Sebaran batuan ultramafik dan karakteristik serpentinisasi Daerah Kabaena Utara Kabupaten Bombana, Sulawesi Tenggara
Muhammad Arif 1 , Masri 1 *, Hasria 1
1 Program Studi Teknik Geologi, Universitas Halu Oleo, Kendari, Indonesia
*Email korespondensi: masri@uho.ac.id Tel: +62-822-9645-1988

## SARI
Penelitian  ini  terletak  di  wilayah  Kecamatan  Kabaena  Utara,  Kabupaten  Bombana,  Provinsi  Sulawesi Tenggara. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan sebaran batuan ultramafik serta tingkat derajat serpentinisasi yang terjadi pada daerah penelitian. Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu metode  deskriptif,  pengamatan  lapangan  dan  analisis  petrografi.  Analisis  petrografi  digunakan  untuk mengetahui mineralogi batuan dan menentukan persentase kehadiran mineral serpentin (antigorit, lizardit, dan  krisotil).  Berdasarkan  analisis  petrografi,  litologi  daerah  penelitian  tersusun  dari  satuan  batuan ultramafik dengan anggota batuan berupa serpentin-dunit, serpentin-piroksenit, serpentinit, dan kalkarenit. Serpentin-dunit  telah  mengalami  serpentinisasi  sedang-tinggi  dan  pada  serpentin-piroksenit  telah mengalami serpentinisasi sedang serta batuan serpentinit yang telah mengalami proses serpentinsasi tinggi. Proses serpentinisasi tinggi terjadi pada wilayah dengan topografi pedataran-perbukitan dan serpentinisasi sedang cenderung terjadi pada topografi perbukitan-pegunungan. Daerah yang mengalami serpentinisasi tinggi berasosiasi dengan kekar tarik, kekar gerus dan urat yang telah terisi oleh mineral grup serpentin. Tekstur dan struktur pada serpentin juga menunjukkan tahapan pengalihtempatan batuan ultramafik pada fase pemekaran lantai samudera, fase subduksi, dan fase orogenik.
Katakunci: ultramafik, serpentinisasi, urat serpentin, Kabaena Utara.

## ABSTRACT
This research is in the North Kabaena District, Bombana Regency, Southeast Sulawesi Province. This study aims to determine the distribution of ultramafic and serpentinization mechanisms that occur in the study area. The method used in this research is the descriptive method, field research, and petrographic analysis. Petrographic analyses are used to identify mineralogy and determine the serpentine mineral (antigorite, lizardite, and chrysotile). Based on the petrographic analysis, the lithology is composed of ultramafic rock units comprising serpentine-dunite, serpentine-pyroxenite, serpentinite, and calcarenite. Serpentine-dunite has  moderate  to  high  serpentinization.  Serpentine-pyroxenite  has  moderate  serpentinization  and serpentinite, which have improved the process of high serpentinization. High serpentinization occurs in areas with hinterland-topography, and moderate serpentinization is in the topography of the hill. Areas enhanced by serpentine are associated with gash fractured, shear fractured, and veins filled with serpentine group minerals. Textures and structures in the serpentine group are also show ultramafic emplacement during the spreading, subduction, and orogenic collision stage.
Keywords: ultramafic, serpentinization, serpentine vein, Kabaena Utara.
1 Pendahuluan
Indonesia  merupakan  negara  yang berada di zona khatulistiwa  memiliki iklim tropis yang sangat mendukung proses pelapukan yang sangat intensif dan wilayah zona khatulistiwa berkaitan dengan distribusi jalur global tektonik ofiolit berumur Mesozoikum-Kenozoikum Sirkum Pasifik. Distribusi ofiolit tersebut melintasi Indonesia bagian timur dimana keterdapatannya adalah sebagai obduksi batuan ultramafik.
Batuan  ultramafik  merupakan  batuan  yang  kaya  akan  mineral-mineral  mafik  dengan kandungan silica (SiO 2 ) yang rendah yakni <45% dan kaya akan MgO, FeO dengan sodium (Na) yang rendah. Mineral mafik yang hadir umumnya olivin, piroksin, hornblende, dan plagioklas. Batuan  beku  ultramafik  hanya  dapat  terbentuk  secara  plutonik.  Ketika  batuan  tersingkap  ke permukaan secara gradual akan mengalami dekomposisi ( Ahmad, 2006 )
Sulawesi Tenggara merupakan salah satu provinsi di Indonesia yang umum dijumpai batuan ultramafik, di antaranya adalah Kabupaten Konawe Utara, Konawe Selatan, Bombana dan Pomala. Daerah-daerah tersebut memiliki keterdapatan satuan ultramafik dengan karateristik dan kondisi geologi yang berbeda ( Rusmana dkk., 1993 ; Simandjuntak dkk., 1993 )
Proses  deformasi  yang  terjadi  pada  zona  pemekaran  lantai  samudera  dan  zona  subduksi mengakibatkan  mineral  utama  penyusun  batuan  ultramafik  mengalami  perubahan  dan terbentuknya  mineral-mineral  baru  seperti  serpentin  dan  mineral  sekunder  lainnya.  Proses serpentinisasi  sangat  berguna  dalam  mengkaji  sejarah  deformasi  batuan  ultramafik (Freyssinet dkk., 2005 ; Sufriadin, 2013 ). Pemahaman terhadap serpentinisasi juga bermanfaat bagi kegiatan eksplorasi utamanya eksplorasi endapan nikel laterit. Mayoritas poduksi bijih nikel laterit berasal dari  endapan  laterit  sisa  pelapukan  kimia  batuan  ultramafik  terserpentinisasi (Freyssinet  dkk., 2005 ). Studi sepentinisasi juga sangat dibutuhkan dalam kajian evolusi batuan ultramafik terhadap proses tektonik terkait mekanisme pengalihtempatan batuan ultramafik pada batas margin aktif ( Oud, 2010 ).

## 2 Geologi Regional
Daerah penelitian termasuk ke dalam Geologi Regional Lembar Kolaka yang tersusun oleh satuan  batuan  yang  dapat  dikelompokan  ke  dalam  batuan  Paleozoikum,  Mesozoikum  dan Kenozoikum. Kelompok Paleozoikum berumur Perem. Kelompok batuan yang yang termasuk paleozoikum terdiri atas Kompleks Pompangeo, Kompleks Ultramafik dan Kompleks Mekongga. Kelompok batuan yang termasuk Mesozoikum berumur Trias terdiri atas Formasi Meluhu dan Formasi Laonti. Sedangkan kelompok batuan yang termasuk Kenozoikum berumur Miosen Akhir hingga Holosen terdiri atas Formasi Langkowala, Formasi Boepinang, Formasi Eemoiko, Formasi Buara,  Formasi  Alangga,  dan  Aluvium  (Gambar  1).  Morfologi  daerah  penelitian  berupa pegunungan  tersesarkan  yang  berupa  sistem  sesar  anjak  berarah  barat-timur  pada  kompleks ultramafik dan dataran teras pantai yang tersusun atas batugamping.

## 3 Metode Penelitian
Metode penelitian dibagi menjadi empat tahap yakni: (1) tahap persiapan, (2) tahap penelitian dan  pengambilan  sampel  lapangan,  (3)  analisis  laboratorium  (analisis  petrografi),  dan  (4)  tahap
penyusunan laporan. Tahap persiapan adalah tahapan pendahuluan atau merupakan tahap awal dari kegiatan penelitian sebelum melakukan pengambilan data lapangan (studi pustaka). Tahapan penelitian dan pengambilan sampel lapangan merupakan suatu rangkaian kegiatan memetakan suatu  daerah  penelitian  (pemetaan  geologi)  titik  pengambilan  sampel  atau  penentuan  stasiun pengamatan lapangan dilakukan dengan cara random sampling dengan total stasiun berjumlah 48 titik singkapan. Analisis laboratorium dilakukan dengan menggunakan mikroskop polarisasi untuk mengidentifikasi  kandungan  mineral  pada  batuan  ultamafik  dan  menentukan  seberapa  besar persentase  kehadiran  mineral  serpentin  agar  dapat  diketahui  tingkat  derajat  serpentinisasi,  dan jenis batuan ultramafiknya. Pengamatan detail pada tekstur dan struktur mineral serpentin pada sayatan tipis juga dilakukan untuk medapatkan pemahaman pengalihtempatan batuan ultramafik pada daerah penelitian.
Gambar 1 Tatanan geologi regional Pulau Kabaena ( Simandjuntak dkk., 1993 )

## 4 Hasil dan Analisis
4.1 Geologi Daerah Penelitian
Satuan  geomorfologi  daerah  penelitian  diklasifikasikan  berdasarkan  aspek  morfologi, morfometri, dan morfogenesis yang khas  ( Brahmantyo dan Bandono, 2006 ). Daerah penelitian tersusun atas satuan pegunungan  struktural  dan  pedataran denudasional. Satuan bentang  alam pegunungan  struktural  dijumpai pada Kompleks Ultramafik dengan luas 55% dari keseluruhan daerah penelitian. Satuan ini berelevasi 50-672 mdpl. Litologi penyusun terdiri dari serpentin-dunit, serpentin-piroksenit, dan serpentinit. Daerah ini berfungsi sebagai kawasan pertambangan dengan
ketebalan  laterit  ±11  m,  derajat  pelapukan  sedang  dan  terdapat  sungai  berpola  paralel  yang memiliki bentuk lembah sungai curam dan sempit, pada tepian sungai telah dijumpai erosi puritan yang  intens (Gambar  2).  Pedataran  denudasional  terhampar  seluas  35%  dari  daerah  penelitian dengan ketinggian 0-50 mdpl yang tersusun atas kalkarenit. Daerah ini berfungsi sebagai kawasan pemukiman yang memiliki tanah penutup dengan ketebalan >11 m. Tingkat pelapukan sempurna dan proses erosi terjadi secara horisontal membentuk sungai dengan lembah U.
Gambar 2  Pegunungan Kompleks Ultramafik (A) dan erosi alur pada lembah (B). Pedataran denudasional (C) dan point bar pada kelokan Sungai Lampangi Jaya (D).
Mengacu pada Stratigrafi Regional Lembar Kolaka, daerah penelitian masuk pada Kompleks Ultramafik  dan  Formasi  Langkowala  ( Simandjuntak  dkk,  1993 ).  Deskripsi  megaskopik  dan pemerian detail batuan pada sayatan tipis menunjukkan daerah penelitian tersusun atas serpentin- dunit, serpentin piroksenit, dan serpentinit (Gambar 3). Klasifikasi ini mengacu pada kelimpahan mineral  olivin,  piroksen,  dan  hadirnya  serpentin  sebagai  mineral  sekunder  ( Streckeisen,  1976 ). Beberapa grup serpentin yang dijumpai adalah lizardit, krisotil, dan antigorite (Tabel 1)

## Tabel 1 Komposisi mineral pada batuan ultramafik di daerah penelitian
Stasiun mineral Primer Mineral sekunder Mineral aksesoris Pemerian batuan ol opx cpx liz crl atg opq ST-12 30 5 - 45 - 10 10 serpentin-dunit ST-13 25 - - 65 - - 10 serpentin-dunit ST-16 30 10 - 45 - - 15 serpentin-dunit ST-17 30 5 5 35 - 10 10 serpentin-dunit ST-19 10 20 - 45 - 10 15 serpentin-piroksenit ST-24 10 15 20 33 10 7 5 serpentin-piroksenit ST-26 - - - 80 - - 20 serpentinit
Batuan serpentin-dunit pada awalnya merupakan batuan yang memiliki kandungan mineral olivin  yang  melimpah.  Mineral  olivin  yang  hadir  secara  perlahan  tergantikan  oleh  mineral orthopiroksen ( replacement) dan pada sayatan nampak olivin telah mengalami alterasi oleh urat- urat  serpentin  jenis  lizardit  dengan  struktur fractured  (Gambar  4A).  Mineral  antigorit  dengan struktur banded hadir menginklusi mineral lizardit granular. Kehadiran mineral lizardit granular terbentuk akibat proses pelapukan, pada sayatan masih sangat jelas tekstur dari kristal mineral olivin yang seluruhnya telah terubah menjadi mineral serpentin, (Gambar 4B).  Mineral krisotil hadir dengan struktur fibrous sebagai mineral sekunder yang mengubah mineral olivin (Gambar 4C).
Gambar 3  Singkapan batuan ultramafik dan batugamping pada daerah penelitian. (A) Serpentin-Dunit, (B) Serpentinit, (C) Kalkarenit.
Batuan serpentin-piroksenit merupakan batuan yang memiliki kandungan mineral piroksen yang  melimpah  dengan    orthopiroksen  dan  clinopiroksen  telah  mengalami  alterasi.  Mineral clinopirosen  telah  diterobos  oleh  urat-urat  serpentin  jenis  lizardit  dengan  struktur fractured Sedangkan pada mineral orthopiroksen diterobos oleh mineral serpentin jenis antigorit dengan struktur banded (Gambar 5A). Krisotil juga hadir dalam struktur fibrous, mineral ini hadir sebagai mineral  sekunder  yang  mereplacement  mineral  clinopiroksen.  Kemudian  pada  sayatan  hadir
mineral  lizardit  dengan  struktur  fractured  yang  menerobos  tubuh  mineral  clinopiroksen  dan krisotil, (Gambar 5B).
Gambar 4  Sayatan  tipis  nikol  silang  dan  nikol  sejajar  (a).  Batuan  serpentin-dunit  b)  Antigorit  dengan struktur banded (c). Krisotil yang hadir sebagai replacement dengan struktur fibrous.
Gambar 5  Sayatan tipis nikol silang dan nikol sejajar (a) Batuan serpentin-piroksenit, (b) Mineral krisotil yang hadir sebagai replacement mineral clinopiroksen dengan struktur fibrous.
Pengolahan data struktur geologi berdasarkan pengukuran kedudukan rekahan gerus pada dua  stasiun  di  daerah  penelitian.  Pada  stasiun  22,  diperoleh  arah  umum  rekahan  gerus  yakni berarah  Utara  -Selatan  dan  Timurlaut-Baratdaya.  Sedangkan  dari    hasil  analisis  stereografi didapatkan  tegasan  utama  yakni  berarah  Utara-Selatan.  Hasil  yang  sama  juga  diperoleh  pada analisis  data  struktur  geologi  pada  Stasiun  32.  Dari  hasil  pengolahan  stereonet  diketahui  arah umum kekar yakni berarah Baratlaut-Tenggara dan Utara-Selatan. Sedangkan dari  hasil analisis stereografi didapatkan tegasan utama yakni berarah Barat laut-Tenggara.
Pola kelurusan memiliki dua arah yang dominan yaitu berarah Utara-Selatan dan Barat laut- Tenggara. Dari hasil pengolahan data kekar didapatkan dua arah tegasan utama yaitu pertama berarah Barat laut-Tengara. Arah ini merupakan arah yang umum dari sesar geser mengiri pada
Lengan  Tenggara  Sulawesi  dan  memiliki  arah  yang  sama  dengan  Sesar  Kolaka  dan  Sesar Lawanopo. Kedua, sesar yang terbentuk yaitu berarah Utara-Selatan memiliki arah pembentukan 40º  dari  arah  sesar  utama  Lengan  Tengara  Sulawesi  yang  pembentukannya  diakibatkan  oleh pergerakan sesar regional berarah Barat laut-Tenggara sehingga terbentuk sesar-sesar minor pada daerah  tersebut.  Dari  interpretasi  pola  kelurusan  dan  analisis  stereografi  menghasilkan kecenderungan arah tegasan yang sama.
Gambar 6 Proyeksi stereografi dan diagram roset data rekahan (A). Stasiun 08 dan (B). Stasiun 32.

## 4.2 Serpentinisasi Batuan Ultramafik
Batuan serpentin-dunit dijumpai pada 12% daerah penelitian yang terletak pada bentang alam perbukitan dan  pedataran. Pada kedua bentang alam ini proses pelapukan terjadi  cukup intens diakibatkan permukaan lereng yang datar-miring  sehingga  proses  serpentinisasi fase  pelapukan terjadi  secara  kontinyu  yang  mengubah  mineral  olivin  ataupun  piroksen  ( Ahmad,  2006 ).  Pada serpentin-dunit  dijumpai  kekar  tarik  dan  kekar  gerus,  serta  urat  serpentin  dalam  jumlah  kecil dengan panjang ±2m dengan bukaan ±2cm. Kehadiran mineral serpentin pada batuan ini berkisar antara  40-59%  sehingga  masuk  kedalam  tingkat  derajat  serpentinisasi  yang  sedang  dan  hanya sedikit yang mengalami serpentinisasi tinggi dan pola penyebarannya dipengaruhi oleh pola-pola kelurusan.
Pada  batuan  serpentinit  sangat  banyak  dijumpai  kekar-kekar  pada  singkapan  batuan  serta dijumpai urat-urat serpentin dalam jumlah besar dengan panjang urat ±5m dengan bukaan ±5cm. Diketahui ada tiga jenis serpentin yang hadir pada batuan ultramafik yakni antigorit, lizardit dan krisotil. Ketiga jenis serpentin ini memiliki struktur, dan suhu pembentukan yang khas berdasarkan zona pembentukaanya ( Hanley, 1992 ; Mével, 2003 ). Kehadiran ketiga mineral serpentin ini tentu membawa informasi penting mengenai proses serpentinisasi dan tektonik yang terjadi pada daerah penelitian ( Hirth dan Guillot, 2013 ).

## Gambar 7 Pola kelurusan dan sebaran derajat serpentinisasi batuan ultramafik.
Serpentinisasi  pada  batuan  uiltramafik  juga  dapat  digunakan  untuk  mempelajari  tahapan pengalihtempatan  batuan  ultramafik.  Mineral  serpentin  dikarakteristik  berdasarkan  persentase, tekstur dan struktur khas. Berdasarkan parameter tersebut, dijumpai empat tahapan serpentinisasi. Tahapan  serpentinisasi  diawali  pada  fase  pemekaran  lantai  samudera.  Fase  ini  ditandai  oleh pembentukan  antigorit  oleh  larutan  hidrotermal  dengan  suhu  300-400ºC  yang  secara  perlahan menerobos  tubuh  mineral  primer  olivin  atupun  piroksen.  Kehadiran banded  antigorit  dapat dijumpai pada batuan serpentin-dunit (Gambar 4B) dan serpentin-piroksenit (Gambar 5B). Fase berikutnya  adalah  serpentinisasi  generasi  kedua  yang  terbentuk  pada  proses  subduksi.  Akibat tekanan, suhu ±250ºC, dan penambahan air, kristal olivin atupun piroksen secara perlahan terubah dan menghasilkan lizardit dengan struktur fractured. Kehadiran lizardit dengan struktur fractured sangat melimpah dan pembentukannya yang lebih dari satu arah mengakibatkan tubuh mineral- mineral primer batuan ultramafik teralterasi sebagian. Pada fase ini serpentin hadir dalam bentuk struktur mesh pada mineral olivin. Kenampakan lizardit terdapat pada sayatan batuan serpentin- dunit  dan  serpentin-piroksenit.  Fase  ketiga  merupakan  pembentukan  mineral  serpentin  yang terbentuk akibat proses pengangkatan. Pada fase ini hadir mineral krisotil dengan struktur fibrous yang terbentuk pada temperatur ±150ºC. Pada batuan serpentin-dunit kehadiran mineral krisotil sebagai replacement dari mineral olivin yang dibuktikan dengan jejak kristal olivin yang masih sangat  jelas  di  sekitar  tubuh  mineral  krisotil  (Gambar  4C).  Sedangkan  pada  batuan  serpentin- piroksenit  mineral  krisotil  hadir  sebagai  replacement  dari  mineral  piroksen  ditandai  dengan mineral krisotil mengganti hampir setengah dari tubuh kristal piroksen (Gambar 5B). Fase terakhir adalah  fase  pelapukan.  Pada  fase  ini  terbentuk  mineral  lizardit  dengan  sturktur  granular  yang diakibatkan oleh suhu rendah ±85º dan pelapukan cukup intens disebabkan oleh air meterorik yang terjadi secara terus-mererus memasuki setiap rekahan pada batuan dan mengubah sebagian hingga seluruh kristal olivin maupun piroksen. Kehadiran lizardit dengan struktur granular hadir pada ketiga jenis litologi. Pada batuan serpentinit mineral lizardit telah mengubah seluruh kristal tubuh mineral primer batuan ultramafik.
Gambar 8 Tahapan pembentukan mineral serpentin pada batuan ultramafik (modifikasi Mével, 2003 )

## 5 Kesimpulan
Batuan  ultramafik  di  daerah  Kabaena  Utara  tersusun  atas  serpentin-dunit,  serpentin- piroksenit, dan serpentin. Batuan ini tersebar mengikuti pola kelurusan utama yang berarah Utara- Selatan. Derajat serpentinisasi tinggi dijumpai pada batuan serpentinit dan serpentin -dunit yang dikontrol oleh morfologi dan orientasi rekahan. Berdasarkan kehadiran antigorit dengan struktur banded, disusul kehadiran liardit bertekstur mesh, dan krisotil yang granular menunjukkan proses serpentinisasi  terjadi  pada  fase  pemekaran  lantai  samudera,  fase  subduksi  dan  orogenik,  serta pembentukan serpentin pada fase pelapukan setelah batuan ultramafik tersingkap.

## Referensi
Ahmad,  W.,  2006.  Fundamentals  of  Chemistry,  Mineralogy,  Weathering  Processes  and  Laterite Formation. Training Manual, ITSL INCO, Ltd.
Brahmantyo, B., Bandono, 2006. Klasifikasi Bentuk Muka Bumi. Geoaplika 1, 71–79.
Freyssinet,  P.,  Butt,  C.R.M.,  Morris,  R.C.,  Piantone,  P.,  2005.  Ore-Forming  Processes  Related  to Lateritic Weathering, in: Hedenquist, J.W., Thompson, J.F.H., Goldfarb, R.J., Richards, J.P. (Ed.), One  Hundredth  Anniversary  Volume.  Society  of  Economic  Geologists,  hal.  681–722.  doi: 10.5382/AV100.21
Hanley, D.S.O., 1992. Solution to the volume problem in serpentinization. Geology 20, 705–708.
Hirth, G., Guillot, S., 2013. Rheology and Tectonic Significance of Serpentinite. Elements 9, 107–113. doi: 10.2113/gselements.9.2.107
Mével,  C.,  2003.  Serpentinization  of  abyssal  peridotites  at  mid-ocean  ridges.  Comptes  Rendus Geoscience 335, 825–852. doi: 10.1016/j.crte.2003.08.006
Oud, K., 2010. Serpentinization and fracture formation in peridotites on Otrøy, western gneiss region, Norway:  Late  stage  pt-conditions  and  implications  for  tectonic  decompression.  Thesis.  Utrecht University.
Rusmana,  E.,  Sukido,  Sukarna,  D.,  Haryono,  E.,  T.  O.  Simandjuntak,  1993.  Peta  Geologi  Lembar Lasusua-Kendari,  Sulawesi,  skala  1 :  250.000.  Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan  Geologi, Bandung.
Simandjuntak, T.O., Surono, Sukido, 1993. Peta Geologi Lembar Kolaka, Sulawesi. Pusat Penelitian
dan Pengembangan Geologi, Bandung.
Streckeisen,  A.,  1976.  To each plutonic rock  its  proper  name.  Earth-Science  Reviews 12,  1–33. doi: 10.1016/0012-8252(76)90052-0
Sufriadin, 2013. Mineralogy, geochemistry, and leaching behavior of the Soroako Nickeliferous Laterite Deposit, South Sulawesi, Indonesia. Disertasi. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.