Proses Terjadinya Magma.docx

Proses Terjadinya Magma Dipublikasi pada 3 November 2010 oleh yudhipri MAGMA

Magma [dari bahasa Yunani μάγμα, paste] adalah cair batu yang ditemukan di bawah permukaan bumi, dan mungkin juga ada di lain planet terestrial. Selain batuan cair, magma mungkin juga mengandung ditangguhkan kristal dan gelembung gas. Magma sering terkumpul dalam kamar magma di dalam gunung berapi. Magma mampu intrusi ke batu yang berdekatan, ekstrusi ke permukaan sebagai lava, dan peledak ejeksi sebagai tephra untuk membentuk batuan piroklastik. Magma kompleks fluida temperatur tinnggi zat. Temperatur daari sebagian besar magma berada dikisaran 700 ° C hingga 1300 ° C (atau 1300 ° F hingga 2400 ° F),tapi sangat jarang carbonite dapat mencair sedingin 600 ° C, dan komatiite mencair mungkin sepanas 1600 ° C. sebagian besar adalah silikat solusi. Lingkungan dari pembentukan dan komposisi magma biasanya berkorelasi. Lingkungan meliputi zona subduksi, kontinental zona retak, mid-oceanic ridges, dan hotspot, beberapa di antaranya ditafsirkan sebagai mantel bulu. Meskipun ditemukan luas seperti locales, sebagian besar dari kerak bumi dan mantel tidak cair. Sebaliknya, sebagian besar Bumi mengambil bentuk rheid, suatu bentuk padat yang dapat bergerak atau ubahlah di bawah tekanan. Magma, seperti cair, bentuk preferentially suhu tinggi, tekanan lingkungan yang rendah dalam beberapa kilometer dari permukaan bumi. Dalam siklus batuan dicantumkan bahwa batuan beku bersumber dari proses pendinginan dan penghabluran lelehan batuan didalam Bumi yang disebut magma. Magma adalah suatu lelehan silikat bersuhu tinggi berada didalam Litosfir, yang terdiri dari ion-ion yang bergerak bebas, hablur yang mengapung didalamnya, serta mengandung sejumlah bahan berwujud gas. Lelehan tersebut diperkirakan terbentuk pada kedalaman berkisar sekitar 200 kilometer dibawah permukaan Bumi, terdiri terutama dari unsur-unsur yang kemudian membentuk mineral-mineral silikat. PROSES PEMBENTUKAN MAGMA Magma dalam kerak Bumi dapat terbentuk sebagai akibat dari perbenturan antara 2 (dua) lempeng litosfir, dimana salah satu dari lempeng yang berinteraksi itu menunjam dan menyusup kedalam astenosfir. Sebagai akibat dari gesekan yang berlangsung antara kedua lempeng litosfir tersebut, maka akan terjadi peningkatan suhu dan tekanan, ditambah dengan penambahan air berasal dari sedimen-sedimen samudra akan disusul oleh proses peleburan sebagian dari litosfir (gambar berikut):

Sumber magma yang terjadi sebagai akibat dari peleburan tersebut akan menghasilkan magma yang bersusunan asam (kandungan unsur SiO2 lebih besar dari 55%). Magma yang bersusunan basa, adalah magma yang terjadi dan bersumber dari astenosfir. Magma seperti itu didapat di daerah-daerah yang mengalami gejala regangan yang dilanjutkan dengan pemisahan litosfir.

Magma : Pembentukan dan Evolusi Posted by AlphaZero On 00:32

Magma adalah cairan atau larutan silikat pijar yang terbentuk secara alamiah, bersifat mudah begerak (mobile), bersama antara 90o -110o C dan berasal atau terbentuk pada kerak bumi bagian bawah hingga selubung bagian atas. (F.F. Grounts, 1947: Turner & Verhogen, 1960: H. Williams, 1962)

Berdasarkan pengertian tentang magma di atas, dapat ditafsirkan bahwa secara kimia fisika, magma adalah system berkomponen ganda (multi component system) dengan fase cair dan sejumlah kristal yang mengandung didalamnya sebagai komponen utama, disamping fase gas pada keaadaan tertentu.

Bunsen (1951) berpendapat bahwa ada 2 jenis magma primer, yaitu Basaltis dan Granitis, dan batuan beku adalah merupakan hasil campuran dari 2 magma ini yang kemudian mempunyai komponen lain.

Dally (1933) berpendapat bahwa magma asli (primer) adalah bersifat basa yang selanjutnya akan mengalami proses differensiasi menjadi magma bersifat lain. Magma basa bersifat encer (viskositas rendah), kandungan unsur kimia berat, kadar H+, OH- dan gas tinggi, sedangkan magma asam sebaliknya. 1. Proses Pembentukan Magma

Para ahli geologi dan vulkanologi bahwa panas bumi berasal dari proses “pembusukan” mineral radioaktif. Pada unsur radioaktif yang terkandung pada suatu mineral, pada saat unsur tersebut meluruh (desintegration) menjadi unsur radioaktif yang susunannya lebih stabil, akan mengeluarkan sejumlah bahan (tenaga) panas yang mampu melelehkan batuan disekitarnya. Secara teoritik, zat radioaktif akan semakin berkurang, pada kedalaman yang semakin besar. Dari pemahaman seperti ini pula maka lahir beberapa istilah yang berhubungan dengan suhu dan kedalaman. Landaian panas bumi normal (geothermal gardien) adalah istilah yang menerangkan bertambah besarnya suhu apabila kita susun hingga kedalaman tertentu, yakni sekitar 3oC/100 m. Sedangkan besarnya derajat geothermal normal (geothermal degree) adalah 1o C/33 m – 1o C/45 m. Variasi derajat geothermal ini disebabkan oleh beberapa faktor antara lain; kondisi batuan, proses hidrokimia batuan, kerja air tanah, kerja air permukaan dan konsentrasi mineral radioaktif. Secara teoritis semakin kearah inti bumi, derajat geothermal akan mencapai 193.600o C sehingga unsur-unsur di dalam selubung dan inti bumi berada dalam keaadaan cair.

Syarat-syarat yang dibutuhkakan (Ringwood, 1975) adalah:

bagi

suatu

proses

pembentukan

magma

a. Bahan kerak dimana lelehan bahan kerak (magma anateknik) apabila sempurna akan membentuk magma sintaksis, jika prosesnya tidak sempurna akan membentuk neoformis saja.

b. Bahan selubung dimana dalam laporan ini terdapat basalt peridotit dengan perbandingan 1 : 3.

Pembentukan magma, sebetulnya adalah sebuah rangakaian proses yang rumit meliputi proses pemisahan (differentation), pencampuran (assimilation) anateksis (peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar). Sementara, komposisi magma ditentukan oleh komposisi bahan yang meleleh, derajat fraksinasi dan jumlah pengotoran dalam magma oleh batuan samping (parent rock).

 



Diferensiasi Magma yaitu proses dimana magma yang homogen terpisah dalam fraksi-fraksi komposisi yang berbeda-beda. Asimilasi; evolusi magma juga dipengaruhi oleh batuan sekitarnya (wallrock). Magma dalam temperatur tinggi, sewaktu kristal-kristal mulai terbentuk maka panas ini akan menjalar dan melarutkan batuan-batuan sekitarnya. Sehingga mempengaruhi komposisi magma tersebut. Hal ini sering terjadi terutama pada magma plutonik. Proses Pencampuran Magma; dua batuan yang berbeda, terutama batuan vulkanik dan batuan intrusi dangkal dapat juga dihasilkan oleh campuran dari sebagian kristalisasi magma.

Rittmann (1967) berpendapat bahwa ada 2 kerabat suite magma yaitu kerabat simatik (simatic suite) dan kerabat sialik (sialic suite). Berasal samudera adalah hasil I ”juvenil” yang berasal dari primary magma shell.

Nieuwenkamps (1968) mengatakan bahwa pada tahapan kedua perkembangan bumi, bahan selubung atas dan kerak telah mengalami suatu kesetimbangan geokimia yang dinamik, sehingga berasal samudera yang telah terpisah dari selubung atas bumi bukan merupakan bahan juvenil dari bakal bumi (proto earth), tapi berasal dari lapisan sima. Demikian pula dengan dataran tinggi (plateau basalt), sedangkan pluton granitic dan kerabat kapur alkali (calc alkali suite) berasal dari bahan kerak sialek. Teori ini dikenal dengan Neohuttoniansism Theory.

Geongeaud & Lettok (1960) mengatakan bahwa magma benua umumnya bersifat bebas (independent), sedangkan magma basaltic berasal dari selubung atas bumi. Magma asam atau magma Riolitik diduga berasal dari kerak Sialik.

2. Evolusi Magma Magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain oleh proses-proses sebagai berikut: a. Hibridisasi = pembentukan magma baru karena pencampuran 2 magma yang berlainan jenis. b. Sintesis = pembentukan magma baru karena proses asimilasi dengan batuan gamping. c. Anateksis = proses pembentukan magma dari peleburan batuan pada kedalaman yang sangat besar. Sehingga dari akibat-akibat proses tersebut magma selanjutnya mengalami perubahan daya kondisi awal yang homogen dalam skala besar sehingga menjadi suatu tubuh batuan beku yang bervariasi.

Gambar Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair

Proses-proses differensiasi magma (keterangan untuk Gambar 7) meliputi:

1. Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), Karbon dioksida (CO2), Sulfur dioksida (SO2), Sulfur (S) dan Klorin (Cl). Pada saat magma naik kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas,

seperti buih pada air soda. Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile seperti Sodium dan Potasium.

2. Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.

3. Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung Sodium dan Potasium cenderung untuk memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur Sodium dan Potasium.

4. Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung Kalsium, Magnesium dan Besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-mineral Silikat yang lebih ringan.

5. Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding kaya akan Sodium, Potasium dan Silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik. Jika batuan dinding kaya akan Kalsium, Magnesium dan Besi, magma akan berubah menjadi berkomposisi Gabroik.

6. Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoir. Jika bagian sebelah dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.

7. Fragsinasi, Proses pemisahan Kristal-kristal dari larutan magma, karena proses kristalisasi berjalan tidak seimbang atau Kristal-kristal mengubah perkembang. Komposisi larutan magma yang baru ini terjadi terutama karena adanya perubahan temperatur dan tekanan yang menyolok dan tiba-tiba.

8. Liquid Immisbility, Ialah larutan magma yang mempunyai suhu rendah akan pecah menjadi larutan yang masing-masing akan membelah membentuk bahan yang heterogen.

Magma dan Pembentukan Batuan Beku Posted on May 15, 2012 by tiga batu

Devinisi Magma Magma adalah material silikat alami yang berada di dalam bumi khususnya di mantel bagian atas atau litosfer bagian bawah yang bersifat cair pijar dengan suhu berkisar 900o – 1100oC (terjemahan bebas dari devinisi magma oleh Vide F.F. Grosts, 1974, Turner & Verhoogen, 1960, H. Williams, 1962). Seperti telah dibahas pada posting berjudul Struktur Dalam Bumi bahwa sebagian besar komponen penyusun bumi di bawah kerak bumi adalah material pijar yang bersifat cair dan panas dengan komposisi utama adalah silikat. Semakin dalam, suhu dan tekanan semakin tinggi. Arus Konveksi Seperti halnya air yang sedang di rebus, magma di dalam bumi selalu bergejolak, bagian yang paling panas mengalir ke bagian yang lebih rendah suhunya. Fenomena inilah yang disebut sebagai arus konveksi (Lihat Gambar di bawah ini).

Arus konveksi pada mantel bumi inilah yang menyebabkan pergerakan lempeng dan kerak bumi. Logika ini menjadi salah satu pijakan teori tektonik lempeng. Magma, Lava, Lahar Kerak bumi menumpang di atas mantel. Pada kerak terdapat retakan-retakan dan zona-zona lemah yang memungkinkan sebagian kecil dari mantel atas menerobos keluar ke permukaan bumi. Lubang tempat keluarnya magma ke permukaan bumi disebut gunung api (volcano). Gunung api tidak harus berupa gunuk batu yang menjulang tinggi. Lubang kecil ditengah lapangan bola-pun jika menjadi tempat keluarnya lava maka lubang itu disebut gunung api. Bentukan gunung api yang umumnya mengerucut dan menjulang tinggi disebabkan oleh akumulasi atau tertumpuknya material hasil erupsi dalam waktu yang lama di sekeliling pusat erupsi. Sebagain orang masih sering rancu dengan istilah magma, lava, dan lahar. Material silikat cair pijar (“batu cair-panas”) yang masih di dalam bumi disebut magma. Adapun magma yang sudah keluar di permukaan bumi disebut lava. Sedangkan lahar adalah material gunung api, baik debu, pasir, maupun bongkah batu yang terbawa “tertransport” oleh air. Magma dan lava bersifat sangat panas karena merupakan “bubur batu” yang membara. Sedangkan lahar tidak selalu panas bahkan bisa jadi dingin. Magma menerobos kerak bumi, membeku sebagian di dalam perut bumi menjadi batuan beku intrusi, dan di sebagian tempat lain keluar sebagai lava, meleleh di puncak gunung api, atau muncrat dan membeku di udara menjadi batuan vulkanik yang beraneka ragam ukuranya; bongkah, kerikil, pasir hingga debu. Di lereng-lereng hingga kaki gunung api bongkah, kerikil dan debu gunung api diendapkan. Ketika datang hujan deras, air menyapu dan menghanyutkan debu, pasir, kerikil dan menyeret bongkah-bongkah tersebut. Material debu, pasir, kerikil dan bongkah hasil erupsi gunug api yang terseret air inilah yang disebut dengan lahar. Lahar bisa jadi panas jika hujan datang sesaat ketika gungung api meletus dan hasil erupsinya belum sempat mendingin. Lahar bisa pula bersifat dingin jika hujan datang setelah material-material vulkanik mendingin, beberapa hari atau beberapa bulan setelah erupsi.

Pembekuan Magma Dalam posting kali ini penulis akan memaparkan tentang pembekuan magma yang natinya berkaitan dengan klasifikasi batuan beku. Magma membeku pada suhu tertentu seiring dengan perjalannya menerobos ke permukaan bumi. Pada saat masih di tempat yang sangat dalam magma akan membeku dengan lambat karena proses pendinginanya juga lambat. Semakin dekat ke permukaan bumi pebekuan magma akan berlangsug semakin cepat, ketika di permukaan bumi maka tentunya pembekuan berlangsung sangat cepat. Cepat lambatnya pembekuan magma berpengaruh pada tekstur batuan beku yang terbentuk. Magma yang membeku dengan sangat lambat akan membentuk batuan dengan ukuran kristal penyusunya yang besar-besar. Sebaliknya jika magma membeku degan cepat maka kristal yang terbentuk akan berukuran kecil dan sangat kecil sampai tidak berbentuk jika pembekuanya sangat cepat. Dalam pembekuan magma, berlangsung reaksi-reaksi kimia di antara unsur-unsur yang terkandung dalam magma. Komposisi kimia magma sangat kompleks. Magma tersusun oleh 10 unsur kimia dominan, yaitu Silika (Si), Titanium (Ti), Aluminium (Al), Besi (Fe), Magmesium (Mg), Kalsium (Ca), Natrium (Na), Kalium (K), Hidrogen (H), dan Oksigen (O). Unsur-unsur kimia tersebut tidak berdiri sendiri-sendiri melainkan berupa oksida yaitu SiO2, TiO2, Al2O3, FeO, MgO, CaO, Na2O, K2O dan H2O. Secara umum, SiO2 adalah yang paling dominan, menyusun lebih dari 50 % berat magma. Kemudian, Al2O3, FeO, MgO, CaO menyusun 44 % berat magma, dan sisanya Na2O, K2O, TiO2 dan H2O menyusun 6 % berat magma. Namun demikian perlu disadari bahwa kelimpahan unsur-unsur tersebut sangat bervariasi. Beda tempat, beda benua, beda gunung, rasio unsur-unsur penyusun magmapun berbeda-bedatergantung pada karakter komposisi magma. Magma tersusun oleh unsur yang beraneka ragam sehingga magma membeku membentuk kristal yang beraneka macam warna dan bentuk. Pembekuan magma membentuk kristalkristal mellui reaksi kimia yang memiliki pola tertentu terkait dengan sifat kimiawi masingmasing unsur penyusunnya. Tiap-tiap unsur memiliki kecenderungan membeku pada suhu dan tekanan tertentu dan bereaksi mengikat unsur tertentu. Kecenderungan-kecenderungan

tersebut telah dipelajari dan dirangkum menjadi sebuah pola sederhana yang dikenal dengan Deret Reaksi Bown “Bown Reaction Series”. Lihat gambar di bawah ini.

Pada skema di atas terdapat dua seri pembentukan mineral. Olivin, Piroksen, Hornblenda dan Biotit terdapat pada seri discontinue. Ini adalah seri mineral kaya Fe dan Mg (Feromagnesian). Pada seri ini unsur Fe dan Mg bersama unsur-unsur yang lain dalam magma pada suhu tinggi akan cenderung membentuk Olivin, selanjutnya seiring dengan penurunan suhu akan terbentuk mineral-mineral Feromagnesian yang lain. Adapun pada sisi kanan Deret Reaksi Bowen terdapat rangkaian pembentukan mineral plagioklas yang disebut dengan seri continue. Seri Continue artinya magma dari suhu tertinggi hingga suhu terendah akan terus menerus membentuk mineral plagioklas, dan sepanjang pembentukkanya akan terus terjadi substitusi antara unsur Ca dan Na. Pada suhu yang tinggi cenderung dominan terbentuk Ca Plagioklas, sebaliknya pada suhu yang semakin lebih redah akan semakin dominan Na Plagioklas. Adapun SiO2 pada suhu tinggi masih belum banyak berpartisipasi membentuk mineral, sehingga semakin rendah suhunya larutan magma akan semakin di dominasi oleh SiO2. Magma setelah membentuk mineral-mineral olivin, piroksen akan semakin didominasi SiO2 dan semakin bersifat asam. Magma asli bersifat basa (Dally, 1933, Winkler vide W.T. Huang, 1962). Maka semakin dekat dengan sumbernya (mantel atas) magma semakin bersifat basa. Semakin menjauh ke permukaan magma menjadi intermediet atau bahkan asam. Batuan beku yang terbentuk pun mengikuti posisi di mana terjadinya pembekuan magmanya. Batuan yang kaya akan mineral olivin dan piroksen adalah batuan beku basa, sebaliknya semakin kaya SiO2 batuan masuk kategori intermediet dan asam. Klasifikasi didasarkan pada kandungan SiO2 pada batuan (C.J. Hughes, 1962) ; Batuan beku asam kandungan SiO2 > Batuan beku intermedier kandungan SiO2 52% – Batuan beku basa kandungan SiO2 45% – - Batuan beku ultrabasa kandungan SiO2 < 45%

66% 66% 52%

Sifat magma dapat berubah menjadi magma yang bersifat lain, oleh proses-proses yang disebut :

 

Hibridasi : ialah terbentuknya magma baru yang bersifat lain karena percampuran dua magma yang berlainan jenisnya. Sinteksis : ialah proses pembentukan magma karena proses asimilasi dengan batuan samping (batuan yang diterobos) atau terlarutnya batuan asing kedalam magma.

Proses pembentukan kristal-kristal atau mineral seiring pembekuan magma membentuk batuan beku menyebabkan komposisi magma berubah seiring penurunan suhu dan pembentukan mineral-mineral tersebut. Perubahan komposisi magma inilah yang disebut dengan diferensiasi magma. Perubahan komposisi magma tentunya menyebabkan variasi batuan beku yang terbentuk. Dengan kata lain diferensiasi magma ialah semua proses yang mengubah magma homogen berskala besar menjadi batuan beku dengan komposisi yang bervariasi (W.THuang, 1962). Dalam Diferensiasi Magma itu sendiri terjadi beberapa proses : 









Fraksinasi : ialah pemisahan kristal dari larutan magma pada waktu terjadi pendinginan magma. Kristal-kristal saat pendinginan magma tidak dapat mengikuti perkembangan komposisi larutan magma yang baru, dia telah utuh sebagai kristal dan berhenti bereaksi mengikat unsure lain untuk membentuk mineral lain. Proses fraksinasi ini merupakan proses diferensiasi yang paling utama. Gravitational settling : pemilahan kristal-kristal oleh gaya gravitasinya, sehingga mineral yang berat akan memperkaya bagian dasar (waduk magma) dan posisinya berada di bawah mineral yang lebih ringan. Liquid immisibility : ialah larutan magma yang mempunyai suhu dan tekanan yang tinggi, pada suhu rendah akan pecah mengalami fraksinasi larutan yang masingmasing membeku membentuk batuan yang heterogen. Vesiculation : ialah suatu proses di mana magma yang mengandung CO2, SO2, H2O, sewaktu naik kepermukaan membentuk gelembung-gelembung gas yang membawa serta komponen volatile seperti sodium dan potassium. Assimilasi Evolusi magma dapat juga dipengaruhi oleh reaksi-reaksi dengan batuan sekitarnya wall rock. Karena magma yang menerobos kepermukaan temperaturnya lebih tinggi dari pada temperatur batuan yang diterobos maka batuan samping akan mempengaruhi komposisi magma tersebut. Hal ini sering terjadi terutama pada magma plutonik karena letaknya yang jauh dari permukaan bumi dan suhunya masih sangat tinggi mampu melelehkan batuan samping.

Pada posting selanjutnya akan dibahas mengenai variasi posisi dan dimensi batuan intrusi. Ada berbagai istilah misalnya Batolit, Dike, Sill dan lain-lain. Pada dasarnya mereka itu satu yaitu batuan beku intrusi.