BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Geologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi. Untuk mempelajari ilmu

Geologi, kita tentunya harus mengetahui komposisi dasar dari Bumi ini, yaitu batuan.

Batuan sendiri terbentuk dari susunan mineral-mineral yang terbentuk oleh proses

alam. Proses pembentukan mineral digambarkan dalam Bowen reaction series,

dimana mineral terbentuk ketika magma mendingin dan mengkristal. Mineral

dikelompokkan menjadi mineral silikat dan mineral non silikat.

2.1. Maksud dan Tujuan

a. Mahasiswa mengetahui proses pembentukan mineral dalam Bowen reaction

series.

b. Mahasiswa mengetahui kelompok mineral silikat dan mineral non silikat.

3.1. Ruang Lingkup

Paper ini menjelaskan tentang mineral dalam seri reaksi bowen, kelompok mineral

silikat dan mineral non silikat.

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Reaksi Bowen

Bowen Reaction Series menggambarkan proses pembentukan mineral pada saat

pendinginan magma (cairan silika SiO2) 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.

PENJELASAN:

Pada suhu 1300˚C Mineral yang terbentuk adalah: Olivine, sedikit Pyroxene,

Calsium-rich, dan sedikit Plagioclase Feldsper dengan kadar silika (SiO2) <50%

bewarna sangat gelap contoh batuan: Peridotite/Komatite.

Pada suhu 1000˚C Mineral yang terbentuk adalah: sedikit Olivine, Pyroxene, sedikit

Amphibole, sedikit Biotite Mica, dan Plagioclase Feldspar dengan kadar silika (SiO2)

45%-50% bewarna gelap contoh batuan: Gabro/Basalt.

2

Pada suhu 850˚C Mineral yang terbentuk adalah: sedikit Pyroxene, Amphibole,

Biotite Mica, Plagioclase Feldsper dan sodium-rich dengan kadar silika (SiO2) 50%-

60% bewarna menengah contoh batuan: Diorite/Andesite

Pada suhu 600˚C Mineral yang terbentuk adalah: sedikit Amphibole, sedikit Biotite

Mica, sedikit Plagioclase Feldsper, Sodium-rich, Potassium Feldspar, Muscovite Mica

dan Quartz.dengan kadar silika (SiO2) >60% bewarna terang contoh batuan:

Granite/Rhyolite

Dalam skema tersebut reaksi digambarkan dengan menyerupai huruf “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.

2.2. 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 seperti: 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 silikat adalah mineral yang memiliki unsur pembentuknya yang sebagian

besar merupakan persenyawaan antara Silikon dan Oksigen atau (SiO2) dengan beberapa

unsur metal dan hampir 90% dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, serta hampir

100 % dari mantel Bumi kira-kira kedalaman kurang lebih 2.900 km dari kerak Bumi.

Macam mineral silikat dapat digolongkan berdasarkan komposisi kimianya. yaitu:

2.1.1. Mineral Ferromagnesium

Merupakan mineral silikat yang mengandung ion besi dan atau magnesium di dalam

struktur mineralnya. Mineral-mineral silikat feromegnesium dicirikan karena warnanya yang

relatif gelap serta mempunyai berat jenis antara 3,2 sampai 3,6. Beberapa contoh dari Mineral

Ferromagnesium adalah sebagai berikut: Olivine, Piroksin, Hornblende, Augitit, Biotite,

Garnet dan Mineral Ortoklas.

4

Olivin Piroksin

2.1.2. Mineral Non-Ferromagnesium

Umumnya mempunyai warna terang dan berat jenis yang kecil (berat jenis rata-

ratanya sekitar 2,7). Jenis mineral ini tidak mengandung ion-ion besi dan magnesium. Contoh

mineralnya: Muskovit, Feldspar, Ortoklas dan Kwarsa (mineral silikat terang).

Muskovit Kwarsa

2.3. Mineral Non Silikat

Mineral Non Silikat adalah kelompok mineral yang unsur pembentuknya

bukan dari Silica. Beberapa mineral sebagian besar tidak mengandung kombinasi

Silicon dan Oksigen, seperti yang mineral silikat lakukan. Kelompok mineral, yang

disebut nonsilicates, yang ditemukan hanya 8% dari kerak bumi. Mineral Non Silicate

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. Secara garis besar hampir semua jenis mineral ini

mempunyai komposisi kimia yang sederhana berupa unsur, sulfida (bila unsur logam

bersenyawa dengan sulfur), atau oksida (bila unsur logam bersenyawa dengan

5

oksigen). Native element  seperti tembaga,  perak atau emas agak jarang terdapat.

Sulfida kecuali Pyrite, tidak jarang ditemukan, tetapi hanya cukup berarti bila relatif

terkonsentrasi dalam urat (Vein)  dengan cukup besar. Mineral Non Silikat dipisahkan

ke dalam 8 golongan:

2.3.1. Mineral Native Element

Native element atau unsur murni ini adalah kelas mineral yang dicirikan dengan hanya

memiliki satu unsur kimia saja. Mineral pada kelas ini tidak mengandung unsur lain selain

unsur pembentuk utamanya. Pada umumnya tenacity golongan mineral ini adalah malleable

yang jika ditempa dengan palu akan menjadi pipih. Dan juga dapat bertenacity ductile yang

jika ditarik akan dapat memanjang namun tidak akan kembali seperti semula jika dilepaskan.

Kelas mineral ini terdiri dari dua bagian umum :

a). Metal dan element intermetalic (logam). Contohnya emas, perak dan tembaga.

b). Semimetal dan non metal (bukan logam). Contohnya sulfur, intan dan bismuth.

Sistem Kristal pada NE dapat dibagi menjadi 3 berdasarkan sifat mineral itu sendiri.

Bila logam seperti emas, perak dan tembaga  maka sistem kristalnya adalah isometric. Jika

bersifat semilogam seperti arsenic dan bismuth maka system kristalnya hexagonal. Dan jika

unsur mineral tersebut non logam seperti sulfur maka sistem kristalnya dapat berbeda-beda.

Pada umumnya berat jenis dari mineral-mineral ini tinggi yaitu berkisar antara 6 gr/cm 3 .

Dalam grup NE ini juga termasuk natural alloys seperti electrum, phosphides, silicides,

nitrides, dan carbides. 

Sulfur Intan

2.3.2. Mineral Oksida

6

Mineral oksida adalah kelas mineral yang agak beragam. Terbentuk sebagai akibat

persenyawaan langsung antara oksigen dan unsur tertentu. Banyak oksida berwarna hitam

tetapi yang lain bisa sangat berwarna-warni. Keragaman oksida diakibatkan oleh kelimpahan

oksigen di kerak bumi. Oksida mengandung ikatan ionik tertentu yang bisa dijadikan patokan

untuk membedakan golongan mineral oksida dengan kelompok mineral lain di alam. Secara

umum mineral oksida selalu berkesinambungan dengan mineral hidroksida. Unsur yang

paling utama dalam golongan oksida adalah besi, mangan, timah dan alumunium. Beberapa

mineral oksida yang paling umum adalah Hematit (Fe2O3), Kasiterit (SnO2) dan Corundum

(Al2O3).

Hematit

Corundum

2.3.3. Mineral Hidroksida

Mineral hidroksida terbentuk akibat pencampuran atau persenyawaan unsur-

unsur tertentu dengan hidroksida (OH). Reaksi pembentukannya dapat juga terkait

dengan pengikatan dengan air. Sama seperti oksida, pada mineral hidroksida, unsur

utamanya pada umumnya adalah unsur-unsur logam. Beberapa contoh mineral

hidroksida adalah goethit (FeOOH) dan limonite (Fe2O3.H2O).

Goethite Limonite

7

2.3.4. Mineral Halida

            Kelompok ini dicirikan oleh adanya dominasi dari ion halogen elektronegatif seperti :

F-, Cl-, Br- dan I- . Pada umumnya memiliki berat jenis yang rendah (< 5). Contoh

mineralnya adalah Fluorit (CaF2), Halit (NaCl), Silvit (KCl), dan Kriolit (Na3AlF6).

FluoriteHalite

2.3.5. Mineral Sulfat

Sulfat terdiri dari anion sulfat (SO42-). Mineral sulfat adalah kombinasi antara logam

dengan anion sulfat tersebut. Pembentukan mineral sulfat biasanya terjadi pada daerah

penguapan yang tinggi kadar airnya, kemudian perlahan-lahan menguap sehingga formasi

sulfat dan halide berinteraksi.

Pada kelas sulfat termasuk juga mineral-mineral molibdat, kromat dan tangstat. Dan

sama seperti sulfat, mineral–mineral tersebut juga terbentuk dari kombinasi logam dengan

anion-anionnya masing-masing. Contoh mineral yang termasuk kedalam kelas ini adalah

anhydrite, celestine, barite, alabaster, dan gypsum. Juga termasuk didalamnya mineral

chromate, molybdate, selenate, sulfite, tellurate serta mineral tungstate.

8

Anhydrite Gypsum

2.3.6. Mineral Sulfida

             Kelompok sulfida merupakan kombinasi antara logam atau semilogam dengan

belerang (S). Biasanya terbentuk disekitar wilayah gunung api yang memiliki sulfur yang

tinggi. Proses mineralisasinya terjadi pada tempat-tempat keluarnya atau sumber sulfur.

Unsur utama yang bercampur dengan sulfur tersebut berasal dari magma kemudian

terkontaminasi oleh sulfur yang ada disekitarnya. Pembentukan mineralnya biasanya terjadi

dibawah kondisi air tempat terendapnya unsur sulfur. Proses tersebut biasanya dikenal

sebagai alterasi mineral dengan sifat pembentukan yang terkait dengan hidrotermal. Mineral

kelas sulfida ini juga termasuk mineral-mineral pembentuk bijih (ores). Oleh karena itu,

mineral-mineral sulfida memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi. Beberapa penciri kelas

mineral ini adalah memiliki kilap logam karena unsur utamanya umumnya logam, massa

jenis yang tinggi dan memiliki tingkat atau nilai kekerasan yang rendah. Beberapa contoh

mineral sulfida : Argentite (Ag2S), Kalkosit (Cu2S), Bornite (Cu3FeS4), Pyrite (FeS3),

Chalcocite (Cu2S), Galena (PbS), Sphalerite (ZnS) dan Proustite (Ag3AsS3).

Galena

9

Pyrite

2.3.7. Mineral Phospat

Golongan mineral fosfat merupakan satu-satunya bahan galian (diluar air) yang

mempunyai siklus. Unsur fosfor di alam diserap oleh makhluk hidup, senyawa fosfat pada

jaringan makhluk hidup yang telah mati terurai kemudian terakumulasi dan terendapkan

dilautan. Proses terbentuknya endapan fosfat ada 3 :

1. Fosfat Primer

Terbentuk dari pembekuan magma alkali yang bersusunan nefelin, syenit, dan takhit serta

mengandung mineral fosfat apatit, terutama fluor apatit.

2. Fosfat Sedimenter (marin)

Merupakan endapan fosfat sedimen yang terendapkan di laut dalam, pada lingkungan

alkali dan suasana tenang. Mineral fosfat yang terbentuk terutama frankolit.

3. Fosfat Guano

Merupakan hasil akumulasi sekresi burung pemakan ikan dan kelelawar yang terlarut dan

bereaksi dengan batu gamping karena pengaruh air hujan dan air tanah. Berdasarkan

tempatnya endapan fosfat guano terdiri dari endapan permukaan, bawah permukaan, dan

gua.

             Fosfat merupakan unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan

kandungan fosfor ekonomis. Biasanya kandungan fosfor dinyatakan sebagai Bone Phospate

of Lime (BPL) atau Triphospate of Lime (TPL) atau berdasarkan kandungan P2O5. Kadang-

kadang endapan fosfat berasosiasi dengan batuan beku alkali kompleks, terutama karbonit

kompleks dan sienit.

10

Monasit Francolite

2.3.8. Mineral Karbonat

Merupakan persenyawaan dengan ion (CO3)2-, dan disebut karbonat. Seumpama

persenyawaan Ca dinamakan kalsium karbonat CaCO3 dikenal sebagai menirel kalsit.

Merupakan mineral utama pembentuk batuan sedimen.

Karbonat terbentuk pada lingkungan laut oleh endapan bangkai plankton. Carbonat

juga terbentuk pada daerah evaporitik dan pada daerah karst yang membentuk gua, stalaktit

dan stalagmit. Dalam kelas carbonat ini juga termasuk nitrat dan borat.

Karbonat, nitrat dan borat memiliki kombinasi antara logam atau semilogam dengan

anion yang kompleks dari senyawa-senyawa tersebut.

Beberapa contoh mineral yang termasuk dalam kelompok karbonat adalah dolomite

(CaMg(CO3)2, calcite (CaCO3) dan magnesite (MgCO3).

Dolomite Calcite

11

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Bowen Reaction Series menggambarkan proses pembentukan mineral pada saat

pendinginan magma (cairan silika SiO2) dimana ketika magma mendingin, magma tersebut

mengalami reaksi yang spesifik. Dan dalam hal ini suhu merupakan faktor utama dalam

pembentukan mineral. Dalam skema reaksi bowen mineral terbagi menjadi dua yaitu deret

continuous dan discontinuous. Deret Discontinuous, mineral yang pertama kali terbentuk

dalam temperatur sangat tinggi adalah Olivin, mineral yang terakhir terbentuk adalah Biotit.

Deret Continuous, Anorthit adalah mineral yang pertama kali terbentuk pada suhu yang

tinggi dan banyak terdapat pada batuan beku basa seperti Gabro atau Basalt. Andesin

12

terbentuk pada suhu menengah dan terdapat pada batuan beku Diorit atau Andesit.

Sedangkan mineral yang terbentuk pada suhu rendah adalah Albit, mineral ini tersebar pada

batuan asam seperti Granit dan Riolit. Deret continuos dan discontinuous bertemu pada

mineral Potasium Feldspar (Orthoklas), ke Muscovit dan terakhir Kwarsa, maka mineral

kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral mafik atau mineral

felsik.

Berdasarkan senyawa kimiawinya, mineral dikelompokkan menjadi mineral Silikat

dan mineral Non-silikat. Mineral silikat terbagi dalam dua kelompok, yaitu kelompok

ferromagnesium dan non ferromagnesium. Mineral Non-silikat terdapat 8 (delapan)

kelompok, yaitu kelompok Native Elemen, Oksida, Hidroksida, Halida, Sulfat, Sulfida,

Phospat, dan Karbonat.

DAFTAR PUSTAKA

http://rio-rio1210.blogspot.com/2012/11/bowen-reaction-series.html

http://mineralkoe.blogspot.com/

http://yusufprdpt.blogspot.com/2013/11/

13