endapan magmatik

29
GENESA PEMBENTUKAN ENDAPAN MINERAL PADA LINGKUNGAN MAGMATIK ---Makalah--- UNTUK MEMENUHI TUGAS PENGGANTI KULIAH TANGGAL 26 NOV 2015 GEOLOGI SUMBERDAYA MINERAL DAN GEOLOGI EKSPLORASI SEMESTER V Oleh: Taufiq Hadi Ramadhan 270110130053 Rifky Nurdeani 270110130085 Ridho Taufanadhie Priambodo 270110130113 Muhammad Aditio 270110130129 Anugrah Kusuma 270110130133 Adytia Putra Pradana 270110130153 Vilia Yohana 270110130161 Kelas A JURUSAN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK GEOLOGI UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR 2015

Upload: taufiq-hadi

Post on 28-Jan-2016

366 views

Category:

Documents


16 download

DESCRIPTION

tipe endapan geologi sumberdaya mineral

TRANSCRIPT

Page 1: endapan magmatik

GENESA PEMBENTUKAN ENDAPAN MINERAL PADA LINGKUNGAN MAGMATIK

---Makalah---

UNTUK MEMENUHI TUGAS PENGGANTI KULIAH TANGGAL 26 NOV 2015 GEOLOGI SUMBERDAYA MINERAL DAN GEOLOGI EKSPLORASI SEMESTER V

Oleh:Taufiq Hadi Ramadhan 270110130053Rifky Nurdeani 270110130085Ridho Taufanadhie Priambodo 270110130113Muhammad Aditio 270110130129Anugrah Kusuma 270110130133Adytia Putra Pradana 270110130153Vilia Yohana 270110130161

Kelas A

JURUSAN TEKNIK GEOLOGIFAKULTAS TEKNIK GEOLOGIUNIVERSITAS PADJADJARAN

JATINANGOR2015

Page 2: endapan magmatik

PENDAHULUAN

Kajian tentang genesa mineral membahas persoalan mineralisasi dari suatu endapan bijih yang terdapat di alam. Seperti halnya dengan endapan yang mengandung unsur Cu, Pb dan Zn yang biasanya di alam terdapat dalam suatu lingkungan pengendapan yaitu lingkungan magmatik, hidrotermal (mesotermal), dan kontak metasomatis. Pada genesa primer, berhubungan erat dengan aktifitas magma. Batuan intrusi yang menguntungkan dalam pembentukan bijih tembaga yaitu batuan menengah (intermediate igneous). Sedangkan pada genesa sekunder berhubungan erat dengan keberadaan mineral (Cu) di alam yang bersifat tidak stabil bila terkena pengaruh air dan udara. Pembentukan bijih secara umum di alam melalui proses-proses pembekuan, pelapukan, sedimentasi, dan metamorfosa.

Secara umum genesa bahan galian mencakup aspek-aspek keterdapatan, proses pembentukan, komposisi, model (bentuk, ukuran, dimensi), kedudukan, dan faktor-faktor pengendali pengendapan bahan galian (geologic controls). Tujuan utama mempelajari genesa suatu endapan bahan galian adalah sebagai pegangan dalam menemukan dan mencari endapan-endapan baru, mengungkapkan sifat-sifat fisik dan kimia endapan bahan galian, membantu dalam penentuan (penyusunan) model eksplorasi yang akan diterapkan, serta membantu dalam penentuan metoda penambangan dan pengolahan bahan galian tersebut.

Endapan-endapan mineral yang muncul sesuai dengan bentuk asalnya disebut dengan endapan primer (hypogen). Jika mineral-mineral primer telah terubah melalui pelapukan atau proses-proses luar (superficial processes) disebut dengan endapan sekunder (supergen).

Lingkungan magmatik dikarakteristikan oleh temperatur tinggi hingga menengah dan tekanan dengan variasinya cukup lebar. Mineral yang terbentuk berhubungan dengan aktivitas magma yaitu cairan silikat panas yang menjadi bahan induk batuan beku. Oleh karena itu dalam makalah ini akan dibahas lebih dalam lagi mengenai genesa pembentukan endapan mineral pada lingkungan magmatik.

Page 3: endapan magmatik

Genesa Pembentukan Endapan Mineral Pada Lingkungan Magmatik

Pengertian Lingkungan Magmatik :

Lingkungan magmatik dikarakteristik oleh temperatur tinggi hingga menengah dan tekanan dengan variasinya cukup lebar. Mineral yang terbentuk berhubungan dengan aktivitas magma yaitu cairan silikat panas yang menjadi bahan induk batuan beku.

Batuan beku merupakan hasil kristalisasi magma, suatu lelelhan panas yang mengandung unsur - unsur penting secara kuantitatif yaitu O, Si, Al, Ca, Mg, Na, dan K dan dalam jumlah kecil hampir semua unsur - unsur lainnya kristalisasi mineral dan magma menghasilkan konsentrasi  unsur - unsur minor dalam cairan sisa dan konsentrasi zat – zat volatile, seperti H2O, CO3, N2, senyawa sulfur dan boron serta HCl dan HF.

Larutan sisa tersebut menghasilkan pegmatite dan vein hidrotermal (urat - urat hidrotermal ) kadang – kadang terbentuk di dalam batuan beku yang telah memadat dan dalam rekahan. Rekahan dan batuan sampingnya, bahkan dapat mencapai permukaan berupa gas - gas menimbulkan fumarol – fumarol atau larutan – larutan membentuk hot spring.

Dalam lingkungan magmatik ada ada enam tipe mineral yaitu :

1. Segregasi magma/igneous (batuan beku)2. Pegmatit3. Epithermal 4. Porfiri5. Fumarole6. Mesothermal

1. Segregasi magma/Igneous (Batuan Beku)

a. Segregasi magma

Endapan Early Magmatic dihasilkan dari proses magmatik langsung, yang disebut orthomagmatik (proses pengkristalan magma hingga mencapai 90%). Mineral bijih pada endapan ini selalu berasosiasi dengan batuan beku plutonik ultrabasa dan basa. Cara terbentuknya endapan ini bisa terjadi dengan 3 cara, yaitu :

1. Kristalisasi sederhana tanpa konsentrasi (disseminasi), terjadi  pada magma dalam yang kemudian akan  menghasilkan  batuan beku granular, dimana  kristal yang terbentuk di awal akan  tersebar seluruhnya,. Bentuk endapan yang dihasilkan intrusif seperti dike, pipa atau stock. Contoh endapan ini adalah diamond pipe pada batuan kimberlite di Afrika Selatan.

2. Segregasi, dimana konsentrasi awal magma dari hasil diferensiasi mengalami pemisahan karena tenggelamnya kristal berat yang terbentuk ke bagian bawah magma chamber, seperti yang terjadi pada chromite. Endapan segregasi early magmatic

Page 4: endapan magmatik

umumnya lenticular dan relative berukuran kecil, biasanya berupa disconnected pod-shape lenses, stringer & buches dan kadang membentuk layer dalam hostrock (contohnya stratiform band of chromite pada Bushveld Igneous Complex, Afrika Selatan) Contoh lainnya endapan segregasi early magmatic ada pada Stillwater Complex di Montana.

3. Injeksi, dimana mineral bijih terkonsentrasi oleh diferensiasi kristalisasi lebih awal atau berbarengan dengan batuan yang berasosiasi dengan mineral silikan. Mineral bijih tersebut diinjeksikan ke dalam host rock atau batuan sekitarnya, sebagai mush kristal oksida yang fluidanya dari residual magma. Mineral bijih tersebut memotong struktur batuan termasuk fragmen batuan, atau terjadi sebagai dike atau tubuh intrusi lainnya. Contoh endapan ini adalah Titaniferous magnetite dike di Cumberland, Rhode Island, Magnetite di Kiruna, Swedia, Platinum pipes dan beberapa Bushveld Complex di Afrika Selatan, Ilmenite of Allard Lake, Quebec.

 Perbedaan antara Early Magmatic Deposits dan Late Magmatic Deposits   adalah :

Early Magmatic Deposits harus terletak dalam batuan beku pada tempat pengendapan dan mineral bijih terakumulasi sebagai padatan, tidak ada mobilitas setelah akumulasi

Late Magmatic Deposits terakumulasi melalui mobilitas dan endapan mungkin terletak dengan sempit dan selaras dalam host rock atau memotong struktur internal.

b. Igneous (Batuan Beku)

Mineralogi batuan beku cukup sederhana hanya 7 mineral atau grup mineral yang umumnya terdapat dalam jumlah banyak di dalam batuan beku yaitu kuarsa, feldspar, felsparthoid, hornblende, biotit dan olivine serta dapat diklasifikasikan sebagai mineral pembentuk utama ( essential constituens ). Beberapa mineral lain terdapat dalam jumlah kecil, antara lain magnetit, ilment, dan apatit dan diklasifiksikan sebagai pembentuk (accessory constituens).

Page 5: endapan magmatik

Mineral – mineral batuan beku baik utama maupun tambahan juga sebagai leucocratic ( batuan terang ) dan melanocratic ( batuan gelap ). Penggolongan ini juga dapat merupakan penggolongan secara kimia, memisahkan kuarsa dan sodium, potassium serta kalsium aluminosilikat dan mineral – mineral ferromagnesian ( piroksen, hornblende, biotit, dan olivine).

Tabel Klasifikasi batuan beku secara mineralogi

Keterangan : Yang diatas merupakan Tipe Plutonik dan yang dibawahnya merupakan Tipe Vulkanik

Pengaruh lingkungan geologi terhadap batuan akan terefleksi pada ukuran butiran mineralnya. Mineral pada batuan tipe vulkanik berbutir halus karena melalui proses pendinginan yang cepat kadang terdapat mineral butiran agak kasar disebut fenokris. Pada batuan plutonik mineral berbutiran kasar, karena pendinginan yang perlahan sehingga memberikan kesempatan Kristal tumbuh besar.  

2. Pegmatit

Pegmatit adalah suatu endapan dari batuan beku yang biasanya bersifat granitic dan

memiliki ukuran kristal yang sangat kasar (>2,5 cm). Pegmatit terbentuk ketika tahap

kristalisasi akhir, dengan kandungan air cukup tinggi dan pertumbuhan kristal yang relatif

cepat pada bagian atas suatu komplek struktur. Pegmatit kadang mempunyai kensentrasi

beberapa rare elements (lithium, boron, fluorine, tantalum, niobium, REE dan uranium) yang

bernilai ekonomis.Pegmatit adalah sumber utama dari beryllium, lithium, cesium, tantalum,

muscovite dan feldspar. Pegmatit juga merupakan sumber minor dari Uranium, Yttrium,

REE, Tin dan Tungsten. Miarolitik pegmatite adalah sumber penting dari gemston seperti

beryl (emerald), topaz dan tourmaline.

Pegmatit terdapat pada batuan berumur Archean sampai Kenozoik. Pegmatit pada

Prakambrium terdapat pada tatanan tektonik yang berasosiasi dengan metamorfisme

Page 6: endapan magmatik

amfibolit, sedangkan pada umur yang lebih muda berasosiasi dengan intrusi di sepanjang

jalur tektonik.

Pegmatit bisa terbentuk dari metamorfisme regional yang menyebabkan batuan

menuju fase granitization, yang menghasilkan produk akhir berupa granit dan pegmatite.

Selain itu, pegmatit juga dapat terbentuk dari aktifitas magma, yaitu ketika magma terbentuk

sehingga terjadi diferensiasi yang mengakibatkan kandungan volatile tinggi dan terinjeksikan

pada batuan sekitar sehingga terbentuk pegmatite. Material yang diinjeksikan pada sistem

tertutup (sistem kimia) sehingga terbentuk pegmatite sederhana yang mengandung albit,

kuarsa, mikroklin dan muskovit. Ketika ada interaksi dengan dapur magma sehingga terjadi

pergantian, maka akan terbentuk pegmatite kompleks yang membawa rare minerals.

Umumnya pegmatite muncul berupa dike atau vein.

Zonasi Endapan Pegmatit

(berdasarkan mineralogi dan tekstur)

berdasarkan Cameron, dkk 1949

dalam Guilbert, 1986.

1. Border zone, tipis, terdiri dari

mineral feldspar, kuarsa,

muskovit, aksesoris (garnet,

tourmaline, beryl)

2. Wall zone, umum hadir

dengan mineral yang hampir sama dengan border zone tetapi lebih intensif dan kasal,

muncul mineral logam

3. Intermediete zone : dapat mengandung mineral bijih yang ekonomis (Be, Nb, Ta, Sn,

Li, U), variasi mineral cukup banyak (berylniobite-tentalite-perthite-cessiterite-

uranite-gems), ukuran butir kasar

4. Core zone, didominasi kuarsa 

Contoh endapan pegmatit yang ada di dunia adalah pegmatite dike dalam quartz-biotite

schist di Northwest Territories, Canada dan Elba granitic pegmatit di Laut Tyrrhenian, Italia

Page 7: endapan magmatik

3. Epitermal

Endapan epitermal didefinisikan sebagai salah satu endapan dari sistem hidrotermal yang terbentuk pada kedalaman dangkal yang umumnya pada busur vulkanik yang dekat dengan permukaan (Simmons et al, 2005 dalam Sibarani, 2008). Penggolongan tersebut berdasarkan temperatur (T), tekanan (P) dan kondisi geologi yang dicirikan oleh kandungan mineralnya. Secara lebih detailnya endapan epitermal terbentuk pada kedalaman dangkal hingga 1000 meter dibawah permukaan dengan temperatur relatif rendah (50-200)0C dengan tekanan tidak lebih dari 100 atm dari cairan meteorik dominan yang agak asin (Pirajno, 1992).

Tekstur penggantian (replacement) pada mineral tidak menjadi ciri khas karena jarang terjadi. Tekstur yang banyak dijumpai adalah berlapis (banded) atau berupa fissure vein. Sedangkan struktur khasnya adalah berupa struktur pembungkusan (cockade structure). Asosiasi pada endapan ini berupa  mineral emas (Au) dan perak (Ag) dengan mineral penyertanya berupa mineral kalsit, mineral zeolit dan mineral kwarsa. Dua tipe utama dari endapan ini adalah low sulphidation dan high sulphidation yang dibedakan terutama berdasarkan pada sifat kimia fluidanya dan berdasarkan pada alterasi dan mineraloginya.

Endapan epithermal umumnya ditemukan sebagai sebuah pipe-seperti zona dimana batuan mengalami breksiasi dan teralterasi atau terubah tingkat tinggi. Veins juga ditemukan, khususnya sepanjang zona patahan., namun mineralisasi vein mempunyai tipe tidak menerus (discontinuous).

Pada daerah volcanic, sistem epithermal sangat umum ditemui dan seringkali mencapai permukaan, terutama ketika fluida hydrothermal muncul (erupt) sebagai geyser dan fumaroles. Banyak endapan mineral epithermal tua menampilkan fossil ‘roots’ dari sistem fumaroles kuno. Karena mineral-mineral tersebut berada dekat permukaan, proses erosi sering mencabutnya secara cepat, hal inilah mengapa endapan mineral epithermal tua relatif  tidak umum secara global. Kebanyakan dari endapan mineral epithemal berumur Mesozoic atau lebih muda.

Mineralisasi epitermal memiliki sejumlah fitur umum seperti hadirnya kalsedonik quartz, kalsit, dan breksi hidrotermal. Selain itu, asosiasi elemen juga merupakan salah satu ciri dari endapan epitermal, yaitu dengan elemen bijih seperti Au, Ag, As, Sb, Hg, Tl, Te, Pb, Zn, dan Cu. Tekstur bijih yang dihasilkan oleh endapan epitermal termasuk tipe pengisian ruang terbuka (karakteristik dari lingkungan yang bertekanan rendah), krustifikasi, colloform banding dan struktur sisir. Endapan yang terbentuk dekat permukaan sekitar 1,5 km dibawah permukaan ini juga memiliki tipe berupa tipe vein, stockwork dan diseminasi.

Dua tipe utama dari endapan ini adalah low sulphidation dan high sulphidation yang dibedakan terutama berdasarkan pada sifat kimia fluidanya dan berdasarkan pada alterasi dan mineraloginya (Hedenquist et al., 1996:2000 dalam Chandra,2009).

Dibawah ini digambarkan ciri-ciri umum endapan epitermal (Lingren, 1933 dalam Sibarani,2008)):

Page 8: endapan magmatik

·      Suhu relatif rendah (50-250°C) dengan salinitas bervariasi antara 0-5 wt.%

·      Terbentuk pada kedalaman dangkal (~1 km)

·      Pembentukan endapan epitermal terjadi pada batuan sedimen atau batuan beku, terutama yang berasosiasi dengan batuan intrusiv dekat permukaan atau ekstrusif, biasanya disertai oleh sesar turun dan kekar.

·      Zona bijih berupa urat-urat yang simpel, beberapa tidak beraturan dengan pembentukan kantong-kantong bijih, seringkali terdapat pada pipa dan stockwork. Jarang terbentuk sepanjang permukaan lapisan, dan sedikit kenampakan replacement (penggantian).

·      Logam mulia terdiri dari Pb, Zn, Au, Ag, Hg, Sb, Cu, Se, Bi, U

·      Mineral bijih berupa Native Au, Ag, elektrum, Cu, Bi, Pirit, markasit, sfalerit, galena, kalkopirit, Cinnabar, jamesonite, stibnite, realgar, orpiment, ruby silvers, argentite, selenides, tellurides.

·      Mineral penyerta adalah kuarsa, chert, kalsedon, ametis, serisit, klorit rendah-Fe, epidot, karbonat, fluorit, barite, adularia, alunit, dickite, rhodochrosite, zeolit

·      Ubahan batuan samping terdiri dari  chertification (silisifikasi), kaolinisasi, piritisasi, dolomitisasi, kloritisasi

·      Tekstur dan struktur yang terbentuk adalah Crustification (banding) yang sangat umum, sering sebagai fine banding, vugs, urat terbreksikan.

Karakteristik umum dari endapan epitermal (Simmons et al, 2005 dalam Sibarani, 2008) adalah:

·      Jenis air berupa air meteorik dengan sedikit air magmatik

·      Endapan epitermal mengandung mineral bijih epigenetic yang pada umumnya memiliki batuan induk berupa batuan vulkanik.

·      Tubuh bijih memiliki bentuk yang bervariasi yang disebabkan oleh kontrol dan litologi dimana biasanya merefleksikan kondisi paleo-permeability pada kedalaman yang dangkal dari sistem hidrotermal.

·      Sebagian besar tubuh bijih terdapat berupa sistem urat dengan dip yang terjal yang terbentuk sepanjang zona regangan. Beberapa diantaranya terdapat bidang sesar utama, tetapi biasanya pada sesar-sesar minor.

·      Pada suatu jaringan sesar dan kekar akan terbentuk bijih pada urat.

·      Mineral gangue yang utama adalah kuarsa sehingga menyebabkan bijih keras dan realtif tahan terhadap pelapukan.

·      Kandungan sulfida pada urat relatif sedikit (<1 s/d 20%).

Page 9: endapan magmatik

3.1 Klasifikasi Endapan Epithermal

Pada lingkungan epitermal terdapat 2 (dua) kondisi sistem hidrotermal yang dapat dibedakan berdasarkan reaksi yang terjadi dan keterdapatan mineral-mineral alterasi dan mineral bijihnya yaitu epitermal low sulfidasi dan high sulfidasi (Hedenquist et al .,1996; 2000 dalam Sibarani, 2008).  Pengklasifikasian endapan epitermal masih merupakan perdebatan hingga saat ini, akan tetapi sebagian besar mengacu kepada aspek mineralogi dan gangue mineral, dimana aspek tersebut merefleksikan aspek kimia fluida maupun aspek perbandingan karakteristik mineralogi, alterasi (ubahan) dan bentuk endapan pada lingkungan epitermal. Aspek kimia dari fluida yang termineralisasi adalah salah satu faktor yang terpenting dalam penentuan kapan mineralisasi tersebut terjadi dalam sistem hidrotermal.

3.1.1 Karakteristik Endapan Epitermal Sulfida Rendah / Tipe Adularia-Serisit (Epithermal Low Sulfidation )

a.    Tinjauan Umum

Endapan epitermal sulfidasi rendah dicirikan oleh larutan hidrotermal yang bersifat netral dan mengisi celah-celah batuan. Tipe ini berasosiasi dengan alterasi kuarsa-adularia, karbonat, serisit pada lingkungan sulfur rendah dan biasanya perbandingan perak dan emas relatif tinggi. Mineral bijih dicirikan oleh terbentuknya elektrum, perak sulfida, garam sulfat, dan logam dasar sulfida. Batuan induk pada deposit logam mulia sulfidasi rendah adalah andesit alkali, dasit, riodasit atau riolit. Secara genesa sistem epitermal sulfidasi rendah berasosiasi dengan vulkanisme riolitik. Tipe ini dikontrol oleh struktur-struktur pergeseran (dilatational jog).

b.   Genesa dan Karakteristik

Endapan ini terbentuk jauh dari tubuh intrusi dan terbentuk melalui larutan sisa magma yang berpindah jauh dari sumbernya kemudian bercampur dengan air meteorik di dekat permukaan dan membentuk jebakan tipe sulfidasi rendah, dipengaruhi oleh sistem boiling sebagai mekanisme pengendapan mineral-mineral bijih. Proses boiling disertai pelepasan unsur gas merupakan proses utama untuk pengendapan emas sebagai respon atas turunnya tekanan. Perulangan proses boiling akan tercermin dari tekstur “crusstiform banding” dari silika dalam urat kuarsa. Pembentukan jebakan urat kuarsa berkadar tinggi mensyaratkan pelepasan tekanan secara tiba-tiba dari cairan hidrotermal untuk memungkinkan proses boiling. Sistem ini terbentuk pada tektonik lempeng subduksi, kolisi dan pemekaran (Hedenquist dkk., 1996 dalam Pirajno, 1992).

Kontrol utama terhadap pH cairan adalah konsentrasi CO2 dalam larutan dan salinitas. Proses boiling dan terlepasnya CO2 ke fase uap mengakibatkan kenaikan pH, sehingga terjadi perubahan stabilitas mineral contohnya dari illit ke adularia. Terlepasnya CO2 menyebabkan terbentuknya kalsit, sehingga umumnya dijumpai adularia dan bladed calcite sebagai mineral pengotor (gangue minerals) pada urat bijih sistem sulfidasi rendah

Endapan epitermal sulfidasi rendah akan berasosiasi dengan alterasi kuarsa–adularia, karbonat dan serisit pada lingkungan sulfur rendah. Larutan bijih dari sistem sulfidasi rendah

Page 10: endapan magmatik

variasinya bersifat alkali hingga netral (pH 7) dengan kadar garam rendah (0-6 wt)% NaCl, mengandung CO2 dan CH4 yang bervariasi. Mineral-mineral sulfur biasanya dalam bentuk H2S dan sulfida kompleks dengan temperatur sedang (150°-300° C) dan didominasi oleh air permukaan

Batuan samping (wallrock) pada endapan epitermal sulfidasi rendah adalah andesit alkali, riodasit, dasit, riolit ataupun batuan – batuan alkali. Riolit sering hadir pada sistem sulfidasi rendah dengan variasi jenis silika rendah sampai tinggi. Bentuk endapan didominasi oleh urat-urat kuarsa yang mengisi ruang terbuka (open space), tersebar (disseminated), dan umumnya terdiri dari urat-urat breksi (Hedenquist dkk., 1996). Struktur yang berkembang pada sistem sulfidasi rendah berupa urat, cavity filling, urat breksi, tekstur colloform, dan sedikit vuggy (Corbett dan Leach, 1996), lihat Tabel di bawah

Tabel Karakteristik endapan  epitermal sulfidasi rendah (Corbett dan Leach, 1996).

Tipe endapan Sinter breccia, stockwork

Posisi tektonik Subduction, collision, dan rift

Tekstur Colloform atau crusstiform

Asosiasi mineral Stibnit, sinnabar, adularia, metal sulfida

Mineral bijih Pirit, elektrum, emas, sfalerit, arsenopirit

Contoh endapan Pongkor, Hishikari dan Golden Cross

c.    Interaksi Fluida

Epithermal Low Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem geotermal yang didominasi oleh air klorit dengan pH netral dan terdapat kontribusi dominan dari sirkulasi air meteorik yang dalam dan mengandung CO2, NaCl, and H2S

d.   Model Konseptual Endapan Emas Epitermal Sulfidasi Rendah

Gambar  Model endapan emas epitermal sulfidasi rendah (Hedenquist dkk., 1996 dalam Nagel, 2008).

Page 11: endapan magmatik

Gambar diatas merupakan model konseptual dari endapan emas sulfidasi rendah. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa endapan ephitermal sulfidasi rendah berasosiasi dengan lingkungan volkanik, tempat pembentukan yang relatif dekat permukaan serta larutan yang berperan dalam proses pembentukannya berasal dari campuran air magmatik dengan air meteorit

3.1.2  Karakteristik Endapan Epitermal Sulfida Tinggi (Epithermal High Sulfidation) atau Acid Sulfate

    Tinjauan Umum

Endapan epitermal high sulfidation dicirikan dengan host rock berupa batuan vulkanik bersifat asam hingga intermediet dengan kontrol struktur berupa sesar secara regional atau intrusi subvulkanik, kedalaman formasi batuan sekitar 500-2000 meter dan temperatur 1000C-3200C. Endapan Epitermal  High Sulfidation terbentuk oleh sistem dari fluida hidrotermal yang berasal dari intrusi magmatik yang cukup dalam, fluida ini bergerak secara vertikal dan horizontal menembus rekahan-rekahan pada batuan dengan suhu yang relatif tinggi (200-3000C), fluida ini didominasi oleh fluida magmatik dengan kandungan acidic yang tinggi yaitu berupa HCl, SO2, H2S (Pirajno, 1992).

 

a.   Genesa dan Karakteristik

Endapan epitermal high sulfidation terbentuk dari reaksi batuan induk dengan fluida magma asam yang panas, yang menghasilkan suatu karakteristik zona alterasi (ubahan) yang akhirnya membentuk endapan Au+Cu+Ag. Sistem bijih menunjukkan kontrol permeabilitas yang tergantung oleh faktor litologi, struktur, alterasi di batuan samping, mineralogi bijih dan kedalaman formasi.High sulphidation berhubungan dengan pH asam, timbul dari bercampurnya fluida

yang mendekati pH asam dengan larutan sisa magma yang bersifat encer sebagai hasil dari diferensiasi magma, di kedalaman yang dekat dengan tipe endapan porfiri dan dicirikan oleh jenis sulfur yang dioksidasi menjadi SO.

b.   Interaksi Fluida

Epithermal High Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem magmatic-hydrothermal yang didominasi oleh fluida hidrothermal yang asam, dimana terdapat fluks larutan magmatik dan vapor yang mengandung H2O, CO2, HCl, H2S, and SO2, dengan variabel input dari air meteorik lokal.

Gambar Keberadaan sistem sulfidasi tinggi

Page 12: endapan magmatik

4. FUMAROL

Fumarol adalah lubang di dalam kerak bumi (maupun objek astronomi yang lain), yang sering terdapat di sekitar gunung berapi, yang mengeluarkan uap dan gas seperti karbon dioksida, sulfur dioksida, asam hidroklorik, danhidrogen sulfida. Nama solfatara, yang berasal dari kata solfo dari bahasa Italia, sulfur diberikan pada fumarol yang mengeluarkan gas sulfur.

Fumarol bisa terdapat di sepanjang retakan kecil maupun rekahan yang panjang, dalam medan atau klaster yang kacau balau, dan di permukaan aliran lava serta endapan aliran piroklastik yang tebal. Lapangan fumarol merupakan suatu wilayah mata air panas dan semburan gas dimana magma atau batuan beku yang panas di kedalaman yang dangkal atau air tanah. Dari perspektifnya air tanah, fumarol bisa dideskripsikan sebagai mata air panas yang membuat air mendidih sebelum air mencapai permukaan tanah.

Salah satu aktivitas fumarol yang terkenal adalah Lembah Ten Thousan Smokes, yang terbentuk selama meletusnya gunung Novarupta di Alaska pada 1912. Fumarol bisa bertahan selama beberapa dekade atau abad jika berada di atas sebuah sumber panas yang persisten, atau hilang dalam berminggu-minggu atau berbulan-bulan jika berada di puncak sebuah endapan volkanik yang masih baru dan cepat dingin.

Hidrotermal berkaitan dengan air panas yang biasa dipakai dalam pembentukan logam melalui pemanasan (dengan cairan panas yang naik dari magma yang mendingin). mineral yang terbentuk di lingkungan hidrotermal adalah hasil presipitasi dari larutan air panas. Pada pelepasan material lama dan pengendapan material baru menjadi ciri aktivitas hidrotermal, serta banyak mineral pembentuk proses yang melibatkan solusi, termasuk pelapukan dan diagenesa.

Hidrotermal merupakan suatu proses pembentukan mineral yang terjadi disekitar sumber dari panas bumi didalam kulit bumi yang terjadi akibat adanya injeksi dari magma terhadap air dengan kata lain terjadi pelarutan oleh magma sisa yang bercampur dengan air tanah sehingga mengalami pengkristalan.

Ada beberapa situasi geologi yang dinamis di mana air "dingin" menjadi panas. Air di atas sekitar 50oC dianggap sebagai cairan hidrotermal. Dalam beberapa situasi, pemanasan dilakukan pada suhu di atas titik kritis H2O (374oC untuk H2O murni). Karakteristik air yang berubah sama saat itu, jadi suhu tinggi H2O lebih tepat disebut sebagai fase air. Air terjebak dalam ruang pori akumulasi sedimen dan dalam mineral hidrat dan bantalan-hidroksil dari akumulasi sedimen dipanaskan selama penimbunan di cekungan sedimen.

Salah satu petunjuk datang dari mata air panas dan cairan fumarole. Di sejumlah tempat fluida ini hadir mengendapkan sejumlah kecil mineral bijih logam. Dan kesimpulannya sangat rasional bahwa mineral bijih tersebut sama dengan lepisn endapan yang ada dibawah permukaan bumi. Pada mata air panas mineral bijih diendapkan dari suati larutan, pada fumarrole ia mengkristal bersamaan denga keluarnya gas. Bukti – bukti kuat menunjukan

Page 13: endapan magmatik

bahwa mineral bijih diendapkan dari cairan atau larutan superkritikal lebih banyal dari[ada gas. Khususnya untuk meyakinkan observasi bahwa di banyak tempat endapan, mineral telah tergantikan oleh mineral karbonat atau mineral silica. Mengartikan bahwa karbinat dan silica

telah tergerakan oleh larutan pembentuk bijih, dan pembawaan mineral oleh gas telihat sukar. Pada endapan dimana asosiasi mineral mengindikasikan temperature yang rendah dari suatu formasi. Transport logam dan pemilihan kelompok mineral dalam gas sangat tidak mungkin sekali.

Tempat Keterbentukan Fumarol pada Sistem Hidrotermal

5. Porfiri

Endapan Porfiri adalah endapan mineral yang terjadi akibat suatu intrusi yang bersifat intermedier-asam, yang kemudian terjadi kontak dengan batuan samping yang mengakibatkan terjadinya mineralisasi. Porfiri bersifat epigenetik. Produk utama dari Porfiri adalah Cu-Au atau Cu-Mo.

Porfiri terbentuk dari beberapa aktifitas intrusi, terdiri dari kumpulan dike dan breksi intrusi. Mineralisasi terjadi akibat alterasi batuan samping, disseminated dan stockwork mineralization. Alterasi yang terjadi pada host rock intensif dan ektensif akibat dari fluida hidrotermal yang terbentuk. Pada dasarnya endapan porfiri mempunyai tonnase yang besar dan grade yang kecil.

Endapan Porfiri adalah endapan penghasil tembaga (Cu) terbesar, lebih dari 50 %. Endapan porfiri umumnya terbentuk pada jalur orogenik, contohnya pada lingkar Pasifik. Contoh endapan ini di Indonesia, terdapat di Grassberg, Selogiri-Wonosari

Page 14: endapan magmatik

Endapan porfiri adalah suatu endapan primer (hipogen) yang berukuran relatif besar dengan kadar rendah sampai medium, Pada umumnya dikontrol oleh struktur geologi, Secara spasial dan genetik berhubungan dengan intrusi porfiritik felsik sampai dengan intermediet.

1. Sub-tipe endapan porfiria) Endapan Porfiri Cu (± Au, Mo, Ag, Re, PGE)b) Endapan Porfiri Cu-Mo (± Au, Ag)c) Endapan Porfiri Cu-Mo-Au (± Ag)d) Endapan Porfiri Cu-Au (± Ag, Mo)e) Endapan Porfiri Mo (± W, Sn)f) Endapan Porfiri Sn (± W, Mo, Ag, Bi, Cu, Zn, In)

2. Jenis minerala) Porfiri tembagaChalcopyrite, Pyrite, Chalcocite, Bornite, Molybdenite, Galena, Magnetite, Gold, Copperb) Porfiri timahArsenopyrite, Frankeite, Pyrrhotite, Sphalerite, Chalcopyrite, Galena, Stannite,FluoriteTetrahedrite-Tennantite, Sheelite

3. Tipe alterasia) Porfiri tembaga- Propylitic- Argillic- Phyllic/Sericitization- Potassicb) Porfiri timah- Propylitic- Argillic- Phyllic/Sericitization- Tourmalinization

4. Tectonic settingMetallogenic Province yang relatif memanjang dan dangkal yang berasosiasi dengan sabuk (jalur) orogenik.a. Endapan tembaga porfiriAndesitic stratovolcanoes yang berhubungan dengan subduksi pada tatanantektonik busur kepulauan dan busur benua.b. Endapan molibdenum porfiri An-orogenic batuan granit yang terbentuk pada kerak benua, khususnya pada zona regangan.c. Beberapa endapan Porfiri Mo, Porfiri W-Mo dan Porfiri Sn terbentuk pada kerak benua yang sangat tebal yang berhubungan dengan collosion.

Page 15: endapan magmatik

5. Fluida Bijiha. Fluid inclusionKisaran: 250-750°C dengan salinitas 15-70 wt.% pada sistem orthomagmatik, jenis airnya adalah air magmatik dan air meteoricb. Sumber metalProduk sampingan dari kristalisasi magmatic (incompability element). Metal dan sulfur berasal dari batuan samping.

6. Kontrol MineralisasiEndapan porfiri terbentuk dan berhubungan erat dengan intrusi-intrusi epizonal dan mesozonal. Pada intrusi felsik dicirikan dengan keberadaan tekstur-tekstur tertentu, seperti comb-quartz. Hubungan yang erat antara aktivitas magma dan mineralisasi hidrothermal dicirikan dengan keberadaan mineral-mineral pada intrusi dan breksi hydrothermal.

7. Karakteristik MineralisasiDalam skala endapan bijih (ore deposits), beberapa tipe mineralisasi berupa veins, vein sets, stockworks, fractures, 'crackled zones' and breccia pipes pada umumnya berasosiasi dengan struktur. Secara regional, suatu kompleks endapan porfiri yang memiliki nilai ekonomis biasanya dicirikan oleh tingginya tingkat kerapatan mineralized veins and fractures. Jumlah/konsentrasi veinlets tersebut akan semakin besar dengan bertambahnya permeabilitas batuan induk (host rock) sepanjang berlangsungnya proses mineralisasi.Komposisi mineralogi suatu endapan porfiri secara umum cukup bervariasi. Kehadiran pirit (FeS2) sebagai mineral sulfida yang dominan dapat mencirikan endapan porfiri Cu, Cu-Mo dan Cu-Au (Ag), yang menunjukkan tingginya porsi sulfur yang terdapat dalam endapan. Sebaliknya, pada endapan porfiri Sn, W dan Mo akan memperlihatkan kandungan sulfur dan mineral-mineral sulfida yang rendah, dimana kehadiran mineral-mineral oksida akan lebih dominan.

8. Zona Alterasi

Lowell-Guibert membagi endapan porfiri menjadi beberapa zona bedasarkan asosiasi mineralnya, yaitu

Potassic Zone – selalu hadir dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: K-felspar sekunder, biotit, dan atau klorit yang menggantikan K-felspar.

Phyllic Zone – tidak selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: vein quartz, sericite and pyrite and minor chlorite, illite dan rutile menggantikan K-spar and biotite.

Argillic Zone – tidak selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: mineral lempung kaolinite dan montmorillonite dengan sedikit disseminated pirit. Plagioclase teralterasi kuat, K-spar tidak terpengaruh, dan biotit mengalami kloritisasi.

Page 16: endapan magmatik

Propylitic Zone - selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: klorit, kalsit dan minor epidote. Mineral mafik terubah sangat kuat sedangkan plagioklas sedikt terubah.

Sedangkan berdasarkan mineral bijihnya, endapan porfiri dibagi menjadi beberapa zona, yaitu:

• Inner Zone – bersamaan dengan zona alterasi potasik. Mengandung sedikit sulfida, tapi paling banyak mengandung Molybdenum. Pyrite 2-5% dan rasio py/cp sekitar 3:1. Mineralisasi lebih banyak disseminated daripada stockwork.

• Ore Zone – berada pada perbatasan zona potasik dan filik. Pyrite 5-10% dan rasio py/cp sekitar 2.5:1. Mineral bijih utama: chalcopyrite yang hadir sebagai stockwork veinlet. Mineral bijih lainnya: bornite, enargite and chalcocite.

• Pyrite Zone – lebih banyak terdapat pada zona filik dan argilik. Kandungan pirit tinggi (10-15%) dan rasio py/cp sekitar 15:1. Mineralisasi hadir sebagai urat dan disseminasi.

• Outer Zone – hadir bersamaan dengan propylitic zone. Pyrite minor, dan mineralisasi copper sangat jarang. Sphalerite dan galena sangat umum dijumpai, tapi biasanya sub-ore grade. Mineralisasi hadir berupa vein sebenarnya (mirip vein epithermal).

Sisi terdalam (inner zone)Umumnya zona potassic yang dicirikan oleh kehadiran biotite and/or K-feldspar (± amphibole ±magnetite ± anhydrite). Sisi terluar (outer zone)Umumnya merupakan propylitic alteration yang mengandung quartz, chlorite, epidote, calcite and, locally, albite berasosiasi dengan pyrite. Zona-zona phyllic alteration (quartz +sericite +

Page 17: endapan magmatik

pyrite) dan argillic alteration (quartz + illite + pyrite ± kaolinite ±smectite ± montmorillonite ± calcite) dapat terbentuk sebagai zona-zona yang erletak diantara zona potassic and propylitic.

6. Mesothermal

Proses pembentukan endapan mesothermal

a. Pembentukan mineral primer

Sebelum membahas mengenai proses pembentukan endapan mineral mesothermal, terlebih dahulu harus diketahui tentang pembentukan endapan mineral menurut proses pembentukannya, adalah sebagai berikut :

Pembentukan bijih primer secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi lima jenis endapan, yaitu :

a. Fase Magmatik Cair d. Fase Hidrothermal

b. Fase Pegmatitil e. Fase Vulkanik

c. Fase Pneumatolitik

Dari kelima jenis fase endapan di atas akan menghasilkan sifat-sifat endapan yang berbeda-beda, yaitu yang berhubungan dengan :

a. Kristalisasimagmanya

b. Jarak endapan mineral dengan asal magma

· intra-magmatic, bila endapan terletak di dalam daerah atuan beku

· peri-magmatic, bila endapan terletak di luar (dekat batas) batuan beku

· crypto-magmatic, bila hubungan antara endapan dan batuan beku tidak jelas

· apo-magmatic, bila letak endapan tidak terlalu jauh terpisah dari batuan beku

· tele-magmatic, bila disekitar endapan mineral tidak terlihat (terdapat) batuan beku

Ø Fase Magmatik Cair (Liquid Magmatic Phase)

Liquid magmatic phase adalah suatu fase pembentukan mineral, dimana mineral terbentuk langsung pada magma (differensiasi magma), misalnya dengan cara gravitational settling. Mineral yang banyak terbentuk dengan cara ini adalah kromit, titamagnetit, dan petlandit.

Page 18: endapan magmatik

Ø Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase)

Pegmatit adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai akibat kristalisasi pada magmatik awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan residual yang mobile akan terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai dyke, sill, dan stockwork.

Ø Fase Pneumatolitik (Pneumatolitik Phase)

Pneumatolitik adalah proses reaksi kimia dari gas dan cairan dari magma dalam lingkungan yang dekat dengan magma. Dari sudut geologi, ini disebut kontak-metamorfisme, karena adanya gejala kontak antara batuan yang lebih tua dengan magma yang lebih muda. Mineral kontak ini dapat terjadi bila uap panas dengan temperatur tinggi dari magma kontak dengan batuan dinding yang reaktif. Mineral-mineral kontak yang terbentuk antara lain : wolastonit (CaSiO3), amphibol, kuarsa, epidot, garnet, vesuvianit, tremolit, topaz, aktinolit, turmalin, diopsit, dan skarn.

Ø Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase)

Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat "aqueous" sebagai hasil differensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relatif ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan.

Ø Fase Vulkanik (Vulkanik Phase)

Endapan phase vulkanik merupakan produk akhir dari proses pembentukkan bijih secara primer. Sebagai hasil kegiatan phase vulkanis adalah :

1. Lava flow

2. Ekshalasi

3. Mata air panas

b. Proses Hidrotermal

Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat “aqueos” sebagai hasil diferensiasi magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relative ringan, dan merupakan sumber terbesar (90%) dari proses pembentukan deposit mineral. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan hydrothermal yaitu Cavity Filling atau mengisi lubang-lubang yang sudah ada dalam batuan, dan Metasomatisme, dengan mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur baru larutan hydrothermal.

Berdasarkan cara pembentukannya, maka dikenal beberapa jenis endapan hidrotermal, antara lain :

Page 19: endapan magmatik

· Endapan mineral Ephitermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu < 200 ˚C

· Endapan mineral Mesothermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu antara 200-300˚C dengan tekanan moderat

· Endapan mineral Hipothermal, yaitu endapan mineral yang terjadi pada suhu 300-500˚C dengan tekanan yang tinggi.

c. Pembentukan Endapan Mineral Mesothermal

Endapan mineral mesothermal merupakan endapan mineral yang terbentuk pada temperature dan tekanan menengah. Bijih endapan mineral ini terbentuk pada suhu sekitar 200-300˚C dengan kedalaman sekitar 1200-3600m dibawah permukaan bumi. Pada dasarnya pembentukannya tidak jauh berbeda dengan pembentukan endapan mineral epitermal dan hipotermal, yang membedakan hanya suhu dan tekanan pada saat pembentukannya.

Magma mengalami diferensiasi seiring penurunan suhu secara bertahap, mineral yang pertama kali terbentuk adalah mineral yang terbentuk secara pegmatitic yang sarat akan unsur logam, selanjutnya pada tingkat diatasnya kandungan unsur logam mulai berkurang seiring pembentukan mineral secara pneumolitik, sehingga tahapan pembentukan mineral yang selanjutnya adalah melalui proses hidrotermal akibat kandungan unsur mineral logam yang sudah mulai berkurang. Dalam proses pembentukan endapan mineral hidrotermal ini diawali dengan endapan mineral hypothermal pada suhu sekitar 300-500˚C dengan tekanan yang masih sangat tinggi, kemudian terbentuk endapan mineral mesothermal pada suhu 200-300˚C pada tekanan moderat, dan yang terakhir adalah endapan mineral epitermal pada suhu sekitar 150-200˚C dengan tekanan rendah dekat dengan permukaan.

Semakin mendekati permukaan, maka mineral-mineral yang terbentuk cenderung kepada mineral yang bersifat acid(asam) seiring berkurangnya kandungan unsur logam sehingga kandungan silikanya secara otomatis akan mendominasi.

Page 20: endapan magmatik

DAFTAR PUSTAKA

Guilbert, J.M., dan Park,C.P., 1986, The geology of ore deposits. WH Freeman: New York. E.N Cameron dkk,1949, Internal structure of granitic pegmatites. Economic Geology Pub Taylor, H.P., Jr., 1973, O18/O16 evidence for meteoric-hydrothermal alteration and ore

deposition in the Tonopah, Comstock Lode, and GoldfieldMining Districts, Nevada: Economic Geology, v. 68, p. 747-764.

Sibarani, August P,2008, Studi mikroskopi untuk verifikasi hasil analisis XRD dan analisis tekstur pada sampel urat ciurug endapan epitermal Pongkor Indonesia, Program Pertambangan, Fakultas Teknologi Pertambangan dab Perminyakan, ITB

Corbett G.J. and Leach T.M., 1998, Southwest Pacific Rim Gold-copper Systems: Structure, Alteration and Mineralisation. Society of Economic Geologists, USA, Special Publication

Hedequist, J.W., Arribas, A.R, dan Urien E.G.,2000, Exploration for Epithermal Gold deposits, Economic Geology, vol.13 , p. 245-277

F. Pirajno 1992. Hydrothermal Mineral Deposits. Principles and Fundamental Concepts for the Exploration Geologist. xviii + 709 pp. Berlin, Heidelberg, New York, London, Paris, Tokyo, Hong Kong: Springer-Verlag.

https://ceritageologi.wordpress.com/2012/12/17/endapan-porfiri-cu/ (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 18.00 WIB)

toba-geoscience.blogspot.com/2011/08/endapan-mineral-tipe-porfiri.html (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 18.00 WIB)

http://thegoldenjubilee.blogspot.co.id/2012/03/endapan-mineral-mesothermal.html (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 18.00 WIB)

http://odarockisthebest.blogspot.co.id/2011/03/deposit-hidrothermal.html (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 17.30 WIB)

https://ceritageologi.wordpress.com/2012/12/10/endapan-mineral-early-magmatic/ (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 18.00 WIB)

http://bahangaliantambang.blogspot.co.id/2011/12/genesha-mineral-pada-lingkungan.html (diambil pada tanggal 07 Desember 2015 pukul 18.00 WIB)

http://thegoldenjubilee.blogspot.co.id/2012/03/endapan-mineral-epitermal.html (diambil pada tabggal 07 Desember 2015 pukul 19.00)

https://geotrekindonesia.files.wordpress.com/2013/06/cibuni-7.jpg (diambil pada tabggal 07 Desember 2015 pukul 19.00)

http://arriqofauqi.blogspot.co.id/2015/04/proses-hidrotermal.html (diambil pada tabggal 07 Desember 2015 pukul 19.00)http://kampungminers.blogspot.co.id/2013/03/mineralogi-endapan-bijih-tembaga-cu.html (diambil pada tanggal 09 Desember 2015 pukul 21.00 WIB)

http://bahangaliantambang.blogspot.co.id/2011/12/genesha-mineral-pada-lingkungan.html (diambil pada tanggal 09 Desember 2015 pukul 21.00 WIB)

http://tigakali-enam.blogspot.co.id/2011/10/genesa-mineral.html (diambil pada tanggal 09 Desember 2015 pukul 21.00 WIB)