Kristalisasi fraksional (geologi)

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
Diagram skematik yang menunjukkan prinsip di balik kristalisasi fraksional dalam magma. Saat mendingin, komposisi magma berkembang karena berbagai mineral mengkristal dari lelehan. 1 : olivin mengkristal; 2 : olivin dan piroksen mengkristal; 3 : piroksen dan plagioklase mengkristal; 4 : plagioklase mengkristal. Di bagian bawah reservoir magma, terbentuk batu yang terakumulasi.

Kristalisasi fraksional, atau fraksinasi kristal, adalah salah satu proses geokimia dan fisik terpenting yang beroperasi di dalam kerak dan mantel planet berbatu, seperti Bumi. Penting dalam pembentukan batuan beku karena merupakan salah satu proses utama diferensiasi magmatik.[1] Kristalisasi fraksional juga penting dalam pembentukan batuan evaporit sedimen.

Batuan magma dingin[sunting | sunting sumber]

Kristalisasi fraksional adalah penghilangan dan segregasi dari lelehan endapan mineral; kecuali dalam kasus khusus, penghilangan kristal mengubah komposisi magma.[2] Intinya, kristalisasi fraksional adalah penghilangan kristal yang terbentuk awal dari magma yang awalnya homogen (misalnya, dengan pengendapan gravitasi) sehingga kristal ini dicegah dari reaksi lebih lanjut dengan sisa lelehan.[3] Komposisi lelehan yang tersisa menjadi relatif terkuras di beberapa komponen dan diperkaya di komponen lainnya, menghasilkan pengendapan rangkaian mineral yang berbeda.[4]

Kristalisasi fraksional dalam lelehan silikat (magma) lebih kompleks dibandingkan dengan kristalisasi dalam sistem kimia pada tekanan dan komposisi konstan, karena perubahan tekanan dan komposisi dapat memiliki efek dramatis pada evolusi magma. Penambahan dan kehilangan air, karbon dioksida, dan oksigen adalah beberapa perubahan komposisi yang harus diperhatikan.[5] Misalnya, tekanan parsial (fugasitas) air dalam lelehan silikat dapat menjadi sangat penting, seperti dalam kristalisasi magma komposisi granit yang mendekati solidus.[6][7] Urutan kristalisasi mineral oksida seperti magnetit dan ulvospinel sensitif terhadap kelarutan oksigen dari lelehan,[8] dan pemisahan fase oksida dapat menjadi kontrol penting konsentrasi silika dalam magma yang berkembang, dan mungkin penting dalam genesis andesit.[9][10]

Eksperimen telah memberikan banyak contoh kompleksitas yang mengontrol mineral mana yang pertama kali mengkristal saat lelehan mendingin melewati likuidus.

Salah satu contohnya menyangkut kristalisasi lelehan yang membentuk batuan mafik dan ultramafik. Konsentrasi MgO dan SiO2 dalam lelehan merupakan salah satu variabel yang menentukan apakah olivin forsterit atau piroksen enstatit yang diendapkan,[11] tetapi kandungan air dan tekanan juga penting. Dalam beberapa komposisi, pada tekanan tinggi tanpa air kristalisasi enstatit lebih disukai, tetapi dengan adanya air pada tekanan tinggi, olivin lebih disukai.[12]

Magma granit memberikan contoh tambahan tentang bagaimana lelehan dengan komposisi dan suhu yang umumnya sama, tetapi pada tekanan yang berbeda, dapat mengkristalkan mineral yang berbeda. Tekanan menentukan kadar air maksimum dari komposisi magma granit. Kristalisasi fraksional suhu tinggi dari magma granit yang relatif miskin air dapat menghasilkan granit felspar alkali tunggal, dan kristalisasi suhu rendah dari magma yang relatif kaya air dapat menghasilkan granit dua felspar.[13]

Selama proses kristalisasi fraksional, lelehan diperkaya dengan unsur-unsur yang tidak kompatibel.[14] Oleh karena itu, pengetahuan tentang urutan kristalisasi sangat penting dalam memahami bagaimana komposisi lelehan berevolusi. Tekstur batuan memberikan wawasan, seperti yang didokumentasikan pada awal 1900-an oleh deret reaksi Bowen.[15] Diagram fase yang ditentukan secara eksperimental untuk campuran sederhana memberikan wawasan tentang prinsip-prinsip umum.[16][17] Perhitungan numerik dengan perangkat lunak khusus semakin mampu mensimulasikan proses alami secara akurat.[18][19]

Batuan sedimen[sunting | sunting sumber]

Kristalisasi fraksional penting dalam pembentukan batuan evaporit sedimen.[20]

Lihat pula[sunting | sunting sumber]

Referensi[sunting | sunting sumber]

  1. ^ Petrology The Study of Igneous...Rocks, Loren A. Raymond, 1995, McGraw-Hill, p. 91
  2. ^ Wilson B.M. (1989). Igneous Petrogenesis A Global Tectonic Approach. Springer. hlm. 82. ISBN 9780412533105. 
  3. ^ Emeleus, C. H.; Troll, V. R. (August 2014). "The Rum Igneous Centre, Scotland". Mineralogical Magazine (dalam bahasa Inggris). 78 (4): 805–839. doi:10.1180/minmag.2014.078.4.04 alt=Dapat diakses gratis. ISSN 0026-461X. 
  4. ^ Petrology The Study of Igneous...Rocks, Loren A. Raymond, 1995, McGraw-Hill, p. 65
  5. ^ Lange, R.L.; Carmichael, Ian S.E. (1990). "Thermodynamic properties of silicate liquids with emphasis on density, thermal expansion and compressibility". Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 24 (1): 25–64. Diakses tanggal 8 November 2020. 
  6. ^ Huang, W. L.; Wyllie, P. J. (Maret 1973). "Melting relations of muscovite-granite to 35 kbar as a model for fusion of metamorphosed subducted oceanic sediments". Contributions to Mineralogy and Petrology. 42 (1): 1–14. doi:10.1007/BF00521643. 
  7. ^ Philpotts, Anthony R.; Ague, Jay J. (2009). Principles of igneous and metamorphic petrology (edisi ke-2nd). Cambridge, UK: Cambridge University Press. hlm. 604–612. ISBN 9780521880060. 
  8. ^ McBirney, Alexander R. (1984). Igneous petrology. San Francisco, Calif.: Freeman, Cooper. hlm. 124–127. ISBN 0877353239. 
  9. ^ Juster, Thomas C.; Grove, Timothy L.; Perfit, Michael R. (1989). "Experimental constraints on the generation of FeTi basalts, andesites, and rhyodacites at the Galapagos Spreading Center, 85°W and 95°W". Journal of Geophysical Research. 94 (B7): 9251. doi:10.1029/JB094iB07p09251. 
  10. ^ Philpotts & Ague 2009, hlm. 609-611.
  11. ^ Philpotts & Ague 2009, hlm. 201-205.
  12. ^ Kushiro, Ikuo (1969). "The system forsterite-diopside-silica with and without water at high pressures" (PDF). American Journal of Science. 267.A: 269–294. Diakses tanggal 8 November 2020. 
  13. ^ McBirney 1984, hlm. 347-348.
  14. ^ Klein, E.M. (2005). "Geochemistry of the Igneous Oceanic Crust". Dalam Rudnick, R. The Crust — Treatise on Geochemistry Volume 3. Amsterdam: Elsevier. hlm. 442. ISBN 0-08-044847-X. 
  15. ^ Bowen, N.L. (1956). The Evolution of the Igneous Rocks. Canada: Dover. hlm. 60–62. 
  16. ^ McBirney 1984, hlm. 68-102.
  17. ^ Philpotts & Ague 2009, hlm. 194-240.
  18. ^ Philpotts & Ague 2009, hlm. 239-240.
  19. ^ Ghiorso, Mark S.; Hirschmann, Marc M.; Reiners, Peter W.; Kress, Victor C. (Mei 2002). "The pMELTS: A revision of MELTS for improved calculation of phase relations and major element partitioning related to partial melting of the mantle to 3 GPa: pMELTS, A REVISION OF MELTS". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 3 (5): 1–35. doi:10.1029/2001GC000217 alt=Dapat diakses gratis. 
  20. ^ Raab, M.; Spiro, B. (April 1991). "Sulfur isotopic variations during seawater evaporation with fractional crystallization". Chemical Geology: Isotope Geoscience Section. 86 (4): 323–333. doi:10.1016/0168-9622(91)90014-N. 
Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristalisasi_fraksional_(geologi)&oldid=23834829"