UNIVERSITAS DIPONEGORO
PETROGENESIS BATUAN BEKU DAN KARAKTERISTIK KEKAR TIANG DI BUKIT PAJANGAN, DESA SIDOMULYO, KECAMATAN PURWOREJO, KABUPATEN PURWOREJO, JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR
MOHAMMAD BAGUS PRANATA 21100113130065
FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI SEMARANG MEI 2017 i
UNIVERSITAS DIPONEGORO
PETROGENESIS BATUAN BEKU DAN KARAKTERISTIK KEKAR TIANG DI BUKIT PAJANGAN, DESA SIDOMULYO, KECAMATAN PURWOREJO, KABUPATEN PURWOREJO, JAWA TENGAH
TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Strata-1
MOHAMMAD BAGUS PRANATA 21100113130065
FAKULTAS TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK GEOLOGI UNIVERSITAS DIPONEGORO
i
ii
HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.
Nama
: Mohammad Bagus Pranata
NIM
: 21100113130065
Tanda Tangan
:
Tanggal
: 2 Mei 2017
iii
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama NIM Departemen Fakultas Jenis Karya
: Mohammad Bagus Pranata : 21100113130065 : Teknik Geologi : Teknik : Skripsi
demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : “Petrogenesis Batuan Beku dan Karakteristik Kekar Tiang di Bukit Pajangan, Desa Sidomulyo, Kecamatan Purworejo, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah.” beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Pada Tanggal
: Semarang : 2 Mei 2017
Yang menyatakan
Mohammad Bagus Pranata
iv
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan pada rahmat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik, dan hidayah-Nya sehingga akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Adapun judul penelitian yang saya lakukan ialah “Petrogenesis Batuan Beku dan Karakteristik Kekar Tiang di Bukit Pajangan, Desa Sidomulyo, Kecamatan Purworejo, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah.” Bukit Pajangan di Desa Sidomulyo, Kecamatan Purworejo, Kabupaten Purworejo atau lebih umum disebut Situs Pajangan merupakan sebuah objek wisata geologi berupa batuan yang nampak seperti susunan anak tangga yang tersingkap akibat longsoran pada bulan Juli tahun 2016. Penelitian sebelumnya belum mampu menjelaskan secara lengkap mengenai proses magmatik, karakteristik kekar tiang di Situs Pajangan tersebut serta keterkaitannya dengan wilayah Pegunungan Kulon Progo. Oleh sebab itu dilakukan penelitian untuk melengkapi penelitian sebelumnya. Dari hasil penelitian ini dapat diteliti lebih lanjut mengenai sejarah geologi pembentukan kekar tiang melalui interpretasi arah pergerakan magma saat akan membeku menjadi kekar tiang. Identifikasi proses magmatik yang berperan saat pembentukan batuan beku dan karakteristik kekar tiang di Situs Pajangan dapat menambah informasi mengenai aktivitas vulkanisme pada wilayah komplek geologi Kulon Progo, sekaligus aktivitas vulkanisme pada sebelah selatan Pulau Jawa bagian tengah. Semarang, 2 Mei 2017 Penulis
v
UCAPAN TERIMAKASIH Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu penulis ingin mengucapkan rasa terima kasih yang besar kepada yang terhormat: 1.
Keluarga saya terutama Bapak Oon Rosdiana, Ibu Dwi Endah Wijayati, Guntur Agung Pranata, Aulia Dwi Tika, dan adik saya Agita Chici Rosdiana sebagai motivator penulis yang telah memberikan kasih sayang tiada henti, perhatian tulus, semangat serta doa kepada peneliti. 2. Keponakan pertama saya yaitu Hasya Absyar Pranata yang memberikan motivasi batin kepada saya. 3. Bapak Najib, S.T., M.T., Ph.D selaku Ketua Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang. 4. Bapak Yoga Aribowo S.T., M.T. sebagai dosen pembimbing ke-1 dan Ibu Jenian Marin S.T., M.Eng selaku dosen pembimbing ke-2 yang mengajarkan berbagai ilmu yang bermanfaat dan kesabaran dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Tri Winarno S.T., M.Eng sebagai dosen wali yang sekaligus memberikan ide penelitian mengenai pelaksanaan tugas akhir peneliti. 6. Bapak Lurah, Kepala Dusun, dan pengurus lokasi Situs Pajangan, Desa Sidomulyo yang telah mengizinkan peneliti untuk melakukan pengambilan sampel dan berdiskusi mengenai lokasi penelitian. 7. Bapak Muslih Sujarwo dan Ibu Yusmi Sulistyowati yang banyak memfasilitasi dan mengakomodasi untuk melakukan penelitian di Purworejo. 8. Brahma Gilidian dan Dyatmico Pambudi sebagai sahabat yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan kegiatan lapangan. 9. Pak Rinal, dan Mas Syauqi yang selalu memberi masukan dan bantuan selama pelaksanaan Tugas Akhir. 10. Squad DotA Geologi 2013, Anindya Estiandari, Dewi Mindasari, Ilham Hani Pratama, M Idham Fauzan, Gandahusada Jati Utomo, dan Aulia Bunga Arini yang selalu menjadi rekan konsultasi saat terdapat hambatan selama penulisan Tugas Akhir. 11. Kepada seluruh teman-teman Teknik Geologi Universitas Diponegoro khususnya angkatan 2013, kakak tingkat angkatan 2004-2012 yang selalu mengayomi, dan adik-adikku 2014-2015 yang selalu memberikan semangat baru kepada peneliti. Semarang, 2 Mei 2017 Penulis
vi
ABSTRAK Kekar tiang di Bukit Pajangan, Desa Sidomulyo, Kabupaten Purworejo, atau masyarakat lokal menyebutnya sebagai lokasi Situs Pajangan, termasuk dalam formasi geologi Kebobutak (Tmok) di Pegunungan Kulon Progo. Penelitian mengenai kekar tiang di Situs Pajangan yang baru tersingkap pada bulan Juli tahun 2016 sangat menarik untuk dilakukan untuk mengetahui informasi petrogenesis berupa proses magmatisme serta karakteristik kekar tiang Bukit Pajangan yang sebelumnya belum diteliti secara detail. Penelitian ini menggunakan metode survei observasi lapangan, analisis petrografi, dan analisis karakteristik kekar tiang. Observasi lapangan berupa pemetaan geologi wilayah Situs Pajangan dan sekitarnya, dan pengambilan orientasi arah kekar tiang, kemiringan kemiringan kekar tiang, dan sampel batuan beku dari kekar tiang Situs Pajangan. Analisis petrografi bertujuan untuk mengetahui tekstur, presentase mineral, dan proses magmatik yang terjadi. Analisis karakteristik kekar tiang bertujuan untuk mengetahui geometri kekar tiang, orientasi kekar tiang, dan arah pendinginan magma saat membentuk Bukit Pajangan. Observasi lapangan menghasilkan data persebaran litologi daerah Bukit Pajangan dan sekitarnya dari tua ke muda yaitu intrusi basalt, lava andesit, breksi andesit, dan aluvial. Hasil analisis petrografi yang dilakukan pada seluruh sampel batuan kekar tiang Bukit Pajangan diketahui bahwa menunjukan tekstur vesikular, dengan komposisi mineral rata-rata plagioklas (62%) dengan jenis labradorite dominan dibanding andesine, sanidin (12%), piroksen (19%), mineral opak (5%), hasil penamaan batuan tersebut adalah adalah Andesit Basaltik. Hasil analisis kerakteristik kekar tiang dilakukan setelah menyimpulkan bahwa kekar tiang Situs Pajangan merupakan aktivitas intrusi magma, maka orientasi kekar tiang dengan kemiringan kekar tiang sebesar 0 o-45o merupakan kemiringan magma saat mengintrusi dan orientasi arah intrusi magma adalah N58E atau berarah relatif dari utara-timur. Proses magmatisme yang terjadi pada saat pembentukan kekar tiang ini secara umum dikontrol oleh proses fraksinasi kristal dan pencampuran magma, sedangkan karakterstik mineralogi pada kekar tiang erat kaitannya dengan hasil aktivitas Gunung Gajah yang memiliki tipe magma menengah-basa. Karakteristik kekar tiang pada Situs Pajangan memiliki tipe subdivisi kekar tiang lower colonnade dan merupakan hasil aktivitas intrusi dangkal. Kata kunci: Bukit Pajangan, Kekar Tiang, Petrogenesis Batuan Beku
vii
ABSTRACT Columnar joints in Pajangan Hill, Sidomulyo Village, Purworejo District, or the locals called it as a Pajangan Heritage is include in Kebobutak (Tmok) geological formation of Kulon Progo’s Mountains. Research about columnar joints in Pajangan Hill, which had been uncovered in July 2016, is interesting to be studied to add new information about petrogenesis magmatis processes, and also the characteristic of Pajangan Hill’s columnar joints that never been conducted before. This research is using field observation method, petrographical analysis, and columnar joints characteristic analysis. Field observation is conducting a geological surface mapping in Pajangan Hill area and also the surrounding, and taking the orientation, dip of columnar joint, and a rock sample from Pajangan Hill columnar joints. Petrographical analysis is aimed to know the texture, mineral percentages, and magmatic processes that happened in the past. Columnar joint characteristic analysis is aimed to know about the geometry of columnar joints, orientation, and the direction of magma when its cooled and formed Pajangan Hill. Field observation produced a distribution of lithology in Pajangan Hill area and the surrounding from the oldest to youngest are andesit-basaltic intrusion, andesit lava, andesit breccia, and aluvial. Petrographycal analysis that analyzed from all sample of Pajangan Hill’s columnar joints showing a vesicular texture, with average composition of plagioclase (62%) with labradorite type is more dominant than andesine, sanidine (12%), pyroxene (19%), and opaque mineral (5%), and named as Andesitic Basaltic. Columnar joints characteristic analysis resulting that Pajangan Hill is ceased from magma intrusion, and the slope is 0o-45o with the direction of magma when intruding is N58E or north-east relatively. Magmatism processes that happened when columnar joints formed is considerably controlled by crystal fractionation and magma mixing. Besides, mineralogy characteristic from columnar joints is related from the result of Gajah Volcano activity which has intermediate-mafic attribute. Subdivision of columnar joints in Gajah Volcano is included in lower colonnade division as the resulting of shallow intrusion. Keywords: Pajangan Hill ,Columnar joints, Igneous Rock Petrogenesis
viii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ............................................................. ii HALAMAN PERNYATAAN .............................................................................. iii HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................ iv KATA PENGANTAR .......................................................................................... v UCAPAN TERIMAKASIH ..................................................................................vi ABSTRAK ............................................................................................................ vii ABSTRACT .......................................................................................................... viii DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ............................................................................................xii DAFTAR TABEL .................................................................................................xiii BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1 1.2 Masalah Penelitian ......................................................................................... 2 1.3 Maksud Penelitian ........................................................................................... 2 1.4 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 3 1.5 Lokasi Penelitian ............................................................................................ 3 1.6 Batasan Penelitian .......................................................................................... 3 1.7 Penelitian Terdahulu ...................................................................................... 3 1.8 Sistematika Penulisan ..................................................................................... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6 2.1 Geologi Regional Daerah Penelitian ............................................................... 6 2.1.1 Fisiografi Regional ................................................................................ 6 2.1.2 Stratigrafi Regional ............................................................................... 7 2.1.3 Vulkanostratigrafi Kulonprogo ............................................................. 9 2.1.4 Struktur Geologi Regional .................................................................... 10 2.2 Dasar Teori ...................................................................................................... 11 2.2.1 Tinjauan Umum Magma ....................................................................... 11 2.2.2 Proses Magmatisme .............................................................................. 12 ix
2.2.3 Tekstur Batuan Beku ............................................................................. 14 2.2.4 Struktur Batuan Beku ............................................................................ 23 2.2.5 Kekar Tiang ........................................................................................... 28 2.3 Hipotesis Penelitian ........................................................................................ 32 BAB III METODOLOGI ..................................................................................... 33 3.1 Alat dan Bahan Penelitian .............................................................................. 33 3.1.1 Alat ........................................................................................................ 33 3.1.2 Bahan ..................................................................................................... 33 3.2 Metode Penelitian ........................................................................................... 33 3.2.1 Observasi Lapangan .............................................................................. 34 3.2.2 Analisis Petrografi ................................................................................. 34 3.2.3 Analisis Karakteristik Kekar Tiang ....................................................... 37 3.3 Diagram Alir Penelitian ................................................................................. 42 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 43 4.1 Kondisi Geologi ............................................................................................. 43 4.2 Mineralogi dan Tekstur Khusus ...................................................................... 46 4.3 Karakteristik Kekar Tiang Situs Pajangan ..................................................... 50 4.3.1 Geometri ................................................................................................ 50 4.3.2 Orientasi ................................................................................................. 51 4.3.3 Penentuan Arah Pendinginan Magma ................................................... 53 4.4 Petrogenesis Batuan Beku .............................................................................. 56 4.5 Sejarah Geologi Kekar Tiang Situs Pajangan ................................................ 58 BAB V KESIMPULAN ........................................................................................ 64 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 65 LAMPIRAN ......................................................................................................... 69 LAMPIRAN PETROGRAFI ................................................................................ 70
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.3 Gambar 3.4
Lokasi Penelitian Situs Pajangan………………………………... Fisiografi Jawa Tengah (Dengan modifikasi dari R.W van Bemmelen, 1970)……………….……...………..……………… Geologi regional Pegunungan Kulon Progo (Rahardjo dkk., 1992)……………………………………………………………... Seri reaksi Bowen (Modifikasi dari Bowen, 1928)……………… Ilustrasi Magma Mixing (Siever dkk, 2001)…………………….. Holokristalin pada batuan granit (Mackenzie dkk., 1982)………. Hipokristalin pada batuan pitchstone (Mackenzie dkk, 1982)…... Tekstur trakitik pada batuan trakhit (Mackenzie dkk, 1982)…… Tekstur pilotasitik pada batuan pitchstone (Mackenzie dkk, 1982……………………………………………………………… Contoh tekstur Glomeroporphyritic (Mackenzie dkk., 1982)…... Tekstur seriate yang menunjukkan massa dasar berupa plagioklas yang berukuran <0,01-0,5 mm pada batuan basalt (Mackenzie dkk., 1982)…………………………………………. Tekstur clots yang terdiri atas mineral augit, plagioklas dan olivine (Mackenzie dkk., 1982)…………………………………. Tekstur Sieve (Mackenzie dkk., 1982)…………………………... Tekstur Zoning pada plagioklas (Mackenzie dkk., 1982)……….. Skema diagram blok dari tubuh bentukan intrusive (Dengan modifikasi dari Winter, 2001)…………………………………… Bentukan dari dua batuan plutonik jenis konkordan ……………. Mekanisme pembentukan lava tipe aa (Grimes, 2003)......……... Pembentukan lava pahoehoe (Grimes, 2003)……...……………. Ilustrasi lava bantal (Wicander dkk, 2007)……………………… Aliran lava berhenti dan akan membentuk tiga rekahan pada permukaan dan mendingin membentuk kekar tiang secara tegak lurus aliran (Wicander dkk, 2007)………………………………. Model proses kontraksi ketika aliran lava mengalami pendinginan (Bruce, 2002)………………………………………. Skema pembentukan rekahan awal kekar tiang (Spry 1961, dalam Gray 1986)……………………………………………….. Ilustrasi bentukan kekar tiang tipe colonnade dan entablature pada suatu tubuh lava (Spry., 1962)……………………………... Klasifikasi batuan QAPF yang disesuaikan dengan jenis batuan plutonik oleh Streckeisen (1967).........…………………………... Klasifikasi batuan QAPF yang disesuaikan dengan jenis batuan vulkanik oleh Streckeisen (1967)…………………............……... Analisis Geometri Kekar Tiang (Gray, 1986)…………………... Ilustrasi Dip dan Dip Direction…………………………………..
Gambar 3.5
Contoh tampilan perangkat lunak Dips V5.1 untuk analisis
Gambar 1.1 Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10
Gambar 2.11 Gambar 2.12 Gambar 2.13 Gambar 2.14 Gambar 2.15 Gambar 2.16 Gambar 2.17 Gambar 2.18 Gambar 2.19
Gambar 2.20 Gambar 2.21 Gambar 2.22 Gambar 3.1 Gambar 3.2
xi
4 8 9 13 14 16 16 19 19 20
21 21 22 23 25 26 27 27 28
29 30 30 32 36 36 37 38
Gambar 3.6
Gambar 3.7
Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10
Gambar 4.11 Gambar 4.12
Gambar 4.13 Gambar 4.14 Gambar 4.15 Gambar 4.16 Gambar 4.17
orientasi………………………………………………………….. Ilustrasi pengukuran dip dan dip direction pada kekar tiang terhadap interpretasi arah intrusi magma dan kemiringan intrusi………………………………………………...................... Ilustrasi pengukuran dip dan dip direction pada kekar tiang terhadap interpretasi arah aliran lava dan kemiringan lereng (Pratama A, dkk., 2013)…………………...…………………….. Diagram roset untuk analisis arah pendinginan magma dalam perangkat lunak Dips V5.1……………......................................... Diagram alir penelitian……...………………………………….... Geomorfologi daerah penelitian…………………………………. Peta Geologi daerah situs pajangan dan sekitarnya….…………………………………………………….. (a) breksi andesit, (b) lava andesit, (c) intrusi basalt, (d) aluvium ……………..................................................................... Peta lokasi pengambilan sampel pada Situs Pajangan…………... Tekstur zoning plagioklas pada sayatan MBP-3 melalui pengamatan XPL………………………………………………… Tekstur clots pada sayatan MBP-7 melalui pengamatan XPL……………………………………………………………… Tekstur poikilitik pada sayatan MBP-1 melalui pengamatan XPL……………………………………………………………… Tekstur sieve pada sayatan MBP-2 melalui pengamatan XPL……………………………………………………………… Perhitungan geometri dan diameter kekar tiang pada STA1 dan STA7…………………………………………………………….. Hasil analisis Dips (a) plotting dari data kekar tiang (b)hasil arah dominan kekar tiang yang ditunjukan oleh batang berwarna merah……………………………………………………………. Peta arah intrusi berdasarkan perhitungan rumus kekar tiang….. Diagram roset setengah lingkaran, arah dominan intrusi dintunjukan dengan skala batang berwarna merah paling panjang………………………………………………………….. Peta arah intrusi berdasarkan perhitungan diagram roset……….. Ilustrasi kekar tiang Bukit Pajangan, variasi dip 00 hingga 450, dan dip direction relatif berarah barat laut………………………. Peta Geologi dan Penampang Geologi Bukit Pajangan dan Sekitarnya………………………………………………………... Sejarah Geologi kekar tiang Bukit Pajangan dan daerah sekitarnya……………………………………………………….. Kekar tiang Bukit Pajangan termasuk dalam subdivisi lower colonnade menurut klasifikasi Spry (1962)…………………….
38
40
40 41 42 45 45 46 47 49 49 49 50 51
52 56
56 57 59 60 62 63
xii
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5
Perbedaan gabro dan Diorit berdasarkan unsur pendukungnya (Hyndman, 1972)……………………………………………….. Hasil analisis mineralogi dan tekstur khusus dari sampel penelitian………………………………………………………... Diameter dan presentase perbedaan sudut kekar tiap satuan ketinggian……………………………………………………….. Data kemiringan dan arah kemiringan kekar tiang di Bukit Pajangan………………………………………………………… Perhitungan kekar tiang untuk menentukan arah dan kemiringan intrusi magma………………………………………………….. Perubahan ukuran fenokris mineral terhadap elevasi Situs Pajangan…..……………………………………………………..
35 47 51 52 53 57
xiii
