1
TUGAS 1
GEOLOGI FISIK
“BOWEN SERIES, MINERAL SILIKAT
DAN NON SILIKAT”
Oleh :
Erick Wijaya Pratama Batlayeri
410014176
SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NASIONAL
(STTNAS) YOGYAKARTA
TEKNIK GEOLOGI
2014
2
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasih karunia, rahmat, berkat dan perlindungan yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah Praktikum Geologi Fisik dengan judul “Bowen Series, Minirel silikat dan Non
silikat”.
Penulisan Makalah ini bertujuan sebagai tiket untuk dapat mengikuti Praktikum Kristal dan mineral berikutnya, selain itu juga untuk memenuhi tugas yang di berikan oleh Asisten Dosen.
Tugas Makalah Praktikum ini masih jauh dari kesempurnaan maka dengan rendah hati dan penuh hormat, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari
berbagai pihak demi kesempurnaan Makalah ini. Akhir kata, semoga Makalah Praktikum ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya yang berhubungan dengan bidang Geologi
Yogyakarta, Oktober 2014
3
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR _______________________________________2
DAFTAR ISI ___________________________________________________3 BAB I PENDAHLUAN _____________________________________4 1.1 Latar belakan ___________________________________4 1.2 Tujuan _________________________________________4 BAB II PEMBAHSAN_______________________________________5 1.1 Batuan Beku ____________________________________5 1.2 Mineral Seri Reaksi Bowen ________________________6 1.3 Mineral Silikat dan Non Silikat_____________________9 BAB III PENUTUP _________________________________________14 LAMPIRAN GAMBAR _________________________________________15 DAFTAR PUSTAKA ___________________________________________164
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar BelakangPada tahun 1929 – 1930 Norman L. Bowen berkebangsaan Kanada melakukan penelitian dan menemukan bahwa mineral – mineral terbentuk dari magma yang
mengkristal karena suhu magma yang menurun (kristalisasi fraksional). Magma ialah materi kental, panas, berpijar dan merupakan senyawa silikat yang berada di bawah kondisi tekanan dan suhu yang tinggi di dalam tubuh bumi. Kecepatan pendinginan dan suhu yang akan menentukan ciri dan sifat mineral yang akan terbentuk. Dengan kecepatan pendinginan yang lambat, maka akan terbentuk mineral yang bentuk dan ukuran kristalnya lebih besar dari pada mineral yang terbentuk dari magma yang mendingin secara cepat.
Dengan penemuan tersebut Norman L. Bowen membuat suatu deret reaksi pembentukan mineral yang dinamakan Deret Reaksi Bowen. Deret Reaksi Bowen berisi tentang urut – urutan pembentukan mineral yang terbentuk dari hasil pendinginan magma dan perbedaan kandungan magma, dengan asumsi dasar bahwa semua magma berasal dari
magma induk yang bersifat basa. Terbentuknya mineral ini biasanya terjadi pada batuan beku. Hal ini terbentuk pada batuan beku karena Batuan beku (igneus) adalah batuan yang terbentuk dari membekunya magma cair yang terdesak ke permukaan bumi dan mengalami pendinginan. Batuan beku terbentuk menjadi beberapa jenis. Jenis-jenis batuan beku tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu komposisi magma, kecepatan magma untuk mendingin.
Di dalam magma tersebut mengandung beberapa material, ada yang bersifat mudah menguap (volatile) misalnya air, CO2, chlorine, fluorine, iron, sulphur, dan lain-lain yang
menyebabkan magma dapat bergerak, dan ada yang bersifat non-volatile atau non-gas yang kedua material tersebut merupakan zat pembentuk mineral yang biasanya dijumpai dalam batuan beku.
1.2. Tujuan
Maksud dan tujuan penulisan Makalah ini adalah agar Mahasiswa tingkat awal dapat mengenal Reaksi Bown dan Mineral Silikat dan Non silikat
5
BAB II PEMBAHASAN
1.1 Batuan BekuBatuan beku (igneus) merupakan batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras selama perjalanannya ke permukaan bumi (peristiwa penghabluran), dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik).Karakteristik batuan beku terbagi atas dua yaitu :
1. Sifat fisik Tekstur
Tekstur didefinisikan sebagai keadaan atau hubungan yang erat antar mineral-mineral sebagai bagian dari batuan dan antara mineral-mineral dengan massa gelas yang membentuk massa dasar dari batuan.
Struktur
Struktur adalah kenampakan batuan secara makro yang meliputi kedudukan lapisan yang jelas/umum dari lapisan batuan.
2. Komposisi mineral
Untuk menentukan komposisi mineral pada batuan beku, cukup dengan mempergunakan indeks warna dari batuan kristal. Atas dasar warna mineral sebagai penyusun batuan beku dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu:
Mineral Felsik,yaitu mineral yang berwarna terang, terutama terdiri dari mineral kwarsa, feldspar, feldspatoid dan muskovit.
Mineral Mafik, yaitu mineral yang berwarna gelap, terutama biotit, piroksen, amphibol dan olivin.
6 1.2 Mineral Reaksi Bowen
Seri Reaksi Bowen (Bowen Reaction Series) menggambarkan proses pembentukan mineral pada saat pendinginan magma dimana ketika magma mendingin, magma tersebut mengalami reaksi yang spesifik. Dan dalam hal ini suhu merupakan faktor utama dalam pembentukan mineral.
Tahun 1929-1930, dalam penelitiannya Norman L. Bowen menemukan bahwa mineral-mineral terbentuk dan terpisah dari batuan lelehnya (magma) dan mengkristal sebagai magma mendingin (kristalisasi fraksional). Suhu magma dan laju pendinginan menentukan ciri dan sifat mineral yang terbentuk (tekstur dan lain-lain). Dan laju pendinginan yang lambat memungkinkan mineral yang lebih besar dapat terbentuk.
Dalam skema tersebut reaksi digambarkan dengan “Y”, dimana lengan bagian atas mewakili dua jalur/deret pembentukan yang berbeda. Lengan kanan atas merupakan deret reaksi yang berkelanjutan (continuous), sedangkan lengan kiri atas adalah deret reaksi yang terputus-putus/tak berkelanjutan (discontinuous).
7
Deret Continuous
Deret ini mewakili pembentukan feldspar plagioclase. Dimulai dengan feldspar yang kaya akan kalsium (Ca-feldspar, CaAlSiO) dan berlanjut reaksi dengan peningkatan bertahap dalam pembentukan natrium yang mengandung feldspar (Ca–Na-feldspar, CaNaAlSiO) sampai titik kesetimbangan tercapai pada suhu sekitar 90000C. Saat magma mendingin dan kalsium kehabisan ion, feldspar didominasi oleh pembentukan natrium feldspar (Na-Feldspar,
NaAlSiO) hingga suhu sekitar 60000C feldspar dengan hamper 100% natrium terbentuk.
Deret Discontinuous
Pada deret ini mewakili formasi mineral ferro-magnesium silicate dimana satu mineral berubah menjadi mineral lainnya pada rentang temperatur tertentu dengan melakukan reaksi dengan sisa larutan magma. Diawali dengan pembentukan mineral Olivine yang merupakan satu-satunya mineral yang stabil pada atau di bawah 180000C. Ketika temperatur berkurang dan Pyroxene menjadi stabil (terbentuk). Sekitar 110000C, mineral yang
mengandung kalsium (CaFeMgSiO) terbentuk dan pada kisaran suhu 9000C Amphibole terbentuk. Sampai pada suhu magma mendingin di 60000C Biotit mulai terbentuk. Bila proses pendinginan yang berlangsung terlalu cepat, mineral yang telah ada tidak dapat bereaksi seluruhnya dengan sisa magma yang menyebabkan mineral yang terbentuk memiliki rim (selubung). Rim tersusun atas mineral yang telah terbentuk sebelumnya, misal Olivin dengan rim Pyroxene. Deret ini berakhir dengan mengkristalnya Biotite dimana semua besi dan magnesium telah selesai dipergunakan dalam pembentukan mineral.
Apabila kedua jalur reaksi tersebut berakhir dan seluruh besi, magnesium, kalsium dan sodium habis, secara ideal yang tersisa hanya potassium, aluminium dan silica. Semua unsur sisa tersebut akan bergabung membentuk Othoclase Potassium Feldspar. Dan akan terbentuk mika muscovite apabila tekanan air cukup tinggi. Sisanya, larutan magma yang sebagian besar mengandung silica dan oksigen akan membentuk Quartz
8
(kuarsa). Dalam kristalisasi mineral-mineral ini tidak termasuk dalam deret reaksi karena proses pembentukannya yang saling terpisah dan independent.
Aplikasi Deret Bowen
1. Dari diagram diatas anda dapat menginterpretasikan kondisi fisik dan kimiawi dimana suatuminera lmengkristal Sebagai contoh, olivin adalah suhu tinggi dan mineral tekanan dengan zat besi yang tinggidan magnesium, dan silika rendah.
2. Diagram diatas menunjukkan kestabilan mineral dalam lingkungan pelapukan, stabil setidaknya pada 1 bar dan 25o C (permukaan bumi). Mineral yang paling tidak stabil berada di atas diagram dan yang paling stabil di bagian bawah. Basal olivin dan berisi plagioklas kalsium. Jika sedang lapuk, mineral ini sangat tidak stabil dan akan segera memecah dengan melarutkan dan membentuk tanah,. granit berisi kuarsa, feldspar kalium, dan muskovit. Muskovit dan kalium mudah akan rusak, tapi kuarsa cukup tahan. Karena kuarsa stabil pada 1 bar dan 25o C
3. Kita dapat mengetahui asam atau basa suatu batuan melalui kandungan mineral yang terkandung di dalam batuan. Asam, jika didalam batuan beku terdapat mineral kuarsa, muskovit, orthoklas, dan Na-plagioklas. Intermediet, jika didalam batuan beku
terdapat mineral kuarsa, hornblende, orthoklas, piroksen, biotit, dan Na-plagioklas. Basa, jika didalam batuan beku terdapat mineral olivin, hornblende, piroksen, dan Ca-Naplagioklas.Ultrabasa, jika didalam batuan beku terdapat mineral olivin, piroksen, dan Ca-plagioklas.
4. Jika basal memiliki kuarsa di dalamnya, yang kadang terjadi, kuarsa datang bukan dari magma, tetapi dari batu yang bergabung setelah batuan itu terbentuk. Jika magma mendingin perlahan basal dan secara perlahan mineral pertama yang terbentuk harus olivin dan plagioklas kalsium. Olivin memiliki gravitasi yang lebih tinggi yang spesifik dari plagioklas. Oleh karena itu, jika intrusi, basal tebal tenang terjadi harus memiliki lapisan olivin di bagian bawah. Palisades Sill di tepi barat Sungai Hudson di New York dan New Jersey adalah seperti tubuh dan memiliki lapisan olivin murni di pangkalan. Jika Anda mendapatkan kesempatan pergi melihatnya.
9 1.3 Mineral Silikat dan Non Silikat
A. Defenisi Mineral Silikat
Mineral silikat merupakan bagian terbesar dari mineral pembentuk batuan yaitu sekitar 90% dari kerak bumi. Mineral ini merupakan kombinasi unsur-unsur utama yang terdapat di bumi ; O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg atau yang lebih di kenal dengan lapisan SiAl dan SiMa. Dasarnya semua batuan beku, batuan sedimen semua kecuali satu batuan metamorf, dan banyak terdiri dari hanya mineral silikat (mineral penting)
Hampir 90% mineral pembentuk batuan adalah dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Karena
jumlahnya yang besar, maka hampir 90% dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100% dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2900 Km dari kerak Bumi). Silikat merupakan bagian utama yang membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan. Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi
menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan non-ferromagnesium Mineral Silikat dibagi berdasarkan Warna dan Tektur
B. Pembagian Mineral Silikat berdasarkan × Berdasakan Warna
MINERAL FERROMAGNESIUM, umumnya mempunyai warna gelap atau hitam dan berat jenis yang besar (mineral silikat gelap ) . Contoh mineralnya adalah,
- Olivine [(Mg, Fe) K2SiO4] adalah mineral yang terbentuk pada temperatur tinggi, mengkristal paling awal. Dalam batuan seringkali dijumpai tidak sempurna karena pelarutan oleh magma sekitarnya sebelum pemadatan selesai. Pengaruh kandungan air yang cukup besar setelah atau saat konsolodasi menyebabkan olivin ber-alterasi ke serpentin
10
- Piroksen (X2Y2 O6) dengan X : Ca, Fe atau Mg, dan Y : Si atau Al. Mineral ini banyak jenisnya yang terpenting dalam batuan beku adalah Augit. Augit mengandung silika dengan presentasi relatif rendah, seringkali terdapat bersamaan dengan olivin. Pengaruh air menyebabkan alterasi menjadi Khlorit (chlorite), mineral yang mirip dengan serpentin. Mineral-mineral ini jarang pada batuan sedimen, umum merupakan mineral batuan Metamorf.
- Hornblende (X2-3 Y5 Z8 O22 (OH)2) dengan X : Ca, Y : Mg atau Fe, dan Z : Si atau Al.Hornblende mengandung silikat cukup banyak. Kristalisasinya dari magma mengandung komponen air (disebut mineral basah), dan kemungkinan beralterasi menjadi klorit bila kandungan air cukup banyak. Mineral ini sangat tidak stabil pada kondisi permukaan (pelapukan). Biotite
- Biotit (K (Mg, Fe)6 Si6 Al2 O20 (OH)4) merupakan bagian dari kelompok mineral mika (Mica Group) yang berwarna gelap. Ikatan mineral ini sangat lemah, sangat mudah membelah sepanjang bidang kristalnya. Mengkristal dari magma yang mengandung air pada batuan beku yang banyak mengandung silika, juga pada batuan sedimen dan metamorf. Dapat beralterasi menjadi klorit. Biotit dimanfaatkan untuk bahan isolasi pada peralatan listrik, bila kristalnya cukup besar.
- Garnet (R3, Al2 Si3 O12) dengan R mungkin Fe, Mg, Ca, Mn, Cr, dll. Terdapat pada batuan metamorf. Kriteria untuk mengenalnya terutama adalah kekerasannya menyamai kwarsa dan hampir tidak ada belahan. Mineral ini digunakan sebagai bahan kertas yang cukup baik, dengan memanfaatkan butirannya.
11
MINERAL NON-FERROMAGNESIUM, umumnya mempunyai warna terang dan berat jenis yang kecil. Contoh mineralnya, Muskovit,Feldspar, Ortoklas, dan kuarsa.( mineral silikat terang ). Contoh :
- Felspar, dibagi dalam dua jenis utama ; Felspar ortoklas (Orthoclase feldspar) atau K feslpar, K Al Si3 O8 dan Feslpar plagioklas
(Plagioclase feldspar), (Na-Ca) Si3 O8-Ca Als-Si3 O8. Felspar ortoklas terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Felspar plagioklas merupakan kandungan utama yang penting dan dipakai sebagai dasar klasifikasi batuan beku.
- Mineral Lempung terbentuk hasil alterasi dari mineral lain, sebagai contoh hasil alterasi felspar dengan hadirnya air. Mineral lempung dimanfaatkan dibanyak tempat. Kaolin digunakan sebagai bahan industri keramik. Montmorilonite dimanfaatkan kandungan bentonite-nya.
- Kwarsa (SiO2) tidak berwarna bila murni penambahan zat lain akan merubah warna beragam, misal hadirnya “mangan” memberi warna kemerahan (rose quartz) besi menjadi ungu (amethyst), dan merah coklat (jasper) tergantung pada kandungan kombinasi dengannya. Jenis silika yang lain Kalsedon (Chalcedonic silika) Chert, Flint, Opal dan Agate. Kwarsa dijumpai pada batuan yang kaya akan silica misalnya granit, juga didapat bersama mineral lain, termasuk bijih. Kwarsa digunakan sebagai bahan gelas dan untuk indusri alat-alat listrik.
- Muskovit K2 Al4 Si6 Al2 O20 (OH)4 termasuk kelompok mika yang hampir sama dengan biotit. Terdapat pada batuan beku yang kaya akan silika. Digunakan sebagai bahan isolasi panas atau listrik. Muskovit terdapat juga pada batuan sedimen dan metamorf. Seperti jenis mika lainnya, muskovit beralterasi menjadi montmorilonite.
12
× Berdasarkan Struktur
- Nesosilicates (tetrahedrons tunggal) - Sorosilicates (tetrahedrons ganda) - Inosilicates (rantai tunggal dan ganda) - Cyclosilicates (cincin)
- Phyllosilicates (lembar)
- Tectosilicates (kerangka kerja)
C. Mineral Non Silikat
Beberapa mineral tidak mengandung kombinasi Silicon dan Oksigen, sebagai mineral silikat lakukan. Kelompok mineral, yang disebut nonsilicates, yang ditemukan hanya 8% dari kerak bumi. Mineral Nonsilicate termasuk sumber daya yang sangat berharga bagi manusia, seperti emas logam mulia, perak, dan platinum, logam yang berguna seperti besi, aluminium dan timah, dan permata berlian dan ruby. Mineral Nonsilicate dipisahkan ke dalam kelas berikut:
- Elemen asli - elemen pribumi, seperti Gold, Platinum, atau tembaga, tidak digabungkan dengan unsur-unsur lainnya. Digunakan dalam perhiasan, koin dan elektronik.
- Karbonat - Elemen karbonat mengandung kombinasi Karbon dan Oksigen. Beberapa contoh adalah kalsit dalam batu gamping, atau bila dikombinasikan dengan magnesium, dolomit. Digunakan untuk memproduksi semen.
- Oksida - Oksida yang terbentuk ketika ion oksigen bermuatan negatif
menggabungkan dengan ion logam yang positif, seperti Besi. Beberapa contoh termasuk hematit, korundum, aluminium dan magnetit. Digunakan di bagian pesawat dan amplas.
- Halida - Halida terbentuk ketika halogen seperti klorin, yodium Fluorin, atau menggabungkan Brom dengan unsur-unsur lain seperti Kalsium, Sodium, atau
13
Kalium. Beberapa contoh adalah fluorit atau klorit. Digunakan untuk bahan kimia dan deterjen.
- Sulfida - unsur sulfida The, seperti kalkosit dan galena, Sulfur mengandung dikombinasikan dengan satu atau lebih unsur logam. Umumnya digunakan untuk membuat baterai dan elektronik.
- Sulfat - Sulfat terbentuk ketika ion Sulfur gudang elektron dan obligasi dengan Oksigen, dan kemudian obligasi dengan satu atau lebih unsur logam. Contohny adalah gipsum, digunakan untuk membuat sheetrock dan semen.
Mineral Nonsilicate tidak hampir sama umum sebagai mineral silikat, namun mereka adalah bagian besar dari kehidupan kita sehari-hari. Karena mineral ini sangat penting untuk manusia, kita perlu menggunakannya dengan hati-hati. Banyak dari mineral dapat digunakan kembali atau didaur ulang menjadi produk baru daripada harus diekstraksi dari tanah.
14
BAB III PENUTUP
Demikian yang dapat Penulis paparkan mengenai “BOWEN SERIES, MINERAL
SILIKAT DAN NON SILIKAT” dalam Makalah Praktikum ini, penulis sadar bahwa
penuliasan Makalah ini masih banyak kekurangan dan kelemahanya karena keterbatasan pengetahuan atau kurangnya referensi yang ada hubungnya dengan Makalah ini maka dengan rendah hati dan penuh hormat, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak demi kesempurnaan Makalah ini. Akhir kata, semoga Makalah Praktikum ini dapat bermanfaat bagi kita semua
15
LAMPIRAN GAMBAR
OLIVINE PYROXENE HORNBLENDE
BIOTITE ORTHOKLASE MUSCOVITE
QUARTZ
ANHORTITE ANDESINE
16
