu :

Seri kontinious, dimana tipe plagioklas berupa feldspar (mineral-mineral felsik) yang terbentuk setelah kristalisasi, dan dengan proses yang berkesinambungan dengan turunnya temperatur terbentuk komposisi yang kaya akan kalsium (anortit) s/d komposisi yang kaya akan sodium (albit).

Seri diskontinious, dimana mineral-mineral besi dan magnesium terbentuk pada awal kristalisasi dari larutan dan terendapkan dengan sempurna membentuk mineral-mineral baru dengan suatu sekuen reaksi yaitu : Olivine ---> hypersthene ---> augit ---> hornblende ---> biotit

Berdasarkan letak dan bentuknya, batuan beku dapat digambarkan seperti yang terlihat pada Gambar berikut :

Gambar Sketsa pembentukan, letak, dan bentuk batuan beku

Batuan beku juga dapat dikelompokkan berdasarkan perbedaan susunan kimianya, yaitu :

1. Batuan beku asam, dengan kandungan SiO2 > 55% (granit, monzonit).
2. Batuan beku sedang, dengan kandungan SiO2 50-55% (granodiorit, diorit, andesit).
3. Batuan beku basa, dengan kandungan SiO2 <>
4. Batuan beku sangat basa (ultra basa), tidak mengandung SiO2, tetapi mengandung banyak plagioklas dan ortoklas (peridotit, hazburgit).


B. Batuan Sedimen

Karena adanya perubahan iklim (panas, dingin, kering, hujan) dan reaksi dengan zat-zat lain yang ada di permukaan bumi, termasuk juga pembuatan manusia dan makhluk hidup lainnya, maka batuan yang ada di permukaan bumi dapat berubah (terombak) sehingga menjadi tidak kuat dan kompak lagi. Akibatnya batuan tersebut akan mudah tererosi dan ter-transport oleh aliran sungai.


Secara umum proses-proses penghancuran pada bagian yang tinggi (lapuk, longsor, dan erosi), proses-proses pengangkutan dari tempat yang tinggi ke tempat yang lebih rendah oleh media air, serta proses-proses pengendapan (sedimentasi) pada bagian yang lebih rendah atau tenang (danau, sungai, lembah, rawa, dan laut), selalu berlangsung di muka bumi. Kegiatan atau proses-proses tersebut akan terus berlangsung sampai ribuan atau jutaan tahun, sehingga akan terjadi pengompakan sehingga membentuk batuan-batuan sedimen yang kompak (batupasir, batul anau, batulempung, breksi, batugamping, dll).


Kekuatan batuan sedimen sangat bervariasi, tergantung dari tingkat konsolidasi (umur), tingkat pelapukan, dan kandungan materialnya. Batuan sedimen akan berkekuatan tinggi dan keras jika terkonsolidasi kuat, berumur sudah tua (tersier atau lebih), masih segar, mengandung material/mineral keras dan kuat (kuarsa, fragmen batuan beku, dll). Sedangkan kalau masih muda (belum terkonsolidasi dengan baik), sudah lapuk, dan mengandung banyak air atau terdiri dari material lunak, akan bersifat lemah dan mudah digali/dibongkar.

Gambar Sketsa proses-proses pelapukan, erosi, transportasi,

dan pengendapan batuan sedimen

Gambar Sketsa perlapisan pada batuan sedimen

Batuan sedimen dapat tersebar sangat luas atau terbatas, tergantung pada luas cekungan pengendapan dan material pembentuk yang tersedia, juga pada kestabilan cekungan pada masa yang bersangkutan, serta dapat juga bersamaan dengan pembentukan cebakan endapan berharga/bahan tambang misalnya :

1. Pada proses pelapukan ------> endapan nikel, laterit, bauksit, dll.
2. Pada proses pengendapan ------> pasirbesi, timah, besi, batubara, pasir, kaolin, batugamping, dll

C. Batuan Hasil Aktivitas Gunung Api


Magma yang merupakan lelehan panas, pijar, dan relatif encer, dapat bergerak dan menerobos ke permukaan bumi melalui rongga-rongga yang terbentuk oleh proses tektonik (bidang sesar). Selain berupa padatan, magma juga mengandung uap air dan gas yang bervariasi komposisinya.

Pada saat menerobos ke permukaan bumi, magma yang agak kental dan bertekanan rendah maka akan muncul berupa lelehan lava panas yang mengalir dari kepundan/kawah ke lereng gunung, dan secara pelan-pelan membeku mulai dari bagian ujung dan luarnya, sedangkan bagian tengahnya masih akan mengalir dan meninggalkan rongga-rongga di dalam lava (lava berongga).

Kalau magma tersebut encer dan bertekanan tinggi, maka akan terjadi letusan gunung api. Sumbat kepundan akan hancur dan terlempar ke sekitarnya dan bersamaan dengan itu sebagian magma panas juga akan terlempar ke udara. Akibat dari letusan tersebut terjadi proses pendinginan yang cepat, sehingga magma akan membeku dengan cepat dan membentuk gelas (obsidian), tufa atau abu halus, lapili dan bom (berupa batuapung dengan rongga-rongga gas). Material yang halus (tufa) akan terlempar jauh dan terbawa angin ke tempat yang lebih jauh, sedangkan bom, lapili, dan gelas, dan material-material lain yang berukuran pasir dan kerikil akan jatuh di sekitar puncak gunung.

D. Batuan Metamorf

Batuan yang sudah ada/terbentuk, dapat juga mengalami perubahan menjadi batuan lain oleh proses metamorfosa (suatu proses yang dipengaruhi oleh aktivitas panas dan tekanan yang tinggi). Karena perubahan temperatur, tekanan, atau temperatur dan tekanan (secara bersama) akan merubah struktur dalam (kristal) dari mineral-mineral yang menyusun batuan tersebut. Dalam proses metamorfosa ini dianggap tidak ada penambahan unsur dari luar.

AB + CD -----> AC + BD

Misalnya suatu batuan mengandung 2 mineral yang masing-masing mempunyai unsur AB dan CD. Setalah proses metamorfosa yang terbentuk adalah mineral baru dengan susunan unsur AC dan BD.

Contoh lain : CaCO3 -------> CaCO3
(batugamping) (marmer)

Secara umum pada batuan metamorf dikenal mempunyai 3 macam struktur, yaitu:

1. gneis, yang terdiri dari gabungan mineral-mineral pipih (mika) dengan mineral bulat (kuarsa, garnet, silimanit, dll).
2. sekis, yang terdiri dari susunan mineral-mineral pipih (terutama mika). filit, yang terdiri dari mineral-mineral sangat halus (batu sabak).