6. Keseimbangan Magma

Slide 1

3/29/2015keseimbangan magma2KESEIMBANGAN MAGMA3/29/2015deferensiasi magma3Diferensiasi magma3/29/2015deferensiasi magma4Ultramafic (picritic)

Ultramafic (picritic)

SiO2 < 45%Fe-Mg >8% up to 32%MgOTemperature: up to 1500CViscosity: Very LowEruptive behavior: gentle or very explosive (kimberilites)Distribution: divergent plate boundaries, hot spots, convergent plate boundaries; komatiite and other ultramafic lavas are mostly Archean and were formed from a higher geothermal gradient and are unknown in the present

3/29/2015deferensiasi magma5Mafic (basaltic)

Mafic (basaltic)

SiO2 < 50%FeO and MgO typically < 10 wt%Temperature: up to ~1300CViscosity: LowEruptive behavior: gentleDistribution: divergent plate boundaries, hot spots, convergent plate boundaries

3/29/2015deferensiasi magma6Intermediate (andesitic)

Intermediate (andesitic)

SiO2 ~ 60%Fe-Mg: ~ 3%Temperature: ~1000CViscosity: IntermediateEruptive behavior: explosive or effusiveDistribution: convergent plate boundaries, island arcs

3/29/2015deferensiasi magma7Felsic (rhyolitic)

Felsic (rhyolitic)

SiO2 >70%Fe-Mg: ~ 2%Temp: < 900CViscosity: HighEruptive behavior: explosive or effusiveDistribution: hot s3/29/2015deferensiasi magma8Diferensiasi magma

Diferensiasi magmaDiferensiasi magma pembagian kelas-kelas magma sesuai dengan komposisi kimiawinya yang terjadi pada saat magma mulai membeku.3/29/2015deferensiasi magma9Yang termasuk dalam diferensiasi magma antara lain:Crystal fractionation Inward CrystallizationLiquid Immiscibility 3/29/2015deferensiasi magma101. Fraksinasi Kristal

1. Fraksinasi KristalKomposisi cairan magma dapat berubah sebagai hasil dari Kristal dan magma tersebut pada saat Kristal terbentuk. Kondisi ini terjadi dalam semua kasus kecuali pada komposisi eutetik, kristalisasi mengakibatkan komposisi magma berubah dan jika Kristal dipindahkan oleh suatu proses maka akan muncul komposisi magma baru yang berbeda dengan parent magma. 3/29/2015deferensiasi magma11Dan mineral yang dihasilkan merupakan mineral baru atau mineral solid solution yang telah mengalami perubahan. Kristal fraction juga dapat menghasilkan komposisi larutan yang berbeda dari kristalisasi normal yang dilakukan oleh magma parent.

3/29/2015deferensiasi magma12Mekanisme dari fraksinasi kristal

Untuk menghasilkan fraksinasi Kristal dibutuhkan suatu mekanisme alami. Yang dapat memisahkan Kristal dari magma atau memisahkan Kristal tersebut sehingga tidak lagi bereaksi dengan magma.Mekanisme yang terjadi secara alami antara lain:3/29/2015deferensiasi magma13 Crystal Setling Crystal Setling, umumnya Kristal yang terbentuk dari suatu magma akan mempunyai densitas yang berbeda dengan larutannya, antara lain: 3/29/2015deferensiasi magma14a. garvity settlinga. garvity settling: Kristal-kristal yang mempunyai densitas lebaih besar dari larutan akan tenggelam dan membentuk lapisan pada bagian bawah tubuh magma (textur kumulat atau tekdtur berlapis pada batuan beku). 3/29/2015deferensiasi magma15b. Crystal floatingb. Crystal floating: Kristal-kristal yang mempunyai densitas lebih rendah dari larutan akan mengambang dan membentuk lapisan pada bagian atas tubuh magma, Kristal-kristal tersebut kaya akan unsur silika. 3/29/2015deferensiasi magma16 Filter pressing Filter pressing: suatu mekanisme yang digunakan untuk memisahkan larutan dari larutan Kristal. Dalam filter settling Kristal dengan konsentrasi cairan yang tinggi, cairannya akan dipaksa keluar dari ruang antar Kristal, hal ini dapat dicontohkan ketika kita sedang meremas spons yang berisi air. 3/29/2015deferensiasi magma17Mekanisme ini sulit untuk diketahuiMekanisme ini sulit untuk diketahui karena:

a. Tidak seperti spons matriks Kristal getas dan tidak dapat mengubah bentuk dengan mudah untuk menekan cairan keluar. 3/29/2015deferensiasi magma18b. Dibutuhkan retakan pada Kristal untuk memindahkan cairan. Filter settling adalah suatu metode umum yang digunakan dalam memnisahkan Kristal dari larutan pada proses-proses industri tetapi belum ditemukannya yang terjadi secara alami. 3/29/2015deferensiasi magma192. Inward crystallization

2. Inward crystallizationSeperti yang kita ketahui tubuh magma mempunyai temperature yang sangat tinggi dibandingkan dengan country rock yang menyelimutinya. Hal akan menyebabkan panas dari tubuh magma lari ke country rock kemudian temperatur tubuh magma akan menurun. 3/29/2015deferensiasi magma20Dan penurunan temperatur bejalan bersamaan dengan pembentukan Kristal, jadi pada lapisan pertama Kristal lebih dahulu terbentuk dan mempunyai ukuran yang relative lebih kecil dari pada Kristal yang terbentuk di dalam inti tubuh magma. 3/29/2015deferensiasi magma213. Liquid immiscibility

3. Liquid immiscibilityLiquid immiscibility : merupakan percampuran larutan magma yang tidak dapat menyatu, seperti halnya yang terjadi pada saat kita mencampurkan minyak dan air3/29/2015deferensiasi magma22Dua point penting dari hal ini :1.larutan dalam kondisi padatan yang sama tetapi tidak dapat bercampur satu sama lain.2.komposisi larutan tersebut harus dalam temperatur yang sama 3/29/2015deferensiasi magma23Assimilasi Magma

Assimilasi MagmaProses asimilasi magma terjadi bila ada material asing dalam tubuh magma. Ada batuan disekitar magma, yang masuk dan bereaksi dengan magma induk , adanyan penambahan material asing ini menjadikan komposisi magma induk berubah. 3/29/2015deferensiasi magma24Komposisi barunya tergantung dari batuan yang bereaksi dengan magma induk.dari batuan beku yang dihasilkan berbeda.

3/29/2015keseimbangan magma25

3/29/2015keseimbangan magma26Letusan gunungapiLetusan gunungapi merupakan proses pergeseran energi dari energi potensial dominan dan panas menjadi energi kinetik dominan dan panas. Letusan gunungapi terjadi karena adanya gaya yang berasal dari dalam bumi akibat terganggunya sistem keseimbangan magma dan sistem keseimbangan geologi. 3/29/2015keseimbangan magma27Keseimbangan magma akan terganggu apabila (1) magma yang membeku mulai kehilangan panas. Ketidakseimbangan dipicu oleh hilangnya gas dalam magma karena penurunan temperatur, 3/29/2015keseimbangan magma28(2) adanya perbedaan suhu akibat pendinginan magma yang tidak homogen sehingga menimbulkan arus konveksi yang mengganggu keseimbangan hidrostatis,

3/29/2015keseimbangan magma29(3) Epimagma turun ke kedalaman tertentu pada kondisi tidak seimbang. Sebagai pencarian keseimbangan baru terjadi difusi gas sehingga di permukaan terjadi perubahan epimagma menjadi hipomagma atau piromagma, dan

3/29/2015keseimbangan magma30(4) terjadi pergerakan gas dalam piromagma ke arah permukaan permukaan bumi karena tekanan dalam piromagma lebih besar dari tekanan beban luar.

3/29/2015keseimbangan magma31Keseimbangan magma di dalam waduk akan terjaga apabila tekanan hidrostatik magma sama dengan tekanan beban yang berada di atas waduk. 3/29/2015keseimbangan magma32

3/29/2015keseimbangan magma33Karena setiap proses apapun akan menyebabkan hilang atau lepasnya gas dari magma, maka faktor terpenting dalam letusan gunungapi adalah tercapai atau tidaknya keseimbangan antara tekanan hidrostatik di dalam waduk dan tekanan di luar waduk.

3/29/2015keseimbangan magma34Berdasarkan mekanismenya dikenal beberapa macam letusan gunungapi, antara lain letusan pusat, letusan rekahan, letusan pundan tersebumbat, letusan freatik, letusan celah, letusan hidrotermal dan sebagainya.3/29/2015keseimbangan magma35Letusan gunungapi tidak akan terjadi selama tekanan dalam waduk magma lebih kecil dibanding kekuatan tahanan atap waduk. Tetapi ketika pendinginan magma terjadi, maka akan terjadi difusi pengumpulan gas di bagian permukaan waduk. 3/29/2015keseimbangan magma36Apabila tahanan atap berkurang, sementara tekanan gas terus bertambah, maka letusan akan terjadi. Letusan ini disebut letusan pusat. Diagram mekanisma letusan pada pipa terbuka dan hubungan antara kandungan gas dan viskositas magma dengan jenis kegiatan letusan pusat (Rittman, 1962 )3/29/2015keseimbangan magma37Magma basa yang pada umumnya akan menghasilkan lava cair yang bersusunan basal olivin yang merupakan piromagma. Mekanisma letusan celah terjadi apabila magma tersebut ke atas sepanjang rekahan abisal. 3/29/2015keseimbangan magma38Hipomagma yang ada selama proses kristalisasi akan menghasilkan piromagma. Unsur-unsur yang mudah menguap akan mudah menyebabkan terjadinya semburan. Akumulasi lava basal yang luas akibat letusan celah yang besar disebut dengan plateu basalt atau flood basalt 3/29/2015keseimbangan magma39Apabila kandungan gas berkurang, permukaan lava akan turun dan terjadi pembekuan yang dimulai dari atas ke bawah, hingga akhirnya membentuk korok.3/29/2015keseimbangan magma40TIPE LETUSAN GUNUNGAPI

3/29/2015keseimbangan magma41letusan kepundan tersumbatMekanisme letusan kepundan tersumbat terjadi apabila terdapat magma yang membeku pada lubang kepundan gunnungapi yang menyebabkan terjadinya pengumpulan tenaga di bawah sumbat 3/29/2015keseimbangan magma42Apabila tenaga telah cukup untuk menghancurkan sumbat maka akan terjadi letusan sangat kuat. Letusan ini disertai dengan gempa gunungapi, guruh dan gumpalan awan debu sampai akhirnya suatu ledakan keras dan hamburan batu apung menutupi kawasan tersebut. Contoh letusan ini adalah erupsi gunungapi Krakatau (1883) dan Tambora (1815).3/29/2015keseimbangan magma43letusan freatikMekanisme letusan freatik terjasi apabila air hujan jatuh ke permukaan tanah dan bersentuhan dengan magma atau tubuh batuan panas lainnya. 3/29/2015keseimbangan magma44Air yang terpanaskan akan terbentuk akumulasi uap bertekanan tinggi. Tekanan yang terus bertambah akan menghancurkan lapisan penutupnya. Letusan freatik juga dapat terjadi pada lava yang mesuk ke dalam tubuh air, rawa maupun laut.

3/29/2015keseimbangan magma45letusan hidrotermalMekanisme letusan hidrotermal hampir sama dengan mekanismepada letusan freatik. Perbedaannya terletak pada pembentukan sistem.

Apabila uap bertekanan tinggi tersebut sempat membentuk sistem panas bumi, 3/29/2015keseimbangan magma46sementara batuan penutup mulai kehilangan daya tahannya, maka ketika tekanan uap semakin besar akan terjadi letrusan hidrotermal. Penuruan daya tahan batuan penutup dapat disebabkan oleh proses pelapukan, berkurangnya nilai kohesi batuan atau karena gempabumi.

3/29/2015keseimbangan magma47Material-Material Gunung api 3/29/2015keseimbangan magma48Magma

MagmaMagma adalah cairan silikat pijar bersuhu antara 9000 sampai dengan 14000 yang terdapat di dalam bumi di bawah tubuh gunungapi.3/29/2015keseimbangan magma49LavaBatuan pijar meleleh yang terdapat di dalam perut bumi disebut dengan magma. Magma yang keluar dari gunung berapi saat terjadi letusan, disebut dengan lava3/29/2015keseimbangan magma50TepraDisebut juga dengan material piroklastik (pyroclastic material). 3/29/2015keseimbangan magma51Gas

GasGas dihasilkan pada letusan gunung berapi baik yang eksplosif maupun non eksplosif, biasanya dalam bentuk uap. Pelepasan gas yang tiba-tiba dengan tekanan yang sangat tinggi inilah yang menyebabkan terjadinya letusan.

3/29/2015keseimbangan magma52Tipe Gunung api berdasarkan Morfologi nya Stratovulkano Tersusun dari batuan hasil letusan dengan tipe letusan berubah-ubah sehingga dapat menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan, sehingga membentuk suatu kerucut besar (raksasa). Ciri : Lereng curam, zona subduksi, eksplosit. Contoh : Gunung merapi 3/29/2015keseimbangan magma53KalderaGunung berapi jenis ini terbentuk dari ledakan yang sangat kuat yang melempar ujung atas gunung sehingga membentuk cekungan. Ciri : Cekungan besar, Sangat eksplosit. Contoh : Gunung Bromo3/29/2015keseimbangan magma54Kubah Lava (Dome Volcano)Kadang juga disebut kubah-sumbat (plug dome), terbuat dari lava kental mengandung asam yang keluar saat terjadi letusan. Lava ini mengisi lubang kawah di bagian puncak gunung. 3/29/2015keseimbangan magma55Lava yang mengeras pada kawah ini dapat menutup lubang pada dinding gunung, dan ini dapat mengakibatkan terjadinya ledakan. Gunung-api kubah umumnya memiliki sisi yang curam dan bentuk yang cembung. Ciri : Akumulasi vikositas tinggi Contoh Puncak Lassen di Sierra Nevada, dan Gunung Pele di Martinique.

3/29/2015keseimbangan magma56Perisai (shield Volcano)Tersusun dari batuan aliran lava yang pada saat diendapkan masih cair, sehingga tidak sempat membentuk suatu kerucut yang tinggi (curam), bentuknya akan berlereng landai, dan susunannya terdiri dari batuan yang bersifat basaltik. 3/29/2015keseimbangan magma57Contoh bentuk gunung berapi ini terdapat di kepulauan Hawai. Mauna Loa dan Mauna Kea

3/29/2015keseimbangan magma58Kerucut Bara (Cinder Cone)Merupakan gunung-api yang dibentuk terutama oleh bara basal dan abu vulkanik dari reruntuhan material piroklastik, atau dari material yang dikeluarkan pada saat terjadi letusan eksplosif. 3/29/2015keseimbangan magma59Ciri : Kerucut , kecil, jatuhan piroklastik Contoh : Pegunungan Amerika Utara bagian barat sebagai bagian dari terrain vulkanik dunia.

3/29/2015keseimbangan magma60Gunung-api Rekahan (Fissure Volcano) / BasaltGunung-api rekahan merupakan sebuah retakan panjang pada permukaan bumi dimana aliran magma keluar melalui retakan tersebut. Ciri :Rekahan,Basalt. Contoh : Plato Kolumbia di bagian barat-laut Amerika Serikat; dan Plato Deccan di India.3/29/2015keseimbangan magma61Tipe Erupsi Gunung Api Tipe strombolian Material halus dari lava cair menyembur dari kawah membentuk suatu gugusan cahaya di langit.terkumpul di cekungan gunung, lava cair tsb kemudian meluncur ke bawah membentuk suatu aliran yang berapi. 3/29/2015keseimbangan magma62

3/29/2015keseimbangan magma63Tipe Hawaiian Letusan ini tidak memancarkan terlalu banyak material piroklastik ke udara, melainkan lebih banyak mengeluarkan lava yang tidak terlalu kental dengan kandungan gas rendah. Lava mengalir dengan bermacam cara, namun yang paling menarik adalah air mancur kembang api, yang sesuai namanya memang merupakan air mancur lava berwarna oranye terang yang memancar setinggi ratusan meter ke udara, kadang hanya terjadi sesaat, kadang juga bisa beberapa jam. 3/29/2015keseimbangan magma64Tipe VulkanianTipe ini adalah lava yang membentuk kerak di atas lubang-lubang vulkanis diantara letusan yang membentuk volcano. Letusan yang terjadi berikutnya jauh lebih dahsyat dan mengeluarkan awan-awan materi yang padat. 3/29/2015keseimbangan magma65

3/29/2015keseimbangan magma66Tipe HydrovulkanikBila letusan gunung berapi terjadi di dekat samudra, awan mendung, atau wilayah lembab lainnya, interaksi antara magma dan air dapat menciptakan gumpalan asap yang unik. 3/29/2015keseimbangan magma67


3/29/2015keseimbangan magma69Tipe Plinian/ Tipe PeleanTipe ini adalah dimana magma dilepaskan, dorongan keatas yang kuat dari gas yang dihasilkan dapat membentang jauh sampai di atmosfir. Tipe ini adalah tipe letusan yg paling merusak, magama meletus keluar lewat tempat yang lemah dari pungung gunung. Tipe letusan ini pernah terjadi di Gunung Pinatubo pada tahun 19913/29/2015keseimbangan magma70Tipe- Tipe Lava Pahoehoe LavaLava pertama yang keluar dari gunung api. Viscositas tinggi, aliran lava pelan. Lapisan akan mengeras, dan selanjutnya pecar membentuk aliran baru.3/29/2015keseimbangan magma71


3/29/2015keseimbangan magma73Pahoehoe Lava

3/29/2015keseimbangan magma74Aa LavaPermukaan kasar, bagian-bagian pecahan di sebut clinkers, Lava seperti pasta kental dan clinkers berada pada bagian atas aliran lava. Bibawah lapisan ada core yang mengalir lava kental di dalamnya.3/29/2015keseimbangan magma75



3/29/2015keseimbangan magma78Lava FlowMerupakan aliran lava dari batuan yang melebur. Bukan dari erupsi ekspolsif. Lava ini merusak apapun yang di lewatinya. Kecepatan aliran tergantung bahan pembuatnya.. Basalt lebih cepat, di banding yang berasal dari andesit.3/29/2015keseimbangan magma79





3/29/2015keseimbangan magma84Lava FountainSejumlah besar lava yang terlempar ke udara. Ketinggian bias mencapai 30 sampai 300 kaki. Lava ini tererupsi di dalam kawah, sepanjang retakan, atau dari tabung lava.3/29/2015keseimbangan magma853/29/2015keseimbangan magma86




3/29/2015keseimbangan magma90Lava PillowTerbentuk bila terjadi di laut. Lava mendingin cepat dan membentuk bola-bola. Bahan dasar biasanya basalt.3/29/2015keseimbangan magma91






3/29/2015keseimbangan magma97Lava LakeApabila sejumlah besar lava mengalir membentuk kawah. ketika Kumpulan lava dalam kawah mendingin dan mongering, tetap masih di sebut kawah lava.3/29/2015keseimbangan magma98





Documents

6. Keseimbangan Magma