Magma Differentiation

MAGMA DIFFERENTIATION

Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah bergerak (mobile), bersama antara 900°-1100°C dan berasal atau terbentuk pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas (F.F Grounts,1947; Turner&Verhoogen,1960; H.Williams,1962). Secara fisika, magma merupakan sistem berkomponen ganda (multi compoent system) dengan fase cair dan sejumlah kristal yang mengapung di dalamnya sebagai komponen utama, dan pada keadaan tertentu juga berfase gas.

Para ahli berpendapat bahwa panas bumi berasal dari proses “pembusukan” material-material radioaktif yang kemudian meluruh atau mengalami disintegration menjadi unsur radioaktif dengan komposisi yang lebih stabil dan pada saat meluruh akan mengeluarkan sejumlah energi (panas) yang kemudian akan melelehkan batuan-batuan disekitarnya. Dimungkinkan, dari proses tersebut dan pengaruhnya terhadap geothermal gradient yang mencapai 193.600°C inilah magma dapat terbentuk.

Pembentukan magma sebenarnya adalah suatu proses yang sangat rumit. Proses-proses ini berlangsung tahap demi tahap yang kemudian membentuk sebuah rangkaian khusus yang meliputi proses pemisahan atau differentiation, pencampuran atau assimilation, dan anateksis atau peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar. Sementara itu, faktor atau hal-hal yang selanjutnya akan menentukan komposisi suatu magma adalah bahan-bahan yang meleleh, derajat fraksinasi, dan jumlah material-material pengotor dalam magma oleh batuan samping (parent rock).

Magma pada perjalanannya dapat mengalami perubahan atau disebut dengan evolusi magma. Proses perubahan ini menyebabkan magma berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai berikut :

a. Hibridasi : proses pembentukan magma baru karena pencampuran 2 magma yang berlainan jenis.

b. Sintetis : Pembentukan magma baru karena adanya proses asimmilasi dengan batuan samping.

c. Anateksis : proses pembentukan magma dari peleburan batu-batuan pada kedalaman yang sangat besar.

Dan dari proses-proses diatas, magma akan berubah sifatnya, dari yang awalnya bersifat homogen pada akhirnya akan menjadi suatu tubuh batuan beku yang bervariasi.

Magma Differentiation

Proses Diferensiasi Magma adalah proses pembentukan mineral batuan beku dimana pada bagian bawah dari tubuh batuan beku yang terbentuk tampak disusun oleh mineral-mineral yang berukuran kasar dan menunjukkan bentuk-bentuk butir yang sempurna, hal ini disebabkan oleh mineral yang terbentuk lebih awal dan makin ke atas menjadi semakin halus. Selain itu, proses differensiasi magmadapat disebabkan oleh mobilisasi kandungan gas sehingga terjadi pemisahan hablur berdasarkan komposisinya masing-masing. Proses ini dipengaruhi banyak hal. Tekanan, suhu, kandungan gas serta komposisi kimia magma itu sendiri dan kehadiran pencampuran magma lain atau batuan lain juga mempengaruhi proses diferensiasi magma ini. Secara umum, proses diferensiasi magma terbagi menjadi :

a. Fraksinasi (Fractional Crystallization)

Proses ini merupakan suatu proses pemisahan kristal-kristal dari larutan magma karena proses kristalisasi perjalan tidak seimbang atau kristal-kristal tersebut pada saat pendinginan tidak dapat mengubah perkembangan. Komposisi larutan magma yang baru ini terjadi sebagai akibat dari adanya perubahan temperatur dan tekanan yang mencolok serta tiba-tiba.

 

b.  Crystal Settling/gravitational settling

Proses ini meliputi pengendapan kristal oleh gravitasi dari kristal-kristal berat yang mengandung unsur Ca, Mg, Fe yang akan memperluas magma pada bagian dasarmagma chamber. Disini, mineral-mineral silikat berat akan berada di bawah. Dan akibat dari pengendapan ini, akan terbentuk suatu lapisan magma yang nantinya akan menjadi tekstur kumulat atau tekstur berlapis pada batuan beku.

c. Liquid Immisbility

Larutan magma yang memiliki suhu rendah akan pecah menjadi larutan yang masing-masing akan membentuk suatu bahan yang heterogen.

d. Crystal Flotation

Pengembangan kristal ringan dari sodium dan potassium akan naik ke bagian atas magma karena memiliki densitas yang lebih rendah dari larutan kemudian akan mengambang dan membentuk lapisan pada bagian atas magma.

e. Vesiculation

Vesiculation merupakan suatu proses dimana magma yang mengandung komponen seperti CO₂, SO₂, S₂, Cl₂, dan H₂O sewaktu-waktu naik ke permukaan sebagai gelembung-gelembung gas dan membawa komponen-komponen sodium (Na) dan potassium (K).

f. Asimilasi magma

Proses ini dapat terjadi pada saat terdapat material asing dalam tubuh magma seperti adanya batuan disekitar magma yang kemudian bercampur, meleleh dan bereaksi dengan magma induk dan kemudian akan mengubah komposisi magma.

Gambar 3: asimilasi magma

Sumber : Prentice Hall,Inc

Dalam proses asimilasi, terkadang batuan-batuan yang ada di sekitar magma chamber yang kemudian masuk ke dalam magma membeku sebagai satu bentuk inklusi batuan yang disebut dengan xenolith. Namun bentukan inklusi ini juga dapt terbentuk sebagai suatu inklusi kristal yang disebut dengan xenocrsyt.

Gambar 4: xenolith

Sumber : http://www.go2add.com/images/Pultusk/XenolithSierra.jpg

Gambar 5: xenocrsyt

Sumber :  http://www.museum.mtu.edu/Gallery/Ironcountry/DM21546.jpg

Sebagai ringkasan, Jakcson (1970) memberikan gambaran skematis mengenai proses-proses differensiasi magma dalam suatu magma chamber. Kemudian dihasilkanlah skema seperti berikut ini:

Gambar 6: Skema differensiasi magma menurut Jackson K.C.(1970)

Sumber : sourcerocks.blogspot.com

Dr. Lucas Donni Setiadji, seorang petrologist yang juga merupakan dosen Jurusan Teknik Geologi FT-UGM menyatakan bahwa Diferensiasi (Differentiation) merupakan suatu proses yang menghasilkan magma turunan (derivative magmas)yang berbeda komposisi kimia dan mineralogi dari Primitive Parental Magma atau yang kita sebut sebagai magma induk. Secara umum proses diferensiasi dianggap terjadi dalam reservoir magma di dalam kerak (kedalaman < 10 km), dimana magma dalam kondisi yang stagnan, mendingin secara perlahan dan memiliki waktu ysng cukup untuk mengkristal. Proses diferensiasi yang paling penting adalah KristalisasiFraksinasi (fractional crystallization), sedangkan proses lainnya antara lain asimilasi dan magma mixing.

Gambar 7: Magma mixing

Sumber : http://hays.outcrop.org/images/rocks/igneous/press4e/figure-05-06.jpg

Magma mixing terjadi saat dua jenis magma yang berbeda bertemu dan kemudian bercampur menjadi satu menghasilkan satu jenis magma lain yang homogen yang disebut dengan magma turunan. Magma turunan ini biasanya bersifat pertengahan dari kedua jenis magma yang bercampur. Sebagai contoh, magma andesitic dan dacitic kemungkinan adalah magma intermediet yang terbentuk dari hasil pencampuran magma asam dan magma basa. Kedua jenis magma ini dpat bertemu apabila dalam suatu regional terdapat 2 magma chamberyang memiliki potensi dan berjarak tidak jauh dan kemudian terjadi intrusi magma berupa sill atau dike dari salah satu magma chamber lalu intrusi ini mencapaimagma chamber yang lain. Dari intrusi yang menerobos dan bertemu denganmagma chamber inilah kemudian terjadi proses pencampuran 2 jenis magma yang berbeda menghasilkan satu jenis magma baru yang bersifat tengahan dari 2 jenis magma yang bercampur tersebut.

Plagioklas

PLAGIOKLAS

            Plagioklas termasuk dalam kelompok feldspar yang mana mineral ini sangatlah penting untuk belajar mineral optik karena mempunyai ciri-ciri yang khas seperti kembaran, gelapan dan lainnya. Sedangkan kita tahu bahwa mineral-mineral feldspar sangatlah penting dalam mineral pembentuk batuan dan terdiri dari beberapa bagian dalam pembekuan diantarannya ortoklas (K Al Si₃ O₈), albit (Na Al Si₃ O₈) dan anorthit (Ca Al₂ Si₂ O₈) seperti ditunjukkan pada diagram segitiga dibawah ini

 

Diagram segitiga yang menunjukkan komposisi dalam feldspar

Dari reaksi bowens dapat kita ketahui proses pembentukan kristal dari plagioklas ini sendiri, yang mana urutan dari kristalisasi mineral plagioklas berada pada seri kontinyu (Continous Series). Kristalisasi Plagioklas-Ca pada fase awal berangsur-angsur dengan jalan bereaksi dengan larutan sisa berubah komposisinya dari arah plagioklas-Na. Reaksi perubahan ini, perubahan plagioklas merupakan deret solit-solution yang merupakan reaksi kontinyu artinya kristalisasi Plagioklas-Ca ---- Plagioklas-Na ( Anorthit ---- Albit ) jika setimbang akan berjalan terus menerus. Anorthit akan selalu bereaksi dengan larutan sisa membentuk bitonit, sejalan dengan penurunan temperatur dan tekanan, bitonit juga kan bereaksi dengan larutan sisa membentuk labradorit, demikian seterusnya sehingga pada waktu larutan sisa habis, pada batuan beku hanya akan dijumpai satu jenis plagioklas. Plagioklas ini sendiri mempunyai 6 jenis seperti albit, oligoklas, andesine, labradorit, bytownite dan anorthit, yang kesemuanya akan dijelaskan dibawah. Mineral plagioklas ini terbentuk hampir ada dimana-mana pada batuan beku gabbro, basalt dan anorthosit yang cenderung pada plagioklas yang kaya akan calcium ( calcium-rich plagiclase ) umumnya labradorit. Pada batuan beku lainnya seperti andesit, diorit, granit dan syenit terdapat mineral plagioklas yang cenderung pada plagioklas yang kaya akan sodium ( sodium-rich plagioclase ) yang umumnya adalah andesin

gambaran sayatan mineral plegioklas

jika dilihat dengan mikroskop polarisasi

           

Rumus Kimia dari mineral plagioklas adalah NaAlSi₃O₈ - CaAl₂Si₂O₈, Karakteristik fisik yang dimiliki mineral plagioklas adalah mempunyai warna putih, abu-abu, sampai hitam keabu-abuan, dengan kilap kaca, kekerasan 6 – 6,5, cerat putih, sifat kristal: transparan – opaque (albit, anorthit, bytownite), transclucent – transparan (oligoklas, andesin, labradorit), mempunyai sistem kristal trilklin, belahan 1 arah, pecahan konkoidal, berat jenis 2,61 ( albite ), 2,64 – 2,68 ( oligoklas ), 2,68 – 2,71 ( andesin ), 2,70 – 2,74 ( labradorit ), 2,74 – 2,76 ( bytownite dan anorthit ), cerat putih, asosiasi mineral :kuarsa, toumalin, muscovit ( albit ); kuarsa, muscovit dan K-feldspar ( oligoklas );biotit, hornblende, kuarsa dan K-feldspar ( andesine ); biotit, piroksen, dan hornblende ( labradorit, dan bytownit ); biotit, augit, hornblende dan piroksen ( anorthit ).

sistem kristal pada mineral plagioklas

(a) dan (b) albite, (c) oligoklas, (d) andesin, (e) labradorit, (f) bytownit, (g) anorthit

            Deskripsi dari mineral optik dari mineral plagioklas adalah tidak mempunyai warna pleokroisme, bentuk euhedral dan anhedral, relief + dengan n_a = 1.527 - 1.577

n_b=1.531-1.585, n_g = 1.534 - 1.590, belahan sempurna (001) dan baik (010), warna interferensi 0,007 – 0,013 berwarna abu-abu atau putih pada orde pertama, kembaran polysintetik dengan kembaran albit (010), periklin (h01), dan kembaran carlsbad (010)

1.      Albit ( Na Al Si₃ O₈ )

Nama albit sendiri diambil dari bahasa latin yaitu albus yang artinya putih. Albit juga merupakan kelompok alkali atau K-feldspar yang mana mempunyai range komposisi kimia dari Na Al Si₃ O_8­ sampai K Al Si₃ O₈. Rangkaian ini hanya ada pada temperatur tinggi dengan mineral sanidin dan juga potasium sedangkan pada temperatur rendah dengan mineral K-feldspar akan terpisah dari albit pada proses yang disebut exsolution. Albit mempunyai komposisi kimia kurang lebih 90% sodium dan 10% potasium

mineral albit

Gambaran albit dengan kembaran

      Karakteristik fisik mineral albit: biasanya mempunyai warna putih atau tidak berwarna (colorless) tetapi dapat juga bercorak biru, kuning, orange atau coklat, mempunyai kilat kaca dan bersifat transclucent – opaque, sitem kristal : triklin dan mempunyai belahan 1 arah dengan pecahan konkoidal dengan kekerasan 6 – 6,5. berat jenis 2,61 dengan cerat putih dan berasosiasi dengan mineral kuarsa, tourmalin dan muscovit.

      Karakteristik optik mineral albit : tidak berwarna (colorless), bentuk euhedra, belahan 1 arah yaitu sempurna {001}, kurang sempurna {010}, tidak sempurna {110}, relief rendah, n<balsam, warna interferensi kuning orde 1, kembaran: polysintetik dengan sudut antara 15^o–37^o. Keterdapatan: terdapat pada granit, granit pegmatit dan juga terdapat pada batuan metamorf

2.   Oligoklas ( (Na,Ca) AlSi₃O₈ )

      Oligoklas mempunyai kandungan kimia sebesar 70–90% sodium dan 10-30% calcium. Karakteristik fisik mineral oligoklas: berwarna putih buram atau putih keabu-abuan dapat juga bercorak hijau, kuning atau coklat, dengan kilat kaca, dengan sifat kristal transclucent-transparan, mempunyai belahan 1 arah dan pecahan konkoidal, mempunyai kekerasan 6 – 6,5, berat jenis 2,64-2,68 dengan cerat berwarna putih dan berasosiasi dengan mineral kuarsa, muscovit dan K-feldspar.

mineral oligoklas

Oligoklas yang membatasi albit

      Oligoklas mempunyai kandungan kimia sebesar 70–90% sodium dan 10-30% calcium. Karakteristik fisik mineral oligoklas: berwarna putih buram atau putih keabu-abuan dapat juga bercorak hijau, kuning atau coklat, dengan kilat kaca, dengan sifat kristal transclucent-transparan, mempunyai belahan 1 arah dan pecahan konkoidal, mempunyai kekerasan 6 – 6,5, berat jenis 2,64-2,68 dengan cerat berwarna putih dan berasosiasi dengan mineral kuarsa, muscovit dan K-feldspar.

      Karakteristik optik mineral oligoklas: tidak berwarna (colorless), bentuk euhedral, subhedra dan anhedral dengan belahan 1 arah, sempurna{001}, kurang sempurna{110}, tidak sempurna{110}, mempunyai relief rendah. Warna interferensi abu-abu sampai putih orde 1, mempunyai kembaran albit, keterdapatan: terdapat pada batuan beku seperti granit, ryolit juga terdapat pada syenit, trachit.

3.   Andesine ( (Al,Si) Al Si₂ O₈ )

      Andesin mempunyai kandungan komposisi kimia kurang lebih 70 – 50% sodium dan 30 – 50% calcium, mempunyai karakter fisik berwarna putih atau abu-abu, kilat kaca, sifat kristal transclucent –transparan dengan belahan 1 arah dan pecahan konkoidal, mempunyai kekerasan 6-6,5 dan berat jenis 2,68-2,71 dengan cerat putih dan karakteristik lain berupa index refraksi 1,545-1,562

sayatan mineral andesin

      Karakteristik optik mineral andesin: tidak berwarna (colorless), bentuk kristal euhedral sampai anhedral, mempunyai belahan 1 arah pada {001}sempurna, kurang sempurna {010} dan tidak sempurna {110}. Mempunyai relief rendah n > balsam. Warna interferensi abu-abu atau putih pada orde 1, mempunyai kembaran albit, keterdapatan pada batuan beku yaitu diorit dan andesit, andesin juga terbentuk pada batuan metamorf

3.   Labradorit ( (Al, Si) Al Si₂ O₈ )

      Labradorit termasuk jenis dari plagioklas yang mempunyai warna kegelap-gelapan, dan dapat menghasilkan warna yang terjadi karena warna tersebut memotong bidang belahan yang disebut labradorescence. Labradorit biasanya mempunyai batas intensitas warna bertipe biru dan violet-hijau, kuning dan orange. Selain itu warna yang dihasilkan adalah hasil dari pertumbuhan kristal, pertumbuhan ini adalah hasil dari kandungan susunan kimia yang serasi ketika pada temperatur yang tinggi, sedangkan efek warna yang dihasilkan disebabkan karena sinar yang masuk pada lapisan dan terefraksi kembali. Sinar refraksi ini sangat pelan dan bergabung dengan sinar-sinar lain yang datang dan kemudian keluar, yang mana sinar-sinar tersebut mempunyai panjang gelombang yang berbeda-beda. Panjang gelombang tersebut berhubungan dengan panjang gelombang pada warna partikular seperti biru.

      Labradorite mempunyai kandungan komposisi kimia kurang lebih 50-70% calcium dan 50-30% sodium dan mempunyai kembaran albit. Karakteristik fisik mineral labradorit: mempunyai wrana abu-abu sampai hitam keabu-abuan, dengan kilat kaca dan bersifat transparan-transclucent. Mempunyai belahan 1 arah dengan pecahan konkoidal dengan kekerasan 6-6,5 dan berat jenis 2,70-2,74 serta mempunyai cerat putih. Labradorit berasosiasi dengan mineral biotit, piroksen dan hornblende.

Mineral labradorit

Kristal mineral labradorit dengan kembaran albit

      Karakteristik optik dari mineral labradorite: tidak berwarna (colorless) dengan bentuk kristal euhedral-anhedral, dengan belahan 1 arah, sempurna {001}, kurang sempurna{010}, dan tidak sempurna{110}. Berelief  rendah, n > balsam. Warna interferensi abu-abu atau putih pada orde 1, mempunyai kembaran albit, keterdapatan pada batuan beku seperti auganit, basalt, gabbro dan olivin gabbro, labradorit juga terbentuk pada batuan metamorf.

4.   Bytownite ( (Al,Si) Al Si₂ O₈ )

      Bitonit mempunyai kandungan komposisi kimia kurang lebih 30-10% sodium dan 70-90% calcium, mempunyai karakteristik fisik: berwarna putih, abu-abu bahkan tidak berwarna (colorless), kilat kaca, cerat putih, bersifat transparan-opaque, mempunyai belahan 1 arah, dan pecahan konkoidal dengan kekerasan 6-6,5 dan berat jenis 2,74-2,76 dan berasosiasi dengan mineral biotit, hornblende dan piroksen.

      Sedangkan sifat-sifat optik mineral bitonit: tidak berwarna (colorless) dengan bentuk kristal subhedra-anhedra, relief rendah n > balsam, dengan belahan 1 arah pada {001}sempurna, {010}kurang sempurna dan {110) tidak sempurna. Warna interferensi abu-abu, putih atau kuning pada orde 1 dengan kembaran albit. Keterdapatan pada gabbro, anorthosit atau basalt.

Kristal mineral bytownit dengan kembaran ambit dan carlsbad

6.   Anorthit ( Ca Al₂ Si₂ O₈ )

      Anorthit mempunyai kandungan komposisi kimia kurang lebih 10% sodium dan 90% calcium. Dengan karakteristik fisik mineral anorthit adalah mempunyai warna putih, abu-abu, dengan kilat kaca dan bersifat transclucent-opaque dengan belahan 1 arah, pecahan konkoidal dengan kekerasan 6-6,5 dan berat jenis 2,76 dan berasosiasi dengan mineral biotit, augit, hornblende dan piroksen. Sedangkan sifat-sifat optik: tidak berwarna (colorless) dengan bentuk kristal anhedra-subhedra, mempunyai belahan 1 arah pada {001}sempurna, {010}kurang sempurna dan tidak sempurna {110}, mempunyai relief  sedang n > balsam, dengan warna interferensi abu-abu, putih atau kuning pada orde 1 dan juga mempunyai kembaran albit.

 

Indek refraksi pada plagioklas normal

 

Index refraksi pada plagioklas pada temperatur tinggi

 

Kurva yang menunjukkan index refraksi n1 dan n2

pada belahan pagioklas

 

Index refraksi warna interferensi pada plagioklas

DAFTAR PUSTAKA

http://www.geosci.unc.edu/petunia/IgMetAtlas/minerals/plagtwins.X.html

http://www.geology.neab.net/pictures/rock432.jpg

http://www.geology.neab.net/pictures/rock416.jpg

http://www.geology.neab.net/pictures/rock016.jpg

Hulburt and  klein,  Conelins.  1985. Manual  of  Mineralogi.  John  willey  and sonsine :   New york

Judith, Sean, Soetomo, Hadi, dan Soekardi, 1981, Diktat Mineral Optik, pusat penerbitan Fakultas Teknik UGM Proyek PPPT-UGM Tahun 1980/1981, Yogyakarta

Kraus, Edward, 1951, Mineralogy An Introduction to the Study of Minerals and Cystals, Mc Graw hill Book Company.inc,New York,Toronto.

Kerr, Paul, F., 1959, Optical Mineralogy, Mc. Graw-Hill Book Company, Inc, New York, Toronto, London

Psikopat

ini berawal tahun 2009 hahaha

masuk di kelas XI IPA 4, dengan wali kelas waktu itu bu tulus yang mengampu mata pelajaran fisika. kelas ini berisikan 32 siswa. ketua kelas kami yang pertama waktu itu Henry. hmmm, hampir setiap pelajaran kimia kami merasakan horror.. hehehe soalnya kalo ditanyai mengenai pelajaran nggak bisa ya, bu har siap memberikan spot jantung hhehehe

ada anak dari toko Hero komputer yang sering telat, namanya david, tapi yaa orangnya sok cool, cuma emang dia pinter fisika ama matematikanya, dengan sahabat deketnya yang cerewet, kalo di kelas tidur cuma kepintaran tentang matematikanya bisa diacungi jempol, namanya anam. ada satu anak yang diem cuma menghanyutkan, pinter biologi tapi kelakuannya sama kayak aku hahaha 

yah begitulah...

setiap hari dikelas itu, kami belajar, tepatnya kelas yang paling dekat dengan kamar mandi, kantin dan mushola.. 

pelajaran paling nikmat yang saya ingat cuma 1, bahasa Inggris, dengan bapak Setiadi pengampunya, kenapa enak? ya karena selama 1 tahun kayak nggak ada pelajaran.. hahaha coba bayangin, tiap masuk kelas kita banyak nonton film, dan seperti bioskop wkwkwkwkwkwkk

'kelas ipa 4 ini kami namai dengan nama PSIKOPAT

New Moon

Banyu Biru