TUGAS PETROLOGI

Rangkuman Kristalisasi Magma dan Evolusi Magma

Oleh:

Hafidha Dwi Putri Aristien

NIM 12111003

Program Studi Teknik Pertambangan

Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

2013

Kristalisasi Magma

Kesetimbangan dan Hukum Fasa

Batuan beku terbentuk dari hasil kristalisasi magma. Kristalisasi merupakan suatu

peristiwa pembentukan partikel-partikel zat padat dalam suatu fasa homogen. Bagian dari

suatu sistem (dalam hal ini magma) yang secara fisik berbeda dan dapat dipisahkan secara

mekanik dari bagian lain pada sistem tersebut disebut dengan fasa. Fasa dalam magma

dibedakan menjadi fasa padat (mineral), cair, dan gas. Diagram fasa merupakan

diagram ,hasil pengamatan di laboratorium dan pengamatan batuan/sayatan tipis, yang

digunakan sebagai peta yang menggambarkan kondisi stabil beberapa fasa sebagai fungsi dari

temperature (T), tekanan (P), dan komposisi. Lebih jauh, diagram fasa ini dapat

menggambarkan hubungan kesetimbangan beberapa mineral dalam batuan.

Komponen didefinisikan sebagai bagian kimiawi minimum yang diperlukan dalam

pembentukan berbagai fase (padat, cair, gas) dalam suatu sistem. Batuan beku umumnya

terdiri atas 10-12 komponen. Perlu diperhatikan, komponen berbeda dengan mineral.

Komponen SiO2 tidak selalu berarti fase padat/mineral kuarsa. Ada 6 bentuk/fase

padat/mineral dari komponen SiO2 yaitu kuarsa alfa, kuarsa beta, tridmit, kristobalit, coesite

dan stishovite. Adanya lebih dari satu bentuk dalam suatu komponen ini disebut sebagai

polimorf. Semua polimorf SiO2 memperlihatkan daerah kestabilan (daerah divariant), yaitu

area berkumpulnya satu fasa. Batas fasa yang menunjukkan daerah limit stabilitas dari tiap-

tiap mineral dinamakan kurva univarian. Sedangkan perpotongan batas fasa disebut titik

invariant (tidak aka nada perubahan tekanan dan temperatur selama tidak ada penghilangan

fasa).

Kondisi kesetimbangan berlaku ketika sistem berada dalam energy pembentukan

terkecil (komponen SiO2 sebagai padatan). Bila terjadi gangguan seperti perubahan drastis P-

T, SiO2 dapat terbentuk dalam berbagai fasa seperti polimomorf tekanan tinggi shishovite

atau gelas. Bila kondisi itu terjadi maka sistem tidak setimbang dan tidak dapat digambarkan

dengan diagram fasa. Sistem dikatakan metastabil apabila energi pembentukan bukan yang

terkecil tetapi proses pembentukan tetap terus berlangsung.

J Williard Gibbs mengajukan suatu aturan yang selanjutnya disebut sebagai hukum

fasa, yang menunjukkan hubungan umum antara fasa, komponen, tekanan, dan temperatur.

Hubungan tersebut dinyatakan dengan persamaan:

F = c – p + 2

Keterangan: F = derajat kebebasan (jumlah variable minimum untuk mengubah fasa)

c = jumlah komponen

p = jumlah fasa

Pada kondisi tekanan yang tetap (isobaric), maka persamaan hukum fasa menjadi:

F = c – p + 1

Contoh Sistem Satu Komponen

(Sistem SiO2)

Evolusi Magma

Sistem Dua Komponen

Dalam sistem dua komponen variabel dari keadaan adalah temperatur, tekanan dan

komponen, jadi diperlukan tiga sumbu untuk menyatakan keadaan pada satu titik dalam ruang.

Peleburan kongruen berarti fase padat murni melebur secara sempurna pada temperature

leburnya menjadi cairan dengan komposisi yang tidak berubah.

Petrologist seringkali menggunakan diagram isobarik temperatur-komposisi karena sering

ditemui kejadian dimana magma mengkristal di bawah tekanan konstan.

Diagram tersebut menunjukkan

sistem binary (dua komponen) dari

CaMgSi2O6-CaAl2Si2O8 (diopside-

anorthite), yang merupakan basalt

ideal pada tekanan atmosfir.

Terdapat tiga fasa pada diagram

tersebut: Diopside di bagian kiri,

anorthite di bagian

kanan, dan lelehan diantara keduanya. Perlu diingat bahwa diopside dan anorthite masih

dapat mempertahankan fase mineralnya dalam leburan.

Peleburan tidak kongruen terjadi ketika fase solid berubah membentuk liquid dan

fase solid lainnya yang memiliki komposisi berbeda dengan sebelumnya.

Peleburan tidak kongruen Sistem 2 komponen (solid solution) Sistem forsterit-kuarsa

Evolusi Magma

Magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai

berikut.

a. Hibridasi (pembentukan magma baru karena pencampuran dua magma yang

berlainan jenisnya)

b. Sinteksis (pembentukan magma baru karena proses asimilasi dengan batuan

samping)

c. Anateksis (proses pembentukan magma dari peleburan batuan pada kedalaman

yang snagat besar)

Perubahan magma dari keadaan awal yang homogen dalam skala besar menjadi massa

batuan beku dengan komposisi yang bervariasi disebut diferensiasi magmatik. Proses-proses

diferensiasi magmatic meliputi sebagai berikut.

Kristalisasi Fraksinasi

Kristalisasi fraksinasi adalah proses diferensiasi magmatic yang menyertai kegagalan

awal pembentukan kristal untuk bereaksi terhadap lelehan yang tersisa. Kristalisasi fraksinasi

diasumsikan terjadi ketika seluruh padatan kristal dengan segera terpisah dari magma oleh

berbagai macam proses.

Mekanisme yang sering terjadi adalah pengendapan oleh gravitasi, dimana kristal

dengan massa jenis yang lebih tinggi akan tenggelam di bawah magma yang massa jenisnya

lebih rendah. Beberapa kejadian juga menunjukkan kristal dengan massa jenis yang lebih

rendah dari magma akan bergerak melayang ke atas magma (crystal flotation).

-Gravitational settling- -inward crystallization-

Selain pengendapan oleh gravitasi, mekanisme kristalisasi fraksinasi yang dapat

terjadi adalah melalui kristalisasi ke dalam (inward crystallization). Kristalisasi ke dalam

terjadi diakibatkan oleh adanya perbedaan temperature yang mencolok antara badan magma

yang panas dengan batuan sekitarnya yang dingin.

Liquid Immiscibility

Larutan magma yang memiliki suhu dan tekanan tinggi, pada suhu rendah akan pecah

menjadi fraksi larutan yang masing-masing membeku membentuk batuan yang heterogen.

Vesiculation

Proses dimana magma yang mengandung komponen seperti CO, SO, S, Cl, dan HO

sewaktu naik ke permukaan membentuk gelembung-gelembung gas dan membawa serta

komponen volatile sodium (Na) dan potassium (K).

Asimilasi Magma

Proses ini dapat terjadi pada saat materian asing dalam tubuh magma seperti adanya

batuan disekitar magma yang kemudian bercampur, meleleh dan bereaksi dengan magma

induk dan kemudian akan mengubah komposisi magma.

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 xenoliths. Namun bentukan inklusi ini juga dapat terbentuk sebagai suatu

inklusi Kristal yang disebut dengan xenocryst.

Pencampuran Magma (Magma Mixing)

Apabila terjadi kontak antara dua atau lebih magma yang memiliki komposisi kimia

berbeda, memungkinkan terjadinya pencampuran antara magma tersebut menghasilkan satu

jenis magma lain yang homogen, yang disebut magma turunan. Magma turunan ini biasanya

bersifat pertengahan antara 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 dapat bertemu apabila dalam suatu regional terdapat 2 magma chamber yang memiliki

potensi dan berjarak tidak jauh dan kemudian terjadi intrusi magma berupa sill atau dike dari

salah satu magma chamber lalu intrusi ini mencapai magma chamber yang lain. Kemudian

terjadi proses pencampuran 2 jenis magma yang berbeda menghasilkan satu jenis magma

baru yang bersifat tengahan dari 2 jenis magma yang bercampur tersebut.

Faktor yang dapat menghambat pencampuran antara lain adalah perbedaan

temperatur, massa jenis, dan viskositas antara dua magma yang kontras.

Skema diferensiasi magma menurut Jackson K. C. (1970)

(sourcerocks.blogspot.com)