Batuan metamorf adalah batuan yang “lahir kembali” (metamorfosis = perubahan bentuk). Mereka terbentuk dari batuan yang sudah ada (beku, sedimen, atau metamorf lama) yang di-“masak” ulang dengan tekanan dan suhu ekstrem—tapi tanpa meleleh total.
Think of it: batu biasa → masuk pressure cooker ratusan derajat + tekanan ribuan atmosfer → keluar jadi batu baru yang lebih keras, lebih indah. Di Indonesia, batuan metamorf jadi bukti sejarah tektonik yang dramatis—dari tumbukan lempeng sampai terbenturnya mikrokontinen.
Let’s explore!
Apa Itu Metamorfisme? #
Metamorfisme = perubahan mineralogi dan tekstur batuan akibat:
- Tekanan (Pressure): Dari beban overburden atau kompresi tektonik (collision zone)
- Suhu (Temperature): Dari panas Bumi (geothermal gradient ~30°C/km) atau intrusi magma
- Fluida kimia: Air panas (H₂O) + CO₂ yang membawa ion → reaksi kimia
Kondisi:
- Suhu: 200-800°C (di atas ini = magma, di bawah ini = diagenesis)
- Tekanan: 2-10 kbar (~6-30 km kedalaman)
- Waktu: Jutaan tahun (kecuali metamorfisme kontak yang bisa ribuan tahun)
Penting: Batuan tetap padat—tidak meleleh. Kalau meleleh = bukan metamorf, tapi magma (igneous).
Jenis-Jenis Metamorfisme #
1. Metamorfisme Kontak (Thermal/Contact Metamorphism) #
- Penyebab: Intrusi magma panas ke batuan dingin
- Zona Pengaruh: Sempit (~100 m - 1 km)—disebut aureole atau hornfels zone
- Tekanan: Rendah (batuan dekat permukaan)
- Suhu: Tinggi (600-800°C di kontak langsung)
Proses:
- Magma granit (700-900°C) mengintrusi batulempung (25°C)
- Panas mengubah lempung → hornfels (batuan keras, masif, non-foliated)
- Zona aureole: Inner (hornfels) → Middle (spotted slate) → Outer (unmetamorphosed)
Lokasi Indonesia: Sekitarnya pluton granit di Bangka Belitung, Kalimantan Barat (Sanggau).
Contoh Batuan:
- Hornfels: Dari shale/mudstone → batuan sangat keras seperti keramik
- Marble (marmer): Dari limestone → kristal kals it besar, bisa dipoles mengkilap
- Quartzite (kuarsit): Dari sandstone → kuarsa yang ter-rekristalisasi, sangat keras
2. Metamorfisme Regional (Dynamothermal Metamorphism) #
- Penyebab: Tumbukan lempeng tektonik (orogenesis = pembentukan pegunungan)
- Zona Pengaruh: Luas (ratusan km²)—seluruh mountain belt
- Tekanan: Tinggi (differential stress → foliation)
- Suhu: Sedang-tinggi (400-700°C)
Proses:
- Dua lempeng bertumbukan (contoh: India vs Eurasia → Himalaya)
- Batuan sedimen tertimbun sampai 20-30 km depth
- Tekanan naik → mineral reorientasi → foliation (lapisan pipih)
- Suhu naik → rekristalisasi mineral → mineral baru terbentuk
Lokasi Indonesia:
- Sumatra Barat (Barisan Range)—zona subduksi
- Sulawesi (collision zone mikrokontinen)
- Papua (New Guinea Highlands)—collision Australia vs Pasifik
Contoh Batuan (berdasarkan tingkat meta morfisme):
| Grade | Suhu | Batuan Asal (Shale) | Mineral Index | Foliation |
|---|---|---|---|---|
| Very Low | 200-300°C | Slate | Chlorite | Slaty cleavage (sangat halus) |
| Low | 300-450°C | Phyllite | Muscovite | Phyllitic luster (berkilau) |
| Medium | 450-600°C | Schist | Garnet, Staurolite | Schistosity (belahan jelas) |
| High | 600-750°C | Gneiss | Sillimanite, K-Feldspar | Gneissic banding (pita terang-gelap) |
| Very High | >750°C | Migmatite | Partial melting (leucosome) | Mixed (solid + melt) |
Index Minerals: Mineral yang hanya muncul di suhu tertentu → bisa dipakai untuk estimasi suhu/tekanan purbakala.
3. Metamorfisme Dinamik (Cataclastic Metamorphism) #
- Penyebab: Patahan (fault) dengan gesekan ekstrem
- Zona Pengar uh: Sangat sempit (cm - meter)—di sepanjang fault plane
- Tekanan: Sangat tinggi (stress lokal)
- Suhu: Rendah-sedang
Proses: Batuan digerus (grinding) di fault zone → butiran hancur → mylonite (batuan halus seperti bubuk padat).
Lokasi Indonesia: Zona Sesar Sumatra (Great Sumatran Fault), Sesar Palu-Koro (Sulawesi).
Contoh Batuan:
- Cataclasite: Breksi fault (angular fragments)
- Mylonite: Batuan halus akibat shearing, kadang punya foliation
4. Metamorfisme Hydrothermal #
- Penyebab: Sirkulasi fluida panas (H₂O + CO₂ + ion logam)
- Zona Pengaruh: Sepanjang jalur fluida (vein, fracture)
- Tekanan: Sedang
- Suhu: 200-500°C
Proses: Fluida panas dari magma atau dari metamorfisme naik lewat rekahan → bereaksi dengan batuan → alterasi mineral.
Lokasi Indonesia: Sistem geothermal (Kamojang, Dieng, Wayang Windu), zona mineralisasi emas-tembaga (porphyry).
Contoh Batuan:
- Serpentinite: Dari peridotit (ultramafik) + H₂O → serpentin (hijau licin seperti kulit ular)
- Greisen: Dari granit + fluor → kuarsa + muskovit + topaz
- Skarn: Dari limestone + fluida magmatik → garnet + piroksen + magnetit
Tekstur Batuan Metamorf #
1. Foliated (Berlapis) #
Mineral pipih (mica, chlorite) atau prismatik (amfibol) ter-orientasi sejajar akibat differential stress (tekanan dari satu arah).
Tipe Foliation:
- Slaty Cleavage: Slate—belahan sangat halus, bisa dipecah jadi lembaran tipis
- Phyllitic: Phyllite—berkilau seperti sutra
- Schistosity: Schist—belahan jelas, mineral terlihat mata
- Gneissic Banding: Gneiss—pita terang (feldspar/kuarsa) & gelap (biotit/amfibol)
Aplikasi: Slate dipakai untuk atap rumah (roof tile) & papan tulis (blackboard).
2. Non-Foliated (Masif) #
Mineral equant (kubus/bulat) yang tidak bisa diorientasikan, atau metamorfisme tanpa differential stress.
Contoh:
- Marble (marmer): Dari limestone → kristal kalsit besar
- Quartzite: Dari sandstone → kuarsa yang ter-rekristalisasi
- Hornfels: Dari shale (contact metamorphism) → masif, keras
Facies Metamorf: Zona Suhu-Tekanan #
Facies metamorf = kelompok mineral yang stabil pada kondisi P-T tertentu. Ini kayak “peta cuaca” untuk metamorfisme.
6 Facies Utama (dari rendah ke tinggi):
- Zeolite Facies (T <200°C, P rendah): Burial metamorphism
- Greenschist Facies (T 300-500°C, P sedang): Chlorite + Epidot + Actinolite
- Amphibolite Facies (T 500-700°C, P tinggi): Hornblende + Plagioklas
- Granulite Facies (T >700°C, P sangat tinggi): Piroxene + Garnet (no hydrous minerals)
- Eclogite Facies (T >600°C, P SUPER tinggi ~15 kbar / 45 km depth): Omphacite (pyroxene) + Garnet merah
- Blueschist Facies (T rendah 200-500°C, P tinggi): Glaucophane (amfibol biru)—ciri subduksi dingin
Blueschist & Eclogite = bukti subduksi! Batuan turun sampai 40-60 km, lalu naik lagi (exhumation).
Lokasi Indonesia: Sulawesi punya eclogite dan blueschist (bukti collision Papua-Sulawesi).
Batuan Metamorf di Indonesia #
1. Marmer (Marble) #
- Asal: Batu gamping (limestone) di-metamorfose
- Mineral: Kalsit (CaCO₃) atau Dolomit (CaMg(CO₃)₂)
- Karakteristik: Putih, bisa dipoles mengkilap, keras (HM 3)
- Lokasi: Tulungagung (Jawa Timur), Lampung (Gunung Rajabasa), Sulawesi Selatan (Maros—karst metamorf!)
Ekonomi: Bahan kontruksi mewah (lantai, dinding, patung). Marmer Tulungagung dipakai untuk Istana Merdeka!
2. Sekis (Schist) #
- Asal: Shale/mudstone (metamorfisme regional)
- Mineral: Muskovit, Biotit, Garnet, Staurolite
- Karakteristik: Foliation jelas (schistosity), berkilau
- Lokasi: Sumatra Barat (Barisan), Sulawesi (Palu, Poso)
Varietas:
- Mica Schist: Banyak muskovit (putih berkilau)
- Garnet Schist: Kristal garnet merah (bisa jadi batu permata!)
- Chlorite Schist: Hijau (low-grade metamorphism)
3. Gneiss #
- Asal: Granit/diorit (metamorfisme regional tingkat tinggi)
- Mineral: Kuarsa, Feldspar, Biotit/Amfibol
- Karakteristik: Gneissic banding (pita terang-gelap), sangat keras
- Lokasi: Papua (New Guinea Highlands), Sulawesi Tengah
4. Amfibolit (Amphibolite) #
- Asal: Basalt/gabro (metamorfisme regional)
- Mineral: Hornblende (>50%) + Plagioklas
- Karakteristik: Hijau gelap/hitam, kadang berpita
- Lokasi: Sulawesi (Luwu, Soroako—asosiasi dengan ofiolit)
5. Serpentinit (Serpentinite) #
- Asal: Peridotit (ultramafik) + H₂O → serpentin
- Mineral: Serpentin (Mg₃Si₂O₅(OH)₄)
- Karakteristik: Hijau licin seperti kulit ular, berat (SG ~2.6)
- Lokasi: Sulawesi (Soroako, Pomalaa), Papua (Waigeo)
Ekonomi: Serpentinit sering asosiasi dengan nikel laterit (Sulawesi = 10% cadangan nikel dunia).
6. Slate #
- Asal: Shale (low-grade metamorphism)
- Karakteristik: Slaty cleavage (bisa dipecah jadi lembaran tipis)
- Lokasi: Jarang di Indonesia (butuh metamorfisme regional rendah yang sustained)
FAQ (Pertanyaan Sering Diajukan) #
Q: Apa bedanya marmer dengan batu kapur? A: Batu kapur = batuan sedimen (CaCO₃, belum di-metamorfose). Marmer = batuan metamorf (limestone yang di-“masak” dengan suhu 400-600°C). Marmer punya kristal kalsit lebih besar → bisa dipoles mengkilap. Batu kapur tidak bisa.
Q: Mengapa batuan metamorf sering punya pita-pita warna? A: Itu namanya gneissic banding atau compositional banding. Terjadi karena mineral terang (kuarsa, feldspar) dan mineral gelap (biotit, amfibol) terpisah saat metamorfisme → membentuk pita-pita. Ini bukan lapisan sedimen—ini hasil segregasi mineral di suhu-tekanan tinggi.
Q: Apakah batuan metamorf bisa mengandung fosil? A: Jarang. Fosil biasanya hancur/hilang saat metamorfisme karena rekristalisasi mineral. Tapi low-grade metamorphic rocks (slate, phyllite) kadang masih preserve fosil—meski bentuknya distorted.
Q: Mengapa Indonesia punya banyak serpentinit? A: Karena Indonesia punya banyak ofiolit (kerak samudra yang naik ke darat). Ofiolit terdiri dari peridotit (mantel) yang bereaksi dengan air laut → serpentinit. Ini terjadi di zona subduksi/collision (Sulawesi, Papua).
Q: Apakah batuan metamorf lebih keras dari batuan beku? A: Tergantung. Granit vs Marble → Granit lebih keras (HM 6-7 vs 3-4). Tapi Quartzite (metamorf dari sandstone) lebih keras dari kebanyakan batuan beku (HM 7, hampir sekeras kuarsa murni). Secara umum, metamorfisme meningkatkan kekerasan karena rekristalisasi.
Kesimpulan #
Batuan metamorf adalah bukti hidup dari tektonik lempeng yang dramatis. Dari slate yang tipis sampai gneiss yang bergaris-garis, setiap batuan metamorf punya cerita tentang tekanan ekstrem, suhu tinggi, dan transformasi mineral yang memakan waktu jutaan tahun.
Di Indonesia, batuan metamorf bukan cuma menarik untuk sains—tapi juga punya nilai ekonomi (marmer, nikel dari serpentinit, garnet dari sekis). Dengan memahami batuan metamorf, kita bisa:
- Rekonstruksi sejarah tektonik Indonesia
- Eksplorasi mineral (nikel, kromit, emas)
- Aplikasi konstruksi (marmer, kuarsit)
So, next time lo lihat marmer di lantai rumah—inget: itu dulunya batu kapur biasa yang di-masak 500°C di bawah bumi selama jutaan tahun!
Bacaan Lanjutan #
- Batuan Beku Indonesia
- Batuan Sedimen Indonesia
- Garnet Indonesia
- Mineral Nikel Indonesia
- Struktur Geologi
Referensi #
- Winter, J. D. (2014). Principles of Igneous and Metamorphic Petrology (2nd ed.). Pearson.
- Bucher, K., & Grapes, R. (2011). Petrogenesis of Metamorphic Rocks (8th ed.). Springer.
- Miyashiro, A. (1994). Metamorphic Petrology. UCL Press.
- Hamilton, W. (1979). Tectonics of the Indonesian Region. USGS Professional Paper 1078.
- Hall, R. (2012). Late Jurassic-Cenozoic reconstructions of the Indonesian region. Tectonophysics.
- Badan Geologi Indonesia. (2014). Peta Geologi Metamorf Indonesia.