Bowen Reaction Series

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
• 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.

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.