PETROLOGI

=========================================

PETROLOGI

MAGMA

Magma adalah fluida/cairan silika padat yang mengandung kristal dan gas yang tersuspensikan dengan P dan T tertentu

Bagian cairan tersusun oleh sejumlah ion yang bergerak bebas

Magma umumnya mengandung 8 unsur yaitu Si, O, Al, Fe, Mg, Na, K, & Ca ditambah unsur jarang, uap air dan gas.

Ketika terjadi pendinginan magma
 Yang pertama membentuk padatan adalah Si dan O, yang membentuk SiO2 tetrahedral. Kemudian disusul dengan ion-ion lain bergabung dengannya yang membentuk inti.
 Gerakan ion melambat, ion mulai menyusun diri membentuk pola ( membentuk kristal ).


Kristalisasi
 Ketika ion-ion saling mendekat dan kehilangan kebebasan bergerak, kemudian gaya ikatan kimia bekerja, menyusun atom-atom dan membentuk susunan kristal tertentu.


PROSES PEMBEKUAN MAGMA

 Ketika temperatur menurun magma tidak membeku pada waktu yang sama.
 Inti-inti kristal berkembang, ion-ion dalam cairan terus menerus saling menempel membentuk embrio, mengakibatkan kristal makin besar.

 Ketika kristal2 sudah cukup besar sehingga batasnya bertemu dengan batas kristal dari kristal lain pertumbuhan berhenti.
 Dan kristalisasi terjadi sampai semua cairan habis dan membentuk kristal2 yang interlocking
 Kecepatan pendinginan menentukan ukuran kristal.


 Pendinginan lambat mengakibatkan kristal bisa menambah jumlah ion dan kristal tumbuh makin besar, sebaliknya pendinginan yang cepat mengakibatkan ion2 bergabung dengan cepat menghasilkan inti yang banyak dan membentuk kristal kecil.
 Ketika magma mendingin dengan cepat sekali mengakibatkan ion2 tidak sempat menyusun dirinya membentuk kristal, menghasilkan padatan tanpa sturuktur kristal atau gelas.

 Ketika magma mendingin mineral dengan temperatur titik lebur lebih lebih tinggi akan mengkristal lebih dahulu dibandingkan dengan mineral dengan temperatur titik lebur lebih rendah.
 Selama kristalisasi komposisi larutan magma berubah, ketika setengah larutan magma telah membeku, larutan magma akan kehabisan unsur Fe,Mg, dan Ca, tetapi akan kaya Al, Na dan K, serta silika (SiO2)

 Ketika mendingin mineral yang telah mengkristal akan bereaksi dengan sisa larutan magma dan menghasilkan mineral dari sekuen yang kemudian.
 Sebagai contoh olivin. Mineral yang terbentuk pertama kali ini, akan bereaksi dengan larutan sisa menghasilkan piroksen.
 Sedangkan piroksen akan bereaksi dengan sisa larutan menghasilkan amfibol, dan seterusnya sampai pada seri terakhir yaitu biotit.

 Ini yang dikenal dengan seri diskontinu.
 Ketika hampir semua magma membeku, maka muskovit dan K-felspar terbentuk. Jika sisa magma masih ada maka akan terbentuk kuarsa.


Faktor Penentu yaitu :
 Temperatur pembentukan kristal yang berbeda
 Tingkat pendinginan
 Komposisi kimia magma termasuk unsur volatil


Karakter Batuan Beku yaitu :
 Komposisi mineral,
 Besar butir,
 Bentuk butir,
 Susunan butir, dan
 Warna,



Deskripsi dan klasifikasi batuan beku didasarkan atas :
1. Model mulajadi ( origin ),
Dapat ditentukan melalui lingkungan pembentukan Tekstur ( ukuran dan kemas butiran ) menjadi parameter

2. Susunan mineral,
Jenis mineral yang ada dalam batuan


TEKSTUR
Tekstur batuan beku menggambarkan semua kenampakan batuan yang didasarkan atas ukuran dan susunan butiran mineral
Faktor penentu adalah kecepatan pendinginan magma


Fanerik
 Butiran mineral cukup besar untuk diidentifikasi tanpa menggunakan mikroskop. Massa intrusi dan inti massa ektrusif mendingin secara perlahan sehingga mineral bisa berkembang

Afanitik
 Butiran mineral sangat kecil untuk dilihat, sehingga memerlukan mikroskop. Kemas ini muncul pada intrusi dekat permukaan dengan ukuran yang kecil sehingga magma mendingin cukup cepat. Akibatnya butiran yang terbentuk berukuran kecil.

 Gelas
Kehadiran gelas atau amorf cukup menyolok menggantikan butiran kristal. Muncul pada aliran lava dan intrusi yang sangat dangkal. Pendinginan yang sangat cepat sehingga atom silikat tidak sempat mengorganisasi diri membentuk kristal

 Klastik
Masa batuan tersusun oleh agregat klastik atau pecahan gelas, batuan, mineral. Kemas ini umum muncul pada daerah endapan letusan gunung api.


Larutan Padat ( Solid Solution )
Larutan bisa memiliki fasa murni, yaitu yang hanya satu kemungkinan komposisi, namun dialam keadaan tidak seperti demikian. Suatu elemen bisa digantikan oleh elemen yang lain sehingga memunculkan komposisi yang berbeda. Walaupun elemen yang menggantikan memiliki sifat kimia yang hampir sama dengan yang digantikan. Ketika penggantian terjadi maka fasa yang terjadi bisa mempunyai kemungkinan selang komposisi yang berbeda, tergantung jumlah yang disubtitusi. Senyawa yang seperti ini disebut sebagai larutan padat ( solid solution ).
Contoh larutan padat adalah mineral olivin ( Mg.Fe)2 SiO4. Unsur Mg bisa digantikan dengan unsur Fe. Fe dan Mg mempunyai ukuran dan muatan yang sama yang bisa saling bertukar. Senyawa murni Mg Si O4 disebut fosterit dan senyawa Fe Si O4 disebut fayalit.
Contoh lain adalah senyawa plagioklas ( Na.Ca ) AlSi3O8, yang versi senyawa murninya adalah Na Al Si3O8 ( albit ) dan Ca Al Si3 O8 (anortit). Na dan Ca bisa saling tukar sehingga membentuk variasi senyawa yang berbeda.


GAMBAR KURVA SOLID SOLUTION
Kurva solid solutio antara albit dan anortit


Albit murni melebur atau mengkristal pada T 1118o C dan anortit murni pada 1500o C. Sedangkan campurannya akan melebur atau mengkristal pada temperatur diantaranya. Contoh albit 50%, anortit 50%. Senyawa ini mulai melebur pada 1220º C pada titik F, melebur total pada temperatur 1410º C pada titik A. Dengan kata lain Ab50An50 mulai mengkristal pada temperatur 1410º C dan mengkristal semuanya pada 1220º C.
Pendinginan larutan pada titik mengakibatkan kristalisasi sejumlah mineral plagioklas. Komposisi plagioklas yang terbentuk adalah dengan membuat garis horisontal melalui A yang memotong garis solid ( padatan ) di titik B yaitu Ab10An90.
Ketika kristalisasi berlanjut dengan penurunan temperatur maka komposisi plagioklas berubah, mengikuti garis solid. Kristal bereaksi dengan larutan menghasilkan kristal yang makin kaya albit. Komposisi larutan juga berubah mengikuti garis liquid.
Pada temperatur 1395o C komposisi liquid adalah di C dan komposisi solid adalah di D. Pada temperatur 1220o C komposisi fasa larutan yang terakhir adalah di E dan komposisi padatan terakhir di F. Selama kristalisasi proporsi solid (padatan) menaik sementara larutan menurun. Jadi ketika komposisi liquid menjadi lebih banyak natrium volumenya menurun. Pada sebarang titik kita bisa menggunakan lever rule untuk menentukan jumlah solid dan liquid pada titik yang diinginkan. Lever rule tersebut adalah sebagai berikut :
% solid (D) = [x/(x + y)] x 100
% liquid (C) = [y/(x + y)] x 100

Pada keadaan solid solution tersebut tiga kondisi kontras bisa terjadi yaitu :
• Pada kristalisasi yang seimbang, kristal tetap mengambang dalam larutan, pendinginan dan kristalisasi cukup lambat, kontinu, rekasi lengkap antara kristal dan larutan. Kristal yang terbentuk lebih dahulu akan bereaksi dengan larutan secara gradual berubah komposisi mengikuti garis solid dari B ke F, sementara secara bersamaan larutan akan berubah dari A menjadi E. Komposisi kristal tidak akan berubah melewati titik F. Dan produk akhir adalah kristal campuran yang komposisinya sama dengan larutan awal.
• Pada kondisi ini kristal yang terbentuk dipindahkan dari larutan baik dengan cara mengendap atau dengan proses filtering, sehingga tidak terjadi reaksi antara kristal dan larutan. Akibatnya komposisi larutan berubah mengikuti garis liquid menjadi lebih banyak natrium (sodic). Batas komposisi ini adalah Na-felspar murni, namun jumlah senyawa sangat sedikit. Ketika fasa cairan terus berubah maka secara berturut-turut terbentuk kristal yang komposisinya makin kaya akan natrium dan produk akhir adalah albit murni dengan proporsi jumlah yang sangat kecil dibandingkn dengan jumlah awal.
• Pada kondisi ketiga kristal yang telah terbentuk mengambang dalam larutan, namun kecepatan kristalisasi menahan terjadinya reaksi kristal dengan larutan. Efek yang terjadi adalah kristal keluar dari sistem akibat kegagalan bereaksi dengan larutan. Larutan yang ada menjadi lebih kaya natrium. Kristal yang sudah terbentuk akan menjadi inti dari kristal yang kemudian terbentuk. Dengan demikian akan terbentuk kristal dengan zonasi yang meliputi intinya, dengan inti yang paling banyak kalsium dan kearah luar kristal dengan komposisi makin banyak natrium. Komposisi rata-rata dari zonasi ini adalah samadengan komposisi larutan awal.