Diagram Fase

DIAGRAM FASE

Diagram fase: diagram/grafik yang menggambarkan kondisi stabil beberapa fase sebagai fungsi dari temperatur (T), tekanan (P) dan komposisi.

Dapat menggambarkan hubungan kesetimbangan beberapa mineral dalam batuan.

Fase: bagian dari suatu sistem (dalam hal ini magma) yang secara fisik berbeda dan dapat dipisahkan secara mekanik dari bagian yang lain dalam sistem tersebut.

Fase dalam magma: padat (mineral), cair (liquid) dan gas

Komponen: konstitusi/bagian kimiawi minimum yang diperlukan dalam pembentukan berbagai fase (padat, cair, gas) dalam suatu sistem.

Batuan beku umumnya mempunyai 10 – 12 komponen.

Komponen tidak sama dengan mineral, misalnya komponen SiO2 tidak selalu berarti fase padat/mineral kuarsa. Ada 6 bentuk fase padat/mineral dari komponen SiO2

yaitu kuarsa alfa, kuarsa beta, tridmit, kristobalit, coesite dan stishovite (Polymorphs of SiO2).

Aturan fase: F = c – p + 2

F : degree of freedom (jumlah variabel minimum untuk mengubah fase).c : jumlah komponen.p : jumlah fase.

Misalnya: untuk air dan es, c = 1 (H2O), p = 2 (fase air dan fase es) maka

F = c – p + 2 = 1 – 2 + 2 = 1

Jadi diperlukan 1 variabel untuk mengubah air menjadi es atau sebaliknya misalnya dengan menaikkan atau menurunkan temperatur (T).

Aturan fase menjadi: F = c – p + 1; pada kondisi tekanan yang tetap (Isobaric).

Variabel penting dalam diagram fase di suatu sistem magmatik: temperatur (T), tekanan (P) dan jumlah komponen.

Diagram fase dalam sistem magmatik: Sistem 1 komponen; Sistem 2 komponen (Binary System) dengan congruent melting, incongruent melting, solid solution; Sistem 3 komponen (Ternary System).

Diagram fase didapat dari eksperimen di laboratorium dan pengamatan batuan/sayatan tipis.

SISTEM 1 KOMPONEN

After Swamy and Saxena (1994), J. Geophys. Res., 99,

11,787-11,794. AGU

F = c – p + 2F = 1 – 3 + 2F = 0Invariant points

F = c – p + 2F = 1 – 2 + 2F = 1Univariant curves

F = c – p + 2F = 1 – 1 + 2F = 2Divariant regions

SISTEM 2 KOMPONEN (Congruent Melting)

Isobaric T-X phase diagram at atmospheric pressure. After Bowen (1915), Amer. J. Sci. 40, 161-185.

CaMg(SiO3)2

(Diopside)CaAl2Si2O8

(Anorthite)

Eutectic point

de

a (80% An)

b

c (80%An)fi

CaMg(SiO3)2

(Diopside)CaAl2Si2O8

(Anorthite)

Eutectic point

(b)

a

b c

d

(d)

Tekstur diabasic

CaMg(SiO3)2

(Diopside)CaAl2Si2O8

(Anorthite)

Eutectic point

(b)

a

b

c

d

(d)

Tekstur Tekstur ophiticophitic

Isobaric T-X phase diagram of the system Fo-Silica at 0.1 MPa. After Bowen and Anderson (1914) and Grieg (1927). Amer. J. Sci.

SISTEM 2 KOMPONEN (Incongruent Melting)

Cristobalite, Tridymite

Eutectic pointPeritectic point

b c

d efg

h

ijk

Cristobalite, Tridymite

Cristobalite, Tridymite

b

cd

e

f

gh

(c) (e)

Reaction rim of pyroxene in olivine

Isobaric T-X phase diagram at atmospheric pressure.

After Bowen (1913) Amer. J. Sci., 35, 577-599.Isobaric T-X phase diagram at atmospheric pressure After

Bowen and Shairer (1932), Amer. J. Sci. 5th Ser., 24, 177-213.

SISTEM 2 KOMPONEN (Solid solution)

NaAlSi3O8

(Albite)CaAl2Si2O8

(Anorthite)

Fe2SiO4

(Fayalite)

Mg2SiO4

(Forsterite)

c

d ef

g

a

b

An75 Ab25

iAn75 Ab25

NaAlSi3O8

(Albite)

CaAl2Si2O8

(Anorthite)

h

NaAlSi3O8

(Albite)

CaAl2Si2O8

(Anorthite)

L1

L1

L2

P1

P2

P3

L3

P4

P4

P1

P2 P1

P3P2 P1

P4 P3P2 P1

T-X phase diagram of the system albite-orthoclase at 0.2 GPa H2O pressure. After Bowen and Tuttle (1950). J.

Geology.

SISTEM 2 KOMPONEN (Solid Solution with Eutectic)

SISTEM 3 KOMPONEN (Ternary Systems)

Isobaric diagram illustrating the liquidus temperatures in the Di-An-Fo system at atmospheric pressure (0.1 MPa). After Bowen (1915), A. J. Sci., and Morse (1994), Basalts and Phase (1994), Basalts and Phase

Diagrams. Krieger Publishers.Diagrams. Krieger Publishers.

TUGAS