Kaj ian Geokimia Erupsi Gunung Merapi dan Gunung Kelud

Hanik Humaida, Prof. Dr. Narsito.

2013 | Disertasi | S3 Ilmu Kimia

A geochemical study had been carried out on Merapi and Kelud volcanic eruptions. The study was conducted based on the differences on characteristics of explosive and effusive eruptions. One of the factors of causing the difference of eruption character is the magma chemical composition. The geochemical study conducted here includes geochemically of rocks, water, and volcanic gases. The minerals of the explosive and effusive eruption sample materials are the same compound, such as plagioclase, pyroxene (orthopyroxene and clinopyroxene), hornblende, lithic fragments, opaque and glass, but there are texture differences. The explosive eruption materials show smaller size and vesicular which characteristics of high gas content, however the effusive eruption produces the flow texture. The occurrence of normal zoning and oscillatory zoning at the same time in the plagioclase and inconcistence concentration of SiO2 and MgO of pyroxene chrystallization process indicates magma mixing that trigger explosive eruptions. Results of whole rock analysis showed a wider range and a little shift in SiO2 values in explosive eruptions that have implications for viscosity and density values. The composition of the other oxides such as MgO, FeO, Al2O3, CaO, NaO, and K2O showed a consistent trend towards crystal fractionation. Results of trace elements and rare earth element analysis ie Zr/SiO2 ratio, Ba/Sr, La/Yb and Dy/Yb indicated the occurrence of fluid saturation that triggered the explosive eruptions. Melt inclusions (MI) contained bubble/gas of CO2 and H2O as the main compounds. The explosive eruptions contain both of homogeneous and heterogeneous MI, whereas effusive eruption produces homogeneous. Based on the composition of MI, ground mass, and whole-rock showed that the inclusion entrapment occored in recent time and/or rapid cooling process The emission rate of volcanic gas emissions (CO2, HCl, SO2, and H2S) of explosive eruptions increased, that is accompanied by decreasing of the H2O emission rate. In the effusive eruption, lava dome growth correlated with an increasing of HCl concentration and that of CO2/H2O ratio. Moreover, the emission of SO2 gas correlated with rock fall before the multiphase (MP) seismic event. The gases were trapped in the crater lake water caused the higher acidity and increase of temperature rate during the explosive eruption.

Telah dilakukan kajian geokimia terhadap erupsi Gunung Merapi dan Gunung Kelud. Kajian dilakukan berdasar perbedaan karakter erupsi yang bersifat eksplosif dan efusif. Salah satu faktor penyebab perbedaan karakter erupsi adalah komposisi kimia magma. Kajian geokimia yang dilakukan meliputi geokimia batuan, air, maupun gas. Mineral batuan yang terkandung dalam sampel material hasil erupsi eksplosif maupun efusif, mempunyai komponen utama yang sama yaitu plagioklas, piroksen (ortopiroksen dan klinopiroksen), hornblend, fragmen litik, opak dan gelas, tetapi terdapat perbedaan secara tekstur. Material erupsi yang bersifat eksplosif mempunyai ukuran mineral yang lebih kecil dan bersifat vesiculer yang menunjukkan tingginya gas, sedangkan mineral erupsi efusif bertekstur aliran. Zoning normal bersama-sama dengan zoning oskilatori pada mineral plagioklas serta konsentrasi SiO2 dan MgO pada proses kristalisasi piroksen yang tidak konsisten menunjukkan adanya magma mixing yang memicu terjadinya erupsi eksplosif. Hasil analisis unsur mayor batuan menunjukkan rentang SiO2 yang lebih luas pada erupsi eksplosif dan sedikit terjadi pergeseran nilai yang berimplikasi terhadap nilai densitas dan viskositas. Komposisi oksida-oksida yang lain seperti MgO, FeO, Al2O3, CaO, NaO, dan K2O menunjukkan adanya kecenderungan yang konsisten terhadap fraksinasi kristal. Hasil analisis unsur trace dan tanah jarang (Rare Earth Elements, REE), yaitu rasio Zr/SiO2, Ba/Sr, La/Yb, serta Dy/Yb pada erupsi eksplosif terdapat indikasi adanya saturasi fluida yang memicu erupsi eksplosif. Magma yang terinklusi di dalam batuan hasil erupsi (Melt inclusion, MI) mengandung gelembung/gas dengan komponen utama CO2 dan H2O. Erupsi eksplosif memberikan dua tipe MI yaitu bersifat homogen dan heterogen, tetapi erupsi efusif menghasilkan MI bersifat homogen. Berdasarkan komposisi MI, massa dasar, dan whole rock menunjukkan bahwa entrapment inclusion terjadi dalam waktu belum lama dan/atau mengalami proses pendinginan yang cepat. Emisi gas vulkanik, gas CO2, HCl, SO2, dan H2S mengalami peningkatan laju emisi yang disertai dengan penurunan laju emisi H2O pada erupsi eksplosif. Pada erupsi efusif, pertumbuhan kubah lava berkorelasi dengan naiknya konsentrasi HCl dan rasio CO2/H2O. Selain itu gas SO2 yang teremisikan berkorelasi dengan guguran sebelum adanya gempa MP. Gas-gas yang teremisikan yang terperangkap di dalam air danau kawah menyebabkan keasaman dan laju kenaikan temperatur yang lebih tinggi pada erupsi eksplosif dari pada erupsi efusif.

Kata Kunci : -