Magma

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.

Magma yang mempunyai berat-jenis lebih ringan dari batuan sekelilingnya, akan berusaha untuk naik melalui rekahan-rekahan yang ada dalam litosfir hingga akhirnya mampu mencapai permukaan Bumi. Apabila magma keluar, melalui kegiatan gunung-berapi dan mengalir diatas permukaan Bumi, ia akan dinamakan lava. Magma ketika dalam perjalanannya naik menuju ke permukaan, dapat juga mulai kehilangan mobilitasnya ketika masih berada didalam litosfir dan membentuk dapur-dapur magma sebelum mencapai permukaan. Dalam keadaan seperti itu, magma akan membeku ditempat, dimana ion-ion didalamnya akan mulai kehilangan gerak bebasnya kemudian menyusun diri, menghablur dan membentuk batuan beku. Namun dalam proses pembekuan tersebut, tidak seluruh bagian dari lelehan itu akan menghablur pada saat yang sama. Ada beberapa jenis mineral yang terbentuk lebih awal pada suhu yang tinggi dibanding dengan lainnya.

Dalam gambar berikut diperlihatkan urutan penghabluran (pembentukan mineral) dalam proses pendinginan dan penghabluran lelehan silikat. Mineral-mineral yang mempunyai berat-jenis tinggi karena kandungan Fe dan Mg seperti olivine, piroksen, akan menghablur paling awal dalam keadaan suhu tinggi, dan kemudian disusul oleh amphibole dan biotite. Disebelah kanannya kelompok mineral felspar, akan diawali dengan jenis felspar calcium (Ca-Felspar) dan diikuti oleh felspar kalium (K-Felspar). Akibatnya pada suatu keadaan tertentu, kita akan mendapatkan suatu bentuk dimana hublur-hablur padat dikelilingi oleh lelehan.

Bentuk-bentuk dan ukuran dari hablur yang terjadi, sangat ditentukan oleh derajat kecepatan dari pendinginan magma. Pada proses pendinginan yang lambat, hablur yang terbentuk akan mempunyai bentuk yang sempurna dengan ukuran yang besar-besar. Sebaliknya, apabila pendinginan itu berlangsung cepat, maka ion-ion didalamnya akan dengan segera menyusun diri dan membentuk hablur-hablur yang berukuran kecil-kecil, kadang berukuran mikroskopis. Bentuk pola susunan hablur-hablur mineral yang nampak pada batuan beku tersebut dinamakan tekstur batuan.

Disamping derajat kecepatan pendinginan, susunan mineralogi dari magma serta kadar gas yang dikandungnya, juga turut menentukan dalam proses penghablurannya. Mengingat magma dalam aspek-aspek tersebut diatas sangat berbeda, maka batuan beku yang terbentuk juga sangat beragam dalam susunan mineralogi dan kenampakan fisiknya. Meskipun demikian, batuan beku tetap dapat dikelompokan berdasarkan cara-cara pembentukan seta susunan mineraloginya.

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.

Berdasakan sifat kimiawinya, batuan beku dapat dikelompokan menjadi 4 (empat) kelompok, yaitu:

(1) Kelompok batuan beku ultrabasa/ultramafic;

(2) Kelompok batuan beku basa;

(3) Kelompok batuan beku intermediate; dan

(4) Kelompok batuan beku asam.

Dengan demikian maka magma asal yang membentuk batuan batuan tersebut diatas dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu magma basa, magma intermediate, dan magma asam. Yang menjadi persoalan dari magma adalah :

1) Apakah benar bahwa magma terdiri dari 3 jenis (magma basa, intermediate, asam) ?

2) Apakah mungkin magma itu hanya ada satu jenis saja dan kalau mungkin bagaimana menjelaskan cara terbentuknya batuan-batuan yang komposisinya bersifat ultrabasa, basa, intermediate dan asam?

Berdasarkan pengelompokan batuan beku, maka pertanyaan pertama dapat dibenarkan dan masuk akal apabila magma terdiri dari 3 jenis, sedangkan pertanyaan kedua, apakah benar bahwa magma hanya ada satu jenis saja dan bagaimana caranya sehingga dapat membentuk batuan yang bersifat ultrabasa, basa, intermediate, dan asam?. Untuk menjawab pertanyaan ini, ada 2 cara untuk menjelaskan bagaimana batuan yang bersifat basa, intermediate, dan asam itu dapat terbentuk dari satu jenis magma saja? Jawabannya adalah melalui proses Diferensiasi Magma dan proses Asimilasi Magma.

Diferensiasi Magma adalah proses penurunan temperatur magma yang terjadi secara perlahan yang diikuti dengan terbentuknya mineral-mineral seperti yang ditunjukkan dalam deret reaksi Bowen. Pada penurunan temperatur magma maka mineral yang pertama kali yang akan terbentuk adalah mineral Olivine, kemudian dilanjutkan dengan Pyroxene, Hornblende, Biotite (Deret tidak kontinu). Pada deret yang kontinu, pembentukan mineral dimulai dengan terbentuknya mineral Ca-Plagioclase dan diakhiri dengan pembentukan Na-Plagioclase. Pada penurunan temperatur selanjutnya akan terbentuk mineral K-Feldspar(Orthoclase), kemudian dilanjutkan oleh Muscovite dan diakhiri dengan terbentuknya mineral Kuarsa (Quartz). Proses pembentukan mineral akibat proses diferensiasi magma dikenal juga sebagai Mineral Pembentuk Batuan (Rock Forming Minerals).

Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat terjadi melalui proses diferensiasi magma. Pada tahap awal penurunan temperatur magma, maka mineral-mineral yang akan terbentuk untuk pertama kalinya adalah Olivine, Pyroxene dan Ca-plagioklas dan sebagaimana diketahui bahwa mineral-mineral tersebut adalah merupakan mineral penyusun batuan ultra basa. Dengan terbentuknya mineral-mineral Olivine, pyroxene, dan Ca-Plagioklas maka konsentrasi larutan magma akan semakin bersifat basa hingga intermediate dan pada kondisi ini akan terbentuk mineral mineral Amphibol, Biotite dan Plagioklas yang intermediate (Labradorite – Andesine) yang merupakan mineral pembentuk batuan Gabro (basa) dan Diorite (intermediate). Dengan terbentuknya mineral-mineral tersebut diatas, maka sekarang konsentrasi magma menjadi semakin bersifat asam. Pada kondisi ini mulai terbentuk mineral-mineral K-Feldspar (Orthoclase), Na-Plagioklas (Albit), Muscovite, dan Kuarsa yang merupakan mineral-mineral penyusun batuan Granite dan Granodiorite (Proses diferensiasi magma ini dikenal dengan seri reaksi Bowen).

Asimilasi Magma adalah proses meleburnya batuan samping (migling) akibat naiknya magma ke arah permukaan dan proses ini dapat menyebabkan magma yang tadinya bersifat basa berubah menjadi asam karena komposisi batuan sampingnya lebih bersifat asam. Apabila magma asalnya bersifat asam sedangkan batuan sampingnya bersifat basa, maka batuan yang terbentuk umumnya dicirikan oleh adanya Xenolite (Xenolite adalah fragment batuan yang bersifat basa yang terdapat dalam batuan asam). Pembentukan batuan yang berkomposisi ultrabasa, basa, intermediate, dan asam dapat juga terjadi apabila magma asal (magma basa) mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya.

Sebagai contoh suatu magma basa yang menerobos batuan samping yang berkomposisi asam maka akan terjadi asimilasi magma, dimana batuan samping akan melebur dengan larutan magma dan hal ini akan membuat konsentrasi magma menjadi bersifat intermediate hingga asam. Dengan demikian maka batuan-batuan yang berkomposisi mineral intermediate maupun asam dapat terbentuk dari magma basa yang mengalami asimilasi dengan batuan sampingnya. Klasifikasi batuan beku dapat dilakukan berdasarkan kandungan mineralnya, kejadian / genesanya (plutonik, hypabisal, dan volkanik), komposisi kimia batuannya, dan indek warna batuannya. Untuk berbagai keperluan klasifikasi, biasanya kandungan mineral dipakai untuk mengklasifikasi batuan dan merupakan cara yang paling mudah dalam menjelaskan batuan beku. Berdasarkan kejadiannya (genesanya), batuan beku dapat dikelompokkan sebagai berikut:

1) Batuan Volcanic adalah batuan beku yang terbentuk dipermukaan atau sangat dekat permukaan bumi dan umumnya berbutir sangat halus hingga gelas.

2) Batuan Hypabysal adalah batuan beku intrusive yang terbentuk dekat permukaan bumi dengan ciri umum bertekstur porphyritic.

3) Batuan Plutonic adalah batuan beku intrusive yang terbentuk jauh dibawah permukaan bumi dan umumnya bertekstur sedang hingga kasar.

4) Batuan Extrusive adalah batuan beku, bersifat fragmental atau sebaliknya dan terbentuk sebagai hasil erupsi ke permukaan bumi.

5) Batuan Intrusive adalah batuan beku yang terbentuk dibawah permukaan bumi.

PENAMAAN BATUAN

Penamaan batuan beku ditentukan berdasarkan dari komposisi mineral-mineral utama (ditentukan berdasarkan persentase volumenya) dan apabila dalam penentuan komposisi mineralnya sulit ditentukan secara pasti, maka analisis kimia dapat dilakukan untuk memastikan komposisinya. Yang dimaksud dengan klasifikasi batuan beku disini adalah semua batuan beku yang terbentuk seperti yang diuraikan diatas (volkanik, plutonik, extrusive, dan intrusive). Dan batuan beku ini mungkin terbentuk oleh proses magmatik, metamorfosa, atau kristalisasi metasomatism.

Penamaan batuan beku didasarkan atas Tekstur Batuan dan Komposisi Mineral. Tekstur batuan beku adalah hubungan antar mineral dan derajat kristalisasinya. Tekstur batuan beku terdiri dari 3 jenis (gambar bsamping), yaitu Aphanitics (bertekstur halus), Porphyritics (bertekstur halus dan kasar), dan Phanerics (bertekstur kasar). Pada batuan beku kita mengenal derajat kristalisasi batuan: Holohyaline (seluruhnya terdiri dari mineral amorf/gelas)), holocrystalline (seluruhnya terdiri dari kristal), dan hypocrystalline (sebagian teridiri dari amorf dan sebagian kristal). Sedangkan bentuk mineral/butir dalam batuan beku dikenal dengan bentuk mineral: Anhedral, Euhedral, dan Glass/amorf.

Komposisi mineral utama batuan adalah mineral penyusun batuan (Rock forming Mineral) dari Bowen series, dapat terdiri dari satu atau lebih mineral. Komposisi mineral dalam batuan beku dapat terdiri dari mineral primer (mineral yang terbentuk pada saat pembentukan batuan / bersamaan pembekuan magma) dan mineral sekunder (mineral yang terbentuk setelah pembentukan batuan).

Dalam Tabel berikut diperlihatkan jenis batuan beku Intrusif dan batuan beku Ekstrusif dan batuan Ultramafik beserta komposisi mineral utama dan mineral sedikit yang menyusun pada setiap jenis batuannya.

Beberapa contoh batuan beku