KETERDAPATAN MINERAL ZIRKON DAN HUBUNGANNYA …

JURNAL GEOLOGI KELAUTAN Volume 7, No. 1, April 2009

37

KETERDAPATAN MINERAL ZIRKON DAN HUBUNGANNYA DENGAN BATUAN METAMORFIK DI TELUK WONDAMA, PAPUA

Oleh :

L. Sarmili1, Jevie F.K. 2, dan Mega F. Rosiana2

1 Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan, Jl. Dr. Junjunan 236 Bandung2 Universitas Pajajaran Bandung, Jl. Jatinangor Bandung

Diterima : 05-03-2008; Disetujui : 27-04-2009

SARI

Mineral Zirkon sebagai mineral primer umumnya ditemukan pada batuan beku, batugampingkristalin, sekis, dan genes, juga di dalam batuan sedimen sebagai sedimen plaser yang diendapkan dipantai dan di muara sungai.

Hasil analisis petrografi dari empat lokasi contoh di teluk Wondama Papua Barat, menunjukanWDM06-20 adalah amfibolit, WDM06-21 adalah mica schist, WDM06-22 adalah amfibolit, danWDM06-23 adalah schist.

Hasil analisis kimia lainnya menunjukan bahwa batuan asal termasuk kedalam batuan yangbersifat siliceous-alkali-calsic rock, sedangkan keterdapatan zirkon di daerah penyelidikan berada didalam lingkungan batuan metamorf.

Hasil ploting tipologi, mineral zirkon yang diambil dari percontohan di sepanjang pantai, termasukkedalam tipe utama granite terutama berasal dari kerak benua dan berdasarkan populasi dan bentukkristal termasuk ke dalam (Sub)autochthonous Monzogranit and Granodiorites.

Berdasarkan data analisis kimia dan bukti-bukti di lapangan bahwa batuan asal dapatditafsirkan sebagai batuan bersifat granitik yang telah mengalami proses granitisasi menjadi batuanmetamorfik.

Kata Kunci : Mineral zirkon, batuan metamorf, granit, Teluk Wondama Papua.

ABSTRACT

A zircon mineral as a primary mineral is generallly formed in the igneous rocks, crystallinelimestones, schists, and gneisses also in sedimentary rocks in beaches and rivers as placer deposits.

The petrographical analyses from four differents samples shows that WDM 06-20 is amphibolite,WDM 06-21 is micca schist, WDM 06-22 is amphibolite and WDM 06- 23 is schist.

From other chemical analyses show that the source rocks belong to siliceous-alkali-calsic rockswhereas the occurrences of zircon minerals in the study area are correlates to metamorphic rocks.

On typological evolution trends, zircon minerals from samples taken alongs the shoreline are plottedas granitic rocks of continental crust, and based on their population and crystallographical forms they arein (sub) autochthonous Monzogranite and Granodiorite.

Based on data of chemical analyses and fieldworks, the source rock can be interpreted as graniticrocks which have been substituted by granitization process to be metamorphic rocks.

Keyword : Zircon mineral, metamorphic rock, granite, the Wondama Bay of Papua.

JURNAL GEOLOGI KELAUTANVolume 7, No. 1, April 2009

38

LATAR BELAKANGLokasi daerah penyelidikan secara

administrasi berada di propinsi Papua Barat,yang meliputi daerah teluk Wondama dansekitarnya, tepatnya pada koordinat 1° 45 Ssampai 3°00’S, 134°00’ E sampai 134°00’ E(Gambar 1). Lokasi ini merupakan daerah telukke dua yang cukup besar setelah telukCendrawasih atau teluk Bintuni yang berada diselatan Kabupaten Sorong di Papua Barat.

Zirkon adalah mineral yang termasukkedalam grup neosillicates, yang mempunyairumus kimia ZrSiO4 atau dinamakan zirconiumsillicates. Warna alami dari zirkon bervariasi daritidak berwarna sampai dengan kuning

keemasan, merah, merah muda, coklat dan hijau.Zirkon yang tidak berwarna adalah mineral yangindah dan sering dijadikan pengganti berlianpada perhiasan karena bentuk mineralnyahampir serupa.

Mineral Zirkon sebagai mineral primerumumnya ditemukan pada batuan beku,batugamping kristalin, sekis, dan genes, juga didalam batuan sedimen sebagai sedimen plaseryang diendapkan di pantai dan di muara sungai.Untuk mengetahui batuan asal dari mineralzirkon ini maka perlu dilakukan penelitian lebihlanjut dengan menggunakan beberapa metodeuntuk selanjutnya di analisis sehingga dapatdiketahui asal mula dari mineral tersebut.

Gambar 1. Lokasi Penelitian di Teluk Wondama


39

Keterdapatan mineral zirkon di daerahpenyelidikan sangat erat hubungannya denganbatuan asal yang menjadi sumber dari mineralzirkon tersebut. Walaupun di daerahpenyelidikan didominasi oleh batuan metamorfikgenes tetapi ada baiknya untuk mengetahui jenisdan batuan asalnya.

Beberapa litologi diluar batuan metamorfikyang memungkinkan untuk menjadi batuan asaldari mineral zirkon di daerah penyelidikanadalah sebagai berikut (Tabel1) :

GEOLOGI REGIONALMorfologi daerah selidikan terbagi dua,

yaitu bagian barat teluk Wondama dan bagiantimur teluk Wondama. Bagian baratnyamerupakan pematang perbukitan batugampingyang terlipatkan dan tersesarkan yang disebutPematang Wandamen, sedangkan bagiantimurnya berupa “kubah pegunungan”(Robinson, et al, 1990) yang terbentuk daribatuan malihan derajat tinggi dan membentukSemenanjung Wandamen yang berarah ke Utara.Morfologi ini merupakan perbukitan tertinggi didaerah selidikan dengan puncak tertingginya2000m di atas permukaan laut.

Sebagian besar daerah penyelidikantersusun dari batuan tertua hingga yang

termuda. Batuan yang tertua adalah FormasiMangguar (Pzmg) yang terbatas hanya padabagian tenggara. Sebagian atau seluruhnyadibatasi oleh sesar. Batuan Formasi Mangguar(Pzmg) mencakup batugamping terhablur ulangdan pualam dan satuan endapan klastika malih(an undevided units of clastic metasedimens)dan batuan lainnya adalah batuan malih derajattinggi Genes Wandamen yang secara isotopmenunjukkan umur pemalihan Miosen Akhirhingga Pliosen (Bladon, 1988). GenesWandamen terdiri atas berbagai macam litologidiantaranya genes muskovit – biotit –kuarsofelsdpar, sekis biotit dan biotit – garnet,granulit, amfibolit, dan karbonat malih yangtermasuk kedalam Formasi Genes Wandamenyang berumur Miosen Akhir – Pliosen(Robinson, et al, 1990). Umur tersebut adalahumur malih yang didapatkan dari penembakanunsur radioaktif. Menurut Pigram, drr (1982),batuan itu mewakili kerak 'benua renik Irian Jayabagian barat'. Batuan itu terbawa di bawah tepianbenua Australia, dan malih pada suhu yang tinggiselama penunjaman Miosen Akhir hinggaPliosen, menurut perkiraan di bagian terdalamyang masih tersimpan jalur penunjaman yanglama.

Nama Batuan Komposisi Mineral Mineral AsesorisAndesit K-feldspar, plagioklas (umumnya

oligoklas dan andesin), piroksen, amfibol, minor olivine

Magnetit, apatit, zirkon, sphene (titanit)

Diorit Plagioklas (oligoklas, andesin), minor piroksen, banyak hornblende, minor biotit dan kuarsa.

Apatit, zirkon, sphene (titanit)

Dasit Kuarsa >10%, banyak biotit, minor hornblende, plagioklas (albit)

Apatit, zirkon, magnetit, hematit

Granit Plagioklas (umumnya oligoklas, albit), kuarsa >10%, biotit, minor muskovit dan hornblende.

Apatit, zirkon, sphene (titanit), magnetit

Granodiorit K-feldspar, kaya akan hornblende dan biotit, kuarsa

Apatit, sphere (titanit), mag-netit, hematit

Basalt Plagioklas, olivin, piroksen, minor hornblende

Magnetit, hematit

Tabel 1. Batuan beku dan komposisi mineral penyusun menurut (William danWhitten and Brooks dalam Pupin, 1980)


40

Batuan penyusun lainnya di daerahpenyelidikan adalah batuan malihan derajat-rendah berupa kumpulan bongkah yang salingdibatasi sesar, berumur Paleozoikum dan/atauMesozoikum tak terpisahkan (undifferentiated).Di dalamnya terdapat foliation yang terlipatulang sejajar perlapisan, dan bancuh (melange)batuan Tersier, Mesozoikum dan Paleozoikum,batuan itu membentuk Pematang Wandamen(Pigram, et al, 1982).

Pematang Wandamen dikenali sebagaibatuan yang terbentuk di daerah bukaan(extensional terrain). Batuan di PematangWandamen ini berupa batuan yang termalihsampai ke derajat-rendah yang menggambarkanparas yang lebih dangkal pada jalur penunjamanyang lama. Pada Pliosen Akhir atau PliosenAwal, penunjaman berhenti. Pengendurantegangan memampat yang menyusulmemungkinkan permitted isostatic di sepanjang

Gambar 2. Contoh salah satu hasil plotting Kimia di WDM06-20


41

jalur tumbuk menyebabkan terangkatnyaPematang Wandamen (Pigram, et al, 1982).

Di bagian selatan teluk Wondama terdapatsedimen muda seperti Aluvium Quarter (Qa)yang diendapkan oleh sungai yang mengalir danbermuara ke teluk Wondama. Selain itu didapatterumbu koral (Qc) yang sedang tumbuh diperairan dangkal sekitar teluk Wondama.Endapan fanglomerat (Qf), dan bahan longsoran(Qs) terdapat disekitar bagian timur telukWondama terutama di lereng semenanjungWandamen. Seluruh endapan muda ini umumnyaditemukan menindih tak selaras satuan batuanyang lebih tua (Robinson, et al, 1990).

METODE PENELITIAN

Analisis Petrografi dan KimiaAnalisis petrografi telah dilakukan terhadap

beberapa contoh batuan untuk mengetahui jenisbatuan yang tercerminkan dari komposisi variasimineral dengan pengamatan sayatan tipis dibawah mikroskop. Selain komposisi mineral,juga dapat diamati tekstur dan bentuk kristaldari setiap mineral.

Perhitungan Kuantitatif Mineral ZirkonPemisahan mineral zirkon dilakukan di

Laboratorium PPPGL. Dari sampel yang didapat, di ayak berdasarkan besaranmesh (pasir). Lalu sampel tersebutdicuci dan dikeringkan oleh bantuansinar matahari. Setelah sampel-sampel tersebut kering, dilakukanpemisahan mineral zirkon darimineral-mineral lain yang terdapat didalam pasir tersebut.

Setelah dilakukan pemisahan,dilakukan perhitungan kuantitatif,yang dipisahkan berdasarkan bentukpiramid mineral zirkon yangdisesuaikan dengan tabel klasifikasitipologi yang diusulkan oleh Pupin(1980).

Metode ini dilakukan dengan caramenghitung kelimpahan populasi darimineral zirkon. Setelah dilakukanploting dari mineral-mineral zirkontersebut lalu dimasukan kedalamtabel hasil perhitungan kuantitatifberdasarkan tabel morfologi piramidPupin, (1980) yang akhirnya akandiketahui genesa batuannya. Dengan

memasukan mineral zirkon kedalam sebuahdiagram yang didasarkan pada bentukkristalografinya, terutama bentuk prisma danpiramida yang dapat berubah berdasarkankenaikan suhu dan kadar alkali.

Dari hasil perhitungan kuantitatif akhirnyadibuat permodelan typological evolutionary trend(TET) untuk membandingkan hasil analisisbatuan asal dengan distribusi TET untuk batuannon-granitik.

HASIL PENELITIANBeberapa lokasi percontohan batuan primer

yang diambil di lokasi yang mana batuan darisemenanjung Wondama tersingkap disekitarujung bagian utaranya. Sedangkan lokasipercontohan yang diambil dari pematang pantaiumumnya terdapat di pantai bagian barat telukWondama. Petrografi dan hasil analisis kimia iniuntuk mengetahui nama batuan dan jenisintrusinya.

Dari lokasi WDM06-20 (Gambar 2) secaramikroskopis, sayatan berwarna gelap karenadidominasi oleh mineral-mineral gelap, foliasihampir tidak terlihat, namun pada kuarsa terlihatada foliasi. Dari hasil pengamatan secaramikroskpis mengandung kuarsa (6%), felspar(37%), amfibol (42%), plagioklas (9%), mineral

Gambar 3. Contoh salah satu hasil ploting dalam segitigaperbandingan antara data unsur SiO2, CaO +Na2O + K2O, dan FeO + MgO + MnO


42

lempung (2%), dan mineral opak (3%).Berdasarkan pengamatan tersebut, batuan initermasuk kedalam amfibolit.

Dari hasil ploting dalam segitigaperbandingan antara data unsur SiO2 (92,79%),CaO + Na2O + K2O (2,76%), dan FeO + MgO+ MnO (3,43%), batuan asal pada lokasiWDM06-20 tersebut termasuk kedalamsiliceous-alkali-calsic rock Gambar 3.

Lokasi WDM06-21 secara mikroskopis,sayatan tidak berwarna, foliated, shcisstose,hipokristalin, bentuk butir subhedral-anhedral,komposisi mineral terdiri dari plagioklas, kuarsadan mineral opak. Dari hasil pengamatan secaramikroskpis mengandung kuarsa (65%), mika(20%), plagioklas (12%), dan mineral opak (3%).Berdasarkan pengamatan tersebut, batuan initermasuk kedalam mica schist.

Selanjutnya, pada lokasi WDM06-22 secaramikroskopis, sayatan tidak berwarna, foliated,hipokristalin, bentuk butir subhedral-anhedral,komposisi mineral terdiri dari plagioklas,kuarsa,mika,amfibol (hornblende) dan mineralopak. Dari hasil pengamatan secara mikroskpis,mengandung kuarsa (47%), plagioklas (23%),

amfibol (10%), mika (12%), dan mineral opak(8%). Berdasarkan pengamatan tersebut, batuanini termasuk kedalam amfibolit.

Contoh batuan dari WDM06-23, sayatanberwarna-abu-abu terang, hypidiomorphic-porfiritik; fenokris terdiri dari plagioklas,piroksen, hornblende, kuarsa, biotit dan mineralopak yang tertanam dalam masadasarmikrokristalin dan gelas vulkanik . Beberapamineral piroksen telah terubah menjadi klorit.Dari hasil pengamatan secara mikroskpismengandung kuarsa (8%), hornblenda (27%),piroksen (15%), biotit (8%), plagioklas (18%),klorit (9%), gelas (5%), dan mineral opak (10%).Berdasarkan pengamatan tersebut, batuan initermasuk kedalam schist. Sedangkan dari dataunsur kimia, SiO2 (88.81,5%), CaO + Na2O +K2O (6,19%), dan FeO + MgO + MnO (5,04%),menurut diagram kimia batuan asal pada stasiunWDM06-23 tersebut termasuk kedalamsiliceous-alkali-calsic rock.

Seperti contohnya di lokasi WDM06-22,mineral zirkon yang ditemukan ini berjumlah108 butir yang masih nampak bentukmorfologinya, yang kemudian dihitung

persentasi dari setiap bentuk piramidnya(Gambar 4) yang disesuaikan dengantabel tipologinya berdasarkan jumlah.

Berikut hasil perhitungan darianalisis kuantitatif mineral zirkon:

Tipe S2 = 37 butir (btr), S1 = 11btr, S5 = 2 btr, S4 = 5 btr, S3 = 22 btr,S7 = 11 btr, S8 = 5 btr, S12 = 3 btr, S6= 9 btr, S11 = 2 btr, L2 = 1 btr.

Hasil perhitungan tersebutkemudian dimasukkan kedalam tabelTipologi yang diusulkan oleh Pupin(1980). Berikut merupakan hasil plotingdari perhitungan kuantitatif (Tabel 2) :

Dari hasil perhitungan Kuantitatifternyata mineral Zircon ini masukkedalam batuan yang mempunyaitemperatur sedang (medium) dantekanan sedang sampai tinggi.

Dari penggambaran ploting di atas,zirkon diatas termasuk berasal kedalamtipe utama batuan granit terutama darikerak benua. Berdasarkan permodelanyang diusulkan oleh Pupin (1976), makadaerah penelitian termasuk kedalamsub-tipe (Sub) autochthonousMonzogranit and Granodiorites.

Gambar 4. Contoh bentuk-bentuk Piramid Zirkon HasilPemisahan menurut Pupin, (1980)


43

Keempat sampel di atas kemudian dioverlap kedalam satu tabel perhitungankuantitatif. Setelah itu, dapat dimasukan tabelkedalam typological evolutionary trend (Gambar5). Dari data typological evolutionary trendmenunjukkan perubahan atas temperaturdibandingkan tekanan. Hal tersebut ditunjangpula dengan hasil interpretasi seismik, dimanapola struktur yang tidak terlihat, diasumsikanjejek-jejak struktur tersebut hilang olehmetamorfisme termal.

Setelah itu, dari typological evolutionarytrend yang didapat dimasukkan kedalam tabeldistribusi non-granitik (Gambar 6), yang manadidapatkan bahwa batuan termasuk kedalammigmatit. Dicirikan oleh tipe batuan yangmempunyai jejak granit, migmatit adalah masakristalin yang bercampur dengan batuansekitar yang berisi mineral gelap, yang kayaakan ferromagnesian juga kuarsa bening dankaya akan felspar, biasanya terjadi di dalambatuan metamorfik berderajat sedang(medium) sampai tinggi.

Tabel 2. Salah satu contoh hasil Perhitungan Kuantitatif Stasiun WDM06-22

Gambar 5. Trend Umum Evolusi Mineral ZirkonDi Daerah Penelitian (I.T = Indikasiterhadap temperatur, I.P = Indikasiterhadap tekanan )


44

PEMBAHASANPermasalahan yang muncul dalam

penelitian ini adalah bagaimana zirkon dapatterbentuk di daerah tersebut, serta proses-proses apa saja yang menyebabkan adanyaZirkon di sekitar lokasi penelitian. Batuan yangmendominasi daerah penelitian adalah batuanmetamorfik berupa genes Wandamen yangmenarik untuk diketahui batuan asalnya karenamineral zirkon biasanya terbentuk di batuanbeku menengah sampai batuan beku asam,walaupun bisa terbentuk di dalam batuanmetamorfik. Hasil analisis unsur kimiaumumnya menunjukkan bahwa batuanberasal dari batuan beku bersifat asam atausiliceous-alkali-calsic rock

Bukti di lapangan bahwa mineral zirkonterdapat sebagai mineral primer dalambatuan metamorfik genes, mika sekis ataupada amfibolit, seperti terlihat dari hasilanalisis mikroskopis.

Mineral zirkon sebagai mineral primerdi dalam batuan metamorfik telahmenimbulkan pertanyaan apakah batuanasal dari mineral zirkon tersebut berasaldari batuan granit karena jejak asal batuangranit masih terlihat, atau memang daribatuan metamorfik itu sendiri. Batuan

granit yang telah berubah menjadi batuan genesakibat temperatur dan tekanan yang tinggi(dengan proses granitisasi) menjadi batuanmetamorfik ini seperti terlihat dari hasilperhitungan kuantitatif ternyata memang masukkedalam batuan metamorfik yang mempunyaitemperatur sedang (medium) dan tekanansedang sampai tinggi. Juga dari hasil plotingpopulasi mineral zirkon ternyata masuk kedalammigmatit yaitu suatu batuan kristalin di dalambatuan metamorfik bertekanan dan temperaturtinggi tetapi batuan tersebut mempunyai jejakgranit.

Bukti lapangan lainnya adalah adanyasingkapan batuan metamorfik genes yang masihmemperlihatkan struktur lensa (boudinage)dimana pada bagian lensanya masih terbentukdari batuan granit (Gambar 7).

Dengan ditemukannya struktur lensa(boudinage) tersebut dapat ditafsirkan bahwabatuan metamorfik yang terdapat di PematangWandamen berasal dari batuan granit (yang jugadibuktikan dari klasifikasi Pupin, 1980) yangterbentuk akibat adanya proses granitisasi.Menurut Pigram, drr (1982), batuan itumewakili kerak 'benua renik Irian Jaya bagianbarat'. Batuan itu terbawa di bawah tepian benuaAustralia, dan malih pada suhu yang tinggiselama penunjaman Miosen Akhir hinggaPliosen sehingga berubah menjadi batuanmetamorfik genes yang dapat dibuktikan daritabel typological evolutionary trend yangdimasukkan ke dalam distribusi non-granitik,sehingga didapatkan bahwa batuan tersebut

Gambar 6. Distribusi Typologi BerdasarkanPopulasi Mineral Zirkon (Pupin,1980), Migmatite (M), calc-alkaline series ryolites (C.A.R),tonalites (T), alkaline basalts(A.B.), tracyandesites (t).

Gambar 7. Memperlihatkan batuan metamorfik gneissdengan struktur lensa (boudinage) dimana padabagian lensanya masih terbentuk dari batuangranit


45

termasuk kedalam batuan migmatit yangbiasanya terjadi di dalam batuan metamorfikberderajat sedang (medium) sampai tinggi.

KESIMPULANAsal mineral zirkon yang terdapat di daerah

penyelidikan yang didominasi oleh batuanmetamorfik genes secara ilmiah dapatdibuktikan bahwa batuan asalnya bersifat asamatau bersifat granitik. Batuan yang bersifatgranitik ini masih dapat dikenali denganditemukannya struktur lensa (boudinage)dimana pada bagian lensanya terbentuk daribatuan granit. Bukti lainnya didasarkan dari hasilanalisis unsur kimia yang didapat berupa batuanbersifat asam atau siliceous-alkali-calsic rock dandari hasil ploting populasi mineral zirkonterbukti ada jejak batuan granit. Dari bukti-buktibaik di lapangan maupun hasil laboratoriumdapat ditafsirkan bahwa batuan yang bersifatgranitik yang berasal dari kerak benua renikIrian Jaya bagian barat ini telah mengalamiproses tekanan dan temperatur yang tiggi(proses granitisasi) pada penunjaman Miosenakhir-Pliosen, sehingga berubah menjadi batuanmetamorfik genes atau Formasi GenesWandamen.

UCAPAN TERIMAKSIHDalam menyelesaikan makalah yang baik

diperlukan masukan kritik dan saran. Untuk itupada kesempatan ini penulis ucapkanterimakasih kepada banyak pihak yang telahmemberikan masukan kritik dan saran. Terimakasih ini penulis sampaikan kepada : Bapak Ir.Subaktian Lubis, M.Sc. sebagai Kepala Pusat

Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautanatas dorongan dan pimpinannya; dan juga dewanredaksi yang telah memberikan koreksi dansarannya; serta Kepala Tim PenelitianWondama, Papua Barat Ir. A. Masduki dansemua anggota tim atas kerjasamanya.

ACUANBladon, G.M., 1988. Catalogeu, apprisal, and

sigmificance of K-Ar isotopic agesdetermined for igneous and metamorphicrock in Irian Jaya. Geological Researchand Development Centre (PSG).Indonesia.

Pigram, C.J., Robinson, G.P., and Tobing, S.L.,1982. Late Cenozoic origin for the BintuniBasin and adjecent Lengguru Fold Belt,Irian Jaya. American Association ofPetroleum Geologist (AAPG),Proceedings of the Eleventh AnnualConvention, 109-126. Also published inBulletin of the Geological Research andDevelopment Centre (PSG), Indonesia,Volume 7, 24-36.

Pupin, J.P., 1980. Zircon and Granite Petrology.Contribution to Mineralogy and Petrology,Volume 73, 207-220.

Robinson, G.P., R.J. Ryburn, B.H. Harahap, S.L.Tobing, A. Achdan, G.M. Bladon, dan P.E.Peiters, 1990. Geologi Lembar Steenkoon,Irian Jaya. Geological Research andDevelopment Centre (PSG). Indonesia.

Documents

KETERDAPATAN MINERAL ZIRKON DAN HUBUNGANNYA …