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 kristal-kristal mellui reaksi
kimia yang memiliki pola tertentu terkait dengan sifat kimiawi
masing-masing 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 > 66%
- Batuan beku intermedier kandungan SiO2 52% – 66%
- Batuan beku basa kandungan SiO2 45% – 52%
- Batuan beku ultrabasa kandungan SiO2 < 45%
- Batuan beku intermedier kandungan SiO2 52% – 66%
- Batuan beku basa kandungan SiO2 45% – 52%
- Batuan beku ultrabasa kandungan SiO2 < 45%
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 masing-masing 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.
Sebagian gambar diambil dari :
http://www.hawaiilife.com/articles/2012/05/land-sales-hot/
http://www.universetoday.com/60070/what-is-a-volcano/
http://www.universetoday.com/60070/what-is-a-volcano/
Categories: Batuan Beku, Geologi Dasar
Leave a comment
2 komentar:
siiiiiip....
penak iki gawe pengetahuan,diskusi
sampek gawe copas tugas
hehe.......
amazing..
ok....kang...
Posting Komentar