Provenance Batuan dengan Metode Petrologi

Cepat atau lambat, hampir setiap batu di Bumi dipecah menjadi sedimen, dan sedimen tersebut kemudian dibawa ke tempat lain oleh gravitasi, air, angin atau es. Kami melihat ini terjadi setiap hari di tanah di sekitar kami, dan siklus batu label yang mengatur acara dan proses erosi.

Kita harus bisa melihat sedimen tertentu dan memberi tahu sesuatu tentang batu asalnya. Jika Anda menganggap batu sebagai dokumen, sedimen adalah dokumen yang diparut. Bahkan jika sebuah dokumen dipecah menjadi beberapa huruf, misalnya, kita dapat mempelajari surat-surat itu dan dengan mudah mengetahui bahasa apa yang digunakan untuk menulisnya. Jika ada beberapa kata yang terpelihara, kita bisa menebak tentang subjek dokumen, kosa kata, bahkan usianya. Dan jika satu atau dua kalimat lolos dari shredding, kita mungkin bahkan mencocokkannya dengan buku atau kertas asalnya.

Penelitian semacam ini pada sedimen disebut studi asal. Dalam geologi, asal-usul (berima dengan "takdir") berarti di mana sedimen berasal dan bagaimana mereka mendapatkan di mana mereka berada hari ini. Ini berarti bekerja mundur, atau ke hulu, dari butiran sedimen yang kita miliki (serpihan) untuk mendapatkan gagasan tentang batu atau batu yang dulu (dokumen). Ini adalah cara berpikir yang sangat geologis, dan studi-studi orisinal telah meledak dalam beberapa dekade terakhir.

Pembuktian adalah topik yang terbatas pada batuan sedimen: batu pasir dan konglomerat. Ada beberapa cara mencirikan protolit batuan metamorf dan sumber-sumber batuan beku seperti granit atau basal, tapi mereka tidak jelas dibandingkan.

Hal pertama yang perlu diketahui, saat Anda menempuh perjalanan ke hulu, adalah mengangkut sedimen mengubahnya. Proses transportasi memecah batu menjadi partikel yang lebih kecil dari ukuran batu ke tanah liat, dengan abrasi fisik. Dan pada saat yang sama, sebagian besar mineral dalam sedimen berubah secara kimia, meninggalkan hanya beberapa yang tahan. Juga, transportasi panjang dalam aliran dapat memilah mineral dalam sedimen berdasarkan kepadatannya, sehingga mineral ringan seperti kuarsa dan feldspar dapat bergerak maju dari yang berat seperti magnetit dan zirkon.

Kedua, begitu sedimen tiba di tempat peristirahatan — suatu cekungan sedimen — dan berubah menjadi batuan sedimen lagi, mineral baru dapat terbentuk di dalamnya dengan proses diagenetik.

Maka, dengan melakukan studi asalnya, Anda harus mengabaikan beberapa hal dan memvisualisasikan hal-hal lain yang dulu ada. Ini tidak mudah, tetapi kami menjadi lebih baik dengan pengalaman dan alat baru. Artikel ini berfokus pada teknik petrologi, berdasarkan pengamatan sederhana mineral di bawah mikroskop. Ini adalah jenis hal yang dipelajari oleh siswa geologi dalam kursus lab pertama mereka. Jalan utama lain dari studi sumber menggunakan teknik kimia, dan banyak studi menggabungkan keduanya.

Batu besar (fenoklas) di konglomerat seperti fosil, tetapi bukannya spesimen makhluk hidup purba, mereka spesimen lanskap kuno. Sama seperti batu-batu besar di dasar sungai yang melambangkan perbukitan di hulu dan menanjak, klaster konglomerat umumnya bersaksi tentang pedesaan di dekatnya, tidak lebih dari beberapa puluh kilometer jauhnya.

Tidak mengherankan bahwa kerikil sungai mengandung sedikit bukit di sekitarnya. Tetapi menarik untuk mengetahui bahwa batu-batu di sebuah konglomerat adalah satu-satunya yang tersisa dari bukit-bukit yang lenyap jutaan tahun yang lalu. Dan fakta semacam ini bisa sangat berarti di tempat-tempat di mana lansekap telah diatur ulang oleh patahan. Ketika dua singkapan konglomerat yang terpisah secara luas memiliki campuran klast yang sama, itu adalah bukti kuat bahwa mereka dulunya sangat berdekatan.

Pendekatan populer untuk menganalisis batu pasir yang dipelihara dengan baik yang dipelopori sekitar tahun 1980 adalah menyortir yang berbeda jenis biji-bijian menjadi tiga kelas dan plot mereka dengan persentase mereka pada grafik segitiga, sebuah terner diagram. Satu titik segitiga adalah untuk 100% kuarsa, yang kedua adalah untuk 100% feldspar dan yang ketiga adalah untuk 100% litik: fragmen batuan yang belum sepenuhnya terurai menjadi mineral yang terisolasi. (Apa pun yang bukan salah satu dari ketiganya, biasanya sebagian kecil, diabaikan.)

Ternyata batuan dari pengaturan tektonik tertentu membuat sedimen — dan batupasir — yang memplot di tempat yang cukup konsisten pada diagram ternary QFL itu. Misalnya, batuan dari bagian dalam benua kaya akan kuarsa dan hampir tidak memiliki litik. Batuan dari busur vulkanik memiliki sedikit kuarsa. Dan bebatuan yang berasal dari bebatuan daur ulang pegunungan memiliki sedikit feldspar.

Bila perlu, butiran kuarsa yang sebenarnya adalah litik — bit kuarsait atau rijang daripada bit kristal kuarsa tunggal — dapat dipindahkan ke kategori litik. Klasifikasi itu menggunakan diagram QmFLt (monocrystalline quartz-feldspar-total lithics). Ini bekerja dengan sangat baik dalam memberi tahu negara pelat-tektonik macam apa yang menghasilkan pasir di batu pasir tertentu.

Selain tiga bahan utama mereka (kuarsa, feldspar, dan lithics) batupasir memiliki beberapa bahan minor, atau mineral aksesori, yang berasal dari batuan sumbernya. Kecuali untuk musovit mineral mika, mereka relatif padat, sehingga mereka biasanya disebut mineral berat. Kepadatannya membuat mereka mudah dipisahkan dari sisa batu pasir. Ini bisa informatif.

Sebagai contoh, area besar batuan beku cenderung menghasilkan butiran mineral primer keras seperti augite, ilmenite atau chromite. Metamorf terran menambahkan hal-hal seperti garnet, rutile, dan staurolite. Mineral berat lainnya seperti magnetit, titanit, dan turmalin dapat berasal dari keduanya.

Zirkon luar biasa di antara mineral berat. Sangat sulit dan lembam sehingga bisa bertahan selama miliaran tahun, didaur ulang seperti koin di saku Anda. Kegigihan besar dari zirkon detrital ini telah mengarah ke bidang penelitian asal yang sangat aktif yang dimulai dengan memisahkan ratusan butir zirkon mikroskopis, kemudian menentukan usia masing-masing menggunakan metode isotop. Usia individu tidak sepenting campuran usia. Setiap badan besar batuan memiliki perpaduan umur zirkonnya sendiri, dan campurannya dapat dikenali dalam endapan yang terkikis darinya.

Penelitian tentang sumber detrital-zirkon sangat kuat, dan sangat populer saat ini sehingga sering disingkat "DZ." Tetapi mereka bergantung pada laboratorium dan peralatan dan persiapan yang mahal, jadi mereka terutama digunakan untuk hasil tinggi penelitian. Cara lama dalam menyaring, menyortir, dan menghitung butiran mineral masih bermanfaat.