klasifikasi endapan bahan galian

TA 5111

GENESA MINERAL

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN

Dr.Eng. Syafrizal., ST., MT

Kelompok Keahlian Eksplorasi Sumberdaya Bumi

KK ESDB – FTTM - ITB

Materi-02

1

Sub-Topik2

Morfologi Badan Bijih

Dimensi badan bijih (ukuran, bentuk, dan sebaran)

merupakan fungsi dari geometri dan distribusi kadar.

Bidang : Strike & Dip.

Dimensi : Panjang, Lebar, Tebal.

Bentuk : Mengikuti bidang mineralisasi atau bentuk batuan

induk.

Klasifikasi Endapan Bahan Galian

Pengelompokan bahan galian sesuai dengan letak dan

proses pembentukan.

Morfologi Badan Bijih- Dimensi -

3

Shaft

Permukaan

Level

Level

Level

Level

Level

Pan

jang searah

plu

nge

Lebar

Stope

Tebal

Morfologi Badan Bijih- Dimensi -

4

5

Top Soil

W

Arah kemiringan (dip direction)

Morfologi Badan Bijih

- Dimensi -6

7

Keselarasan

Ketidakselarasan

Erosi oleh sungai

Intrusi

Urutan Pembentukan (umur ?)

Morfologi Badan Bijih

- Dimensi & Bentuk Batuan Beku -8

Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks :

Hypabyssal intrusions : dikes, sills, and laccoliths

Plutons : lopoliths, batholiths, and stocks

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks :

Volcanic Eruptions : Lava

Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra or volcanic

ash

Nonexplosive Eruptions : pillow lavas and lava dome

(volcanic dome).

Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks

~ Hypabyssal Intrusions ~9

Intrusi yang terjadi pada kedalaman yang dangkal (< 1 km).

• Dikes : biasanya kecil (<20 m wide), discordant (memotong bidangstruktur yang telah ada sebelumnya)

• Sills : biasanya kecil (<50 m thick), concordant (sejajar denganbidang struktur yang telah ada sebelumnya)

• Laccoliths : kadang berupa intrusi yang besar, mengangkat danmelipat batuan yang berada di atasnya, merupakan tipe concordant.

Plutonic (Intrusive) Igneous Rocks

~ Plutons ~10

Plutons adalah tubuh intrusi yang

sangat besar dan relatif dalam.

• Lopoliths ; relatif kecil,

memperlihatkan bentuk concave.

• Batholiths ; merupakan tubuh

intrusi yang besar, kadang-kadang

berasal dari beberapa intrusi yang

lebih kecil.

• Stocks ; memiliki tubuh yang lebih

kecil, seakan-akan berasal dari tubuh

batholits.

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Volcanic Eruptions : Lava ~11

LAVA FLOW

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Volcanic Eruptions : Lava ~12

ALIRAN LAVA DI PERMUKAAN

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra ~13

Jika berukuran pasir atau lebih halus disebut pyroclasts dan tephra

(volcanic ash),

Jika berukuran kerikil – bongkah disebut block (angular fragments) atau

bombs (aerodynamic shape),

Jika kandungan utamanya berupa gas (bubbles) disebut pumice,

Endapan yang terbentuk dari material eksplosif ini disebut dengan

ignimbrites (dominan pumice) atau endapan pyroclastic (dominan non-

vesicular blocks).

Jika awan gas atau tephra dapat terbawa di atmosfer dan jatuh di temp

at lain sebagai tephra fall atau ash fall.

Jika terjadi runtuhan, maka akan muncul sebagai pyroclastic flow, dimana

gas and tephra turun di sepanjang lereng gunung dengan kecepatan

tinggi.

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Explosive Eruptions : pyroclasts and tephra ~14

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~15

Non explosive eruptions : low gas content and low

viscosity magmas.

Jika viscositas rendah, nonexplosive eruptions biasanya

dimulai dengan semburan api akibat terbebasnya

kandungan gas.

Jika viskositas tinggi, tetapi kandungan gas rendah,

maka akan terjadi timbunan lava di dekat permukaan

disebut dengan lava dome atau volcanic dome.

Aliran lava dapat terjadi di permukaan dan dapat

terjadi di bawah laut (pillow lavas).

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~16

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~17

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~18

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~19

ALIRAN LAVA DI BAWAH PERMUKAAN AIR

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~20

ALIRAN LAVA DI BAWAH PERMUKAAN AIR

Volcanic (Extrusive) Igneous Rocks

~ Nonexplosive Eruptions ~21

VOLCANIC DOME

DIMENSI DAN BENTUK BADAN BIJIH

DISKORDAN

Beraturan

Tabular

Tubular

Tidak beraturan

Disseminated

Irregular replacement

KONKORDAN

Sedimentary host rock

Igneous host rock

Metamorphic host rock

Residual host rock

22

Bentuk Badan bijih

Diskordan – Beraturan - Tabular

Badan bijih dengan pola penyebaran yang menerus dalam arah 2D (panjang dan lebar), tapi terbatas dalam arah 3D (tipis).

Berbentuk urat (vein ~ fissure veins) dan lodes.

Vein lebih sering digunakan untuk pola urat yang dikontrol oleh fractures (rekahan-rekahan),

Lode digunakan untuk urat yang dikontrol oleh crack (bukaan).

Datar

20 mHangingwall

Footwall

Batupasir

Batulanau

Batugamping

Serpih

Serpih

Batugamping

Serpih

Urat mineralisasi mengisi bidang sesar

Urat tersebut relatif datar pada bidang kontak dengan serpih

23

Bentuk Badan bijih

Diskordan – Beraturan - Tabular

Mineralisasi pada

umumnya berupa

kombinasi mineral bijih

dan pengotor (gangue)

dengan komposisi yang

sangat bervariasi.

Batas dari penyebaran

urat ini umumnya jelas,

yaitu langsung dibatasi

oleh dinding urat.

24

Bentuk Badan bijih

Diskordan – Beraturan - Tabular25

Bentuk Badan bijih

Diskordan – Beraturan - Tubular

Badan bijih dengan pola penyebaran terbatas dalam arah 2D namun relatif menerus dalam arah 3D (ke arah vertikal).

Jika penyebaran badan bijih ini relatif vertikal - sub vertikal disebut sebagai pipes.

Tubular/pipe

26

Bentuk Badan bijih

Diskordan – Beraturan - Tubular

Pipe (3D)

Pods

(tampak atas)

Pod

(3D)

27

Badan bijih

Diskordan–Tidak Beraturan-Disseminated

Badan bijih dengan pola penyebaran mineral bijih yang tersebar di dalam host rock.

Badan bijih yang tersebar di dalam host rock berupa veinlets yang saling berpotongan menyerupai jaring-jaring yang saling berkaitan yang sering disebut dengan stockwork.

28

Badan bijih Diskordan–Tidak Beraturan-irreguler replacement

Merupakan badan bijih yang terbentuk melalui

pergantian unsur-unsur yang sudah ada

sebelumnya.

Proses replacement ini umumnya terjadi pada

kondisi temperatur tinggi seperti pada daerah

kontak dengan intrusi batuan beku.

Oleh sebab itu endapan hasil replacement ini

disebut juga dengan endapan metasomatisme

kontak (pirometasomatik).

29

Badan bijih Diskordan–Tidak Beraturan-irreguler replacement

Tubuh intrusi

(Batuan beku)

Batugamping

Serpih

Batupasir

Bidang sesar

Tubuh replacement

Bijih Fe

100 m

Sketsa contoh model endapan skarn (replacement bijih besi pada batugamping)

30

Badan Bijih Konkordan

Umumnya badan bijih ini terbentuk pada batuan induk (host rock) atau sebagai endapan hasil proses pelapukan.

Endapan-endapan yang mempunyai badan bijih konkordan ini dikelompokkan sesuai dengan jenis batuan induknya. Sedimentary host rock (dengan batuan induk adalah

batuan sedimen), Igneous host rock (dengan batuan induk adalah batuan

beku), Metamorphic host rock (dengan batuan induk adalah

batuan metamorf), Residual deposit (endapan akibat pelapukan batuan

induk).

31

Badan Bijih KonkordanSedimentary host rock

Di dalam batuan sedimen, mineral-mineral bijih dapat terbentuk (terkonsentrasi) sebagai suatu bagian yang integral dari urutan stratigrafi, yang dapat terbentuk secara “epigenetic filling” atau replacement pada rongga-rongga (pori-pori).

Endapan-endapan seperti ini pada umumnya tersebar sejajar pada batuan induknya dengan bidang perlapisan batuan sekitarnya.

32

Badan Bijih Konkordan

Igneous host rock

Berdasarkan posisi batuan beku : Volcanic host. Berupa stratiform, lentikular s/d

berlembar, yang umumnya berkembang pada batas-batas antar unit vulkanik atau pada kontak batuan vulkanik dengan batuan sedimen.

Plutonic host. Tersebar terbatas berbentuk stratiform. Bentuk lain yang sering muncul adalah berupa endapan ortomagmatik Ni-Cu sulfida yang terbentuk pada dasar aliran lava yang membentuk intrusi plutonik.

33

Badan Bijih Konkordan Igneous host rock – Volcanic Host Rock

StockworkPy - cp

Low : sp, ga, Ag, Cu Riolit

Massive Sulphides

Py - sp - ga - cp (+ Ag,Au)

Andesit

Lapisan Batas,

biasanya kaya logam besi

34

Badan Bijih Konkordan Igneous host rock – Plutonic Host Rock

35

Badan Bijih Konkordan

Metamorphic Host Rock

Umumnya membentuk endapan-endapan dengan

morfologi yang tidak beraturan, dan terbentuk di

dalam kompleks metamorfik yaitu pada zona

kontak metamorfik.

Mineral bijih yang sering terbentuk pada tipe ini

adalah wolastonit, andalusit, garnet, dan grafit.

36

Badan Bijih Konkordan

Residual deposit

Badan bijih yang terbentuk akibat perombakan batuan-batuan yang mengandung mineral bijih dengan kadar rendah, kemudian mengalami pelapukan dan pelarutan serta pelindian, dan selanjutnya mengalami pengkayaan relatif hingga mencapai kadar yang ekonomis.

Proses utama yang terjadi adalah leaching (pelindian).

Sebagai contoh endapan bauksit (hidrous alumina oksida) yang terbentuk akibat pelindian silika-alkali pada batuan asal berupa nephelin-syenit.

Contoh lain adalah endapan nikel laterit (residu) akibat pelindian (leaching) batuan beku peridotit dan diikuti oleh proses pengkayaan supergen.

37

Residual deposit38

Lateritik Deposit39

Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian

Beberapa Klasifikasi Bahan Galian

KLASIFIKASI

ENDAPAN BAHAN GALIAN40

Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian(Georgius Agricola, 1556)

41

Konsep dasar dimulai pada abad ke-16 oleh Georg Bauer (dengan

nama latin Georgius Agricola) pada buku De re Metallica (1556).

Berdasarkan proses pembentukan, mineral bijih dapat

diklasifikasikan :

Endapan Insitu : terdiri dari fissure veins, bedded,

impregnations, seams, dan stockworks

Endapan Aluvial : merupakan endapan-endapan yang berasal

dari perombakan endapan insitu

Pengelompokan mineral bijih didasarkan pada 2 (dua) prinsip

dasar, yaitu :

Endapan yang terbentuk oleh sirkulasi larutan dalam channels.

Endapan yang terbentuk secara sekunder, sehingga lebih muda

daripada batuan induknya

Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian(Charpentier, 1778-1799; Gerhard, 1781)

Charpentier :

vein-vein terbentuk akibat alterasi pada batuan samping yang dicirikan dengan keberadaan vein yang bergradasi dengan batuan samping.

Gerhard :

vein-vein terbentuk pada suatu bukaan (open fissures filled) oleh mineral-mineral yang terlindikan (leached) dari batuan samping.

Teori lateral secretion :

Berdasarkan Charpentier dan Gerhard dan telah menjadi referensi utama lebih dari 100 tahun,

Suatu endapan mineral dapat menjadi suatu endapan bijih berasal pelindian pada batuan samping yang berdekatan akibat sirkulasi air.

42

Sejarah Konsep Genesa Bahan Galian(Peneliti/Sumber Lain ...)

43

Hutton (1788 & 1795) ; batuan beku dan mineral bijih berasal dari magma dan ditempatkan dalam kondisi cair (liquid) untuk menjadi kondisi sekarang.

Pendapat-pendapat bahwa endapan bijih berasal dari magma juga didukung oleh Joseph Brunner (1801) dan Scipione Breislak (1811) sehingga muncul teori magma differentiation and magma segregation.

Spurr (1933) menyempurnakan teori tersebut bahwa jenis mineral yang terbentuk tergantung pada jenis batuan asalnya.

Teori-teori tsb terus berkembang, hingga Waldemar Lindgren (1907, 1913 dan 1922) menghasilkan suatu klasifikasi endapan berdasarkan proses genetik-nya

KLASIFIKASI

ENDAPAN BAHAN GALIAN44

Klasifikasi dibuat sederhana sehingga dapat

diterapkan dengan mudah dan fleksibel,

Beberapa klasifikasi yang ada disusun

berdasarkan :

Kesamaan karakteristik dan deskripsi endapan,

Kesamaan proses genesa dan posisi (letak) relatif

endapan,

Kesesuaian dengan teori-teori dan lingkungan

pengendapan tertentu.

Klasifikasi Niggli (1929)45

Endapan syn-genetik dikelompokkan menjadi volcanic dan plutonic.

Berdasarkan asal endapan yang terkristalisasi langsung dari magma, maka endapan plutonik dikelompokkan menjadi :

hydrothermal,

pegmatitic-pneumatolytic, dan

orthomagmatic.

Endapan kemudian dikelompokkan ke kelompok yang lebih kecil berdasarkan komposisi kimia, variasi mineral, serta mineral-mineral assosiasi.

Klasifikasi Niggli (1929)46

I. PLUTONIC or INTRUSIVEA. Orthomagmatic

1. Diamond, Platinum-Chromium

2. Titanium-Iron-Nickel-Copper

B. Pneumatolytic to Pegmatite1. Heavy metals-Alkaline Earths-Phosporous-Titanium

2. Silicon-Alkali-Flourine-Boron-Tin-Molydenum-Tungsten

3. Tourmaline-Quartz Association

C. Hydrothermal1. Iron-Copper-Gold-Arsenic

2. Lead-Zinc-Silver

3. Nickel-Cobalt-Arsenic-Silver

4. Carbonates-Oxides-Sulfates-Fluorides

47

Klasifikasi Niggli (1929)

II. VOLCANIC or EXTRUSIVE

A. Tin-Silver-Bismuth

B. Heavy Metals

C. Gold-Silver

D. Antimony-Mercury

E. Native Copper

F. Subaquatic-Volcanic-and Biochemical Deposits

TA-3111-Genesa Bahan Galian :

Klasifikasi dan Pembentukan

Endapan Bahan Galian

Klasifikasi Schneiderhorn (1941)48

Dikelompokkan berdasarkan :

Asal (sumber) fluida pembawa bijih,

Assosiasi mineral (mineral associations),

Letak/posisi lingkungan pengendapan

dekat permukaan, atau

jauh di bawah permukaan.

Kelompok endapan dikategorikan sebagai :

batuan induk (host rock),

mineral bijih (ore minerals),

mineral gangue (gangue minerals).

Klasifikasi Schneiderhorn (1941)49

I. Intrusive and Liquid Magmatic Deposits

II. Pneumatolytic Deposits

A. Pegmatite veins.

B. Pneumatolytic veins and Impregnations

C. Contact Pneumatolytic Replacements

III. Hydrothermal Deposits

A. Gold and Silver Associations

1. Hypabyssal Suite (deep-seated)

a. Katathermal (equivalent to hypothermal) gold-quartz veins

b. Gold-bearing impregnation deposits in silicate rock

c. Gold-bearing replacement deposits in carbonate rock

d. Mesothermal gold-lead-selenium deposits

2. Subvolcanic Suite (near-surface)

a. Epithermal propylitic gold-quartz veins and silver-gold veins

b. Epithermal gold-teluride veins

c. Epithermal gold-selenium veins

d. Alunitic gold deposits

e. Epithermal silver deposits

Klasifikasi Schneiderhorn (1941)50

III. Hydrothermal Deposits (lanjutan ...)

A. Gold and Silver Associations (.... dst)

B. Pyrite and Copper Associations

C. Lead-Zinc-Silver Associations

D. Silver-Cobalt-Nickel-Bismuth-Uranium Associations

E. Tin-Silver-Tungsten-Bismuth Associations

F. Antimony-Mercury-Arsenic-Selenium Associations

G. Non-Sulfide Associations

H. Non-Metallic Associations

IV. Exhalation Deposits

Klasifikasi Lindgren (1933) 51

Modifikasi oleh Graton (1933), Buddington (1935) dan Ridge (1968).

Sampai saat ini merupakan klasifikasi terbaik yang dapat digunakan (Park and MacDiarmid, 1975).

Klasifikasi ini sebagian besar didasarkan pada tekanan dan temperatur.

Klasifikasi saat ini digunakan sebagai klasifikasi standart di USA.

Klasifikasi secara genetik ini berhubungan erat dengan zoning dan paragenesis, dimana secara teoritis P-T berhubungan erat dengan zona-zona mineral tertentu.

Klasifikasi Lindgren (1933)52

1. Endapan terbentuk dipengaruhi reaksi kimia, tekanan dan temperatur.

a. Di dalam magma Magmatik

Pegmatik

b. Di dalam batuan Berasal dari substansi luar yang masuk ke dalam batuan.

Berasal dari substansi di dalam batuan sendiri

c. Di dalam air Volcanogenic

Interaksi larutan

Evaporasi

2. Endapan terbentuk melalui proses konsentrasi mekanis, pada tekanan dan temperatur rendah.

Klasifikasi Lindgren (1933)53

Klasifikasi Lindgren (1933)54

Klasifikasi Lindgren (1933)55