GEOKIMIA UNSUR-UNSUR UTAMA BATUAN GUNUNGAPI PAPANDAYAN, JAWA BARAT. Eka Kadasetia Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi.

Transkripsi

1 GEOKIMIA UNSUR-UNSUR UTAMA BATUAN GUNUNGAPI PAPANDAYAN, JAWA BARAT Eka Kadasetia Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Sari Gunungapi Papandayan merupakan gunungapi aktif yang terletak di Kabupaten Garut, Provinsi Jawa Barat. Karakteristik kimia batuan dan petrogenesis batuan G. Papandayan diharapkan dapat dijadikan dasar untuk mengenali sifat-sifat magmanya. Secara petrografi batuan G. Papandayan bertekstur porfiritik, dengan fenokris terdiri dari plagioklas, piroksen, mineral bijih dan kadangkadang hornblenda yang tertanam dalam masa dasar glass, mikrolit plagioklas, mikrokristal piroksen, gelas dan mineral bijih. Batuan G. Papandayan memiliki kisaran kandungan SiO 2 antara 53,20% sampai 62,48%, kandungan TiO 2 kurang dari 1 % berjenis andesitik-basaltik sampai andesitik, tipe magmanya calc-alkalin. Variasi elemen mayor pada lava-lava G. Papandayan dihasilkan oleh fraksinasi fase-fase olivin, piroksen, dan Ca-plagioklas. Kandungan CaO yang tidak terlalu tinggi, antara 6% - 8% memberikan gambaran bahwa proses fraksinasi dalam magma G. Papandayan cukup kuat. MAJOR ELEMENTS GEOCHEMISTRY OF THE ROCKS OF PAPANDAYAN VOLCANO, WEST JAVA Eka Kadarsetia Center for Volcanology and Geological Hazard Mitigation Geological Agency Abstract Papandayan Volcano is located at Garut Districts, West Java Province. In order to gain better understanding of Papandayan volcano, the petrographic and rock geochemistry investigation had been carried out. The main aims of the research is to identify the petrographic and chemical characteristic of the rocks in relation to the petrogenesis process. Under the microscope the rocks showed porphyritic texture, with the fenokris of plagioclase, pyroxene, ore minerals and horblende. Phenocryts sitted in devitrified glass groudmass, plagioclase microlite, pyroxene micro crystal and ore minerals. Based on rock chemical data, The Papandayan rocks contain of SiO 2 between 53,20% to 62,48%, accordingly the rocks type is andesitic basaltic to andecite, with calc-alkaline series. In general the TiO 2 is less than 1 %, refleted the Island Arc Magma. In general the major elemets variation of Papandayan lavas resulted by fractination of olivine, pyroxene and Ca-plagioclase. The medium content of CaO characterized by a strong fractination process of Papandayan magma. Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : Hal :23

2 Pendahuluan Gunungapi Papandayan merupakan kerucut paling selatan dari deretan gunungapi aktif di Jawa Barat, terletak sekitar 60 km sebelah tenggara kota Bandung dan termasuk dalam Kabupaten Garut. Secara geografis gunungapi ini terletak pada 7 19 Lintang Selatan dan Bujur Timur dengan ketinggian 2665 meter di atas permukaan laut, atau sekitar 1950 meter di atas dataran Garut. Letusan dalam sejarah yang pertama kali tercatat adalah pada tahun 1772, ketika terjadi longsoran besar (debris avalanche) yang menimbulkan kerusakan 40 kampung musnah dan 2975 korban manusia. Tahun 1923 terjadi letusan lumpur, dari 7 buah kawah kecil yang terbentuk di dalam Kawah Baru. Kegiatan G. Papandayan yang terjadi cukup panjang antara tahun 1924 sampai dengan Tahun 1961 terjadi letusan yang mengendapkan lumpur di sekitar kawah (Kusumadinata, 1979). Kegiatan terakhir yang cukup besar dari gunungapi ini terjadi pada tahun 2002, berupa erupsi freatik sampai freato magmatik dan juga melongsorkan sebagian dinding kawahnya sejauh + 2km ke S. Ciparugpug. Dalam upaya mitigasi bencana telah dilakukan berbagai penelitian dilakukan, seperti geologi, geofisika, dan geokimia. Dan untuk melengkapi data tentang G. Papandayan yang sudah ada, maka dilakukan penelitian petrografi dan kimia batuan. Penelitian difokuskan untuk mengetahui karakter kimia dan petrogenesis batuan G. Papandayan, yang selanjutnya diharapkan dapat dijadikan dasar untuk mengenali sifat-sifat magmanya. Metoda Penelitian Metoda penelitian yang dilakukan meliputi penelaahan geologi di lapangan, pengambilan contoh batuan secara variatif, analisa kimia batuan dan analisa petrografi. Tahapan akhir dilakukan evaluasi dan interpretasi data untuk penyusunan karya ilmiah. Gambar 1 Peta lokasi G. Papandayan, Jawa Barat Hal :24 Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : 24-29

3 Tatanan Geologi Sektor busur Sunda dicirikan oleh zona Wadati-Benioff yang sangat aktif, menunjam hingga ke kedalaman 680 km di bawah Jawa, Pusat-pusat gempa dalamnya ( > 70 km ) memberikan indikasi suatu bidang seismik yang menunjam ke arah utara, dengan kedalaman lebih dari 100 km, miring 65 di bawah Jawa. Pola tektonik sektor Jawa relatif sederhana, dasar Samudra Hindia menunjam ke bawah Jawa dengan kemiringan sekitar 65 ke arah utara pada kecepatan rata-rata 6 cm/tahun (Le Pichon, 1968). Kedalaman palung Jawa bervariasi, hal ini sebagian disebabkan oleh perbedaan ketebalan sedimen di dasar samudra dalam palung itu sendiri. Kedalaman palung di selatan Jawa ada yang mencapai 7 km Sedimen pelagis tipis banyak dijumpai di dalam palung Jawa, yang terbawa ke dalam palung pada lempeng Samudra Hindia. Namun ada juga sedikit kemungkinan terbawanya sedimen yang berasal dari endapan kipas Bengal (Anikouchine dan Ling, 1967). Studi pantulan seismik di kawasan Laut Jawa dan forearc Sumatra menunjukkan ketebalan kerak kontinen setebal 20 sampai 30 km di bawah Sumatra dan Jawa. Ketebalan yang demikian dianggap sebagai suatu ketebalan transisi dari tipe kontinen dan samudra. Batuan Vulkanik Jawa umumnya bersifat mafic yang ditandai oleh absennya komponen kerak kontinen yang bersifat silikan. Gunungapigunungapi Kenozoikum terletak di atas lapisanlapisan marin Neogen, dan batuan dasar yang tersingkap terdiri dari melange Kapur Akhir dan Tersier Awal. Dengan tidak terdapatnya tanda-tanda keberadaan kerak kontinen, membuat kerak Jawa dapat disebut transisi atau quasi-continental (Hammilton, 1979). Ketebalan kerak kontinen di Jawa Barat dihasilkan oleh penumpukan (accretion) zona pununjaman Resen ditambah dengan megmatisma busur. Kedalaman zona Benioff dari sumbu-sumbu busur gunungapi di Jawa rata-rata berkisar dari 118 sampai 192 km (Hutchinson, 1989). Kompleks G. Papandayan dibentuk oleh dua buah tubuh gunungapi, yaitu di sebelah utara ditempati G. Puntang Tua, sedangkan di sebelah selatannya dibentuk oleh Komplek G. Papandayan, G. Masigit, G. Malang, dan G. Nangklak. Puntang Tua ini kearah barat berbentuk kerucut terpancung dengan kawah yang relatif datar. Batuan-batuan G. Papandayan terdiri dari eflata dan lava bersusunan andesit piroksen yang mengandung hablur hornblende dan olivin. Batuan-batuan ini dihasilkan oleh pusat erupsi G. Brungbung, G. Alun-alun, G. Parugpug dan G. Papandayan (Alzwar, 1992). Sedangkan menurut Asmoro dkk (1989), hasil erupsi G. Papandayan didominasi oleh aliran lava andesit basaltik, endapan aliran piroklastika, dan jatuhan piroklastika. Hasil Penelitian Dari penelitian petrografi dan geokimia batuan Gunungapi Papandayan, telah dilakukan analisis contoh batuan yang diambil dari lokasilokasi yang dianggap mewakili, dengan mempertimbangkan aspek-aspek geologi dan vulkanologi. Petrografi Batuan G. Papandayan secara umum bertekstur porfiritik, kemas terbuka sampai tertutup, inequigranular sampai granular, struktur ofitik dan subofitik. Fenokris terdiri dari plagioklas, piroksen, mineral bijih, kadangkadang dijumpai hornblenda. Fenokris tertanam dalam masa dasar mikrolit plagioklas, mikrokristal piroksen, gelas dan mineral bijih. Perbandingan antara fenokris dan masa dasar sekitar 60% : 40%. Kadang-kadang dijumpai xenolith yang diperkirakan berjenis andesitik dalam batuan lava G. Papandayan. Plagioklas Plagioklas yang dijumpai berukuran ukuran kecil sampai besar, didominasi yang berukuran kecil dan sedang. Bentuk kristalnya adalah subhedral sampai euhedral, terdapat inklusi mineral bijih, kembar albit, karlsbad, dan albitkarlsbad. Struktur zonning sering dijumpai dalam batuan G. Papandayan, reverse zonning dan pemadaman bergelombang. Dalam batuan terdapat berkisar antara 40% sampai 50%. Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : Hal :25

4 Piroksen Ada dua jenis piroksen, yaitu :piroksen ortho dan klino, berbentuk subhedral sampai euhedral, kembar sederhana, belahan umumnya satu arah, prismatik panjang dan pendek, tetapi umumnya berukuran sedang. Dalam kristalnya terdapat retakan-retakan, inklusi mineral bijih, sebagian sebagai pecahan-pecahan. Volume sekitar 6%. Hornblenda Mineral ini dijumpai berbentuk anhedral sampai subhedral, yang kadang-kadang dijumpai sebagai agregat, berukuran sedang sampai kecil. Pada beberapa kristal dijumpai sebagai hasil ubahan dari piroksen. Mineral ini tidak terdapat pada semua batuan. Dalam batuan mineral ini terdapat sekitar 1-2% dari total mineral. Mineral Bijih Berwarna hitam, opak, umumnya berukuran kecil, sebagian merupakan mineral primer, sebagian merupakan ubahan dari piroksen, berbentuk bulat dan persegi, sebagai fenokris dan masa dasar. Volume sekitar 2%. Geokimia Batuan G. Papandayan memiliki kisaran kandungan SiO 2 antara 53,20% sampai 62,48%, yang diklasifikasikan berjenis andesitik-basaltik sampai andesitik, dengan tipe magmanya calc-alkalin (Paccerillo & Taylor, 1976) terlihat dalam Gambar 2. Kandungan TiO 2 kurang dari 1 prosen (0,24-0,83%), hanya ada satu contoh yang di atas 1% yaitu 1,02% dari sampel P-10. Hasil analisis kimia selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah. Tabel 1. Hasil Analisis Kimia Batuan G. Papandayan (Dalam satuan % berat) Unsur P-O P-1 P-2 P-7 P-8 P-9 P-10 P-13 P-16 P-22 P-25 SiO 2 53,20 53,40 60,13 57,62 57,61 55,11 56,97 57,57 58,39 62,48 57,88 Al 2 O 3 18,85 24,77 16,61 18,71 17,61 18,85 18,49 17,94 18,27 15,79 17,36 Fe 2 O 3 8,56 4,86 7,28 7,21 8,44 8,18 7,66 7,53 7,55 6,42 7,18 CaO 7,08 0,14 6,60 8,06 7,06 7,65 7,69 7,65 7,71 6,23 7,85 MgO 4,04 0,03 2,45 2,29 2,81 2,62 2,84 2,95 2,45 2,26 3,41 Na 2 O 2,33 0,13 3,01 2,97 3,26 3,14 3,06 3,12 3,07 3,00 2,67 K 2 O 0,81 0,10 1,68 1,45 0,77 1,28 1,13 1,24 1,08 2,11 1,60 MnO 0,15 0,01 0,12 0,12 0,15 0,12 0,15 0,15 0,14 0,11 0,14 TiO 2 0,46 0,09 0,49 0,96 0,55 0,44 1,02 0,54 0,74 0,46 0,50 P 2 O 5 0,09 0,15 0,44 0,22 0,21 0,24 0,19 0,37 0,14 0,17 0,25 H 2 O 1,06 1,15 0,19 0,18 0,37 0,49 0,12 0,20 0,09 0,17 0,20 HD 2,98 14,24 1,52 0,30 0,97 1,40 0,51 0,55 0,37 0,50 0,76 Hal :26 Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : 26-29

5 Gambar 2. Diagram SiO 2 terhadap K 2 O Batuan G. Papandayan ( Pacerillo & Taylor, 1976). Gambar 3. Ploting SiO 2 terhadap unsur-unsur utama. Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : Hal :27

6 Gambar 4. Ploting MgO terhadap unsur-unsur utama. Pembahasan Kandungan K 2 O dalam lava-lava G. Papandayan sebagian besar relatif tinggi lebih dari 1% menunjukan bahwa adanya pengaruh proses asimilasi atau anateksis dengan material kerak kontinental atas. Hubungan SiO 2 dengan Na 2 O mempunyai pola pola yang cenderung menanjak, hal ini terjadi karena adanya proses kristalisasi plagioklas secara normal. KandunganTiO 2 yang rendah merupakan ciri dari magma busur kepulauan. Ploting unsur-unsur FeO dan MgO terhadap SiO 2 menunjukkan hubungan yang negatif. Hal ini menunjukkan pola yang dipengaruhi oleh proses fraksinasi kristalisasi olivin dan piroksen yang normal. Seperti diketahui bahwa unsur-unsur di atas (Si, Fe dan Mg) terhadap merupakan penyusun utama dari mineral-mineral tersebut. Ploting SiO 2 terhadap TiO 2 menunjukkan pola yang tidak teratur. Hal ini menunjukkan bahwa kurang berperannya fraksinasi kristalisasi mineral titanomagnetit dalam pembentukan lava-lava G. Papandayan. Diagram CaO dengan MgO memperlihatkan pola yang menjurus ke arah negatif, dengan bertambahnya MgO kandungan CaO menunjukkan penurunan. Hal ini disebabkan oleh adanya fraksinasi olivin dan piroksen yang kaya Mg. Pada diagram MgO dengan Al 2 O 3 Hal :28 Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : 28-29

7 tampak adanya suatu pola yang tidak teratur, mungkin disebabkan oleh sejarah fraksinasi yang tidak sejalan antara olivin dengan Caplagioklas. Secara umum dapat dikatakan bahwa variasi elemen mayor pada lava-lava G. Papandayan dihasilkan oleh fraksinasi fase olivin dan piroksen. Namun demikian kandungan CaO yang tidak tinggi yaitu antara 6-8% memberikan gambaran umum bahwa pengaruh proses fraksinasi dalam magma G. Papandayan cukup kuat. Kesimpulan Mineral pembentuk batuan G. Papandayan terdiri dari plagioklas, ortho dan klino piroksen, hornblenda, dan mineral-mirelal bijih (kurang dari 2%). Asosiasi mineralmineral tersebut membentuk batuan berjenis basaltik-andesit sampai andesit. Data tersebut didukung oleh hasil analisis kimia batuan yang memberikan informasi kandungan SiO 2 berkisar antara wt%. Berdasarkan komposisi kimia batuanbatuan G. Papandayan mempunyai seri calckalkaline. Tingginya K 2 O yang sebagian besar lebih dari dari 1% menunjukkan bahwa pengaruh kontaminasi material kerak kontinen cukup berpengaruh pada pembentukan batuan G.Papandayan. Secara umum dapat dikatakan bahwa variasi elemen mayor pada lava G. Papandayan dihasilkan oleh fraksinasi fase olivin, piroksen, dan Ca-plagioklas. Namun dari diagram MgO dengan Al 2 O 3 tampak adanya suatu pola yang tidak teratur, hal ini memberikan kemungkinan bahwa sejarah fraksinasi antara olivin dengan Ca-plagioklas tidak begitu sejalan. Kandungan CaO yang tidak terlalu tinggi, yaitu antara 6% - 8% memberikan gambaran bahwa proses fraksinasi kristalisasi dalam magma G. Papandayan adalah cukup kuat. DAFTAR PUSTAKA Alzwar, M., 1992, Peta Geologi Lembar Garut Pameungpeuk, Jawa Barat, Skala 1 : , Puslitbang Geologi Bandung. Anikouchine, W.A. & Ling, H., Evidence for turbidiete accumulation in trenches in the Indo-Pacific region. Marine Geology 5, Asmoro, P., dkk, 1989, Pemetaan Geologi Gunungapi Papandayan - Garut, Jawa Barat. Direktorat Vulkanologi, Direktorat Jendral Geologi dan Sumberdaya Mineral, Departemen Pertambangan dan Energi. Hamilton, W., Tectonics of the Indonesian region. U.S. Geol. Surv, Prof. Paper 1078, 345 pp. Hutchinson, C.S., Geological evolution of South-East Asia. Oxford Monographs on Geology and Geophysics no. 13, Oxford sciences publications, Oxford, Clarendon Press, 368 pp. Kadarsetia, E., Abdurachman, E.K., Effendi, W., Suherman, W., dan Ridwan, I., Inventarisasi Sifat Kimia Batuan Gunungapi Papandayan, Jawa Barat. Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi. Tidak diterbitkan. Kusumadinata, K, 1979, Data Dasar Gunungapi Indonesia, Direktorat Vulkanologi, Direktorat Jendral Pertambangan Umum, Departemen Pertambangan dan Energi. Le Pichon, X., 1968, Seafloor spreading and continental drift. J. Geophys. Res. 73, Paccerillo, A. And Taylor, S.R., Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Nothern Turkey. Contrib. Mineral. Petrol., 58, Whitford, D.J., 1975, Geochemistry and Petrology of Volcanic Rocks From Sunda Arc, Indonesia. Ph.D Thesis (unpubl). Australia National University. Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 5 Nomor 2, Agustus 2010 : Hal :29