Petrogenesis Batuan Beku dan Karakteristik Kekar Tiang di Bukit Pajangan, Desa Sidomulyo, Kecamatan Purworejo, Kabupaten Purworejo, Jawa Tengah
Mohammad Bagus Pranata 1* , Jenian Marin 2 , Yoga Aribowo 2
1 Exploration & New Discovery Project, Pertamina EP, Jakarta
2 Departemen Teknik Geologi, Universitas Diponegoro, Semarang

## Abstrak
Kekar tiang di Bukit Pajangan, Desa Sidomulyo, Kabupaten Purworejo, yang dikenal sebagai Situs Pajangan, termasuk dalam Formasi Kebobutak di Pegunungan Kulon Progo. Studi kekar tiang  di Situs  Pajangan  yang  baru  tersingkap  pada  tahun  2016  masih  memerlukan  penelitian  lanjut  yang bertujuan  untuk  mengetahui  petrogenesis  hasil  magmatisme  serta  karakteristik  kekar  tiang  Bukit Pajangan. Penelitian ini mencakup observasi lapangan, analisis petrografi, dan analisis karakteristik kekar tiang.
Observasi lapangan meliputi pemetaan geologi Situs Pajangan dan sekitarnya, pengambilan orientasi kekar tiang, kemiringan kekar tiang, dan pengambilan sampel batuan. Analisis petrografi dilakukan untuk  mengetahui  tekstur  dan  persentase  mineral.  Analisis  karakteristik  kekar  tiang  dapat mengetahui  geometri  kekar  tiang,  orientasi  kekar  tiang,  dan  arah  pendinginan  magma  saat membentuk Bukit Pajangan.
Litologi penyusun daerah penelitian dari tua ke muda yaitu, intrusi basalt, lava andesit, breksi andesit, dan endapan aluvial. Seluruh sampel batuan di Bukit Pajangan ditentukan sebagai andesit basaltik. Orientasi  kekar  di  daerah  penelitian  membentuk  derajat  kemiringan  sebesar  0 o -45 o ,  diasumsikan sebagai kemiringan magma saat mengintrusi. Magmatisme pada saat pembentukan andesit basaltik secara  umum  dikontrol  oleh  fraksinasi  kristal  dan  pencampuran  magma,  sedangkan  komposisi mineralnya mengindikasikan hasil aktivitas Gunung Gajah yang memiliki tipe magma menengah- basa . Karakteristik kekar tiang pada Situs Pajangan adalah tipe subdivisi kekar tiang lower colonnade dan hasil aktivitas intrusi dangkal.
Kata kunci: Bukit Pajangan, kekar tiang, petrogenesis batuan beku

## Abstract
Columnar joint at Pajangan Hill, Sidomulyo Village, Purworejo District, known as Pajangan Site is part of Kebobutak Formation in Kulon Progo Mountain. Studies on columnar joint at Pajangan Site that was exposed in 2016 still require further research that aims to determine the petrogenesis of magmatism and characteristic of Bukit Pajangan joint.
This study includes field observation, petrographic analysis, and characteristic analysis of columnar joint. Field observations include geological mapping of Pajangan Site and surrounding area, rock sampling, and measurement of columnar joint’s orientation and its geometry. Petrography analysis was conducted to find out texture and mineral percentage. Characteristic analysis of columnar joint will determine the geometry, orientation, and direction of magma cooling when Pajangan Hill formed.
The lithology of the study area from old to young is basalt intrusion, andesite lava, andesite breccia, and alluvial sediment. All rock samples at Pajangan Hill are determined as basaltic andesite. Joint orientation in the research area formed 0°-45° slope, assumed as the orientation of magma intrusion. Magmatism at the time of basaltic andesite formation was generally controlled by crystalline fractionation and magma mixing, while its mineral composition indicates the result of the Gunung Gajah activity which has intermediate magma. Characteristics of columnar joint at the research area showed lower colonnade type as a result of shallow intrusion activity.
Keywords: Pajangan Hill, columnar joint, petrogenesis of igneous rock

## PENDAHULUAN
Bukit  Pajangan  sebelumnya  ditutupi  hutan, tetapi  hujan  besar  yang  tidak  berhenti  selama tiga hari pada bulan Juli 2016 membuat Bukit Pajangan  dan  wilayah  sekitarnya  mengalami longsor yang sangat besar, menyingkap batuan berupa  anak  tangga  yang  terkubur.  Secara administratif,  Bukit  Pajangan  berada  di  Desa Sidomulyo,  Kabupaten  Purworejo.  Sampai naskah  ini  ditulis,  belum  ada  penelitian  dari sudut  pandang  geologi  mengenai  kenampakan situs  yang  masif  ini.  Penelitian  dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui geologi, jenis dan petrogenesis batuan beku, serta karakteristik  dan  proses  pembentukan  kekar tiang di Bukit Pajangan.

## Geologi Regional
Daerah Yogyakarta terutama bagian baratdaya hingga  Pegunungan  Kulon  Progo  merupakan daerah tinggian yang terletak dalam zona poros pematang  menurut  pembagian  Sujanto  dan Roskamil  (1977)  dalam  Harjanto  (2011). Sejumlah  tinggian  dan  rendahan  dapat dibedakan pada poros ini yaitu: Tinggian Kulon Progo,
Tinggian Kebumen,
Tinggian Karangbolong,  Tinggian Gabon,  dan Tinggian Besuki.
Stratigrafi  Pegunungan  Kulon  Progo menurut  Rahardjo  dkk.  (1995)  tersusun  dari: Formasi  Nanggulan  Eosen  Tengah-Oligosen Awal,  Formasi  Kebobutak/  Andesit  Tua
Oligosen  Akhir-Miosen  Awal,  Formasi Jonggrangan,  Formasi  Sentolo,  serta  intrusi Dasit,  Andesit,  dan  Diorit.  Distribusi  formasi batuan dapat dilihat di peta pada Gambar 1.
Berdasarkan  penanggalan  radiometri  K-Ar oleh  Bellon  dkk.  (1988)  bahwa  umur  batuan vulkanik di daerah Kulon Progo 42,73 ± 9,78 jtl sampai 15,3 ± 0,88 jtl (Eosen Akhir – Miosen Awal) dengan penyebaran batuan vulkaniknya ke arah barat – timur (pola struktur Jawa).
Aktivitas  magmatisme  di  daerah  Kulon Progo  terjadi  pada  Oligosen  –  Miosen  (Van Bemmelen, 1949 dalam Harjanto, 2011) dengan penyebaran  batuan  vulkanik  berarah  barat– timur.  Selama Z aman  Tersier,  daerah  Kulon Progo diperkirakan telah mengalami deformasi paling  sedikit  dua  kali  periode  fase  tektonik (Bellon  dkk.,  1988  dan  Sopaheluwakan,  1994 dalam  Harjanto  2011).  Pertama  terjadi  pada Oligosen  Akhir  –  Miosen  Awal  dan  periode kedua  terjadi  pada  Miosen  Tengah  –  Miosen Akhir yang membentuk busur magmatik.

## Magmatisme
Wilson  (1989)  terdapat  3  proses  inti  yang mempengaruhi  komposisi  primer  magma menjadi bersifat lain, yaitu:
a. Fraksinasi kristal merupakan proses separasi kristal dalam fase liquid yang menyebabkan sebagian  kristal  terbentuk  lebih  dahulu karena  perbedaan  kondisi  yang  dibutuhkan untuk membentuknya (Wilson, 1989).
b. Asimilasi adalah proses pencampuran antara magma  dengan  lempeng  yang  terjadi  saat magma bergerak dari dapur magma menuju permukaan. Bila magma granitik menembus batuan gabro (mineral augit dan labradorit) maka magma tidak akan mampu mencairkan dinding  tersebut . Namun,  bila  magma bersifat lebih basa dari batuan samping yang diterobos,  maka  magma  akan  mampu mencairkan  sehingga  terbentuklah  batuan hybrid atau magma bersifat menengah.
c. Magma mixing diawali  dengan  magma primitif  yang  menginjeksi  tubuh  magma, panasnya  akan  ditransmisikan  secara perlahan  pada  bagian  yang  terkena  kontak langsung  tanpa  perubahan  yang  terjadi secara tiba-tiba. Bagian paling bawah yang tidak  terkena  kontak  langsung  akan mengalami  fraksinasi  dan  bagian  yang terkena  kontak  langsung  akan  berubah secara  perlahan  sehingga  terjadi magma mixing .

## Kekar Tiang
Kekar  tiang  memiliki  dua  karakterisik,  yaitu pertama  kekar  tiang  berupa  hasil  aliran  lava (Wicander  dkk,  2007)  dan  kekar  tiang  hasil aktivitas  plutonik  atau  intrusif  (Robinson, 1956). Menurut Spry (1961 dalam Gray, 1986), pendinginan  aliran  lava  akan  diawali  dengan pembentukan rekahan hingga rekahan tersebut saling  bertemu  dan  membentuk  simpangan  Y ( Y-Junction). Semakin homogen suatu magma, maka semakin besar peluang untuk terbentuknya kekar tiang berbentuk simpangan Y, dengan sudut sempurna 120 o (Gambar 2). Dalam  mempermudah  memahami  kekar tiang,  Tomkieff  (1940  dalam  Gray,  1986) mengemukakan teori mengenai pembagian tiga subdivisi dari struktur kekar tiang. Aliran lava akan  mengalami  pendinginan  yang  terpisah dalam  tiga  zona, collonade bawah  merupakan bagian pendinginan ke arah dalam atau bawah aliran, entablature merupakan bagian pendinginan dari tengah aliran lava, sedangkan collonade atas  merupakan  bagian  pendinginan lava  ke  arah  suhu  permukaan  yang  paling rendah atau dingin (Gambar 3).
Arah  pendinginan  magma  dapat  diestimasi berdasarkan  data  arah  kemiringan  dan kemiringan kekar tiang. Wicander dkk. (2007) menyatakan  bahwa  rekahan  awal  kekar  tiang terbentuk dari bagian permukaan dan merambat menuju  ke  dalam  dari  aliran  magmanya,
sehingga  membentuk  tiang  secara  paralel dengan  bidang  yang  memanjang  tegak  lurus dari arah pendinginan magma tersebut.

## METODOLOGI
Penelitian  ini  mencakup  observasi  lapangan dan  pengambilan  sampel  batuan,  analisis petrografi,  serta  analisis  karakteristik  kekar tiang.  Observasi  dilakukan  dalam  luasan  area 3,1x3,1 km.
Gambar 2. a. Rekahan muncul di permukaan lava kemudian melebar hingga bertemu rekahan lain. b. simpangan  Y  terbentuk,  rekahan  kembali  melebar secara  radial  dan  bertemu  dengan  simpangan  Y lainnya.  c.  rekahan  (f)  jika  diskemakan  tanpa  ada gangguan  akan  membentuk  pola  heksagonal (Spry,1961 dalam Gray, 1986) .
Gambar  3. Ilustrasi  penampang  vertikal  bentukan subdivisi  kekar  tiang  pada  suatu  tubuh  lava (Tomkieff, 1940 dalam Gray, 1986).
a.
b.
Gambar 4. Peta lokasi pengambilan sampel di Situs Pajangan.
Sebanyak  9  sampel  batuan  diambil  dari singkapan batuan di Situs Pajangan (Gambar 4). Sampel  yang  diambil  mempertimbangkan diameter  kekar,  perbedaan  elevasi,  dan perbedaan  karakteristik  batuan.  Sampel dipreparasi menjadi sayatan tipis.

## Analisis Petrografi
Analisis petrografi dilakukan pada sayatan tipis dari  9  sampel  batuan.  Analisis  menggunakan mikroskop polarisasi di Laboratorium Paleontologi,  Geologi  Foto,  dan  Geooptik, Departemen  Teknik  Geologi  Universitas Diponegoro.  Penamaan  batuan  vulkanik ditentukan  berdasarkan  klasifikasi  QAPF (kuarsa,  alkali  feldspar,  plagioklas,  dan feldspathoid) (Le Bas dan Streckeisen, 1991).

## Analisis Karakteristik Kekar Tiang
Analisis  ini  dilakukan  untuk  mengetahui karakteristik kekar yang mencakup:
a. Geometri:  diameter  rata-rata  kekar  tiang, persentase jumlah kekar tiang dengan sudut berbeda, dan jenis subdivisi kekar tiang.
b. Orientasi: arah dan
kemiringan diproyeksikan pada stereonet dan menentukan  arah  dominan  dari trend dan plunge kekar  tiang  dengan  software  Dips V.5.1.
c. Arah  pendinginan  magma  dapat  diketahui dengan  pengukuran  arah  kemiringan  ( dip direction )  dan  derajat  kemiringan  ( dip ) kekar tiang dan diolah dengan diagram roset.

## HASIL
Observasi  lapangan  dan  analisis  petrografi menghasilkan  peta  geologi  Daerah  Bukit Pajangan  dan  sekitarnya  (Gambar  5). Singkapan batuan beku berstruktur kekar tiang ini  memiliki  warna  abu-abu  hingga kehitaman dengan kondisi litologi terhindar dari pelapukan (Gambar  6).  Struktur  batuan  yang  diamati secara megaskopis menunjukkan vesikular dan tekstur  mineral  inequigranular  porfiritik  - afanitik.  Komposisi  mineral  penyusun  batuan berdasarkan  analisis  petrografi  dapat  dilihat pada  Tabel  1.  Litologi  penyusun  daerah penelitian adalah sebagai berikut:
1) Lava  Andesit.  Batuan  menunjukkan  warna hitam  kecoklatan,  struktur sheeting joints, vesikular, masif, tingkat kristalisasi hipokristalin, inequigranular (porfiro- afanitik).  Komposisi  terdiri  atas  plagioklas (65%),  gelasan  (15%),  hornblende  (5%), mineral afanit (5%).
2) Breksi Andesit. Warna batuan secara umum berwarna abu-abu hingga kehitaman dengan struktur  masif.  Karakteristik  fragmen tersusun atas andesit dengan matriks berupa tuff-lapili.  Tingkat  kristalisasi  fragmen andesit  ialah  holokristalin,  inequigranular, porfiroafanitik.  Komposisi  mineral  dari fragmen  ialah  plagioklas  (50%),  kuarsa (20%), piroksen (8%), mineral afanit (15%), hornblende (7%).
Gambar 5. Peta Geologi daerah Bukit Pajangan dan sekitarnya.
Gambar 6. Litologi daerah penelitian; (a) breksi andesit, (b) lava andesit, (c) intrusi andesit basaltik, (d) endapan aluvial.
3) Intrusi  Andesit  Basaltik.  Warna  batuan secara  umum  berwarna  abu-abu  hingga coklat  dengan  struktur  berupa  vesikular, penyebaran  vesikular  hanya  terdapat  pada bagian  sisi  dalam  kekar  tiang,  sedangkan dari  permukaan  terlihat  masif.  Tingkat kristalisasi  holokristalin,  inequigranular (porfiroafanitik).  Mineral  penyusun  terdiri
atas  plagioklas  (52%),  piroksen  (11%), mineral  afanit  (17%).  Secara  petrografi, tekstur  umum  berupa  holokristalin  dan tekstur  khusus poikilitik, clots, dan zoning . Komposisi  mineral  terdiri  dari  plagioklas (68%)  berupa andesine dan labradorite , sanidin  (10%),  klinopiroksen  (12%), orthopiroksen  (3%),  dan  mineral  opak
(5%).  Intrusi  ini  menembus  satuan  Lava Andesit  dan  Breksi  Andesit  yang  telah terbentuk  sebelumnya.  Satuan  Intrusi Andesit  Basaltik  dijumpai  sebagai penyusun batuan berkekar tiang.
4) Endapan  Aluvial.  Tersusun  dari  kerakal, pasir, lanau, dan lempung.
Observasi  di  lapangan  juga  menghasilkan informasi  mengenai  geometri  kekar  tiang (Gambar 7). Pada Tabel 2 menunjukkan bahwa diameter rerata kekar tiang semakin kecil pada
elevasi  yang  relatif  lebih  tinggi,  Daerah penelitian  didominasi  oleh  kekar  tiang  yang membentuk segi lima (55% - 70%) pada semua level elevasi.
Berdasarkan  statistika  arah  dan  jurus kemiringan kekar di lapangan, diketahui bahwa kekar tiang di lapangan berarah N 328 o E/ 20 o , yang juga  diproyeksikan menggunakan stereonet  (Gambar  8a,  8b).  Arah  dominan intrusi  magma  adalah  N  58°  E  (Gambar  8c) yang  relati f tegak lurus  dengan  orientasi dominan kekar tiang.
Tabel 1. Hasil analisis petrografi Sampel UTM Komposisi Tekstur Khusus Nama Batuan Pl  Cpx  Opx  Sa  Opq Poikilitik Zoning Sieve Clots 1 395012 E 9147967 S 60 19 4 11 6 √ √ ‐ √ Andesit basaltik 2 395048 E 9148000 S 65 14 4 10 5 √ √ √ √ Andesit basaltik 3 395100 E 9147959 S 68 15 2 11 4 √
√ √ √ Andesit basaltik 4 395074 E 9147930 S 61 18 3 14 4 √ √ √ √ Andesit basaltik 5 395062 E 9147920 S 66 15 5 10 4 √ √ √ √ Andesit basaltik 6 395057 E 9147896 S 60 19 4 11 6 √ √ √ √ Andesit basaltik 7 395060 E 9147863 S 58 19 5 13 5 √ √ √ √ Andesit basaltik 8 395035 E 9147918 S 60 18 4 11 6 √
√ √ √ Andesit basaltik 9 395158 E 9147933 S 65 17 3 9 6 √ √ √ √
Andesit basaltik
Gambar 7. Pengamatan geometri kekar tiang pada lokasi 1 dan 7
Tabel 2. Geometri Kekar Tiang Bukit Pajangan
Lokasi Elevasi (mdpl) Diameter Rerata Kekar Tiang (cm) Kekar Tiang Segi Enam (%) Kekar Tiang Segi Lima (%) Kekar Tiang Segi Empat (%) 1 220 50 30 55 15 2 224 45 30 55 15 3 257 35 30 60 10 4 265 35 30 55 15 5 269 28 25 65 10 6 272 35 25 65 10 7 278 25 25 65 10 8 289 25 20 70 10 9 299 22 25 70 5
Gambar 8. a) Proyeksi jurus dan kemiringan kekar tiang di lokasi penelitian, b) batang merah menujukkan orientasi dominan kekar tiang di lokasi penelitian, c) diagram roset setengah lingkaran, arah dominan intrusi magma ditunjukan dengan skala batang berwarna merah yang paling panjang.
c.

## PEMBAHASAN
Bukit  Pajangan  yang  tersusun  dari  andesit basaltik  koheren  dengan  komposisi  batuan penyusun Gunung Gajah mengacu kepada van Bemmelen  (1949)  yang  menyatakan  bahwa material letusan Gunung Gajah berupa andesit piroksen basaltik. Penentuan umur berdasarkan K-Ar yang dilakukan oleh Bellon (1989 dalam
Harjanto,  2011)  menyebutkan  bahwa  pusat Gunung Gajah berumur 28 juta tahun yang lalu. Dengan  demikian,  dapat  dikemukakan  bahwa magma asal yang membentuk kekar tiang Bukit Pajangan  merupakan  hasil  dari  aktivitas vulkanik Gunung Gajah pada 28 juta tahun yang lalu.
Gambar 9. a) Tekstur poikilitik pada sayatan sampel 1 (nikol bersilang), b) Tekstur zoning plagioklas pada sayatan sampel 3 (nikol bersilang), c) tekstur sieve pada sayatan sampel 2 (nikol bersilang), d) teksrtur clots pada sayatam 7 (nikol bersilang).
Secara  umum,  tidak  dijumpai  mineral dengan  tekstur  gelasan  sebagai  penyusun  dari andesit  basaltik  di  Bukit  Pajangan,  sesuai dengan pernyataan Wood (1986 dalam Winter, 2001)  yaitu  pada  magma  yang  mendingin secara perlahan dan membentuk rekahan tidak akan  dijumpai  komposisi  gelasan.  Beberapa tekstur  khusus  batuan  beku  teramati  melalui analisis  petrografi,  yaitu  tekstur poikilitik , zoning , sieve ,  dan clots .  Tekstur poikilitik dijumpai  pada  seluruh  sayatan  batuan, ditunjukkan  dengan  fenokris  plagioklas  dan dikelilingi mikrolit plagioklas yang mengkristal secara  acak  (Gambar  9a).  Hal  tersebut  terjadi karena fenokris terbentuk terlebih dahulu yang dilanjutkan dengan mikrolit plagioklas, kondisi ini  umumnya  mencirikan  daerah  pembekuan hipabisal.  Tekstur zoning juga  dijumpai  di
semua  sampel  berupa  kenampakan  mineral plagioklas yang menunjukan pola lapisan radial mineral ke arah luar (Gambar 9b). Pola tersebut mengindikasikan pembentukan batuan beku di Bukit  Pajangan  terkena  pengaruh  aktivitas influks  magma  yang  mengubah  komposisi mineral pada bagian terluar tubuh mineral yang melingkupinya.  Tekstur sieve ,  yaitu  fenokris plagioklas  yang  mengalami  lelehan  dan mengkristalkan  mineral  di  bagian  tersebut (Gambar 9c), dijumpai hampir di semua sampel kecuali sampel 1. Tekstur ini terbentuk karena proses  pencampuran  magma  yang  melelehkan plagioklas  yang  sebelumnya  lebih  dahulu terbentuk.
Kekar  di  Bukit  Pajangan  menunjukkan orientasi  arah  kemiringan  yang  paralel. Mengacu kepada Tomkieff (1940 dalam Gray,
1986), konfigurasi kekar yang paralel terbentuk pada lower colonnade suatu tubuh magma.

## KESIMPULAN
Bukit Pajangan, secara geologi,  terbentuk  dari pendinginan  magma  yang  bersifat  menengah- basa  menjadi  andesit  basaltik.  Pendinginan magma  berlangsung  pada  zona  hipabisal  dan termasuk  bagian  dari lower colonnade dari suatu konfigurasi kekar tiang. Bagian lain dari konfigurasi kekar tiang di Bukit Pajangan masih belum  tersingkap.  Model  berdasarkan  arah pendinginan magma dapat menunjukkan posisi dari bagian-bagian konfigurasi kekar tiang yang belum tersingkap di Bukit Pajangan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pak Tri
Winarno, S.T., M.Eng.
yang menyumbangkan buah pikiran hingga penelitian ini dapat dilakukan .

## DAFTAR PUSTAKA
Bellon, H., Soeria Atmadja, R., Maury, R. C., Suparka,  E.,  Yuwono,  R.  S.,  1988. Chronology  and  Petrology  of  Back  Arc Volcanism in Java. Proceeding of Regional Conference on Geology and Mineral Resourcees of Southeast Asia , hal. 245-257. Gray,  N.  H.,  1986. Symmetry in a Natural
Fracture Pattern: The Origin of Columnar
Joint Networks .  Pergamon  Press,  Ltd.: Britania Raya.
Harjanto,  A.,  2011.  Vulkanostratigrafi  di Daerah Kulonprogo dan Sekitarnya, Daerah Istimewa  Yogyakarta. Jurnal Ilmiah MTG , Vol. 4.
Le Bas, M. J. dan Streckeisen, A. L., 1991. The IUGS  Systematics  of  Igneous  Rocks. Journal of the Geological Society , Vol. 148, hal. 825-835.
Rahardjo,  W.,  Sukandarrumidi,  Rosidi,  H.  M.
D.,  1995. Peta Geologi Skala 1:100.000 Lembar Yogyakarta, Jawa . Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi: Bandung.
Robinson, C. S., 1956. Geology of Devil Tower National Monument, Wyoming. Geological Survey Bulletin , 1021-1.
Wicander, R., Monroe, J. S., Hazlett, R., 2007.
Physical Geology: Exploring the Earth, sixth edition . Thomson Publishers: Amerika Serikat.
Wilson,  M.,  1989. Igneous Petrogenesis . Harper Collin Academy: London.
Winter, J. D.,   2001. An Introduction to Igneous and Metamorphic Petrology . Prentice Hall:
New Jersey. van  Bemmelen,  R.  W.,  1949. Geology of Indonesia. Vol. IA .    Government  Printing Office: The Hague.