DEFENISI DAN KLASIFIKASI ALTERASI HIDROTERMAL

Alterasi merupakan perubahan komposisi mineralogi batuan (dalam keadaan padat) karena adanya pengaruh Suhu dan Tekanan yang tinggi dan tidak dalam kondisi isokimia menghasilkan mineral lempung, kuarsa, oksida atau sulfida logam. Proses alterasi merupakan peristiwa sekunder, berbeda dengan metamorfisme yang merupakan peristiwa primer. Alterasi terjadi pada intrusi batuan beku yang mengalami pemanasan dan pada struktur tertentu yang Memungkinkan masuknya air meteorik (meteoric water) untuk dapat mengubah komposisi mineralogi batuan.

Larutan hidrotermal terbentuk pada fase akhir siklus pembekuan magma. Interaksi antara larutan hidrotermal dengan batuan yang dilewati akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral penyusun batuan samping dan membentuk mineral alterasi. Larutan hidrotermal tersebut akan terendapkan pada suatu tempat membentuk mineralisasi (Bateman, 1981). Faktor-faktor dominan yang mempengaruhi pengendapan mineral di dalam sistem hidrotermal terdiri dari empat macam (Barnes, 1979; Guilbert dan Park, 1986), yaitu: (1) Perubahan temperatur; (2) Perubahan tekanan; (3) Reaksi kimia antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewati; dan (4) Percampuran antara dua larutan yang berbeda. Temperatur dan pH fluida merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi mineralogi sistem hidrotermal. Tekanan langsung berhubungan dengan temperatur, dan konsentrasi unsur terekspresikan di dalam pH batuan hasil mineralisasi (Corbett dan Leach, 1996).

Guilbert dan Park (1986) mengemukakan alterasi merupakan perubahan di dalam komposisi mineralogi suatu batuan (terutama secara fisik dan kimia), khususnya diakibatkan oleh aksi dari fluida hidrotermal.

Corbett dan Leach (1996) mengemukakan komposisi batuan samping berperan mengkontrol mineralogi alterasi. Mineralogi skarn terbentuk di dalam batuan karbonatan. Fase adularia K-feldspar dipengaruhi oleh batuan kaya potasium. Paragonit (Na-mika) terbentuk pada proses alterasi yang mengenai batuan berkomposisi albit. Muskovit terbentuk di dalam alterasi batuan potasik.

Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang sangat kompleks yang melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-kimia. Proses alterasi merupakan suatu bentuk metasomatisme, yaitu

pertukaran komponen kimiawi antara cairan-cairan dengan batuan dinding (Pirajno, 1992).

Alterasi hidrotermal merupakan konversi dari gabungan beberapa mineral membentuk mineral baru yang lebih stabil di dalam kondisi temperatur, tekanan dan komposisi hidrotermal tertentu (Barnes, 1979; Reyes, 1990 dalam Hedenquist, 1998). Mineralogi batuan alterasi dapat mengindikasikan komposisi atau pH fluida hidrotermal (Henley et al., 1984 dalam Hedenquist, 1998).

Proses naiknya larutan hidrothermal kepermukaan menyebabkan terjadinya ubahan pada batuan samping. Ubahan ini disebabkan oelh kecenderungan mineral dalam batuan untuk membentuk suatu mineral baru agar mencapai kesetimbangan. Menurut Bateman dan Jensen (1991), faktor-faktor yang mempengaruhi tipe dan intensitas ubahan hidrothermal adalah :- Karateristik dan komposisi dari batuan induk (host rock).- Komposisi larutan hidrothermal.- Tekanan dan temperatur serta perubahan fase pada larutan hidrothermal.- Perubahan pada unsur tertentu.

Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya (batuan dinding ), akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral ubahan (mineral alterasi), maupun fluida itu sendiri ( Pirajno, 1992, dalam Sutarto, 2004 ).

Faktor-faktor dominan yang mempengaruhi pengendapan mineral di dalam sistem hidrotermal terdiri dari empat macam (Barnes, 1979; Guilbert dan Park, 1986), yaitu:

1) Perubahan temperatur;

2) Perubahan tekanan

3) Reaksi kimia antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewati;

4) Percampuran antara dua larutan yang berbeda.

Temperatur dan pH fluida merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi mineralogi sistem hidrotermal. Tekanan langsung berhubungan dengan temperatur, dan konsentrasi unsur terekspresikan di dalam pH batuan hasil mineralisasi (Corbett dan Leach, 1996).

Reaksi – reaksi yang berperan penting didalam proses alterasi (reaksi kimia antara batuan dengan fluida) adalah :

1. Hydrolisis

Proses pembentukan mineral baru akibat terjadinya reaksi kimia antara

mineral tertentu dengan ion H+, contohnya :

3 KalSiO3O8 + H2O(aq)                Kal3Si3O10 (OH)2  +  6SioO2+ 2KK - Feldspar                               Muscovite (Sericite)  Kuarsa

3 NaAlSi3O8 + 2H+(aq)                NaAl3Si3O10(OH)2 + 6SiO2 +

2N-(aq)

2. Hidrasi – Dehidrasi

Rekasi Hidrasi :

2 Mg2SiO4 + 2H2O + 2 H+                Mg3Si2O5(OH)4 + Mg2+

  Olivine                                                SerpentiniteFe2O3 + 3 H2O                   2 Fe (OH)3

Reaksi dehidrasi :

Al2Si2O5(OH)4   +    2 SiO2                       Al2Si4O10 (OH)4 +

Mg2+

            Kaolinit                    Kuarsa                      Pyrophilite3. Metasomatisme alkali – alkali tanah

2CaCO3 + Mg2+                     CaMg (CO3)2 + Ca2+

Calcite                                     Dolomite

KalSi3O8 + Mg2+ + 10H2O                 Mg (AlSi3)O10(OH)8 –

K+ + 12H-

K – Felspar                                          Klorite       

KalSi3O8 + Na+                    NaALSi3O8 + K-

K- Feldspar                           Albite

4. Dekarbonasi

Dekarbonisasi reaksi kimia yang menghasilkan silika dan

oksida

CaMg(CO3)2 + 2 SiO2                   (CaMg)SiO2  +  2 CO2

Dolomite          Kuarsa                  Dioside

MgCO3                  MgO    +     CO2

5. Silisifikasi

Proses penambahan atau produksi kuarsa polimorfnya.2 CaCO3  +  SiO2   -  4 H-                2Ca2-  +  2 CO2 + SiO2 – 2

H2O    Calcite                                                   Kuarsa

Mg SiO3 + CO2                  SiO2 + Mg CO3

6. Oksidasi reduksi

Proses konversi atau penggantian mineral silikat.CaCO3+SiO2            CaSiO3  + CO2

Calcite             Kuarsa       Wollastonite7. Sulfidasi, Fluorisasi

4 Fe3O4 + O2                6 Fe2O3

2KFe3AlSi3O10 (OH)2 + O2               2KAlSi3O8 + 2Fe3O4 + 2H2O8. Silikasi.

2 KFe3AlSi3O10 (OH)2 + 6 S2                2 KAlSi2O8 + 6 FeS2 + 2H2O + 3 O2

Pola Alterasi (Style of Alteration)

Kuantitas alterasi pada batuan disebabkan oleh derajat dan lamanya proses

alterasi. Terdapat tiga jenis pola alterasi (Sutarto, 2004), yaitu :

a. Pervasive

Yaitu penggantian seluruh atau sebagian besar mineral pembentuk batuan.

Semua mineral primer pembentuk batuan telah mengalami alterasi, walaupun

intensitasnya berbeda.

b. Selectively pervasive

Proses alterasi hanya terjadi pada mineral-mineral tertentu pada batuan.

Misalnya klorit pada andesit hanya mengganti piroksen saja, sedangkan

plagioklas tidak ada yang terubah sama sekali.

c. Non-pervasive

Hanya bagian tertentu dari keseluruhan batuan yang mengalami alterasi

hidrotermal.

Zona Alterasi

Suatu Daerah yang memperlihatkan kesamaan Himpunan Mineral alterasi disebut sebagai Zona Alterasi ( Guilbert and Park, 1986). 4 Zona Alterasi hidrotermal berdasarkan kumpulan mineral, temperatur pH Larutan hidrothermal, dan purubahannya (Morisson, 1995), yaitu :

1. Zona potasik adalah zona alterasi yang berada pada bagian dalam suatu sistem hidrotermal dengan kedalaman bervariasi yang umumnya lebih dari beberapa ratus meter dan merupakan zona alterasi dekat dengan intrusi dengan fluida hidrotermal lebih dari 300°C dan salinitas tinggi.

2. Zona Alterasi Serisit (“Phlic Zone”). Zona alterasi ini biasanya terletak pada bagian luar dari zona potasik. Batas zona alterasi ini berbentuk circular yang mengelilingi zona potasik yang berkembang pada intrusi. Zona ini merupakan zona alterasi yang terbentuk pada kondisi pH netral dengan temperatur antara 200-300°C

3. Zona Alterasi Propilitik (“Prophylitic Zone”), Zona ini berkembang pada bagian luar dari zona alterasi yang dicirikan oleh kumpulan meneral epidot maupun karbonat dan juga mineral klorit. Alterasi ini dipengaruhi oleh penambahan unsur H+ dan CO2. Tipe Alterasi ini terbentuk akibat

fluida netral sampai asam pada temperatur 200°-400°C. Biasanya terbentuk pada daerah yang permeable dan berdekatan dengan urat.

4. Zona Argilik (“Argillic Zone”), terbentuk akibat kondisi hidrotermal netral sampai asam dengan temperatur rendah (230°C). Zona ini terbentuk karena rusaknya unsur potasium, kalsium dan magnesium menjadi mineral lempung.

Zona lain dalam Alterasi

Zona Argilik Lanjut, merupakan zona alterasi yang terbentuk pada fluida asam (pH<4) yang ditandai hadirnya alunit, diaspor, pirofilit, bersama dengan kuarsa, kalsedon, kaolinit, dan dikit.

Zona Alterasi Skarn Alterasi ini terbentu akibat kontak antara batuan sumber dengan batuan karbonat, zona ini sangat dipengaruhi oleh komposisi batuan yang kaya akan kandungan mineral karbonat.

Zona Greisen, Himpunan mineral pada greisen adalah kuarsa-muskovit (atau lipidolit) dengan sejumlah mineral asesori seperti topas, turmalin, dan florit yang dibentuk oleh alterasi metasomatik post-magmatik granit (Best, 1982, Stempork, 1987, dalam Sutarto, 2004).

Zona Silisifikasi. Merupakan salah satu tipe alterasi hidrotermal yang paling umum dijumpai dan merupakan tipe terbaik. Bentuk yang paling umum dari silika adalah (E-quartz, atau β-quartz, rendah quartz, temperatur tinggi, atau tinggi kandungan kuarsanya (>573°C), tridimit, kristobalit, opal, kalsedon. Bentuk yang paling umum adalahquartz rendah, kristobalit, dan tridimit kebanyakan ditemukan di batuan volkanik. Tridimit terutama umum sebagai produk devitrivikasi gelas volkanik, terbentuk bersama alkali felspar.

Serpentinisasi, Batuan yang telah ada beruabah menjadi serperite yang mineral utamanya adalah Cripiolite disamping ada juga mineral – mineral lain. Batuan semuala biasanya batuan basa ( andesitte ) yang berubah karena proses hidrotermal maka batuan basa ini berubah menjadi serpertisasi. Misal : Geruilite di sulawesi dari kalimantan diubah menjadi serpentinisasi. Serpentinisasi bisa pula akibat dari pada Weathering, tetapi daerah yang teralterasi relatif terbatas kecil.

Proporsi Mineral Alterasi

Proporsi satu mineral alterasi tertentu dalam batuan digolongkan sebgai berikut (Sutarto, 2004) :

Jarang (rare) : < 1 %

Sedikit (minor) : 1-5%

Sedang (moderate) : 5-10%

Banyak (major) : 10-50%

Melimpah (predominant) : >50%

Derajat Alterasi (Rank of Alteration)

Derajat alterasi terkait dengan tingginya temperatur pada saat proses alterasi berlangsung. Derajat temperatur dicirikan oleh mineral-mineral indeks temperatur tertentu. Sebagai contoh adalah sikuen pada mineral-mineral kalsium aluminium silikat.

Temperatur (T)

120 Mordenit (NaCaAlSi)

210 Laumonit (NaAlSiO)

250 Wairakit (CaAlSi)

300 Epidot (Ca (Al,Fe) Si)

Garnet (CaAlSi)

Intensitas Alterasi

a) Tidak terubah (unaltered) : tidak ada mineral sekunderb) Lemah (weak) : mineral sekunder <25% volume

batuanc) Sedang (moderate) : mineral sekunder 25-75% volume

batuand) Kuat (strong) : mineral sekunder >75% volume

batuane) Intens (intense) : seluruh mineral primer terubah

(kecuali kuarsa, zirkon, dan apatit), tetapi tekstur primernya masih terlihat

f) Total (total) : seluruh mineral primer terubah (kecuali kuarsa, zirkon, dan apatit), serta tekstur primer sudah tidak tampak lagi

Ukuran Mineral

Penggolongan ukuran mineral seperti yang digunakan pada batuan beku (Morrison, 1997) :

Sangat halus (very fine) : <0,05 mm

Halus (fine) : 0,05 – 1 mm

Sedang (medium) : 1 – 5 mm

Kasar (coarse) : 5 – 30 mm

Sangat kasar (very coarse) : >30 mm

Tipe – tipe endapan hidrotermal

1. Endapan Hypothermal, terbentuk pada suhu yang cukup tinggi (300–5000C), biasanya pada kedalaman yang cukup dalam pada kerak bumi. Tipe endapan hipotermal ialah Vein tin (cassiterite), tungsten (Scheelite dan wolframite), serta molibdenit

2. Endapan Mesothermal, terbentuk pada suhusedang (200 –3000C). Endapan mesotermal pada umumnya membawa sulfida–sulfida dari besi, timbal, zinc dan copper, dengan mineral gangue umumnya ialah kuarsa atau karbonat seperti kalsit, rodokrosit atau siderit. Banyak urat–urat (vein) pembawa emas (gold–bearing vein) penting merupakan endapan mesotermal

3. Endapan Epithermal, terbentuk pada suhu yang rendah (50–2000C). Endapan epitermal merupakan penghasil utama dari antimoni (Stibnit), merkuri (sinabar), perak (native silver, dan silver sulfida), dan emas

Klasifikasi Mineral Alterasi dalam sistem hidrothermal berdasarkan ph dan Temperaturnya (Corbeth and Leach, 1996)

Alunite (Na,K)Al3(S04)2(0H)6

Sifat Fisik : Warna putih, kekerasan 3,5 – 4 skala mohs, mudah hancur, pecahan uneven/irrengular conchoidal, densitas 2.6 – 2.9 g/cm3 , dapat ditembus oleh cahaya, kilap tanah, belahan 1 arah, bentuk tabular.biasanya merah muda sampai cokelat di warna, karena sebagian oksidasi pirit.

Genesa: Mineral ini terbentuk atau terubah pada lingkungan vulkanik yaitu dibentuk oleh alterasi hidorthermal dari batuan vulkanik asam dan menegah yang dikontrol oleh fluida hidrothermal tersebut.

Gambar. Mineral Alunite

Biotite

K(Mg,Fe2+)3(AI,Fe3+)SÌ3O10(OH,F)2

Sifat Fisik: Warna hitam, kekerasan 2,5 – 3 skala mohs; cerat putih, belahan 1 arah, bentuk lembaran, kilap kaca, dapat ditembus oleh cahaya, densitas 2.7 – 3.3 g/cm3, berbentuk tabular dan rhombohedral.

Genesa: Biotit adalah mineral perubahan umum dalam zona geser dan deposito emas mesothermal yang dibentuk antara kondisi sub-greenschist dan amfibolit-facies.

Gambar. Mineral Biotite

Clorite(Mg,Fe2, Fe3)6AISi3O,0(OH)8

Sifat Fisik; secara umum mineral ini berwarna hijau , kekerasan 2 – 2,5 skala mohs; kilap tanah/lilin; pecahan sub-conchoidal ; densitas 2.6 – 3.3 g/cm3; belahan 2 arah; tidak dapat ditembus oleh cahaya; cerat tidak mempunyai warna, bentuk prismatik.

Genesa: Terbentuk karena alterasi dari metamorfosa tingkat rendah dan alterasi hidrotermal dari mineral besi, magnesium silikat. Sebagian besar di temukan pada betuan beku maupun metamorf.

Gambar. Mienral Clorite

Epidote

Ca2Al2(Fe3+Al)(SiO4)(Si2O7)O(OH)

Sifat Fisik: Warna kuning kehijauan (kehijauan); kekerasan 6 skala mohs; kilap kaca; pecahan irrengular / uneven ; densitas 3.38 – 3.49 g/cm3 ; belahan 1 arah; dapat ditembus oleh cahaya, tidak mempunyai cerat.

Genesa: Terbentuk akibat proses metamorphisme pada fasiesgreen schist dan glaucophane schist dan hidrotermal (propylitic alteration).

Gambar. Mineral Epidote

Illite

(K,H30)(AI,Mg,Fe)2(Si,AI)4010[(OH)2,H2O]

Sifat Fisik ; sifat fisik mineral ini secara umum ditunjukkan dengan warna keputihan ; dengan kekerasan 1 – 2 skala mohs; kilap seperti mutiara; pecahan micaeous ; densitas 2.61 g/cm3; belahan 1 arah; dapat ditembus oleh cahaya; cerat putih.

Genesa: Terbentuk karena alterasi hidrotermal dari muskovit, fengit dan perubahan dari smektit. Terbentuk di dalam endapan-endapan lempung.

Gambar. Mineral Illite

Muscovite (sericite)

(K,Na)AI2Si4O10(OH)2

Sifat Fisik ;Tidak berwarna – putih; kekerasan 5.5 – 6 skala mohs; kilap kaca; dapat ditembus oleh cahaya; pecahan conchoidal; cerat putih.

Genesa; terbentuk didaerah vulkanisme dimana mineral ini berasosiasi dengan minral mineral amphibole seperti rnblende, dan mineral piroksen.

Gambar. Mineral Muscovite

Orthoclase (Adularía) kais¡3o8

Sifat Fisik: berwarna putih, terjadi sebagai anhedral untuk euhedral deengan kristal belah ketupat ( 5-50 ( im panjang ) , biasanya hubungan berasosiasi dengan kuarsa dan illite , di hidrotermal urat kuarsa.

Genesa: mineral karakteristik yang terkait dengan low-sulfida mineralisasi epitermal

Gambar. Mineral Ortoclase (Adularia)

Pottasium Feldspar KAISÌ3O3

Sifat Fisik: K-feldspar biasanya berwarna putih, merah muda , merah atau cokelat . Warnanya biasanya karena adanya zat besi dalam struktur kristal , atau disebarkan halus inklusi padat oksida besi.

Genesa: mineral ini terbentuk di daerah porfiri. K-feldspar cenderung untuk dikembangkan lebih baik secara felsic daripada di batuan mafik.

Gambar. Mineral potassium Feldspar