Litologi, yang berasal dari bahasa Yunani lithos (batu) dan logos (ilmu), adalah cabang ilmu geologi yang berfokus pada studi deskriptif batuan. Studi ini melingkupi analisis rinci mengenai komposisi fisik, tekstur, struktur, warna, dan dimensi butiran batuan. Litologi tidak hanya berupaya mengidentifikasi batuan secara spesifik, tetapi juga menempatkannya dalam konteks lingkungan geologi pembentukannya, menghubungkan sifat-sifat fisik batuan dengan proses-proses dinamis yang telah membentuk kerak Bumi selama miliaran tahun.
Pentingnya litologi melampaui sekadar klasifikasi akademis. Dalam aplikasi praktis, pemahaman mendalam tentang litologi sangat krusial dalam eksplorasi sumber daya alam (minyak, gas, air tanah, mineral), perencanaan teknik sipil (fondasi, terowongan), dan mitigasi bencana geologi. Setiap jenis batuan – beku, sedimen, atau metamorf – menceritakan kisah unik tentang suhu, tekanan, kimiawi, dan sejarah tektonik kawasan tempat ia ditemukan. Dengan demikian, litologi berfungsi sebagai fondasi utama bagi semua disiplin ilmu kebumian lainnya.
Ilustrasi deskripsi litologi pada lapisan batuan sedimen di lapangan.
Kerak Bumi terdiri dari tiga kelas batuan utama, masing-masing dibentuk melalui proses geologis yang berbeda dan saling terkait erat dalam apa yang dikenal sebagai Siklus Batuan atau Siklus Litologi. Siklus ini adalah rangkaian proses tak berujung yang menjelaskan bagaimana batuan dapat berubah dari satu tipe menjadi tipe lainnya.
Tiga kategori dasar yang dipelajari dalam litologi adalah:
Memahami hubungan dinamis ini sangat penting. Misalnya, batuan beku dapat dipecah menjadi sedimen; sedimen dapat terkubur dan berubah menjadi batuan metamorf; dan batuan metamorf dapat melebur kembali menjadi magma, mengulang siklus tersebut. Litologi mencatat tahapan-tahapan ini melalui sifat-sifat fisik yang terawetkan dalam batuan.
Batuan beku adalah batuan paling fundamental dalam kerak Bumi, secara langsung berasal dari material cair panas. Litologi batuan beku terutama didasarkan pada dua kriteria utama: Tekstur (ukuran dan hubungan antar kristal) dan Komposisi Mineralogi (jenis mineral yang hadir).
Tekstur adalah penanda utama laju pendinginan magma. Litologi mendefinisikan tekstur batuan beku sebagai berikut:
Terbentuk di bawah permukaan Bumi, pendinginan yang lambat memungkinkan kristal tumbuh besar dan teridentifikasi dengan mata telanjang. Teksturnya disebut faneritik. Contoh batuan ini meliputi Granit dan Gabro. Proses pendinginan yang sangat lambat ini seringkali menghasilkan struktur kristal yang sepenuhnya berkembang, menunjukkan sejarah kristalisasi yang panjang dan stabil.
Terbentuk di permukaan Bumi, pendinginan yang cepat menghasilkan kristal yang sangat halus (mikroskopis) atau sama sekali tidak berkristal (gelas vulkanik). Tekstur utamanya adalah afanitik atau gelas (vitreous). Contohnya adalah Basalt, Riolit, dan Obsidian. Dalam kasus Basalt, meski kristalnya afanitik, kehadiran vesikel (rongga gas) adalah fitur litologis diagnostik yang penting.
Komposisi mineralologi batuan beku didasarkan pada kandungan silika (SiO₂) dan mineral felsik (terang) versus mineral mafik (gelap). Klasifikasi ini membentuk dasar untuk Skema Klasifikasi IUGS (International Union of Geological Sciences).
Kandungan SiO₂ tinggi (> 65%). Kaya akan mineral terang seperti Kuarsa, Feldspar Kalium, dan Plagioklas yang kaya Natrium. Batuan ini biasanya berwarna terang dan memiliki viskositas tinggi saat masih berupa magma. Contoh: Granit (intrusif) dan Riolit (ekstrusif).
Kandungan SiO₂ antara 55-65%. Mengandung Feldspar Plagioklas, Amfibol, dan Biotit. Contoh: Diorit (intrusif) dan Andesit (ekstrusif). Andesit, khususnya, adalah ciri khas zona subduksi dan gunung berapi kontinen.
Kandungan SiO₂ antara 45-55%. Kaya akan mineral gelap seperti Piroksen, Olivin, dan Plagioklas yang kaya Kalsium. Magma ini memiliki viskositas rendah. Contoh: Gabro (intrusif) dan Basalt (ekstrusif).
Kandungan SiO₂ sangat rendah (< 45%). Hampir seluruhnya terdiri dari mineral mafik (Olivin dan Piroksen). Sangat padat dan biasanya berwarna hijau kehitaman. Contoh: Peridotit, yang merupakan komponen utama mantel Bumi.
Deskripsi Litologi: Batuan beku plutonik, felsik, bertekstur faneritik, yang tersusun dominan oleh kuarsa (20-60%), feldspar kalium, dan plagioklas. Warna khasnya berkisar dari merah muda terang hingga abu-abu muda. Struktur butirnya saling mengunci (interlocking), menunjukkan kristalisasi ekuigranular (butir berukuran sama). Penting untuk membedakannya dari Granodiorit, yang memiliki rasio plagioklas lebih tinggi daripada feldspar kalium.
Deskripsi Litologi: Batuan beku vulkanik, mafik, bertekstur afanitik. Komposisi utamanya adalah plagioklas Kalsium dan piroksen. Basalt adalah batuan utama yang membentuk dasar samudra dan dataran tinggi vulkanik besar. Ciri litologisnya sering mencakup struktur kolom (columnar jointing) atau tekstur vesikular/amigdaloidal (jika rongga gas terisi mineral sekunder).
Deskripsi Litologi: Batuan piroklastik yang terkonsolidasi, terdiri dari abu vulkanik halus, kristal, dan fragmen batuan (litik). Klasifikasi Tuff sangat bergantung pada ukuran fragmennya (abu, lapili, atau blok) dan derajat pengelasan (welded tuff). Tuff sering menunjukkan stratifikasi yang buruk karena deposisi yang cepat.
Batuan sedimen menutupi sekitar 75% dari permukaan benua dan merupakan kunci untuk memahami sejarah permukaan Bumi, iklim purba, dan kehidupan. Litologi batuan sedimen berpusat pada tiga aspek utama: Komposisi Butir (apa yang membentuknya), Tekstur (ukuran dan bentuk butir), dan Struktur Sedimen (pola deposisi).
Proses pembentukan sedimen, dikenal sebagai sedimentasi, melibatkan empat tahap: pelapukan, transportasi, deposisi, dan diagenesis. Diagenesis, yang merupakan fokus litologi, mencakup semua perubahan fisik, kimia, dan biologis yang dialami sedimen setelah deposisi, termasuk kompaksi dan sementasi. Sementasi adalah proses kritis, di mana mineral (seperti kalsit, kuarsa, atau besi oksida) mengikat butir-butir, mengubah sedimen longgar menjadi batuan padat (litifikasi).
Batuan sedimen dibagi menjadi tiga kelompok besar:
Terbentuk dari fragmen batuan atau mineral yang diangkut secara mekanis (lumpur, pasir, kerikil). Klasifikasi klastik sepenuhnya didasarkan pada ukuran butir (Skala Wentworth).
Klasifikasi Ukuran Butir Klastik:
Terbentuk melalui presipitasi kimia dari larutan berair. Contoh utama meliputi Evaporit dan Chert.
Terbentuk dari akumulasi sisa-sisa organisme atau aktivitas biologis.
Struktur sedimen adalah fitur litologis yang terbentuk selama deposisi atau diagenesis awal, memberikan petunjuk vital mengenai lingkungan pengendapan dan arah arus purba.
Struktur Kritis dalam Litologi Sedimen:
Serpih, secara litologis didefinisikan oleh dominasi mineral lempung dan fissility-nya, sering dianggap sebagai batuan penutup (cap rock) yang menghalangi migrasi hidrokarbon. Namun, kemunculan teknologi eksplorasi shale gas dan shale oil telah mengubah pandangan ini. Dalam konteks reservoir tak konvensional, litologi serpih menjadi fokus utama, di mana kandungan material organik (TOC – Total Organic Carbon) dan kandungan mineralogi brittle (seperti kuarsa atau kalsit) yang memungkinkan rekahan hidrolik, menjadi sifat litologis yang paling dicari.
Batu Gamping menunjukkan variasi litologi yang ekstrem. Studi modern seringkali melibatkan Petrografi Karbonat untuk membedakan antara jenis-jenis butir (ooid, pelloid, fosil), matriks (micrite), dan semen (sparite). Perbedaan litologi ini sangat mempengaruhi porositas dan permeabilitas, menjadikannya kritikal dalam studi reservoir. Misalnya, Dolomit, yang merupakan batuan karbonat hasil diagenesis yang menggantikan Kalsit dengan Dolomit, seringkali menunjukkan porositas yang jauh lebih baik (porositas interkristalin) daripada batuan gamping asalnya.
Batuan metamorf adalah hasil dari perubahan batuan protolith (batuan asal) akibat tekanan tinggi, suhu tinggi, dan aktivitas cairan hidrotermal. Litologi batuan metamorf bergantung pada tiga faktor: protolith, kondisi metamorfisme (fasies), dan kehadiran foliasi.
Meliputi area yang luas dan umumnya terkait dengan tabrakan lempeng (orogenesis). Ditandai oleh tekanan dan suhu yang tinggi, menghasilkan foliasi yang berkembang baik. Sebagian besar batuan metamorf yang kita pelajari berasal dari proses ini.
Terjadi di sekitar intrusi magma, di mana batuan sekitarnya "dipanggang" oleh panas. Tekanan relatif rendah. Batuan yang dihasilkan seringkali tidak berfoliasi (hornfels).
Terjadi di sepanjang zona patahan aktif, didominasi oleh tekanan geser. Menghasilkan batuan yang hancur secara mekanis (milonit atau breksi patahan).
Foliasi adalah fitur litologis diagnostik yang paling penting, menggambarkan perataan atau orientasi paralel mineral di bawah tekanan.
Foliasi berkembang seiring peningkatan derajat metamorfisme:
Biasanya terbentuk di lingkungan di mana tekanan diferensial minimal (kontak metamorfisme) atau protolithnya didominasi oleh mineral ekuidimensional.
Fasies metamorfisme adalah kumpulan mineral yang stabil pada rentang suhu dan tekanan tertentu. Identifikasi mineral indeks dalam suatu batuan (misalnya Kyanite, Sillimanite, Andalusite, Garnet) sangat penting dalam litologi metamorf karena secara langsung mencerminkan kondisi geotektonik pembentukannya.
Misalnya, kehadiran mineral Glaukofan (biru) adalah ciri khas fasies BlueSchist, yang terbentuk di bawah tekanan sangat tinggi tetapi suhu rendah (umum di zona subduksi yang cepat). Sebaliknya, fasies Amphibolite menunjukkan suhu tinggi dan tekanan menengah, umum di kerak benua yang terkubur dalam selama orogenesis.
Litologi adalah ilmu deskriptif yang mengandalkan observasi terperinci, baik di lapangan (outcrop) maupun di laboratorium (sayatan tipis). Metode ini menjamin objektivitas dan konsistensi dalam interpretasi geologi.
Di lapangan, ahli litologi mencatat parameter yang dapat diamati tanpa alat khusus, yang dikenal sebagai Deskripsi Megaskopis.
Analisis litologi mikroskopis menggunakan sayatan tipis.
Untuk deskripsi yang lebih akurat, terutama untuk batuan berbutir halus atau metamorf, diperlukan analisis mikroskopis (Petrografi) dan geokimia.
Ini adalah teknik inti litologi. Sampel batuan dipotong menjadi lembaran setebal 30 mikrometer dan diperiksa di bawah Mikroskop Polarisasi. Sayatan tipis memungkinkan identifikasi mineral yang tidak terlihat secara megaskopis, penentuan komposisi mineralografi kuantitatif, dan analisis rinci tekstur butir (misalnya, derajat sementasi, hubungan kristal, dan foliasi mikroskopis).
XRD digunakan untuk mengidentifikasi mineral, terutama mineral lempung dalam serpih dan batuan sedimen berbutir halus lainnya. Karena lempung memiliki struktur kristal yang sangat halus, XRD memberikan deskripsi litologi yang lebih tepat mengenai kandungan mineral sekunder.
Meskipun lebih berorientasi pada geokimia, data unsur jejak dan isotop sering digunakan untuk melengkapi deskripsi litologi dengan memberikan wawasan tentang sejarah sumber batuan (provenance) dan kondisi pembentukan magma atau air purba. Analisis ini sangat penting dalam membedakan antara seri batuan beku yang berbeda (misalnya, kalk-alkalin vs. tholeitik).
Salah satu tujuan tertinggi litologi sedimen adalah menentukan provenance, yaitu wilayah sumber tempat sedimen berasal. Studi provenance melibatkan analisis litologi fragmen batuan, mineral berat (seperti Zirkon, Turmalin, Garnet), dan komposisi kimia.
Komposisi litologi sedimen secara langsung dipengaruhi oleh lingkungan tektonik:
Mineral berat (dengan berat jenis > 2.9) resisten terhadap pelapukan dan berfungsi sebagai penanda diagnostik yang kuat dalam litologi. Identifikasi jenis mineral berat spesifik (misalnya, kehadiran Staurolit menunjukkan sumber metamorf, sedangkan Olivin menunjukkan sumber mafik) memungkinkan ahli geologi merekonstruksi geografi purba wilayah sumber sedimen.
Pemahaman litologi adalah inti dari banyak disiplin ilmu terapan. Sifat-sifat fisik batuan (porositas, permeabilitas, kekuatan geser) secara langsung dikendalikan oleh litologinya.
Dalam teknik sipil, litologi menentukan kelayakan dan keamanan proyek konstruksi. Kekuatan batuan, yang diukur melalui uji tekan uniaxial, sangat bergantung pada jenis batuan dan strukturnya. Batu gamping masif (litologi kuat) jauh lebih cocok sebagai fondasi daripada serpih berfoliasi (litologi lemah yang rentan terhadap pelongsoran dan pembengkakan). Litologi juga menginformasikan pemilihan metode pengeboran dan penggalian terowongan.
Batuan berfoliasi atau berlapis, seperti sekis atau serpih, menunjukkan anisotropi — sifat fisik yang berbeda tergantung pada arah pengukuran. Misalnya, kekuatan geser serpih yang diukur sejajar dengan perlapisan bisa jauh lebih rendah daripada yang diukur tegak lurus terhadap perlapisan. Litologi harus secara eksplisit mendefinisikan arah anisotropi ini untuk aplikasi geoteknik.
Dalam studi air tanah, litologi menentukan sifat Akuifer (lapisan pembawa air) dan Akuiklud (lapisan penahan air). Porositas (ruang kosong) dan permeabilitas (keterhubungan ruang kosong) adalah fungsi langsung dari litologi.
Di industri minyak dan gas, litologi adalah dasar dari pemodelan reservoir. Identifikasi litologi (misalnya, batu pasir fluvio-deltaik versus batu gamping terumbu) secara langsung menentukan kualitas reservoir (RQI – Reservoir Quality Index) dan strategi ekstraksi. Karakterisasi litologi yang terperinci di bawah permukaan dilakukan melalui analisis inti batuan (core) dan interpretasi log geofisika (seperti log gamma ray, yang mencerminkan kandungan lempung, atau log densitas).
Reservoir jarang seragam; mereka bersifat heterogen secara litologis. Batu pasir mungkin berselang-seling dengan lapisan serpih tipis (baffles) atau lapisan semen karbonat (barriers). Litologi berupaya memetakan variasi spasial ini, yang sangat mempengaruhi bagaimana fluida (minyak, gas, air) bergerak di dalam reservoir.
Karena pentingnya batuan sedimen dalam merekam sejarah Bumi dan perannya sebagai reservoir utama, litologi batuan klastik memerlukan perincian yang mendalam, terutama pada aspek tekstur dan komposisi butir.
Menjelaskan seberapa tajam atau tumpul sudut butir. Kebundaran tinggi (well-rounded) mengindikasikan transportasi yang jauh atau energi deposisi yang tinggi. Ini adalah indikator langsung dari kematangan tekstural batuan. Konglomerat yang membundar sangat berbeda secara genetik dari breksi yang menyudut.
Mengukur variasi ukuran butir dalam sampel. Pemilahan yang baik (well-sorted) terjadi ketika semua butir berukuran serupa (misalnya, pasir pantai yang dibentuk oleh ombak konstan). Pemilahan yang buruk (poorly-sorted) menunjukkan pengendapan yang cepat atau dicampur (misalnya, deposit glasial). Pemilahan adalah kunci dalam menentukan porositas; batuan yang terseleksi dengan baik cenderung memiliki porositas yang lebih tinggi.
Dalam batu pasir, litologi membedakan antara matriks (material halus yang diendapkan bersama butir) dan semen (material yang terpresipitasi setelah deposisi). Kehadiran matriks lempung yang tinggi (misalnya, pada Graywacke) mengurangi kualitas reservoir secara drastis, sementara semen kuarsa atau kalsit yang berlimpah dapat meningkatkan kekuatan batuan tetapi menghancurkan permeabilitas.
Litologi batu pasir menggunakan klasifikasi yang didasarkan pada proporsi kuarsa (Q), feldspar (F), dan fragmen batuan (L - Lithics), yang umumnya dikenal sebagai diagram QFL. Klasifikasi ini memungkinkan penentuan langsung provenance batuan:
Analisis litologi batuan beku yang sangat rinci memerlukan pemahaman tentang proses Diferensiasi Magma, yang menjelaskan mengapa magma tunggal dapat menghasilkan berbagai jenis batuan beku.
Litologi batuan beku didasarkan pada urutan kristalisasi mineral yang dijelaskan oleh Reaksi Bowen. Urutan ini dibagi menjadi dua cabang:
Jika pendinginan terhenti atau mineral terpisah dari lelehan, komposisi sisa magma akan semakin felsik, menghasilkan keragaman litologi dari Peridotit (ultramafik) hingga Granit (felsik).
Struktur di mana batuan beku ditemukan adalah bagian integral dari litologi mereka, karena ia menentukan laju pendinginan dan, karenanya, teksturnya.
Batuan metamorf adalah contoh paling dramatis dari perubahan litologi. Namun, transformasi ini tidak selalu hanya melibatkan suhu dan tekanan. Seringkali, fluida kimia aktif memainkan peran kunci dalam proses Metasomatisme.
Metasomatisme adalah perubahan komposisi kimia total batuan akibat interaksi dengan fluida hidrotermal panas. Fluida ini dapat melarutkan, mengangkut, dan mempresipitasikan mineral, menciptakan litologi baru yang sangat berbeda dari protolith asalnya.
Litologi metamorf mengukur derajat metamorfisme (seberapa "matang" batuan tersebut) menggunakan Mineral Indeks. Munculnya mineral tertentu menandai peningkatan suhu dan tekanan (isograd):
Sebagai contoh dalam metamorfisme pelitik (berasal dari serpih): Klorit → Biotit → Garnet → Staurolit → Kyanite/Sillimanite. Identifikasi mineral indeks ini memungkinkan ahli litologi memetakan fasies metamorfisme di lapangan dan merekonstruksi sejarah suhu-tekanan regional.
Studi litologi meluas melampaui Bumi, diterapkan pada batuan yang ditemukan di Bulan, Mars, dan benda angkasa lainnya (Meteorit). Prinsip dasar litologi — tekstur dan komposisi — tetap relevan, meskipun lingkungan pembentukannya sangat berbeda.
Analisis litologi rover di Mars menunjukkan adanya: Basalt (umum), batuan sedimen klastik (seperti batu pasir dan konglomerat yang diinterpretasikan sebagai hasil pengendapan air purba), dan bukti evaporit dan lempung. Penemuan batuan sedimen berlapis di Mars sangat mendukung hipotesis bahwa air cair dalam jumlah besar ada di masa lalu, menunjukkan bahwa proses litifikasi dan sedimentasi pernah aktif di sana.
Meteorit memberikan contoh litologi ekstraterestrial. Chondrite, jenis meteorit paling umum, menunjukkan litologi yang terdiri dari chondrules (butir silikat bulat) yang tertanam dalam matriks. Litologi ini sangat primitif dan memberikan wawasan tentang komposisi tata surya awal sebelum diferensiasi planet.
Seiring perkembangan teknologi, litologi terus beradaptasi. Tantangan terbesar saat ini terletak pada integrasi data resolusi tinggi dan deskripsi litologi batuan yang sangat heterogen dan kompleks, terutama di lingkungan bawah permukaan.
Litologi modern bergerak menuju digitalisasi. Penggunaan pemindaian laser, fotogrametri, dan pemodelan 3D (misalnya, dari inti bor atau singkapan) memungkinkan kuantifikasi tekstur, orientasi foliasi, dan struktur dengan presisi yang jauh lebih tinggi daripada metode manual. Pemodelan litologi 3D sangat krusial dalam industri pertambangan dan reservoir, memungkinkan prediksi persebaran batuan secara volumetrik.
Litologi juga memainkan peran penting dalam konteks lingkungan, khususnya studi tentang stabilitas lereng dan reaktivitas batuan. Litologi yang mengandung mineral sulfida (seperti pirit) dapat bereaksi dengan air dan oksigen menghasilkan Drainase Asam Batuan (ARD). Karakterisasi litologi mineralogi ini sangat penting untuk mitigasi dampak lingkungan dari kegiatan pertambangan dan konstruksi.
Secara ringkas, litologi adalah disiplin ilmu yang fundamental dan terus berkembang. Dari pengamatan butir mineral mikroskopis hingga interpretasi formasi geologi berskala benua, pemahaman mendalam tentang komposisi dan tekstur batuan adalah kunci untuk membuka rahasia sejarah Bumi, mengelola sumber daya alamnya, dan menghadapi tantangan geoteknik di masa depan. Seluruh lapisan kerak Bumi adalah buku teks litologi yang menunggu untuk dibaca, dianalisis, dan diinterpretasikan.
Batuan karbonat (limestone dan dolostone) seringkali menjadi fokus studi litologi paling intensif karena keragaman genetiknya dan signifikansinya sebagai reservoir hidrokarbon utama. Litologi karbonat memerlukan penekanan khusus pada biologi dan diagenesis, yang tidak sepenting pada batuan klastik silisiklastik.
Litologi karbonat umumnya mengandalkan dua sistem klasifikasi utama. Klasifikasi Dunham berfokus pada tekstur pengendapan dan hubungan butir terhadap lumpur karbonat (micrite): *mudstone, wackestone, packstone, grainstone*. Sementara *mudstone* menunjukkan energi pengendapan yang sangat rendah, *grainstone* menunjukkan energi tinggi (misalnya, di zona ombak). Klasifikasi ini secara langsung menghubungkan litologi dengan lingkungan pengendapan purba.
Sebaliknya, Klasifikasi Folk lebih fokus pada komposisi spesifik butir (allochem: ooid, peloid, intraklas, fosil) dan jenis semen (sparite atau micrite). Batuan seperti *Oosparite* (ooid yang diikat oleh semen kristal) dan *Pelmicrite* (peloid dalam matriks micrite) memberikan deskripsi litologi yang lebih spesifik mengenai sumber material dan proses litifikasi.
Porositas karbonat jauh lebih variabel dibandingkan batu pasir. Litologi membedakan antara porositas primer (terbentuk saat deposisi) dan porositas sekunder (terbentuk setelah deposisi). Proses sekunder seperti Karstifikasi (pelarutan di permukaan oleh air asam) atau Dolomitisasi (penggantian kalsit oleh dolomit) menghasilkan porositas sekunder yang sangat tinggi. Dolomit, misalnya, seringkali memiliki porositas interkristalin yang unggul, menjadikannya litologi reservoir yang sangat diinginkan.
Pengenalan proses diagenesis dalam deskripsi litologi karbonat (seperti sementasi, disolusi, dan rekristalisasi) adalah esensial untuk memprediksi distribusi ruang pori dan properti aliran fluida. Deskripsi litologi yang baik mencakup persentase dan jenis porositas (misalnya, vuggy, interpartikel, fracture).
Batuan ultramafik, yang berasal dari mantel Bumi, menunjukkan litologi yang ekstrem dengan komposisi SiO₂ rendah. Litologi mereka sangat penting untuk memahami proses di kedalaman Bumi dan menyediakan sumber bagi deposit bijih penting.
Peridotit adalah batuan ultramafik utama, terdiri dominan dari Olivin dan Piroksen. Litologi Peridotit diklasifikasikan berdasarkan rasio mineral penyusun: Lherzolit (Olivin, Ortopiroksen, Klinopiroksen), Harzburgit (Olivin dan Ortopiroksen), dan Dunit (hampir 100% Olivin). Variasi litologi ini mencerminkan sejauh mana batuan tersebut telah mengalami pencairan sebagian (partial melting) atau akresi dalam mantel.
Komatiit adalah batuan vulkanik ultramafik yang jarang ditemukan dan hanya terjadi di batuan purba (Arkean). Litologinya sangat unik, ditandai dengan tekstur spinifex, di mana kristal olivin memanjang membentuk pola pisau. Tekstur ini menunjukkan suhu ekstrusi yang sangat tinggi, yang memerlukan kondisi termal Bumi yang berbeda pada masa purba.
Pada kondisi metamorfisme derajat tertinggi, batuan hampir mencapai titik lebur. Litologi pada tahapan ini didefinisikan oleh keberadaan migmatit.
Migmatit secara harfiah berarti "batuan campuran". Litologi Migmatit menunjukkan campuran batuan metamorf (paleosom) dan batuan beku (neosom). Neosom terbentuk dari pencairan parsial (anatexis) dari bagian felsik batuan protolith. Migmatit dicirikan oleh pita-pita batuan beku dan metamorf yang saling terkait. Deskripsi litologi migmatit harus secara jelas membedakan antara komposisi metamorf sisa dan komposisi beku yang baru terbentuk.
Eclogite adalah batuan metamorf langka yang terbentuk pada tekanan ekstrem yang sesuai dengan kedalaman mantel (di atas 1,2 GPa). Litologi Eclogite didominasi oleh dua mineral: Garnet berwarna merah (Pyrope) dan Piroksen berwarna hijau (Omphacite). Studi litologi Eclogite sangat penting karena memberikan petunjuk langsung tentang batuan kerak yang telah tersubduksi jauh ke dalam mantel.
Litologi tidak hanya berfokus pada skala outcrop atau sampel tangan, tetapi juga pada detail mikroskopis, yang sering menentukan sifat fisik makroskopis batuan.
Pada batuan beku dan metamorf, kristal biasanya saling mengunci, di mana butir-butir saling menempel erat. Litologi yang menunjukkan derajat interlocking yang tinggi, seperti pada Kuarsit atau Granit, menghasilkan batuan dengan kekuatan mekanik yang sangat tinggi.
Pada zona sesar, tekanan geser menghasilkan litologi yang disebut Milonit. Milonit menunjukkan foliasi yang kuat (foliasi milonitik) dan butir mineral yang sangat kecil dan memanjang akibat deformasi plastis. Litologi ini sangat penting dalam geoteknik, karena milonit seringkali merupakan zona kelemahan mekanik yang signifikan.
Setelah pembentukan batuan primer, mineral dapat terubah oleh air atau proses kimia. Litologi harus mendokumentasikan alterasi ini. Contohnya, alterasi feldspar menjadi serisit (mika halus) atau alterasi olivin menjadi iddingsite dalam basalt. Kehadiran mineral sekunder seperti klorit atau serisit secara dramatis dapat mengurangi kekuatan batuan dan meningkatkan reaktivitasnya.
Dalam eksplorasi bawah permukaan, litologi ditentukan secara tidak langsung melalui interpretasi data geofisika yang direkam dalam lubang bor (log). Log litologi adalah representasi vertikal dari sifat fisik batuan.
Log GR mengukur radioaktivitas alami batuan. Dalam konteks litologi sedimen, ini adalah alat diagnostik utama. Mineral lempung (yang dominan dalam serpih) mengandung Kalium (K) dan Uranium (U), menghasilkan respons GR yang tinggi. Sebaliknya, batu pasir kuarsa murni atau batu gamping (litologi silisiklastik dan karbonat) memiliki respons GR yang rendah. Oleh karena itu, GR log adalah proxy yang cepat dan andal untuk membedakan serpih dari batuan reservoir.
Log densitas mengukur massa per volume batuan, yang secara langsung dipengaruhi oleh litologi (komposisi mineral) dan porositas. Misalnya, Anhidrit (sulfat) memiliki densitas sangat tinggi, sedangkan Batubara (organik) memiliki densitas sangat rendah. Litologi menentukan densitas matriks (misalnya, 2.65 g/cc untuk Kuarsa, 2.71 g/cc untuk Kalsit), yang kemudian digunakan untuk menghitung porositas batuan secara akurat.
Studi litologi sedimen adalah salah satu cara utama untuk merekonstruksi kondisi iklim purba (Paleoklimatologi). Setiap litologi bertindak sebagai 'arsip' kondisi atmosfer dan hidrosfer di masa lalu.
Kehadiran litologi evaporit (Halit, Gipsum) menunjukkan kondisi lingkungan yang sangat kering atau semi-kering dengan tingkat penguapan yang jauh melebihi curah hujan. Ini memberikan bukti kuat tentang kondisi ariditas di masa geologi tertentu.
Sebaliknya, endapan Batubara yang tebal menunjukkan periode di mana kondisi iklim sangat lembab, hangat, dan produktif secara vegetatif, memungkinkan akumulasi materi organik yang signifikan di lingkungan rawa gambut.
Tillit adalah batuan sedimen klastik yang sangat tidak terseleksi dan tidak terlapisi, mengandung fragmen batuan dari semua ukuran. Litologi ini adalah indikasi diagnostik endapan glasial (morain) dan digunakan sebagai bukti utama periode glasiasi ekstrem, bahkan pada masa yang sangat purba (misalnya, zaman "Snowball Earth").