BOWEN REACTION SERIES (REAKSI BOWEN)

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.

Urutan reaksi Bowen untuk reaksi ferromagnesium yang tidak terus menerus yaitu, Mineral yang paling awal dinyatakan dari magma yang berkomposisi basalt yaitu olivine dan kalsium-rich plagioklas. Saat proses pendinginan, reaksi olivin dengan sisa cairan membentuk mineral yang baru, yaitu piroksin. Reaksi piroksin berubah ke bentuk ampibole, dan ampibole membentuk biotit. Dan dari sini terlihat bahwa dari mineral awal menuju mineral akhir mempunyai struktur kristal yang berbeda.

Reaksi Bowen ini dapat membantu kita untuk memahami mengapa mineral tertentu cenderung terjadi / muncul bersama-sama di dalam batuan beku gunung berapi. Sebagai contoh yaitu batu karang yang mafic, batu basal dan gabbro yang cenderung berisi mineral olivine, pyroxene, dan calcium-rich plagioclase feldspar. Mineral tersebut adalah mineral yang mengkristal pada temperatur yang tinggi. Contoh lain yaitu batu karang sialic atau felsic seperti granit dan rhyolite cenderung berisi kwarsa, kalium feldspar, sodium-rich plagioclase feldspar, dan kadang-kadang muscovite. Mineral tersebut adalah mineral yang mengkristal pada temperatur yang lebih rendah.

Reaksi Bowen juga membantu kita dalam memahami mengapa mineral tertentu tidak terjadi bersama-sama di dalam batuan beku gunung berapi. Sebagai contoh, olivine dan kwarsa tidak mungkin untuk terjadi di dalam batuan beku gunung berapi yang sama, sebab olivine adalah suatu mineral temperatur tinggi, dan kwarsa adalah suatu mineral temperatur rendah.

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 komposisi Plagioklas 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 (Orthoklas), ke Muscovit dan terakhir Kwarsa, maka mineral kwarsa merupakan mineral yang paling stabil diantara seluruh mineral mafik atau mineral felsik. Sehingga dengan memperhatikan reaksi Bowen, kita memperoleh berbagai kemungkinan himpunan mineral utama didalam batuan beku diantaranya:

1. Kelompok batuan Ultrabasa dan Basa, mineralnya antara lain:

·                     Olivin 

·                     Olivin – Plagioklas

·                     Piroksen

·                     Olivine – Piroksen

·                     Olivin – Plagioklas - Piroksen

·                     Piroksen – Plagioklas

2. Kelompok batuan Intermediet, mineralnya antara lain:

·                     Piroksen – Horblende - Plagioklas

·                     Hornblende – Plagioklas

·                     Hornblende – Plagioklas – Biotit – Kwarsa

3. Kelompok batuan Asam, mineralnya antara lain:

·                     Hornblende – Plagioklas – Biotit – Orthoklas

·                     Hornblende – Plagioklas – Biotit – Muscovit

·                     Muscovit – Biotit – Orthoklas

Mineral utama sebagai penyusun utama pembentuk batuan antara lain: 

a. Kwarsa (Quartz)

Mineral ini mempunyai susunan kimia dengan rumus SiO₂ dan terhitung mineral yang banyak sekali tersebar, warna asli tidak berwarna putih, tetapi karena adanya pengotoran dari unsur lain sehingga berwarna lain, bentuk kristal prismatic hexagonal, tidak mempunyai belahan, pecahannya: conchoidal, kekerasan: 7 (skala mohs). Ciri yang khas dari mineral ini, terdapat garis-garis mendatar pada sisi bidang kristalnya. Mempunyai warna tersendiri, sering berwarna jernih atau putih suram. Pengisian dari berbagai zat didalamnya, memberikan warna yang berbeda-beda, ada yang berwarna kekuning-kuningan, ungu (amnetis), coklat dan lain-lain.

b. Feldspar

Merupakan golongan mineral yang paling umum dijumpai di dalam kulit bumi sebagai Silikat dari Alumina dengan Kalium, Natrium, dan Kapur. Sistim Monoklin/Triklin terlihat belahan dalam 2 arah. Kekerasan 6 Felspar dibagi atas 2 golongan, yaitu: 

1. Potash Felspar (KAlSi₃O₈) 

Terdiri dari mineral ortoklas, mikrolin dan sanidin adularis. Warnanya putih, pucat atau merah daging, abu-abu. Kilat seperti kaca (petreous). Bidang belahan baik, tidak ada striasi (garis-garis paralel yang lembut). Ortoklas (KAlSiO₂), sebagai sumber utama unsur K (Kalium) dalam tanah, umumnya berwarna abu-abu, kemerahan, belahan dua arah, kekerasan 6, bersifat asam. 

2. Plagioklas Feldspar (Na, Ca)AlSi₃O₈ 

Warna putih atau abu-abu berwarna lain, kilap pitreus. Bidang belahan baik kedua arah ada sitriasi. Mudah dibedakan dari Ortoklas karena adanya kembaran yang dapat dilihat dibawah loupe, lebih-lebih di bawah mikroskop. Sering berbentuk zona dan berubah menjadi Serisit, Kaolinit atau Epidot. Plagioklas felspar terdiri atas 6 macam mineral, yaitu: 

a. Albit 

b. Oligoklas 

c. Andesin 

d. Bitownit 

e. Labradorit 

f. Anorthit 

Makin ke bawah makin berkurang mengandung Na dan makin bertambah akan mengandung Ca. Albit, Andesin disebut Plagioklas asam atau Na Plagioklas. Anortit, Bitonit disebut Plagioklas basa atau Calcic Plagioklas. Plagioklas (Na,Ca) AlSi₃O₈ kenampakannya menyerupai Ortoklas, hanya warnya biasa putih abu-abu dan secara optic Plagioklas mempunyai kembaran. Plagioklas terdiri dari mineral-mineral Albit, Oligoklas, Andesine, Bitonit, Labradorit dan Anortit. 

c. Feldspatoid 

Merupakan mineral pengganti Feldspar, karena terbentuk bila dalam suatu batuan tidak cukup terdapat SiO₂. Dalam batuan yang mengandung SiO₂ bebas, mineral ini tidak terbentuk, karena yang terbentuk adalah Felspar. Feldspatoid ini terdiri atas beberapa mineral, antara lain: Leucit (KAlSi₂O) sebagai pengganti orthoklas. Warnanya putih agak jernih dan bentuknya aquant/bulat. Nephelin (NaAl Si₂O₆) sebagai pengganti Plagioklas (Albit). Warna abu-abu. Bentuk berisi 6 atau bulat. Sodalit warnanya putih, abu-abu atau kebiruan. 

d. Mika (Glimmer) 

Ada tiga macam, yaitu muscovit, biotit, dan phlogopit. 

1). Muscovit, disebut juga mika putih.

Rumus kimianya K Al (OH)₂ (AlSi₃O₁₀). Mudah dikenal, karena sifatnya yang mudah dibelah-belah dalam helaian-helaian yang sangat tipis, transparan dan fleksibel, tidak berwarna, abu-abu, kehijauan atau coklat muda, kilap vitreum, kekerasan 2-3. 

2). Biotit disebut juga Mika hitam

Dengan rumus kimia K₂ (Mg,Fe)₂ (OH)₂ AlSi₃ O₈. Mudah terbelah dalam satu arah dan biasanya berbentuk segi enam, tidak transparan, fleksibel. Warna: hitam hingga coklat tua, kilap vitrous, kekerasan 2,5 - 3. 

3). Phlogopit disebut juga mika coklat. (Tidak banyak dijumpai.)

e. Amfibol 

Terutama terdiri dari mineral Hornblende. Susunan Kimianya Ca₂(MgFeA1)₃(OH)₂(SiA1₄O₁₁)₂. Berbentuk prismatik, biasanya berisi kelipatan tiga, agak panjang dengan belahan dua arah menyudut kira-kira 900. Merupakan kumpulan mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek berisi delapan. Warna : coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 6. yang terpenting dari golongan ini adalah Hornblende. 

f. Piroksen 

Terutama terdiri dari mineral Augit. Berbentuk prismatik pendek berisi kelipatan 4 dengan belahan 2 arah menyudut. Merupakan kumpulan dari mineral-mineral yang berbentuk prisma pendek bersisi delapan. Striasi bersudut kira-kira 900. Pyroxen adalah senyawa yang kompleks dari Calsium, Magnesium, Ferum, dan Silikat. Warna coklat tua hingga hitam. Kekerasan 5 - 8. Mineral golongan ini antara lain : Enstatit, Hypersten, Diopsid, dan yang paling banyak terdapat ialah Augit dengan rumus kimia Ca (MgFe) (SiO₃)₂ (AlFe)₂ O₃. 

g. Olivin 

Biasanya berwarna hijau terdiri dari (FeMg)₂SiO₄. Pada umumnya terdapat dalam batu Basalt dan Gabro. Olivin membentuk kristal yang ideal, karena terbentuk pertama-tama dari magma. Warna hijau atau kuning kecoklatan. Biasanya berbutir halus dan granular. Pecahan concoidal (seperti kerang). Kekerasan 6,5 - 7. 

h. Kalsit 

Mineral ini berwarna putih, sering ada pengotoran, mempunyai belahan 3 arah berbentuk Rombuder, susunan kimianya CaCO₃. 

i. Grafit

Mineral ini  unsurnya Karbon (C) berwarna hitam, lunak, umumnya pada batuan ubahan.