Penjelasan Deret Bowen Lengkap dan Download PDF nya Disini

Deret Bowen.

Tentunya bagi mahasiswa geologi, geografi, tambang, dan di ilmu kebumian lainnya, istilah ini sudah tidak asing lagi.

Aku adalah seorang mahasiswa geologi yang juga sama-sama masih belajar.

Sumber Gambar: geologyin(dot)com

Artikel ini adalah hasil rangkuman dari paper John J. Thomas yang aku dapat dari dosenku di kelas Geokimia Umum.

Link download untuk paper dan rangkuman yang aku bikin, nanti bisa didownload pada bagian bawah artikel ini.

Yuk langsung aja!

Baca Juga 15+ Gambar Mineral Silimanit Lengkap dengan Deskripsinya

Pengertian Deret Bowen

Deret Bowen (Bowen’s Reaction Series) merupakan deret atau seri reaksi yang menjelaskan urut-urutan mineral pembentuk batuan atau biasa disebut juga dengan rock forming mineral berdasarkan eksperimen yang dilakukan oleh Norman L. Bowen.

Untuk mekanisme bagaimana Ia melakukan eksperimen dan menemukan ‘deret bowen’ jujur aku belum begitu paham.

Tapi kamu bisa membacanya pada paper yang saya cantumkan pada tautan dibawah.

kegunaan deret bowen
Sumber Gambar: Slideplayer(dot)com

Norman Levi Bowen melakukan eksperimen dengan hasil terdapat urutan kristalisasi mineral-mineral yang ditemukan di alam secara teratur.

Ia menyadari bahwa urutan tersebut berhubungan dengan karakter fisika dan kimia.

Berdasarkan karakter kimia, dia membagi deret ini menjadi dua bagian, yaitu seri diskontinyu (discontinuous series) dan seri kontinyu (continuous series).

Seri Diskontinyu Deret Bowen (Discontinuous Series)

deret bowen wikipedia
Sumber Gambar: geomacorner(dot)com

Seri ini merupakan sisi bagian kiri dari Deret Bowen.

Kelompok tersebut merupakan kelompok mafic atau mineral pembawa unsur besi-magnesium.

Mineral tersebut yaitu olivine, pyroxene, amphibole, dan biotit.

Mineral tersebut bereaksi secara diskontinyu untuk membentuk mineral selanjutnya.

Magma dengan kandungan silika yang cukup, akan membentuk mineral, mineral tersebut akan berubah membentuk mineral selanjutnya seiring dengan menurunnya suhu.

Seperti yang kamu ketahui mengenai deret bowen, semakin bawah, semakin banyak komposisi silika nya.

Pada magma yang bersifat basa, olivine merupakan mineral mafic yang pertama kali terbentuk.

Ketika suhu menurun dan komposisi silikanya cukup untuk membentuk pyroxene, olivine akan bereaksi dengan sisa magma untuk membentuk pyroxene dan pyroxene akan mengkristal.

Pada kristalisasi amphibole, pyroxene akan bereaksi dengan sisa magma untuk membentuk amphibole dan amphibole akan terbentuk.

Pada kristalisasi biotit, amphibole akan bereaksi dengan lelehan sisa untuk membentuk biotit.

Berdasarkan hal tersebut, seharusnya semua batuan beku mengandung biotit.

Tetapi, kita tau bahwa itu tidaklah selalu benar.

Jika olivine terkristalisasi dan tidak ada silika yang cukup untuk membentuk pyroxene, reaksi tersebut tidak akan berlanjut dan hanya olivine lah yang terbentuk.

Jika terjadi kristalisasi olivine dengan suhu yang menurun secara sangat cepat (misalkan magma keluar ke permukaan karena aktivitas vulkanik), reaksi tersebut tidak punya waktu untuk membentuk mineral lainnya, batuannya akan terbentuk secara cepat, dan mineral yang tersisa adalah olivine.

Seri Kontinyu Deret Bowen (Continuous Series)

hubungan deret bowen dengan siklus batuan
Sumber Gambar: geomacorner(dot)com

Seri ini adalah sisi bagian kiri dari Deret Bowen.

Terdiri dari kelompok plagioklas yang mempunyai rumus kimia (Ca, Na)(Al, Si)3O8.

Pada suhu yang paling tinggi, plagioklas hanya terdiri unsur kalsium (Ca), sedangkan pada suhu yang paling rendah, plagioklas hanya terdiri dari unsur natrium (Na).

Diantara suhu tertinggi dan terendah, plagioklas mengandung 50% Ca dan 50% Na. Sebagai contoh, pada magma yang bersifat basa, plagioklas yang pertama kali terbentuk akan mengandung 100% Ca dan 0% Na.

Seiring dengan menurunnya suhu, kristal tersebut akan bereaksi dengan larutan sisa untuk membentuk 99% Ca dan 1% Na dan 99% Ca dan 1% Na akan terbentuk.

Kemudian mineral tersebut akan bereaksi dengan larutan sisa untuk membentuk 98% Ca dan 2% Na dan plagioklas dengan komposisi tersebut akan terbentuk.

Begitu seterusnya. Semua reaksi ini terjadi secara kontinyu seiring dengan waktu, natrium, aluminium, dan silika yang cukup untuk membentuk mineral baru tersebut.

Reaksi ini juga bisa disebut dengan reaksi solid solution.

Hasil akhir dari reaksi ini adalah batuan dengan kandungan plagioklas dimana perbandingan Ca dan Na sama seperti magma awal.

Pada kedua reaksi tersebut, baik kontinyu maupun diskontinyu, semakin turun suhunya, semakin bertambah silikanya juga.

Biotit mempunyai kandungan silika yang lebih banyak daripada olivine, Na-Plagioklas mempunyai kandungan silika yang lebih banyak dibandingkan dengan Ca-Plagioklas.

Kegunaan Deret Bowen

deret bowen itu apa
Sumber Gambar: John J. Thomas

Lalu untuk apa kita mempelajari deret reaksi bowen atau seri reaksi bowen? Tentu banyak manfaatnya!

Misalnya saja, kita bisa mengetahui tingkatan mineral yang stabil terhadap pelapukan, mengetahui hubungan deret bowen dengan pelapukan, mengetahui hubungan deret bowen dengan batuan beku, dan lain-lain.

Nah, biar nggak bingung,

Aku kasih beberapa penjelasan dan penggunaan deret bowen di bidang geologi.

1. Menginterpretasi Kondisi Fisik dan Kimia Mineral

Dari bagian atas dari diagram, dengan melihat deret bowen, kamu bisa menginterpretasi kondisi fisik dan kimia dimana mineral terkristalisasi.

Sebagai contoh, olivine dengan suhu dan tekanan yang tinggi banyak mengandung besi-magnesium, rendah silika.

2. Mengetahui Asosiasi Mineral dalam Batuan Beku

Bagian bawah dari diagram, menunjukan asosiasi mineral.

Mineral-mineral tersebut secara horizontal ditemukan pada batuan yang sama.

Basalt akan mengandung mineral olivine, pyroxene, dan plagioklas dengan kandungan Ca yang tinggi, tetapi tidak akan mengandung kuarsa dan K-Feldspar.

3. Hubungan Deret Bowen dengan Pelapukan

Bagian atas dari diagram menunjukan stabilitas dari mineral terhadap pelapukan, mineral paling sedikit stabil pada tekanan 1 bar dan suhu 25 oC (pada permukaan bumi).

Mineral yang paling kurang stabil terletak pada bagian atas dan yang paling stabil terdapat pada bagian bawah.

Basalt yang mengandung olivine dan Ca-plagioklas, jika mengalami pelapukan, mineral tersebut sangat tidak stabil dan akan cepat hancur oleh pelarutan dan membentuk lempung.

Dimana mineral tersebut hanya stabil pada tekanan 1 bar dan suhu 25 C.

Granit mengandung kuarsa, k-feldspar, dan muscovite.

Muscovite dan k-feldspar akan lebih awal hancur, tetapi kuarsa akan tetap resisten.

Ketika produk dari pelapukan granit dan basalt tererosi dan terendapkan, kamu pastinya akan menemukan banyak kuarsa, mungkin beberapa k-feldspar dan muscovite, dan tidak ditemukan olivine juga ca-plagioklas.

4. Hubungan Deret Bowen dengan Batuan Beku

Batuan yang terletak pada bagian atas dan bawah dari Seri Reaksi Bowen seharusnya tidak terbentuk pada singkapan yang sama.

Kondisi yang memungkinkan untuk membentuk basalt tidak sama dengan kondisi untuk membentuk rhyolite.

Namun, pada beberapa kasus, misalnya di Yellowstone National Park, tersingkap dua jenis batuan secara interlayered.
Kedua batuan itu pasti terbentuk dari dua magma dengan sifat yang berbeda.

Jika basalt seharusnya tidak mengandung kuarsa, namun kadang-kadang ditemukan mengandung kuarsa, bisa diinterpretasikan bahwa magma tersebut tidak berasal dari sumber yang sama.

Bisa saja terdapat intrusi basalt yang menerobos.

5. Mengetahui Umur Relatif Batuan

Loh? Bukannya untuk mengetahui umur batuan itu harus dilakukan dating dan penetuan fosil?

Ya, memang benar.

Tapi baca dulu deh kasus dibawah ini.

The green and black beaches of the big island of Hawaii terbentuk oleh olivine dan pyroxene.

Berdasarkan Reaksi Deret Bowen, mineral yang tidak stabil seharusnya terlapukkan.

Tetapi terdapat mineral yang tidak stabil yang tersingkap di salah satu pantai di Hawaii, sehingga dapat diinterpretasikan mineral tersebut pasti berumur sangat muda.

Tersingkapnya olivine dan pyroxene disbabkan karena sumber batuannya adalah basalt.

Ca-plagioklas terlapukkan secara cepat.

Namun, mungkin olivine dan pyroxene yang juga rentan pada pelapukan belum cukup waktu untuk terlapukkan.

6. Mengetahui Hubungan Rock Forming Mineral

Jika magma basalt mendingin secara lambat, mineral yang terbentuk pertama kali seharusnya olivine dan ca-plagioklas.

Sehingga akan terbentuk material padatan didalam cairan.

Padatan mempunyai density atau massa jenis yang lebih besar daripada cairan, sehingga olivine dan plagioklas seharusnya tenggelam (sink) di bawah dapur magma.

Olivine mempunyai berat jenis yang lebih tinggi dibanding plagioklas.

Oleh karena itu, jika terjadi intrusi basalt seharusnya menunjukan lapisan mineral olivine di bagian bawah.

Contoh nyatanya adalah Palisade Sill di bagian barat Sungai Hudson di New York dan New Jersey merupakan tubuh batuan yang mempunyai lapisan olivine dibagian dasarnya.

Hubungan Deret Bowen dengan Pembentukan Batuan Beku

batuan deret bowen

Pada penjelasan kegunaan mempelajari deret bowen, sudah disinggung mengenai hubungannya dengan batuan beku.

Namun, untuk lebih jelasnya, kamu bisa membaca penjelasanna lagi disini:

Intrusi magma dengan luas yang besar (kurang lebih100 km3), waktu yang lebih lama, dan kedalaman yang sangat dalam (>20 km) akan membentuk mineral dengan kristal yang sangat besar.

Mineral pertama yang mengkristal adalah olivine dan ca-plagioklas.

Mineral tersebut akan tenggelam ke bagian bawah.

Karena berada dibagian bawah, mineral tersebut tidak akan bereaksi kembali dengan lelehan.

Seiring dengan turunnya suhu, mineral olivine dan ca-plagioklasnya akan tetap berada pada lapisan paling bawah.

Ketika suhu mencapai kondisi yang cukup untuk membentuk pyroxene dan Ca-Na plagioklas, mineral tersebut akan terbentuk dan tenggelam membentuk lapisan lagi.

Magma sisa tersebut tentunya harus kaya akan Na, K, dan Si.

Kemudian magmanya memulai kristalisasi membentuk gabro.

Lambat laun akan memulai membentuk diorite.

Magma aka terus mengalami kristalisasi, menjadi lapisan selanjutnya dengan kandungan amphibole dan Na-Ca Plagioklas.

Sedangkan magma yang tersisa (mungkin sekitar 10km3) akan mengandung Na, K, dan Si yang tinggi dan akan mengkristal sebagai granit.

Hanya karena kristalisasi yang ditunjukan oleh Deret Bowen dan logika mengenai berat jenis, batuan yang bersifat asam, dapat terbentuk oleh magma yang bersifat basa.

Hubungan ini dapat terlihat pada Stilwater Complex di Montana sebagai contoh kasus nyatanya.
Nah, kurang lebihnya sih kayak gitu.

Kalaupun ada kesalahan dan masukan, yuk kita diskusi di kolom komentar!

Untuk mendownload sumber literatur yang aku gunakan, kamu bisa download dibawah ini:

Penjelasan Deret Bowen.pdf (Bahasa Indonesia)

Penjelasan Deret Bowen.pdf (John J. Thomas)

Salam generasi milenial!

2 pemikiran pada “Penjelasan Deret Bowen Lengkap dan Download PDF nya Disini”

Tinggalkan komentar