PETROGENESIS- PERKENALAN MAGMA DAN BATUAN MAGMATIK

1.      Mengapa mempelajari batuan magmatik?

Pembaca diharapkan dapat mendeskripsi, mengklasifikasi, dan memberikan penamaan kepada batuan besert mengetahui proses pembentukan batuan beku, interpretasi dari tekstur, mineralogi, dan geokimia sebuah batuan.

Mengapa kita perlu mempelajari batuan beku? Apakah jawaban yang kita cari? Beberapa petrologist belajar mengenai batuan beku dalam satu atau lebih sudut pandang, mencakup:

•     Memahami proses erupsi
•     Memperkirakan suatu kejadian dari produk erupsi bencana alam sebelumnya
•     Menginvestigasi evolusi magma dari dapur magma
•     Mendokumentasikan struktur dan formasi dari kerak kontinen dan samudera
•     Menduga lingkungan tektonik di masa lampau (contoh: MORB, Island Arc, Magmatic Arc)
•     Memahami formasi dari endapan mineral ekonomi berasosiasi dengan batuan beku
•   Menentukan umur absolut dari batuan beku (batuan beku lebih mudah dilakukan dating daripada batuan sedimen)
•     Mengidentifikasi asal sumber magma
•      Mengidentifikasi karakter dan distribusi geokimia dasat mantel beserta evolusinya dilihat dari batuan magmatik hasil erupsi

Tujuan utamanya adalah mengetahui proses magmatik atau dibawah kondisi spakah yang menjadikan proses tersebut berjalan. Saat ini setiap orang yang bekerja dengan batuan beku akan mengaplikasikan kemampuan mencakup analisis hubungan di suatu lokasi, identifikasi hand-speciment di lapangan, deskripsi dan analisis pada sayatan tipis, memberi nama batuan, interpretasi mineral dan batuan secara kuantitatif  (termasuk unsur jarang dan isotop), serta interpretasi diagram fase.

2.     Apa itu Magma?

Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari lelehan magma dari dalam interior bumi. Petrologist menggunakan dua buah terminologi untuk batuan terlelehkan.

Magma : Terminologi umum yang menunjukan campuran dari pelelehan dan kristal yang menjadi suspensi didalamnya

Larutan : Hasil dari pelelehan produk, tidak termasuk dengan material padat yang menjadi suspensi didalamnya.

Komposisi magma dapat diestimasi menggunakan hancuran dari sampel lava, termasuk fenokris dan massa dasar. Sedangkan untuk menganalisis komposisi larutan, bagaimanapun memerlukan massa dasar atau matriks gelasan.

Faktanya, ketika magma naik ke permukaan, kandungan gas didalamnya berusaha keluar dari larutan dan melepaskan gelembung gas. Jadi, terminologi magma ini secara umum dipahami sebagai larutan, kristal dan gelembung gas. Namun, ketika larutan pijar ini telah berhubungan dengan atmosfer disebut ‘lava’.

Pembentukan magma diawali dengan pelelehan di daerah mantel melewati kerak kontinen dan menambah kompleksitas kimia dan petrologi dari batuan. Intinya, semua berawal dari magma, mendingin, dan mengalami kristalisasi.

3. DIVERSITAS KOMPOSISI MAGMA SECARA ALAMI

Komposisi keseluruhan dari batuan beku dapat diekspresikan melalui 2 jalur alternatif:

1.      Analisis kuantitatif geokimia, memberikan persentase dari unsur kimia utama dalam sebuah massa.

2.  Kehadiran mineral dalam batuan dilihat dari bawah mikroskop, estimasi secara kualitatif dan kuantitatif.

Analisis bulk (atau biasa disebut whole rock analysis) dari batuan volkanik memperkirakan aproksimasi yang mendekati (kecuali senyawa volatilnya) sempurna. Analisis dengan seksama dari data geokimia memberikan data mengenai kondisi (P, T) magma serta sumber magma (ultrabasa, basa, intermediet, felsik). Apabila di lapangan, tentu saja analisis geokimia tidak berlaku melainkan menggunakan observasi dari hand-speciment untuk dihitung kadar mineral dan jenis mineral. Tinjauan lebih dalam ketika dianalisis menggunakan mikroskop dengan sayatan tipis, karena didapatkan informasi tambahan mengenai proses post-magmatik seperti pelapukan, alterasi hidrotermal, dsb (contoh dilihat dari mineral kuarsa, olivin, aegirin, augit, nepheline, dll).

          

  Bagaimana kita mengetahui variasi komposisi magma?

Dimensi vertikal dari diagram variasi didapatkan dari total Na2O dan K2O dalam % massa. Dimensi horizontal menunjukan hubungan SiO2 (%) dengan tiap titik data dalam grafik. Hubungan antara Na2O+K2O dengan SiO2 merepresentasikan analisis batuan. Plot ini disebut sebagai diagram TAS (Total Alkalis versus Silika) dan sudah digunakan cukup luas untuk menganalisis klasifikasi secara geokimia batuan vulkanik.

Diagran ini menunjukan kandungan silika magma dapat bervariasi, SiO2 dari 31%-76% dan total alkali dari 1%-15%. Dari komposisi ini dapat ditentukan:

a.       Sumber dari komposisi dan mineraloginya (kerak atau mantel)

b.      Kedalaman pelelehan

c.       Kadar pelelehan (%)

d.      Proses fraksionasi di dapur magma dangkal seperti fraksi kristalisasi

Read More

Rock Forming Mineral (Mineral Pembentuk Batuan)

Pengertian dari Mineral Pembentukan Batuan sendiri adalah mineral-mineral yang menyusun suatu batuan sehingga batuan sendiri dapat diartikan sebagai sebuah benda padat yang terdiri dari berbagai macam mineral, namun terdapat juga batuan yang hanya terdiri dari satu mineral saja, contohnya Dunit yang tersusun dari satu mineral yaitu Olivin.

            Magma mengalami pendinginan pada saat menuju permukaan bumi (baik didalam permukaan maupun diluar permukaan bumi) sehingga penurunan temperature yang cepat ataupun lambat itu akan membentuk suatu mineral. Pembentukan ini tergantung pada waktu yang diperlukan  untuk mendinginkan sebuah batuan, semakin lama mineral yang terbentuk semakin sempurna, batasnya jelas, dan umumnya berukuran besar, sedangkan mineral yang terbentuk pada waktu yang lebih singkat akan mempunyai bentuk mineral yang lebih kecil ukurannya dan batas-batas yang kurang jelas. Pembentukan mineral karena penurunan temperature telah disusun oleh Bowen dalam seri reaksi Bowen:

Meilani 12014083

Penjelasan Diagram Bowen:

Sebelah kiri mewakili mineral-mineral mafik, yang pertama kali terbentuk dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin. Akan tetapi jika magma tersebut jenuh oleh SiO2 maka Piroksenlah yang terbentuk pertama kali. Olivin dan Piroksen merupakan pasangan “Incongruent melting” dimana setelah pembentukan Olivin akan bereaksi dengan larutan sisa membentuk Piroksen. Temperatur menurun terus dan pembentukan mineral berjalan sesuai dengan temperaturnya. Mineral yang terakhir terbentuk adalah Biotit.

 Mineral sebelah kanan diwakili oleh mineral kelompok Plagioklas (mineral felsik). Anorthit adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin terbentuk pada suhu menengah dan terdapat pada batuan beku Diorit atau Andesit. Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah Albit, mineral ini tersebar pada batuan asam seperti Granit dan Riolit. Reaksi berubahnya komposisi Plagioklas ini merupakan deret “Solid Solution” yang merupakan reaksi kontinyu, artinya kristalisasi Plagioklas Ca (Anortit) sampai Plagioklas Na (Albit) akan berjalan terus jika reaksi setimbang. Mineral sebelah kanan dan sebelah kiri bertemu pada mineral Potasium Feldspar (Orthoklas), ke Muscovit dan terakhir Kuarsa, maka mineral kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral mafik atau mineral felsik.

Mineral utama sebagai penyusun utama pembentuk batuan antara lain:

1. Kuarsa (Quartz)

 Mineral ini mempunyai susunan kimia dengan rumus SiO₂ dan terhitung mineral yang banyak sekali tersebar.

Ø  Warna asli bening, tetapi karena adanya pengotoran dari unsur lain sehingga mempunyai banyak warna, biasanya bening atau putih suram

Ø  Sistem kristal Prismatic Hexagonal

Ø  Tidak mempunyai belahan

Ø  Pecahannya conchoidal

Ø  Kekerasan: 7 (skala mohs)

Ø  Kilap Kaca

Ø  Ciri khas: Terdapat garis-garis mendatar pada sisi bidang kristalnya. Biasanya tidak mempunyai bentuk yang baik, karena merupakan mineral yang menghablur terakhir dari magma, sehingga terpaksa harus mengisi celah-celah dan rongga-rongga sisi yang terdapat diantara kristal-kristal dari mineral yang telah terbentuk lebih dahulu. 

2. Feldspar

Meilani 12014083

 Merupakan golongan mineral yang paling umum dijumpai di dalam kulit bumi sebagai Silikat dari Alumina dengan Kalium, Natrium, dan Kapur.

Ø  Sistem Monoklin/Triklin

Ø  Belahan 2 arah

Ø  Kekerasan 6

Ø  Warna dari putih sampai merah muda

Ø  Kilap gelas

Ø  Terbagi atas 2 golongan, yaitu:

1. Potassium Feldspar (K Al Si₃O₈)

 Terdiri dari mineral ortoklas, mikrolin dan sanidin adularis. Warnanya putih, pucat atau merah daging. Kilat seperti kaca, bidang belahan baik, tidak ada striasi (garis-garis paralel yang lembut). Contohnya: Ortoklas (KALSiO2), sebagai sumber utama unsur K (Kalium) dalam tanah, umumnya berwarna abu-abu, kemerahan, belahan dua arah, kekerasan 6, bersifat asam, sistem Kristal monoklin.

2. Plagioklas Feldspar (Na, Ca)Al Si₃O₈

 Sistem Kristal Triklin, warna putih atau abu-abu berwarna lain, kilap kaca. Bidang belahan baik kedua arah ada sitriasi.  Mudah dibedakan dari Ortoklas karena adanya kembaran yang dapat dilihat dibawah loupe, lebih-lebih di bawah mikroskop. Sering berbentuk zona dan berubah menjadi Serisit, Kaolinit atau Epidot.

 Plagioklas felspar terdiri atas 6 macam mineral, yaitu:

 a. Albit

 b. Oligoklas

 c. Andesin

 d. Bitownit

 e. Labradorit

 f. Anorthit

 Makin ke bawah makin berkurang mengandung Ca dan makin bertambah akan mengandung Na. Albit, Andesin disebut Plagioklas asam atau Na Plagioklas. Anortit, Bitownit disebut Plagioklas basa atau Calcic Plagioklas. Plagioklas (Na, Ca) AlSi₃O₈ kenampakannya menyerupai Ortoklas, hanya warnya biasa putih abu-abu dan secara optic Plagioklas mempunyai kembaran. Plagioklas terdiri dari mineral-mineral Albit, Oligoklas, Andesine, Bitownit, Labradorit dan Anortit.

M

3. Mika

Ø  Sistem Monoklin

Ø  Kekerasan 2-2.5

Ø  Warna putih, hijau, coklat, kuning

Ø  Belahan sempurna 1 arah (berlembar)

 Ada tiga macam, yaitu muscovit, biotit, dan phlogopit.

 1). Muscovit, disebut juga mika putih. Rumus kimianya KAl(OH) ₂(Al Si₃ O₁₀). Mudah dikenal, karena sifatnya yang mudah dibelah-belah dalam helaian-helaian yang sangat tipis, transparan dan fleksibel, tidak berwarna, abu-abu, kehijauan atau coklat muda, kilap vitreum, kekerasan 2-3.

 2). Biotit disebut juga Mika hitam, dengan rumus kimia K₂(Mg, Fe)₂ (OH) ₂Al Si₃O₈. Mudah terbelah dalam satu arah dan biasanya berbentuk segi enam, tidak transparan, fleksibel. Warna: hitam hingga coklat tua, kilap vitrous, kekerasan 2,5 - 3.

 3). Phlogopit disebut juga mika coklat. Tidak banyak dijumpai.

4. Amfibol

Amphibole adalah kelompok mineral silikat yang berbentuk prismatik atau kristal yang menyerupai jarum

Ø  Sebagian besar terdiri dari mineral Hornblende

Ø  Susunan kimianya Ca₂(MgFeA1)₃(OH) ₂ (SiA₁₄O11) ₂

Ø  Sistem Kristal monoklin

Ø  Berbentuk prismatik, biasanya berisi kelipatan tiga, agak panjang dengan belahan dua arah menyudut kira-kira 90⁰

Ø  Warna : coklat tua hingga hitam.

Ø  Kekerasan 5-6

5. Piroksen

 Terutama terdiri dari mineral Augit.

Ø  Berbentuk prismatik pendek berisi kelipatan 4 dengan belahan 2 arah menyudut.

Ø  Sistem Monoklin

Ø  Pyroxen adalah senyawa yang kompleks dari Calsium, Magnesium, Ferum, dan Silikat

Ø  Warna coklat tua hingga hitam.

Ø  Kekerasan 5 - 8.

Ø  Mineral golongan ini antara lain : Enstatit, Hypersten, Diopsid, dan yang paling banyak terdapat ialah Augit dengan rumus kimia Ca (MgFe) (SiO₃)₂ (AlFe)₂ O₃.

M

6. Olivin

Olivine adalah kelompok mineral silikat yang tersusun dari unsur besi (Fe) dan magnesium (Mg).

Ø  Susunan kimia (FeMg)₂SiO_4.

Ø  Sistem Orthorombik

Ø  Berwarna hijau atau kuning kecoklatan

Ø  Kilap kaca

Ø  Pada umumnya terdapat dalam batu Basalt dan Gabro.

Ø  Olivin membentuk kristal yang ideal, karena terbentuk pertama-tama dari magma.

Ø  Biasanya berbutir halus dan granular.

Ø  Pecahan concoidal (seperti kerang).

Ø  Kekerasan 6,5 - 7.

7.       Kalsit

Ø  Mineral ini berwarna putih, sering ada pengotoran

Ø  Mempunyai belahan 3 arah

Ø  Susunan kimianya CaCO₃

Ø  Sistem Rhombohedral

Dapat disingkat 8 mineral utama pembentuk batuan:

1.Plagioclase feldspar

2. K-feldspar

3.Kuarsa

4.Mika

5.Amphibole

6.Piroksen

7.Olivin

8.Kalsit

Read More