Fasies Metamorfisme

FASIES METAMORF

            Fasies metamorf adalah sekelompok batuan yang termetamorfosa pada kondisi yang sama yang dicirikan oleh kumpulan mineral yang tetap. Konsep ini pertama kali diperkenalkan oleh Eskola tahun 1915. Dalam hal ini, Eskola mengemukakan bahwa kumpulan mineral pada batuan  metamorf merupakan karakteristik genetik yang sangat penting sehingga terdapat hubungan antara kelompok mineral dengan komposisi batuan pada tingkat metamorfosa tertentu. Dalam hal ini berarti tiap fasies metamorfik dibatasi oleh tekanan dan temperature tertentu serta dicirikan oleh hubungan teratur antar komposisi kimia dan mineralogi batuan

Gambar diagram fasies metamorf (suhu vs tekanan)


Fasies metamorfisme juga bisa dianggap sebagai hasil dari proses isokimia metamorfisme, yaitu proses metamorfisme yang terjadi tanpa adanya penambahan unsur-unsur kimia yang dalam hal ini komposisi kimianya tetap. Penentuan fasies metamorf dapat dilakukan dengan dua cara yakni dengan cara menentukan mineral penyusun batuan atau dengan menggunakan reaksi metamorf yang dapat diperoleh dari kondisi tekanan dan temperature tertentu dari batuan metamorf.

            Menurut Turner (1960), fasies metamorfisme secara garis besar dapat dibagi menjadi dua bagian yakni fasies metamorfosa kontak dan fasies metamorfosa regional. 
Fasies metamorfosa kontak

Turner (1960) membagi fasies dari metamorfosa kontak berdasarkan penambahan suhu (baik tekanan air konstan maupun berkurang). Metamorfosa kontak disini berarti pengaruh suhu sangat dominan, sedangkan tekanan tidak begitu dominan. Dibagi menjadi 4 fasies yaitu:

a.      Fasies hornfels Albit-Epidot

Fasies ini biasanya berkembang di bagian paling luar dari suatu kontak sehingga proses rekristalisasi dan reaksi metamorfosa seringkali tidak sempurna. Pencirinya adalah adanya struktur relict / sisa yang tidak stabil.

Fasies ini terbentuk pada tekanan dan suhu yang relatif rendah. Penamaan fasies ini didasarkan pada dua kandungan mineral utamanya yakni albit (plagioklas) dan epidot (garnet). Hornfels sendiri adalah nama salah satu batuan metamorf yang khas terbentuk pada zona metamorfisme kontak, dimana batuan asal biasanya berbutir halus.

Dalam Fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + epidote + actinolite + klorit + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + klorit + kuarsa

b.      Fasies hornfels hornblende

Fasies ini mempunyai ciri khusus yaitu tidak ditemukan klorit dan muncul untuk pertama kalinya mineral diopsid, andradite, kordierit, hornblende, antofilit, gedrit, dan cumingtonit.

Fasies ini terbentuk pada tekanan yang rendah, tetapi dengan suhu yang sedikit lebih tinggi daripada fasies hornfels albit-epidot. Walaupun penamaannya menggunakan hornblende, namun kemunculan mineral tidak hanya dibatasi oleh mineral itu saja.

Dalam fasies ini dicirikan oleh kemunculan mineral berikut:

1.      Dalam metabasites: 
• hornblende + plagioclase ± diopside, anthophyllite / cummingtonite, kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + biotite + andalusite + + kuarsa + kordierit plagioclase

3.      Dalam K 2 O-miskin atau batuan meta-sedimen: 
• kordierit + anthophyllite + biotite + + kuarsa plagioclase 

4.      Dalam dolostone kaya Si: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± talk

c.       Fasies hornfels piroksen

Fasies ini oleh Winkler (1967) disebut fasies Hornfels K.Feldspar – Kordierit, karena kedua mineral tersebut muncul pertama kalinya di fasies ini.

Fasies ini terbentuk pada suhu yang tinggi dan tekanan yang rendah. Mineral pencirinya adalah orthopiroksen.

Mineral-mineral yang banyak muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + plagioclase ± olivin atau kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• kordierit + kuarsa + sillimanite + K-feldspar (orthoclase) biotite ± ± garnet 
(Jika suhu di bawah 750 akan ada andalusite bukan sillimanite) 
• kordierit + orthopyroxene + plagioclase ± garnet, spinel

3.      Dalam batuan karbonat:
• kalsit + forsterit ± diopside, periclase 
• diopside + grossular + Wollastonite ± vesuvianite 

d.      Fasies sanadinit

Fasies sanadinit adalah salah satu fasies langka karena kondisi pembentukannya memerlukan suhu yang sangat tinggi, tetapi tekanannya rendah. Oleh karenanya, kondisi ini hanya bisa dicapai di sekitar daerah metamorfosa kontak tetapi dengan syarat suhu tertentu. Karena jika suhu terlalu tinggi, maka batuan bisa melebur.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metapelites: 
• kordierit + mullite + sanidine + tridimit (sering diubah untuk kuarsa) + kuarsa 

2.      Dalam karbonat: 
• Wollastonite + anorthite + diopside 
• monticellite + melilite ± kalsit, diopside (juga tilleyite, spurrite, merwinite, larnite dan langka lainnya Ca - atau Ca - Mg-silikat. 

      Fasies metamorfosa regional

Fasies ini meliputi daerah yang penyebarannya sangat luas dan selalu dalam bentuk sabuk pegunungan (orogenic).

a.      Fasies Zeolit

Fasies Zeolit adalah fasies metamorf tipe regional dengan derajat terendah, dimana jika suhu dan tekanan berkurang maka akan terjadi proses diagenesa. Pada batas diagenesa dan metamorfisme regional, akan terjadi pengaturan kembali mineral lempung, kristalisasi pada kuarsa dan K-feldspar, terombaknya mineral temperature tinggi dan pengendapan karbonat. Bila perubahan ini terjadi pada butiran yang kasar, maka akan memasuki metamorfosa dengan fasies Zeolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• heulandite + analcime + kuarsa ± mineral lempung 
• laumontite + albite + kuarsa ± klorit 

2.      Dalam meta pelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

b.      Fasies Prehnite-pumpellyite

Fasies ini terbentuk dengan kondisi suhu dan tekanan rendah, tetapi sedikit lebih tinggi daripada fasies Zeolit. Penamaan fasies ini berasal dari kandungan dua mineral dominan yang muncul yakni mineral prehnite (a Ca - Al - phyllosilicate) dan pumpellyite (a sorosilicate).

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam meta-batuan dan greywackes: 
• prehnite + pumpellyite + klorit + + kuarsa albite 
• pumpellyite + klorit + epidote + + kuarsa albite 
• pumpellyite + epidote + stilpnomelane + albite Muscovite + + kuarsa 

2.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 

c.       Fasies Greenschist (sekis hijau)

Terbentuk pada Tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih besar daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada klorit dan epidot. Batuan yang termasuk dalam fasies ini bisa batusabak, filit, sekis.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• albite + klorit + epidote ± actinolite, kuarsa 

2.      Dalam metagreywackes: 
• albite + kuarsa + epidote + Muscovite ± stilpnomelane 

3.      Dalam metapelites: 
• Muscovite + klorit + + kuarsa albite 
• Chloritoid + klorit + + kuarsa ± Muscovite paragonite 
• Biotite + Muscovite + klorit + + kuarsa + albite Mn - garnet (spessartine) 

4.      Dalam dolostones kaya-Si: 
• dolomit + kuarsa

d.      Fasies Blueschist (sekis biru)

Terbentuk pada tekanan dan temperatur yang menengah, tetapi temperatur lebih kecil daripada tekanan. Fasies ini merupakan salah satu fasies yang penyebarannya sangat luas. Nama fasies ini sendiri diambil dari warna mineral dominan penyusunnya yakni ada glaukofan, lawsonite, jadeite, dll

Contoh batuan asal yang bisa membentuk fasies ini ialah basal, tuf, greywacke dan rijang.

Mineral-mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• glaucophane + lawsonite + klorit + sphene ± epidote ± phengite ± paragonite, omphacite 

2.      Dalam metagreywackes: 
• kuarsa + jadeite + lawsonite ± phengite, glaucophane, klorit 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + paragonite + carpholite + klorit + kuarsa 

4.      Dalam karbonat-batu (kelereng): 
• aragonite 

e.       Fasies amfibolit

Fasies amfibolit terbentuk pada tekanan menengah dan suhu yang cukup tinggi. Penyebaran fasies ini tidak seluas dari fasies sekis hijau. Batuan yang masuk dalam fasies ini adalah pelitik, batupasir-feldspatik, basal, andesit, batuan silikat-kapur, batupasir kapuran dan serpih amfibolit.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam Metabasites

hornblende + plagioclase ± epidote, garnet, cummingtonite, diopside, biotite 

2.      Dalam metapelites: 
• biotite Muscovite + + kuarsa + plagioclase ± garnet, staurolite, kyanite / sillimanite

3.      Dalam Si-dolostones: 
• dolomit + kalsit + tremolite ± bedak (tekanan dan temperatur yang lebih rendah) 
• dolomit + kalsit + diopside ± forsterit (tekanan dan temperatur yang lebih tinggi) 

f.       Fasies granulit

Fasies ini terbentuk pada tekanan rendah-menengah, tetapi pada suhu yang tinggi, Fasies ini adalah hasil dari metamorfosa derajat tinggi, metamorfosa yang paling bawah dari kelompok gneissic.

Mineral yang sering muncul:

1.     Dalam metabasites: 
• orthopyroxene + clinopyroxene + hornblende + plagioclase ± biotite 
• orthopyroxene + plagioclase ± clinopyroxene + kuarsa 
• clinopyroxene + plagioclase + garnet ± orthopyroxene (tekanan yang lebih tinggi) 

2.    Dalam metapelites: 
• garnet + kordierit + sillimanite + K-felspar + kuarsa ± biotite 
• sapphirine + orthopyroxene + K-felspar + kuarsa ± osumilite (pada temperatur sangat tinggi)

g.      Fasies eklogit

Fasies metamorf yang paling tinggi, terbentuk pada tekanan yang sangat tinggi dan suhu yang besar jauh di dalam bumi. Batuan ini biasanya sangat keras karena terbentuk pada kedalaman yang besar di dalam bumi.

Mineral yang sering muncul:

1.      Dalam metabasites: 
• omphacite + garnet ± kyanite, kuarsa, hornblende, zoisite 

2.      Dalam metagranodiorite: 
• kuarsa + phengite + jadeite / omphacite + garnet 

3.      Dalam metapelites: 
• phengite + garnet + kyanite + chloritoid (Mg-kaya) + kuarsa 
• phengite + kyanite + bedak + kuarsa ± jadeite