Bowen’s Reaction Series

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, dll). 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).

1. 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 9000C. Saat magma mendingin dan kalsium kehabisan ion, feldspar didominasi oleh pembentukan natrium feldspar (Na-Feldspar, NaAlSiO) hingga suhu sekitar 6000C feldspar dengan hamper 100% natrium terbentuk.

2. 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 18000C. Ketika temperatur berkurang

dan Pyroxene menjadi stabil (terbentuk). Sekitar 11000C, mineral yang mengandung kalsium (CaFeMgSiO) terbentuk dan pada kisaran suhu 9000C Amphibole terbentuk. Sampai pada suhu magma mendingin di 6000C 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.

3. 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 (kuarsa).

Dalam kristalisasi mineral-mineral ini tidak termasuk dalam deret reaksi karena proses pembentukannya yang saling terpisah dan independent.

http://www.planetaryexploration.net/jupiter/io/photoglossary/images/bowens_reaction.jpg

Bowen Reaction Series 

Seri Reaksi Bowen merupakan suatu skema yang menunjukan urutan kristalisasi dari mineral pembentuk batuan beku yang terdiri dari dua bagian.

Mineral-mineral tersebut dapat digolongkan dalam dua golongan besar yaitu:

1. Golongan mineral berwarna gelap atau mafik mineral.2. Golongan mineral berwarna terang atau felsik mineral.

Dalam proses pendinginan magma dimana magma itu tidak langsung semuanya membeku, tetapi mengalami penurunan temperatur secara perlahan bahkan mungkin cepat. Penurunan tamperatur ini disertai mulainya pembentukan dan pengendapan mineral-mineral tertentu yang sesuai dengan temperaturnya Pembentukan mineral dalam magma karena penurunan temperatur telah disusun oleh Bowen.

Sebelah kiri mewakili mineral-mineral mafik, yang pertama kali terbentuk dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin. Akan tetapi jika magma tersebut jenuh oleh SiO2 maka Piroksenlah yang terbentuk pertama kali. Olivin dan Piroksan merupakan pasangan ”Incongruent Melting”; dimana setelah pembentukkannya Olivin akan bereaksi dengan larutan sisa membentuk Piroksen. Temperatur menurun terus dan pembentukkan mineral berjalan sesuai dangan temperaturnya. Mineral yang terakhir tarbentuk adalah Biotit, ia dibentuk dalam temperatur yang rendah.

Mineral disebelah kanan diwakili oleh mineral kelompok Plagioklas, karena mineral ini

paling banyak terdapat dan tersebar luas. Anorthite adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin terbentuk peda suhu menengah dan terdapat batuan beku Diorit atau Andesit. Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah albit, mineral ini banyak tersebar pada batuan asam seperti granit atau rhyolite. Reaksi berubahnya komposisiPlagioklas ini merupakan deret : “Solid Solution” yang merupakan reaksi kontinue, artinya kristalisasi Plagioklas Ca-Plagioklas Na, jika reaksi setimbang akan berjalan menerus. Dalam hal ini Anorthite adalah jenis Plagioklas yang kaya Ca, sering disebut Juga "Calcic Plagioklas", sedangkan Albit adalah Plagioklas kaya Na ( "Sodic Plagioklas / Alkali Plagioklas" ).

Mineral sebelah kanan dan sebelah kiri bertemu pada mineral Potasium Feldspar ke mineral Muscovit dan yang terakhir mineral Kwarsa, maka mineral Kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral Felsik atau mineral Mafik, dan sebaliknya mineral yang terbentuk pertama kali adalah mineral yang sangat tidak stabil dan mudah sekali terubah menjadi mineral lain.

(buku panduan praktikum petrologi 2009/2010 Prodi. Teknik Geologi, UPN "Veteran" Yogyakarta)

PENDAHULUAN

            Novan Levi Bowen pada tahun 1922, mengemukakan sebuah teori

mengenai proses urutan pengkristalan magma atau yang biasa disebut “deret

bowen”. Beliau mengemukakan bahwa deret bowen menjelaskan bagaimana

proses pembentukan mineral, khususnya mineral pada batuan beku, yaitu

mineral yang mengandung silikat yang kemudian mengkrsital langsung dari

magma berdasarkan penurunan temperatur. Riset ini dilakukan dengan cara

mengambil sampel magma cair dan memasukkannya kedalam suatu alat

yang fungsinya memberti tekanan dan suhu yang dianggap sama dengan

keadaan di bumi. Dengan berjalannya waktu serta dengan diturunkannya

suhu dan tekanannya dengan analogi seperti penurunan magma itu seperti

magma yang sudah keluar ke permukaan bumi, maka didapat suatu hasil dari

eksperimen ini yaitu ternyata magma itu mulai membeku dan terus berubah

membentuk suatu urutan mineral. Sehingga dari riset ini dibuatlah deret

bowen yang sampai sekarang digunakan tabel untuk menjelaskan tentang

ururtan pembekuaan magma. Mineral silikat merupakan mineral utama

pembentuk batuan atau juga disebut RFM (Rock Forming Mineral). Unsur-

unsur utamanya adalah O (oksigen), Si (silikat), Al(aluminium), Fe(besi), Ca

(Kalsium), Na (natrium), K (kalium), dan Mg (magnesium). Sehingga batuan

beku adalah batuan yang terbentuk langsung dari magma melalui proses

pengkristan magma. Dalam proses pengkristalan magma tersebut terbagi

menjadi 2 proses, yaitu yang terbentuk secara berurutan (kontinyu) dan tidak

secara berurutan (diskontinyu) yang nanti akan dijelaskan pada deret bowen.

PEMBAHASAN

            Dalam deret bowen terdapat dua deret pembentukan mineral-mineral ini dari yang terbentuk pada suhu tinggi yang bersifat ultrabasa hingga ke bawah menjadi mineral asam, yaitu deret kontinyu dan deret diskontinyu. Derek kontinyu digambarkan pada reaksi pada bagian kanan deret reaksi bowen dan deret diskontinyu pada bagian kiri deret reaksi bowen.

(Tabel 1. Deret Bowen)

            Deret kontinyu menggambarkan pembentukan feldspar plagioklas

yang dimulai dari anorthite yang kaya akan Ca (kalsium) menjadi Oligoklas

yang kaya akan Na(natrium). Pada deret ini disebut deret kontinyu karena

pembentukan mineral yang satu dengan mineral yang lain dalam satu deret

memiliki hubungan yang dekat seperti bitownite yang memiliki rumus kimia

(Na, Ca) Al (Al,Si,)Si2O8 sangat berhubungan dengan pembentukan mineral

andesin yang juga memiliki rumus kimia yang sama hanya saja nanti ada

perbedaan dalam komposisi Na (natrium) dan Ca (kalsium) atau Al

(aluminium) dan Si (silikon) yaitu (Na, Ca) Al, 2Si3, 2O8 .

            Pada deret diskontinyu menggambarkan pembentukan mineral-

mineral seperti olivine, piroksen, amfibol, dan biotit. Pembentukan ini dimulai

dari olivin kemudian semakin ke bawah menjadi biotit. Deret ini disebut deret

diskontinyu dikarenakan tidak terdapat hubungan dalam pembentukan

mineral-mineral ini dimana sebagai contoh olivin memiliki rumus kimia XSiO4

sedangkan mineral seperti biotit memiliki rumus kimia K(Mg, Fe2+)3(Al,

Fe3+)Si3O10(OH,F)2 dapat dilihat bahwa perbedaan rumus kimia yang sangat

mencolok, oleh karen itu deret ini disebut deret diskontinyu karena tidak

terdapatnya hubungan antara  mineral yang terbentuk pertama dan yang

terbentuk setelahnya.

            Akan tapi kedua deret ini bertemu pada satu titik dimana dalam deret

ini membentuk huruf seperti (Y). Kedua deret ini bertemu pada pembentukan

K-Feldspar, kemudian berlanjut ke pembentukan muscovite, dan kuarsa.

KESIMPULAN

            Deret bowen adalah deret yang menjelaskan urutan pengkristalan

magma berdasarkan temperature pembentukan magma tersebut. Dimana

pembentukan magma ini ditentukan berdasarkan pada derajat kristalisasi dan

lama pendinginan magma, dan berpengaruh pada sifat yang akan dibawa

oleh mineral yang terbentuk. Komposisi kimia, reaksi unsur, dan proses

keterbentukannya mineral menjadi jawaban mengapa terdapat deret kontinyu

dan deret diskontinyu pada deret bowen. Dengan mempelajari deret bowen

kita dapat menentukan apakah suatu mineral dapat berasosiasi dengan

mineral lain.

Deret Reaksi Bowen (Bowen Reaction Series)

Posted by : Arriqo Arfaq Selasa, 08 Juli 2014 Magma yang sampai ke permukaan bumi dan mengalami kontak dengan udara dan suhu akan

membeku membentuk kristal mineral yang nantinya menjadi penyusun batuan.  Proses

pembentukan batuan dari pendinginan magma inilah yang dibahas di Deret Reaksi Bowen.

Deret Reaksi Bowen (Bowen Reaction Series) adalah suatu skema yang menjelaskan proses

pembentukan mineral pada saat pendinginan magma dimana ketika magma mendingin,

magma tersebut mengalami reaksi yang spesifik. Dan faktor utama dalam Deret Reaksi

Bowen adalah suhu (T).

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). Bowen kemudian membaginya menjadi dua cabang;

kontinyu dan diskontinyu.

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 9000C. Saat

magma mendingin dan kalsium kehabisan ion, feldspar didominasi oleh pembentukan

natrium feldspar (Na-Feldspar, NaAlSiO) hingga suhu sekitar 6000C 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 18000C. Ketika

temperatur berkurang dan Pyroxene menjadi stabil (terbentuk). Sekitar 11000C, mineral yang

mengandung kalsium (CaFeMgSiO) terbentuk dan pada kisaran suhu 9000C Amphibole

terbentuk. Sampai pada suhu magma mendingin di 6000C Biotit mulai terbentuk.