Endapan skarn

Skarn merupakan batuan yang tersusun oleh silikat Ca-Fe-Mg-Mn yang terbentuk

oleh penggantian batuan kaya karbonat selama proses metamorfisme regional ataupun kontak

dan metasomatisme (Einaudi et al., 1981), sebagai respons pada intrusi batuan beku dari

bermacam-macam komposisi. Pada mulanya, istilah skarn pada awalnya digunakan untuk

mengacu asosiasi antara batuan yang berkomposisi calc-silicate dan endapan bijih besi.

Istilah endapan skarn digunakan untuk memerikan skarn yang berasosiasikan mineral-mineral

ekonomis.

Berdasarkan jenis batuan asalnya (protolit), endapan skarn dapat dibagi menjadi dua,

yaitu :

1. Eksoskarn yaitu skarn yang terbentuk pada batuan sedimen di sekitar intrusi

batuan beku

2. Endoskarn yaitu skarn yang terbentuk pada batas atau di dalam batuan beku itu

sendiri,

Berdasarkan jenis mineralnya, skarn dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu skarn

prograde yang terbentuk pada fase awal (T tinggi) dan skarn retrograde yang terbentuk pada

fase pendinginan (T rendah).

A. Mineralogi Endapan Skarn

Berdasarkan mineralnya, ciri mineralogi dari masing-masing jenis skarn :

1. Skarn prograde

Skarn yang terbentuk pada suhu tinggi umumnya dijumpai mineral-mineral

bersuhu tinggi, seperti garnet, klinopiroksen, biotit, humit, montiselit, dll.

2. Skarn retrograde

Skarn yang terbentuk pada suhu rendah umumnya tersusun oleh mineral-mineral

serpentin, amfibol, tremolit, epidot, klorit, kalsit, dll.

Sedangkan berdasarkan jaraknya dari sumber panas, skarn dapat dibagi menjadi skarn

proksimal, yang dekat dengan sumber dan skarn distal, yang jauh dari sumber.

Urat-urat mineralogi skarn dapat juga hadir baik pada intrusi maupun pada sedimen

karbonat. Batuan karbonat dapat berupa batugamping yang kaya akan Ca maupun dolomit

yang kaya akan unsur Mg. Skarn kalsik terbentuk oleh penggantian batugamping dan

menghasilkan alterasi yang kaya akan Ca, seperti garnet (grosularit-andradit), klinopiroksen

(diopsid-hedenbergit), vesuvianit, dan wolastonit. Skarn magnesian terbentuk oleh

penggantian dolomit dan menghasilkan alterasi yang kaya akan Mg, seperti diopsid, forsterit,

dan flogopit. Skarn biasanya menampilkan kumpulan mineral yang komplek dan polifase.

Pembentukan sebagian besar mineral sulfida dan oksida diantaranya magnetit, pirit,

kalkopirit, sfalerit, pirhotit, galena, arsenopirit, yang berasosiasi dengan kehadiran Cu dan

Au. Kalkopirit, pirit, dan magnetit merupakan mineral-mineral sulfida dan oksida utama yang

hadir cukup melimpah. Kalkopirit dan pirit umumnya hadir pada eksoskarn garnet terutama

pada batas dengan hornfels biotitalkali felspar, pada batas eksoskarn garnet- klino-piroksen

dengan eksoskarn klinopiroksen, serta pada batas skarn klino-piroksen dengan marmer.

Sedangkan mineral magnetit, banyak terbentuk pada batas skarn klino-piroksen dengan

marmer.

B. Proses Pembentukan Skarn

Evolusi skarn terjadi melalui tiga tahap proses, yaitu :

1. Skarn Isokimia (prograde isochemical)

Tahap isokimia merupakan ekuivalen dengan pembentukan alterasi potasik-propilitik

sebagai respon atas perpindahan panas konduktif dalam sistem porfiri tembaga. Skarn

isokimia terbentuk ketika intrusi menerobos sedimen karbonatan dengan sedikit atau tanpa

penambahan komponen kimia. Unsur H2O diperoleh dari air magmatik (intrusi), sedangkan

CO2 beasal dari batuan sedimen karbonatan.

Zonasi mineralogi yang terbentuk sebagai respon penurunan suhu, dan penambahan

konsentrasi CO2 (e.g., progresif menjauh dari intrusi) dapat digeneralisasi sebagai berikut :

- Pada dolomit

garnet → piroksen → tremolit → talc/flogopit

- Pada batugamping

garnet → vesuvianit + wolastonit → marmer

Kandungan Fe pada garnet bertambah searah intrusi, dimana rasio Fe : Mg pada piroksen

berkurang.

Pembentukan skarn dikontrol secara dominan oleh suhu dan komposisi batuan dinding

serta tekstur (sistem konduktif). Metamorfisme kontak membentuk zonasi termal alterasi

aureole : silikat Ca-Al/hornfels pada serpih karbonatan atau napal, silikat Ca-Mg pada

dolomit, marmer silikatkalk dan atau wolastonit pada batugamping.

2. Skarn Metasomatik (prograde metasomatic)

Tahap ini dapat disebandingkan dengan pembentukan urat kuarsa stokwork dan alterasi

argilik lanjut suhu tinggi selama eksolusi larutan magmatik dari kristalisasi tubuh porfiri.

Pembentukan skarn isokimia diikuti oleh pembentukan suatu tahap alterasi metasomatik atau

hidrotermal yang dicirikan oleh penggantian H2O, Si, Al, dan Fe, yang dihasilkan dari

pengkristalan intrusi, dengan CO2, Ca, dan Mg dari batuan sedimen karbonatan.

Hydrofracturing saat pendinginan pluton dan sebelumnya terbentuk skarn isokimia/hornfels

diikuti oleh pelepasan air magmatik. Air magmatik mengisi sepanjang kontak intrusi,

rekahan, celah, patahan, kontak sedimen, pre-skarn dike dan sill, dan zona-zona permeabel

yang lain (Meinert, 1992).

Pada fase akhir magmatisme fluida hidrotermal yang didominasi oleh fase gas akan

bergerak dari tubuh intrusi ke arah batuan samping bagian atas. Proses interaksi fluida

hidrotermal dengan batuan samping dan bagian tepi intrusi menghasilkan prograde

anhydrous skarn (kemungkinan diikuti atau bersamaan breksiasi).

3. Retrograde Skarn

Pada tahap ini sangat berhubungan dengan proses pendinginan akibat bercampurnya air

meteorik. Skarn retrograde terbentuk pada fase penurunan suhu dan komposisi cairan menjadi

lebih dominan air meteorik, khususnya pada skarn yang terbentuk pada daerah dangkal.

Alterasi retrograde dicirikan oleh penggantian mineral-mineral anhydrous yang terbentuk

pada fase prograde oleh mineral-mineral hydrous seperti epidot, amfibol, klorit, dan lempung

(pelepasan Ca yang diganti oleh volatil). Tidak seperti skarn metasomatik, skarn retrograde

memilikai kumpulan mineral fase ganda yang komplek.

Seiring penurunan temperatur, fuida hidrotermal akan lebih didominasi oleh uap air, dan

bertanggungjawab terhadap pembentukan retograde hydrous skarn. Fluida pada fase

retrograde ini mempunyai salinitas yang rendah, temperatur 370° - 380°C, terkait dengan

zona pendidihan pada tekanan 20 Mpa, dibawah kondisi hidrostatik (Meinert,et.al.,2003).

Alterasi pada fase retrograde ini, diyakini masih merupakan evolusi dari satu sistem

hidrotermal magmatik pada fase prograde, dikarenakan tidak ada bukti-bukti yang signifikan,

bercampurnya komponen fluida meteorik (Meinert,et.al.,2003).

Fase ini dicirikan oleh hadirnya mineral tremolit-aktinolit dalam jumlah yang banyak,

disertai mineral-mineral talk-anhidrit-kalsit-epidot-garnet-magnetit-pirit.

C. Klasifikasi Skarn Berdasarkan Kandungan Logam

Endapan bijih yang terdapat pada skarn diklasifikasikan sebagai endapan skarn.

Klasifikasi yang umum endapan skarn didasarkan atas dominasi kandungan logamnya,

seperti Cu, Au, Pb-Zn, Fe, Mo, W,dan Sn.

1. Skarn Cu

Skarn Cu umumnya didominasi oleh andradit (Fe-rich) garnet, dan garnet masif yang

terbentuk pada daerah proksimal intrusi, yang semakin menjauh terjadi peningkatan piroksen

(Fe-poor) hingga vesuvianit dan atau wollastonit dekat dengan kontak marmer. Mineral

kalkopirit akan dominan pada daerah proksimal, sedangkan bornit terjadi pada zona alterasi

wolastonit–epidot-aktinolit/tremolit menggantikan garnet. Kehadiran mineral hematit

(specular hematite) mencirikan bahwa terbentuk pada lingkungan oksidasi dangkal.

2. Skarn Au

Skarn Au berasosiasi dengan pluton diorit-granodiorit dan umumnya mengandung

mineralisasi sub ekonomis seperti Cu, Pb, Zn. Pada tipe ini mineral K-feldspar, skapolit,

vesuvianit, apatit, dan Clrich amfibol sangat umum dijumpai. Kehadiran mineral arsenopirit

dan pirhotit sebagai sulfida utama mengindikasikan bahwa mineral ini terbentuk pada

lingkungan reduksi. Sebagian besar Au pada skarn Au terjadi sebagai elektrum. Contoh dari

tipe skarn Au yaitu berada di Red Dome, Australia, Gunung Bijih (Ertsberg) District, Papua,

dan Wabu, Papua.

3. Skarn Pb-Zn

Tipe ini terjadi pada bagian distal dari sumber intrusi, dan umumnya terjadi

penurunan pembentukan mineralogi skarn. Pada tempat tertentu, mineralogi skarn barangkali

tidak ada. Sebagian besar mineral pada skarn Pb-Zn adalah kaya akan mangan (manganese-

rich). Rasio piroksen:garnet dan kandungan mangan pada piroksen makin meningkat dari

arah intrusi.

4. Skarn Fe

Skarn Fe merupakan endapan skarn terbesar, meskipun yang ditambang hanya

kandungan magnetit dengan sedikit kandungan Cu, Co, Ni, dan Au. Skarn ini umumnya

terbentuk pada cekungan busur belakang (back-arc) sampai busur kepulauan yang berasosiasi

dengan intrusi diabas atau diorit kaya Fe.

5. Skarn Mo dan Sn

Skarn tipe ini terbentuk pada lingkungan continental rift dan berasosiasi dengan granit

leucocratic dan high-silica,

6. Skarn W

Skarn W dijumpai pada batolit granodiorit sampai monzonit kuarsa calc-alkaline

tererosi dalam.