-
MAGMATISME DAN BATUAN BEKU
Magma adalah bahan asal batuan beku. Magma merupakan bahan dari
semua batuan yang mobil yang terjadi secara alamiah dengan
komposisi utama larutan silikat.Magma dicirikan oleh:- Komposisi
silikat dominan- Temperatur tinggi- Mobilitas mengalir Magma
merupakan larutan kental, hanya sebagian kecil yang berupa larutan
cair. Berdasarkan origin, magma dibagi menjadi:Magma primer (asal
dari mantel, misalkan granitik, basaltik)Magma sekunder atau
anateksi (batuan) yang berubah menjadi magma (misalkan granit
anateksi)
-
Menurut DALY :
Granitik menyusun 95% batuan intrusif Magma (granit,
granodiorit) Primer Basaltik (basalt) menyusun 98% batuan ekstrusif
Untuk batuan basatik 98 % terlalu besar karena dijumpai juga batuan
ekstrusif lain non basaltik yang cukup banyak yaitu riolit dan
dasit.Ada kecenderungan geolog yang berpendapat bahwa magma
basaltik kemungkinan besar merupakan magma primer tunggal sebagai
asal dari sebagian besar batuan beku. Pendapat tersebut didukung
argumentasi:
Magma basaltik mengalir ke permukaan bumi dengan jumlah besar
dalam waktu geologi.
Batuan basaltik menyusun sebagian besar cekungan samudera
Dari percobaan terlihat diferensiasi magma basaltik dapat
menghasilkan batuan-batuan kimiawi yang bervariasi, sesuai dengan
pengamatan kejadian batuan di alam.
-
KOMPOSISI KIMIAWI MAGMA DAN BATUAN BEKU
Komposisi rata-rata 5159 contoh batuan beku (Clarke &
Washington) sebagai berikut:SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O
H2O TiO2 59,14% 5,14% 3,08% 3,80% 3,49% 5,08% 3,84% 3,13% 1,15%
1,05%
Oksida yang lain < 0,30%
Data tersebut tidak mewakili komposisi magma primer sebagai asal
dari batuan beku, maupun magma lain. Meskipun begitu, magma
tersusun atas multi elemen dominan ( O, Si, Al, Fe, Mg, Ca, Na, K )
dan elemen-elemen lainnya.
Dari hasil analisis 5000 contoh batuan beku segar oleh
Richardson & Sneesby, terlihat bahwa kadar dominan SiO2 sebesar
52,5% & 73% adalah granit & basalt.
-
KOMPOSISI MINERALOGI BATUAN BEKU
Ada > 1000 mineral, tetapi yang dijumpai di dalam sebagian
besar batuan beku ( > 99% batuan beku yang ada ) sangat
sedikit.
Hanya ada 7 GRUP MINERAL yaitu:
SILIKA, FELSPAR, FELSPATOID, OLIVIN, PIROKSIN, AMFIBOL DAN
MIKA.
Komposisi mineralogi dipakai sebagai kriteria dasar dalam
membuat klasifikasi batuan beku
-
1. GRUP SILIKA: STRUKTUR TEKTOSILIKAT
Di alam ada 7 mineral silika yaitu: kwarsa (termasuk kalsedon),
tridimit, kristobalit, opal, lechatelierit, coesit &
stishovit.
KWARSA & OPAL: sangat umum dalam batuan beku TRIDIMIT &
KRISTOBALIT: dalam batuan volkanik & jarang LECHATELIERIT
(gelas silika): jarang COESIT & STISHOVIT: terbentuk pada p
tiba-tiba yang tinggiKwarsa, tridimit & kristobalit memiliki
kestabilan yang tidak sama dan menunjukan fenomena
enantiotropismePada p atmosferik,
Kwarsa stabil pada t s.d. 8670C Tridimit stabil pada t 8670
14700C stabil Kristobalit stabil pada t 14700 17130C
> 17130C larutan silika stabil (fasenya).High & low
quartz hanya terbentuk pada daerah kestabilan, tidak pernah pada
temperatur yang lebih tinggi.
- high quartz terbentuk pada temperatur > 5730 dalam batuan
beku sebagai mineral pembentuk batuan - low quartz terbentuk pada
temperatur < 5730 dalam vein kwarsa & pegmatit
-
tridimitHigh QuartzLow QuartzkristobalitlarutanTP
-
2. GRUP FELSPAR: STRUKTUR TEKTOSILIKAT
FELSPAR umum dijumpai dalam 2 kelompok:
potasium (K) & barium felspar (alkali felspar) monoklin
sodium (Na) & calcium felspar (plagioklas) triklin
Rumus umum felspar adalah :WZ4O8W = Na, K, Ca, Ba Z = Si, Al
Perbandingan Si : Al berkisar dari 3 : 1 s.d. 1 : 1
Jarang dijumpai Felspar yang mengandung Ba, sehingga yang
dominan adalah:
KAlSi3O8 (Or) NaAlSi3O8 (Ab) CaAl2Si2O8 (An)
Potash felspar : memiliki perbedaan sifat fisik & optik
berangsur dari Sanidin ---- monoklin ------ dalam batuan volkanik
(t >>) Ortoklas ---- monoklin Mikroklin ---- triklin dalam
batuan metamorf & batuan beku (t
-
Pada temperatur tinggi terdapat larutan padat yang berkomposisi
mulai dari KAlSi3O8 NaAlSi3O8.
mineral yang lebih potasik disebut soda ortoklas (monoklin)
mineral yang lebih sodik disebut anortoklas (triklin)
Felspar sodi calcic (Plagioklas) ------ triklin dengan isomorf
dari albite sodik anortite calcic :
Na(Si3AlO8) = Ab
Albit ---------------- 0 10 % An -------------- An 0 10
Oligoklas --------- 10 30 % -------------- An 10 30 Andesin
----------- 30 50 % -------------- An 30 50 Labradorit -------- 50
70 % -------------- An 50 70 Bitonit ------------- 70 90 %
--------------- An 70 90 Anortit ------------- 90 100 %
-------------- An 90 100
Ca(Si2Al2O8) = An
-
3. GRUP FELSPATOID : STRUKTUR TEKTOSILIKAT
Adalah grup alkali-aluminium silikat yang terbentuk dari suatu
magma yang kaya alkali tetapi kekurangan silika. Grup ini tidak
pernah berasosiasi dengan kwarsa primer.
Mineral utamanya adalah : Leucite KAlSi2O6Sodalit
Na8Al6Si6O24(Cl2) Kaliofilit KAlSiO4Nosean Na8Al6Si6O24 (SO4)
Kalsilit KAlSiO4Cancrinit Na8Al6Si6O24 (HCO3)2 Nefelin NaAlSiO4
Felspatoid berstruktur tektosilikat dan dikelompokan berdasarkan
kesamaan petrografis.
leucit umum ditemukan dalam batuan volkanik, tidak dalam batuan
plutonik
nefelin umum ditemukan dalam batuan volkanik dan plutonik.
-
4. GRUP PIROKSEN : struktur INOSILIKAT TUNGGAL
Dikelompokan berdasarkan kesamaan sifat kristalografik dan sifat
fisik lain, serta komposisi kimiawinya. Piroksen mengkristal dalam
2 sistem: ortorombik monoklin
Rantai tetrahedral Si O yang memiliki ratio 1 : 3 (inosilikat
tunggal) paralel dengan sumbu vertikal kristal dan terikat secara
lateral dengan ion logam, sehingga pada umumnya kristalnya
berbentuk prismatik. Jenis Piroksen antara lain adalah:
EnstantitMgSiO3 Piroksen ortorombik Hiperstene(Mg,Fe)SiO3 Klino
Enstantit MgSiO3 Klino Hipersten(Mg,Fe)SiO3 Piroksen monoklin
Diopsid CaMgSi2O6 Hederbergit CaFe2+Si2O6 Augit Pigeonit
AegirinNaFe3+Si2O6 Piroksen monoklin JadeitNaAl Si2O6 Spodumene
LiAl Si2O6 JohannsenitCaMn Si2O6Piroksen ortorombik yang umum
berada dalam batuan beku semua kaya akan Mg
-
5. GRUP AMFIBOL : STRUKTUR INOSILIKAT GANDA
Berstruktur ortorombik dan monoklin, terdapat kesamaan sifat
fisik, kristalografi dan komposisi kimiawi dalam grup ini.
Amfibol memiliki grup paralel dengan piroksen Perbedaannya
adalah: Amfibol memiliki kandungan OH yang cukup dalam struktur.
Ratio Amfibol adalah Si : O = 4 : 11 (inosilikat ganda) sedangkan
Piroksen 1 : 3
Komposisi kimiawi antara senyawa Amfibol dan Piroksen tidak jauh
beda, sehingga yang memiliki komposisi sama disebut polimorf.
Contoh:MgOSiO2H2OMgSiO3 ( piroksen )40,060,0 Mg7(Si4O11)2(OH)2
(amfibol)36,261,5 2,3
Jenis Amfibol : Seri Antofilit: (Mg,Fe)7(Si4O11)2(OH) 2 Mg >
Fe ----------------- Ortorombik Seri Cummingtonit:
(Fe,Mg)7(Si4O11)2(OH)2 Fe > Mg Seri Hornblenda Monoklin Seri
Alkali Amfibol: Na > Ca : Glakofan, Riebeckit, Arfvedsonit
Amfibol diduga lebih banyak terdapat dalam batuan plutonik
daripada batuan volkanik. Adanya OH dalam struktur akibat
kristalisasi dengan tekanan atau mungkin karena komposisi
magmanya.
-
6. GRUP OLIVIN: STRUKTUR NESOSILIKAT
Grup Olivin mengkristal dalam sistem ortorombik :
Forsterit ------------------------ Mg2SiO4Fayalit
------------------------- Fe2SiO4Tephrait ------------------------
Fe2SiO4Olivin --------------------------- (Mg,Fe)2SiO4Montcelite
---------------------- CaMgSiO4Glaucochroit -------------------
CaMnSiO4
Grup Olivin memiliki struktur tertutup sehingga d tinggi
Forsterit :3,22 Enstatit:3,18 Antofilit:2,96 Talc:2,82
-
7. GRUP MIKA: struktur FILOSILIKAT
Grup Mika memiliki belahan basal sempurna dengan struktur
filosilikat. Beberapa jenis yang berlainan membentuk isomorf.
Terdapat 2 anggota grup yang sering mengkristal bersama dengan
posisi paralel :Biotit dan MuskovitMuskovit dengan LepidolitJenis
Mika: Muskovit--------------------------- KAl2(AlSi3O10)(OH)2
Paragonit--------------------------- NaAl2(AlSi3O10)(OH)2
Phlogopit--------------------------- KMg3(AlSi3O10)(OH)2
Biotit--------------------------- K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2
Lepidolit--------------------------- KLi2Al(Si4O10)(OH)2
Jenis mika yang umum terdapat alam batuan beku adalah biotit.
Muskovit ada dalam granit. Lepidolit selain terdapat dalam beberapa
granit, terutama ada di dalam granit pegmatit. Phlogopit
kadang-kadang ditemukan dalam batuan yang kaya Mg, miskin Fe
seperti Peridotit tetapi umumnya dalam batuan gamping malihan dan
pegmatit. Paragonit jarang ditemukan, biasanya terdapat dalam
batuan sekis.
Stabilitas:Phlogopit (dan Biotit) dapat terbentuk langsung dari
magma pada t kristalisasi normalMuskovit terdapat dalam granit pada
p rendah, dengan uap air yang tinggi dengan kedalaman yang cukup
besar
-
KOMPONEN VOLATIL DARI MAGMA
Magma mengandung bahan VOLATIL dengan jumlah dan komposisi yang
tidak diketahui dengan tepat.
Komponen tersebut tidak dapat ditentukan secara langsung, tetapi
dengan:
Pengamatan material yang diendapkan di dalam fumarol Percobaan
pemanasan batuan beku Sampling gas pada kepundan (sulit &
bahaya)
Hasil dari pengamatan berbagai vulkan menunjukan bahwa H2O
selalu dominan > 80% dari seluruh volume; sementara CO2, H2S, S,
SO2, HCl, dan NH4Cl sering melimpah. Sedangkan HF, N2, H2, CH4,
H3BO3 dan CO berjumlah sedikit
-
MAGMATISME DAN PEMBENTUK BIJIH
Terdapat banyak bukti bahwa berbagai deposit bijih pada umumnya
memiliki hubungan dengan magma. Beberapa bukti berkaitan dengan
asosiasi geologi dari tubuh bijih dengan batuan beku dengan tipe
tertentu
Contoh: cebakan timah di dalam batuan granit, kadang-kadang
gradasinya dapat ditelusuri dari pegmatit ke vein pembawa bijih
sampai ke vein kwarsa yang tanpa mengandung bijih timah. Contoh
lain ialah adanya pemisahan langsung mineral mineral bijih dari
magma.
Beberapa masalah yang belum terpecahkan dengan baik adalah :
Bagaimana pemisahan bijih dari magma Bagaimana transportasinya
Bagaimana deposisinya
-
MAGMATISME DAN PEMBENTUK BIJIH
Selain itu beberapa hal yang perlu diketahui adalah :
Bahan pembentuk bijih meninggalkan magma dalam fase gas ataukah
fase cair Larutan pembentuk bijih bersifat asam ataukah alkalin
Kondisi t & p
Terdapat beberapa kemungkinan sebagai berikut:
Jika t > t kritis, maka transportasi & deposisi terjadi
dalam fase gas. Tidak dipengaruhi oleh p tinggi.
Jika t < t kritis, maka larutan diendapkan dalam fase cair,
hal ini terjadi pada kedalaman sedang, di mana p > p
kritisnya.
Dari magma yang temperaturnya turun, keluar material dalam fase
gas yang akan mengembun menjadi fase cair apabila pendinginan t
< t kritis,
-
SEDIMENTASI DAN BATUAN SEDIMENAspek sedimen : pelapukan erosi
transportasi pengendapan diagenesis.
Reaksi pelapukan bersifat :Menerus : larut dan terbawa ke lain
tempatTak menerus : terendapkan di zona asal.SEDIMENTASI : PROSES
YANG TERJADI AKIBAT DARI INTERAKSI ATMOSFIR DAN HIDROSFIR TERHADAP
KULIT BUMI
-
HORISON A: komponen batuan asal sebagian sudah hilang oleh
proses pelindian & transportasi mekanis akibat gerakan air
permukaan dan air tanah.
HORISON C: berupa pelapukan batuan insitu atau batuan aluvial
atau paleosoil. Horison C merupakan material induk dari horison A
& B.GEOKIMIA TANAHTanah adalah hasil proses geokimia, terdiri
atas beberapa horison dengan tebal bervariasi. Secara garis besar,
profil tanah tersebut adalah:
HORISON B: zona akumulasi dari bahan-bahan yang mengalami
transportasi. Horison B mengandung banyak lempung dan akumulasi
oksida besi. Unsur pandu sering terdapat di horison B.
Komposisi Tanah tergantung pada :Batuan asal / batuan
indukFaktor lingkungan : Iklim aktivitas biologi topografi
waktu
-
GEOKIMIA TANAHKomponen tanah terdiri dari : mineralzat
organikairUdara
Dibandingkan dengan batuan asal, komposisi kimia tanah mengalami
perubahan sebagai berikut:penyusutan besar pada: Ca, Mg, Na,
Kpenyusutan sedikit pada: Al, Fepenambahan pada: Si
FRAKSI KOLOID adalah paling aktif pada tanah, terdiri dari
mineral lempung & zat organik. Zat organik sangat efektif dalam
ekstraksi, pelarutan & migrasi elemen elemen.
-
KOMPOSISI KIMIA BATUAN SEDIMENKomposisi kimia batuan sedimen
lebih bervariasi dibandingkan batuan beku, sebagai contoh:
batu pasir mengandung SiO2 s.d. 99 % bauxite mengandung Al2O3
s.d. 70 % limonite mengandung Fe2O3 s.d. 75 % siderite mengandung
FeO s.d. 60 % dolomit mengandung MgO s.d. 20 % batu gamping
mengandung CaO s.d. 56 %KOMPOSISI MINERALOGI BATUAN SEDIMENAda 2
tipe mineral yaitu: mineral yang resisten terhadap pelapukan
mekanis mineral baru hasil pelapukan kimia
Pada deret Reaksi Bowen, urutan stabilitasnya kebalikan terhadap
urutan pelapukannya. Mineral yang terbentuk lebih awal akan lapuk
lebih dulu karena kurang stabil
-
Jenis mineral dalam batuan sedimen cukup banyak, yang umum
adalah: KWARSA, FELSPAR, KALSIT, DOLOMIT DAN MINERAL LEMPUNG.
Mineral yang melimpah pada batuan tertentu adalah :Glaukonit,
limonit, bauksit, collophane
Mineral lempung yang terdapat dalam batuan sedimen terutama
adalah: KAOLINIT, MONTMORILLONIT, ILLIT, KLORIT
-
Dengan ukuran rata rata < 0,02 mm MINERAL LEMPUNG dapat
dibedakan berdasarkan: lapisan TETRAHEDRA SILIKAT lapisan OKTAHEDRA
HIDROKSIL ALUMINAtetrahedra silikatoktahedra hidroksil alumina
-
KOLOID DAN PROSES KOLOIDALKOLOID DAN PROSES KOLOIDAL
Koloid ialah partikel halus berukuran 10-3 mm s.d. 10-6 mm.
Larutan koloidal dapat menjadi larutan biasa dan suspensi tanpa
garis batas yang jelas.Koloid merupakan partikel multimolekul, dan
koloid sebagai SISTEM DISPERSI terbagi atas : PARTIKELMEDIATipe
dispersi:Padat gas asapCair gas kabutCair cair emulsi
Di dalam proses sedimentasi, yang penting adalahfase padat cair
antara lain berupa:Sol : seperti cairan, dapat mengalirGel:
kentalPasta: lempung plastik
Jenis sol di dalam air dibedakan menjadi 2 yaitu:Hidrofilik :
partikel berinteraksi kuat dengan molekul air stabilHidrofobik:
mudah mengendap, antara partikel dan molekul air tidak memiliki
daya tarik kurang stabil
-
KOLOID DAN PROSES KOLOIDALContoh: - silika membentuk sol
hidrofilik - alumunium hidroksida membentuk sol hidrofobik
Koloid mempunyai muatan listrik yang berasal dari:adsorpsi ion
dari cairan, atauionisasi langsung materialnya
Lingkungan pembentukan mempengaruhi muatan koloid, positif atau
negatif
- AMORFPARTIKEL KOLOID - KRISTALIN (umumnya an organik)
Koloid terbentuk dengan 2 cara yaitu:
penghancuran butir kasar ke ukuran koloidaggregasi molekul / ion
membentuk partikel berukuran koloid
Pada umumnya aggregasi lebih sering terjadi. Silika sebagai
material yang dominan padakulit bumi, mudah menjadi larutan
koloid.
-
KOLOID DAN PROSES KOLOIDALSIFAT PENTING KOLOID ADALAH KEMAMPUAN
MENGADSORPSI SENYAWA TERTENTU. Ada 2 tipe yaitu :
ADSORPSI FISIKADSORPSI KIMIAWI
Prinsip adsorpsi :butiran mengecil (berakibat permukaan semakin
luas) adsorpsi >>tingkat kelarutan senyawa >konsentrasi
naik adsorpsi >>ion bermuatan tinggi mudah adsorpsi
mineral lempung banyak mengadsorpsi ion dari air.
-
Samudera sebagai bagian yang terbesar, menutupi 70,8 % permukaan
bumi. Pada kedalaman 3800 m, volume samudera 1372 x 106 Km3.
Densitasnya pada temperatur 0oC dan salinitas normal adalah
1,028.
Air laut tersebut merupakan 98% dari total massa hidrosfir.
Menurut Goldschmidt secara rat-rata setiap cm2 permukaan bumi
terdapat 273 liter air yang terdiri dari : l kg Air
laut268,45278,11Air tawar 0,10 0,10Es 4,50 4,50Uap 0,003
0,003HIDROSFIRHidrosfir adalah kulit / pembungkus pada permukaan
bumi yang tidak bersambungan (discontinous) yang terdiri dari Air
Laut, Air Tawar dan PADAT (es).
-
KOMPOSISI AIR LAUT:
Diukur berdasarkan Klorinitas dan Salinitas
KLORINITAS: adalah jumlah kadar klorida dan ekivalennya (bromida
& jodida) dalam 1 permil air laut.SALINITAS: adalah jumlah
padatan klorida dan ekivalennya.
Salinitas dapat dihitung dari harga klorinitas. Pada umumnya
salinitas lautan terbuka adalah sekitar 35 per mil, sedangkan di
lautan tertutup seperti Laut Merah & Teluk Parsi mencapai 40
per mil karena:
- EVAPORASI / PENGUAPAN >>- PENGENDAPAN
-
KOMPOSISI AIR LAUT:
Diukur berdasarkan Klorinitas dan Salinitas
KLORINITAS: adalah jumlah kadar klorida dan ekivalennya (bromida
& jodida) dalam 1 permil air laut.SALINITAS: adalah jumlah
padatan klorida dan ekivalennya.
Salinitas dapat dihitung dari harga klorinitas. Pada umumnya
salinitas lautan terbuka adalah sekitar 35 per mil, sedangkan di
lautan tertutup seperti Laut Merah & Teluk Persi mencapai 40
per mil karena:
- EVAPORASI >>- PENGENDAPAN
-
HIDROSFIRKOMPOSISI AIR DARATAN:
Jumlah air daratan kecil tetapi PENTING DALAM GEOKIMIA SEBAGAI
AGEN PELAPUKAN DAN EROSI. Mengetahui jumlah dan komposisinya
penting untuk memahami evolusi lautan.
SUMBER DARI AIR DARATAN ADALAH AIR HUJAN DAN SEDIKIT MATA AIR
PANAS DARI MAGMATISME. Air hujan mengandung larutan bahan yang
berbeda oleh waktu dan tempat.Clarke memperkirakan air tersembunyi
tersebut membawa 27,35 x 1014 gram bahan rombakan membuat keasinan
air sungai = 100 ppm. Sebenarnya bervariasi 13 9.185 ppm tetapi
jarang yang > 1000 ppm.
Menurut Conway, keasinan air > 50 ppm berarti drainage
berasal dari batuan beku & batuan metamorf. Sedangkan 50 200
ppm drainagenya sebagian besar berasal dari batuan sedimen.
-
N2780.000755.100 3 jenis gas yang O2 209.500231.500 pentingAr
9.300 12.800ATMOSFIR adalah MEDIUM TRANSPORTASI KOMPONEN GEOKIMIA
DI PERMUKAAN BUMI dan sebagai bagian utama dari daur geokimia unsur
antara lain: S, C, H2.Kadar CO2 = 0,04 % tetapi sangat penting
untuk flora. Sedangkan lapisan ozone tipis dalam stratosfir penting
sebagai penyerap radiasi sinar ultra violet yang menuju ke
permukaan bumi
KOMPOSISI ATMOSFIR :Komposisi rata rata atmosfir adalah sebagai
berikut:GasVolume (ppm)Berat (ppm)
CO2 300 460Ne 18 12,5He 5,2 0,72CH4 1,5 0,94Kr 1 2,90N2O 0,5
0,8H2 0,5 0,035O3 0,4 0,7Xe 0,08 0,36ATMOSFIR
-
Pada ketinggian (h) < 60 km komposisi tersebut konstan karena
ARUS KONVEKSI. Di atas 60 km terjadi pemisahan gravitasi dari gas
sesuai berat molekul (BM)nya
Atmosfir dibagi menjadi beberapa bagian sebagai berikut:
TROPOSFIR : h = 0 15 km arus konveksi dominan, semakin ke atas t
turunSTRATOSFIR : h = 15 s.d. 60 80 km perlapisan arus konveksi
yang tidak begitu kuat.IONOSFIR: h > 60 80 km ionisasi oleh
radiasi sinar ultra violet, ada 3 lapisan yaitu E, F1 & F2 yang
dicirikan oleh adanya sifat adsorptif & reflektif terhadap
gelombang radio.
ATMOSFIR
-
FOTOSINTESIS (BIOSFIR) MENGATUR KADAR OKSIGEN DI ATMOSFIR O2 (
ATMOSFIR ) FOTOSINTESIS PERNAFASAN, OKSIDASI CO2 (ATMOSFIR)
CO2 memiliki daya larut > O2 & N2. Sebagian besar CO2
bebas berada di SAMUDERA atau SEBAGAI KARBONAT pada BATUAN.
Argon merupakan unsur atmofir yang tidak bereaksi dengan unsur
lain. Dibandingkan dengan gas mulia yang lain, jumlah gas argon
cukup banyak, terdiri atas 3 isotop :
Ar36 0,307 %Ar38 0,061 %Ar40 99,632 %
AR MERUPAKAN HASIL PELURUHAN DARI K40
ATMOSFIR
-
Selain ada komponen yang relatif tetap, ada juga beberapa
komponen atmosfir yang bervariasi yaitu antara lain :
Uap air, sulfur, nitrogen, NaCl, Halogen (F, Br, I), CO, N2O5,
Pb.
Kestabilan CO2 di atmosfir menunjang kestabilan kehidupan
organisme di permukaan bumi
PENGONTROL KESTABILAN CO2 DI ATMOSFIR TERSEBUT ADALAH
SAMUDERA
Di Venus CO2dalam atmosfir melimpah, mungkin karena sangat
kekurangan hidrosfir yang berperan sebagai medium pengatur /
pengontrol.ATMOSFIR
-
Pengaruh biosfir dalam geokimia sangat luas meliputi:
penyebaran, transportasi dan akumulasi unsur yang langsung dan tak
langsung berhubungan dengan biokimia.
Asimilasi CO2 (klorofil) dan cahaya matahari penting bagi
kehidupan menghasilkan O2
Oksidasi biologi perlu O2 menghasilkan panas
Organisme mikro besar peranannya dalam reaksi geokimia pada
biosfir
MASA BIOSFIR:Menurut Rankama dan Sahama, berat relatif 3 zona
adalah sbb:
- Hidrosfir69.100- Atmosfir 300- Biosfir 1
Jumlah biosfir adalah paling sedikit, tetapi memiliki aktivitas
kimia yang besar dan efek kimianya cukup pentingBIOSFIRAda 2
pengertian yaitu :BAGIAN BUMI YANG MENUNJANG KEHIDUPANSEMUA BENDA
HIDUP : TUMBUHAN, FAUNA, DAN MIKRO-ORGANISME
-
KOMPOSISI BIOSFIR:
Komponen utama biosfir adalah air yang terdapat pada:
50%pada kayu60%pada vertebrata > 90% pada invertebrata
laut
Komponen lain secara umum dapat dikelompokan sbb:
unsur energi (C, O, H, N)Nutrisi makro (P, Ca, Mg, K, S, Na,
Cl)Nutrisi mikro Fe, Cu, Mn, Zn untuk hewan dan flora B, Mo, Si
untuk hewan Co, I untuk flora
ENDAPAN BIOGENIK:
BIOLITH : adalah endapan hasil aktivitas biologi, yang dibagi
menjadi 2 grup yaitu:acaustobiolith (non-combustible)cautobiolith
(combustible)BIOSFIR
-
NON COMBUSTIBLE : batu gamping, opal, radiolaria, chert, besi
hidroksida, fosfat, sulfida, dsb.
COMBUSTIBLE : terutama material karbon, mengalami transformasi,
awalnya berasal dari 2 jenis bahan yaitu:
BAHAN HUMIC : sisa tumbuh-tumbuhan berkayu, mengandung banyak
karbon, hidrogen, oksigen dan nitrogen dapat membentuk batubara
BAHAN SAPROPELIC : sisa tumbuh-tumbuhan tingkat rendah yang
hidup di air tawar/ air laut dapat membentuk minyak bumi
BIOSFIR
-
KOMPOSISI RATA RATA BAHAN BAKAR
C H N O
Kayu49,656,230,9243,20Peat55,446,281,7236,56Lignit72,955,241,3120,50Bitumin84,245,551,52
8,69Antrasit93,502,810,97 2,78
Perubahan dari Kayu Antrasit:- C :naik- O :turun- H :turun- H/O
:naik dari 1/8 1/7 1/1
TRANSFORMASI DARI BAHAN TUMBUH TUMBUHAN MENJADI BATUBARA
MELIPUTI 2 TAHAP :
TAHAP BIOKIMIATAHAP METAMORFOSABIOSFIR
-
TAHAP BIOKIMIA : mengubah bahan tumbuh tumbuhan menjadi peat
oleh aktivitas organisme mikro melalui proses :
dekomposisi cepat bahan yang mudah larutdekomposisi lambat
celluloseakumulasi berangsur sisa sel organisme mikro (kandungan
nitrogennya)
Apabila kondisi lingkungan menghambat kehidupan mikro organisme,
maka tahap biokimia akan berhenti.
TAHAP METAMORFOSA : seperti pengaruh tekanan (p) dan temperatur
(t) serta diagenesis, akan melanjutkan proses pembentukan
batubara.
Kualitas batubara ditentukan oleh faktor :waktu terpendampanas
vulkanismetekanan orogenesap & t dari kedalaman deposit
BIOSFIR
-
UNSUR MINOR PADA ENDAPAN BIOGENIK
Pada Batubara :
Unsur minor terakumulasi oleh PROSES ADSORPSI ATAU REAKSI KIMIA
DARI / DENGAN AIR TANAH PADA WAKTU PEMBENTUKAN BATUBARA. Kehadiran
unsur minor tersebut tergantung pada lingkungan di mana batubara
terbentuk.
UNSUR MINOR / UNSUR JARANG PADA ENDAPAN BATUBARABIOSFIR
UNSURKADAR RATA RATA ( GRAM/TON) DALAM FAKTOR PENGKAYAAN (COC)
ABU KULIT BUMIKULIT
BUMIB6001060Ge5001,5330As5002250Bi200,2100Be452,816Co3002512Ni700759
-
UNSUR MINOR / UNSUR JARANG PADA PETROLEUM/ MINYAK BUMI :Vanadium
sering mempunyai afinitas dengan minyak bumi sampai > 70% dalam
bentuk V2O6 dalam petroleum ash, sehingga memiliki nilai ekonomi
sendiri. Di Peru Vanadium terdapat pada aspaltite.
Menurut Goldschmidt, V, Mo dan Ni membentuk SENYAWA
ORGANOMETALIK yang bermigrasi bersama hidrokarbon. Dalam
eksperimen, metal tersebut berperan sebagai KATALISATOR yaitu
MENDORONG REAKSI TANPA IKUT BEREAKSI.BIOSFIR
UNSURKADAR RATA RATA ( GRAM/TON) DALAM FAKTOR PENGKAYAAN (COC)
ABU KULIT BUMIKULIT BUMICd 5 0,225Pb 10138Ag 2 0,120Sc
60223Ga100157Mo 50 1.530U400 2,7150
-
METAMORFISME DAN BATUAN METAMORFMETAMORFISME SEBAGAI PROSES
GEOKIMIA
METAMORFISME adalah : - suatu PROSES PELAPUKAN yang menyebabkan
terjadi REKRISTALISASI bahan pembentuk batuan. Secara umum, batuan
tetap solid selama berlangsung metamorfisme. Jika terjadi proses
remelting seperti pembentukan magma maka metamorfisme berubah
menjadi magmatisme - hasil perubahan TEMPERATUR, TEKANAN dan
LINGKUNGAN KIMIAWI dalam batuan solid berpengaruh pada kestabilan
kimia dan fisika dari sekumpulan mineral untuk membentuk
kesetimbangan baru akan menghasilkan STRUKTUR dan mineral baru di
dalam batuan yang mengalami rekristalisasi sebagian atau
rekristalisasi total
Batas antara DIAGENESIS dan METAMORF sukar ditentukan. Contohnya
alterasi dari peat antrasit dan akhirnya menjadi grafit adalah
proses metamorfisme. Tetapi batuan-batuan sedimen yang menutupi/
menyertainya hanya mengalami sedikit perubahan saja.
-
Terjadinya metamorfisme dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu1.
TEMPERATUR oleh pengaruh panas magma atau pengaruh kedalaman
HIDROSTATIK (tekanan seragam) : mengubah volume, menghasilkan
struktur non oriented dalam butiran, 2. TEKANAN membentuk mineral
berdensitas tinggi SHEAR ( tekanan langsung) : mengubah bentuk
(distorsi), menghasilkan struktur paralel atau pelapisan
3. FLUIDA KIMIA AKTIF meskipun tidak menambah / mengurangi
material batuan, tetapi penting dalam metamorfisme karena menaikan
reaksi dengan pelarutan dan redeposisi
Jika terjadi penambahan / pengurangan bahan / material maka
proses tersebut disebut METASOMATISME
Beberapa tahap metasomatisme dapat / mungkin mengikuti sebagian
besar proses metamorfisme.
-
KOMPOSISI KIMIA BATUAN METAMORFPada umumnya batuan metamorf
memiliki komposisi kimia bervariasiBeberapa ciri kimiawi yang dapat
digunakan untuk memperkirakan asal batuan aslinya adalah sebagai
berikut :
a) Kelebihan alumina (disebut C)Bila C > 5 % diduga asalnya
adalah batuan sedimenBila C >10 % asalnya jelas batuan sedimenb)
K2O > Na2O dikombinasikan dengan Mg2O > CaO ciri batuan
lempungan, terutama yang mengandung mineral Illite dan
Montmorillonite cukup besar.c) SiO2 berlimpah ( > 80 % )
menunjukan asalnya batupasir atau chert.
Secara umum, metamorfisme cenderung menghasilkan suatu batuan
yang berkomposisi mineral lebih kurang seragam pada daerah yang
luas
Rekristalisasi yang terjadi selama proses metamorfisme dapat
menghasilkan SEGREGRASI (pemisahan) mineral-mineral tertentu ke
dalam LENSA-LENSA atau lapisan-lapisan
-
MINERALOGI BATUAN METAMORFSelama proses metamorfisme, komposisi
kimia dapat mengalami 2 hal sebagai berikut :
1. KONSTAN (ISOCHEMICAL METAMORPHISM), atau2. BERUBAH
(ALLOCHEMICAL METAMORPHISM disebut juga METASOMATISME), perpindahan
/ pemasukan material melalui 3 cara transportasi yaitu :
1) dalam fase gas2) dalam fase cair3) berupa migrasi atom atau
ion pada batas-batas kristal atau melewati fase padat
Dari pengalaman lapangan dan percobaan laboratorium terlihat
bahwa METASOMATISME pada dasarnya merupakan hasil penambahan atau
perpindahan material dalam FASE CAIRBatuan metamorf memiliki
komposisi kimia yang sangat bervariasi sehingga berpengaruh pada
komposisi mineraloginya Batuan metamorf terbentuk pada temperatur
dan tekanan dengan kisaran yang besar
-
Pada suatu perubahan sebagian (tidak total), kumpulan mineral
yang stabil pada kondisi (p dan t) tertentu bisa digantikan oleh
kumpulan mineral lain yang stabil pada kondisi (p dan t) yang lain
pula. Dalam hal ini mineralogi batuan metamorf tidak begitu
kompleks karena ada beberapa mineral yang tetap stabil tidak
berubah.
MINERAL SILIKAT cukup berperan dalam batuan metamorf, yaitu
antara lain : TEKTOSILIKAT : Kwarsa, Feldspar, Albite FILOSILIKAT :
mineral dengan kisi perlapisan ciri batuan metamorf NESOSILIKAT:
Garnet, Epidot, silikat aluminium(Kyanit, Silimanit, Andalusit)
Peran Al dalam mineral silikat dari batuan metamorf cukup
penting. Ada korelasi tertentu antara tipe koordinasi Al dengan
derajad metamorfisme
Mineral-mineral yang mengandung Al koordinasi 4 adalah ciri
batuan beku, hasil metamorfisme termal dan metamorfisme regional
berderajad tinggi.
Sedangkan Al koordinasi 6 adalah ciri batuan sedimen, batuan
metamorf berderajad rendah dan menengah.
Selain silikat, mineral-mineral lain yang terbentuk dalam batuan
metamorf pada umumnya berjumlah sedikit sekali. Tetapi ada
perkecualian yaitu Kalsit dan Dolomit yang juga menyusun bagian
besar dari beberapa batuan metamorf yang berkaitan dengan
mineral-mineral tersebut.
-
KESTABILAN MINERALKestabilan adalah suatu sifat yang relatif.
Contohnya Kalsit stabil pada t dan p biasa, namun jika ditetesi HCl
akan menjadi tidak stabil. Sehingga kestabilan ditentukan tidak
hanya terhadap p dan t saja tetapi juga tergantung pada lingkungan
kimiawinya. Dengan kata lain kestabilan suatu mineral dipengaruhi
oleh asosiasi mineralogi dan fluida kimia dalam porositas.Ada 3
keadaan yang dapat dibedakan yaitu- Asosiasi mineral stabil : pada
kondisi khusus memiliki energi bebas paling rendah sehingga tdak
memiliki kecenderungan untuk berubah- Assosiasi mineral metastabil
: memiliki energi bebas > energi bebas minimum, tetapi kecepatan
perubahan untuk menjadi stabil cukup lambat sehingga tidak
terdeteksi- Asosiasi mineral tidak stabil : tidak memiliki energi
bebas terendah dan memiliki kecepatan perubahan cukup besarDalam
hal tersebut dapat disimpulkan bahwa kestabilan melibatkan 2 faktor
independen yakni termodinamika dan kinetika
-
KESTABILAN MINERALKestabilan adalah suatu sifat yang relatif.
Contohnya Kalsit stabil pada t dan p biasa, namun jika ditetesi HCl
akan menjadi tidak stabil. Sehingga kestabilan ditentukan tidak
hanya terhadap p dan t saja tetapi juga tergantung pada lingkungan
kimiawinya. Dengan kata lain kestabilan suatu mineral dipengaruhi
oleh asosiasi mineralogi dan fluida kimia dalam porositas.Ada 3
keadaan yang dapat dibedakan yaitu- Asosiasi mineral stabil : pada
kondisi khusus memiliki energi bebas paling rendah sehingga tdak
memiliki kecenderungan untuk berubah- Assosiasi mineral metastabil
: memiliki energi bebas > energi bebas minimum, tetapi kecepatan
perubahan untuk menjadi stabil cukup lambat sehingga tidak
terdeteksi- Asosiasi mineral tidak stabil : tidak memiliki energi
bebas terendah dan memiliki kecepatan perubahan cukup besarDalam
hal tersebut dapat disimpulkan bahwa kestabilan melibatkan 2 faktor
independen yakni termodinamika dan kinetika
-
PRINSIP FASIESMenurut Eskola, FASIES mineral terdiri dari semua
batuan yang terbentuk pada kondisi t dan p sama yang komposisi
kimiawinya membentuk suatu asosiasi mineral.
Fasies dikenali dan ditentukan dari adanya mineral kritis atau
asosiasi mineral penciri fasies tersebut yang tidak dijumpai pada
fasies yang lain
Beberapa fasies dapat terjadi pada temperatur sebagai berikut
(estimasi) :FASIES DIAGENESIS S/D GREENSCHIST : 200O CFASIES EPIDOT
AMFIBOLIT : 400O CFASIES AMFIBOLIT : 500O CFASIES GRANULIT : 650o
C
-
METASOMATISME DALAM METAMORFISMEFasies fasies greenschist,
epidot amfibolit, amfibolit, dan granulit bisa disebut fasies
normal dari METAMORFISME REGIONAL yang urutan fasiesnya mengikuti
kenaikan derajad metamorfisme
Fasies fasies eclogit dan glaucophan schist terjadi pada TEKANAN
TINGGI, dicirikan oleh mineral mineral berdensitas tinggi seperti
garnet, jadeite, piroksin, dan lawsonite. Adanya PROSES
METASOMATISME dibuktikan oleh adanya PERBEDAAN KOMPOSISI KIMIAWI
antara batuan asal dengan batuan akhir yang dihasilkan
Dari beberapa cebakan bijih terlihat adanya proses metasomatisme
yang terjadi sebelum batuan akhir terbentuk, dimana material bijih
menggantikan sebagian demi sebagian.
Metasomatisme sering mengikuti tahap akhir dari proses
magmatisme
-
ULTRA METAMORFISMEBatuan akan meleleh jika t terus naik selama
berlangsung metamorfisme. Dalam hal ini akan TERBENTUK SUATU MAGMA,
dan evolusi geokimia berikutnya tidak lagi merupakan bagian dari
metamorfisme.
Regenerasi magma tidak terjadi pada suatu t dan p terbatas,
tetapi berupa suatu kisaran di mana bisa saja prosesnya tidak
selesai dan berhenti pada suatu tahap sehingga menghasilkan batuan
batuan campuran dengan ciri CAMPURAN ANTARA BATUAN BEKU DAN BATUAN
METAMORF.
Proses tersebut dapat dianggap kebalikan dari PROSES
KRISTALISASI MAGMATIK
Pada kondisi ULTRAMETAMORFIK, sebagian besar magma akan
terbentuk lewat regenerasi yang hasilnya MENYERUPAI BATUAN
GRANITIK
Pada umumnya, TEKANAN LANGSUNG yang terjadi selama
rekristalisasi akan menghasilkan GNEIS tetapi jika p LANGSUNG ITU
LEMAH ATAU TIDAK ADA maka akan terbentuk GRANIT BIASA.
-
Jadi granit dapat dihasilkan dalam beberapa cara : KRISTALISASI
MAGMA KRISTALISASI PELELEHAN BATUAN ASAL REKRISTALISASI TANPA
PELEBURAN BATUAN ASAL
-
INKLUSI FLUIDA
****************************************************