materi kuliah mineralisasi i ii1
TRANSCRIPT
RUANG LNGKUP BAHASAN
Pengantar
Metalogenesis: pembentukan endapan logam
Klasifikasi endapan mineral bijih
Endapan magmatik (kromit, nikel dan PGM)
Endapan hidrotermal I: epitermal dan porfiri
Endapan hidrotermal II: skarn dan mesotermal
Endapan volkanik (VMS)
Endapan residual (kimiawi)
Endapan sedimenter (placer)
Evaluasi:Tugas dan ujian
PUSTAKA UTAMA
Edwards R., Atkinson K. (1986), Ore deposit geology and its influence on mineral exploration, Chapman and Hall, London, 466 p.
Evans, A.M., 1993. Ore geology and industrial minerals, an introduction, Blackwell Science, 389 p..
Robb, L. (2005), Introduction to Ore-Forming Processes, Blackwell Publishing, Carlton, Australia, 373 p.
PENGANTAR Mineral bijih (ore mineral) adalah mineral yang
mengandung logam, atau suatu agregat mineral logam, yang dari sisi penambang dapat diambil suatu profit, atau dari sisi ahli metalurgi dapat diolah/diekstrak menjadi suatu profit.
Contoh: kalkopirit dapat diekstrak menjadi Cu atau galena dapat diekstrak menjadi timah hitam (Pb).
“Mineral opak” dan “mineral logam” sering digunakan sebagai sinonim dari mineral bijih (ore minerals).
Tubuh bijih = orebodies, oreshoots & ore deposits
KONSENTRASI METAL DALAM KERAK BUMI
Konsentrasi rata-rata metal di kerak bumi, konsentrasi minimal bernilai ekonomi danfaktor pengkayaan melalui proses geologi (geological enrichment factors)
Teori pembentukan-1
Teori Proses alamiah
Asalmula akibat proses internal
Kristalisasi magma
Segregasi magma
Presipitasi mineral bijih sebagai komponen utama atau minor dari batuan beku, seperti endapan intanpada kimberlit, REE pada karbonatit di Zimbabwe
Separasi akibat kristalisasi sebagian dan proses yang berhubungan selama diferensiasi magma, seperti lapisan kromit, Bushfeld complex, RSA
Liquasi, ketidakbercampuran cairan. Pelepasansulfida, sulfida-oksida, atau lelehan oksida dari magma, yang terakumulasi pada di bawah lelehansilikat, seperti endapan Cu-Ni di Sudbury, Canada
Teori pembentukan-2
Teori Proses alamiah
Asalmula akibat proses internal
Hidrotermal
Sekresi lateral
Metamorfisme
Pengendapan dari larutan air panas, yang melalui
permukaan tubuh magma atau batuan metamorf atau
sumber lainnya. Contohnya Porfiri Cu-Au Grasberg/
Irian Jaya, Batu Hijau/Sumbawa.
Difusi material bijih atau pengotor dari batuan asal
ke suatu patahan atau celah. Contohnya Yellowknife
gold deposits, Canada.
Pyrometasomatik (skarn) yang terbentuk oleh proses
penggantian batuan dinding. Contohnya
Ertsberg/Irian Jaya,
Teori pembentukan-3
Teori Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal
Pengkayaan
sekunder atau supergen
Pelepasan unsur-unsur bernilai dari bagian atas dari
suatu endapan mineral dan terpresipitasi kembali di
bagian yang lebih dalam, sehingga membentuk
konsentrasi yang lebih tinggi. Contoh: endapan
emas-perak epitermal Pongkor/Jawa Barat; porfiri
Cu-Mo Chuquicamata/Chile
Ekshalasi volkanik
(= ekshalasi
sedimenter)
Ekshalasi larutan hidrothermal pada permukaan,
biasanya di bawah kondisi laut. Contoh: endapan
Kuroko/Jepang.
Teori pembentukan-4
Teori Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal
Akumulasi mekanis
Presipitasi sedimenter
Proses residual
Konsentrasi mineral berat ke dalam endapan placer.
Contohnya Timah placer di Bangka &
Belitung/Sumatera, Emas placer di Yukon, Canada,
Emas placer, bombana, indonesiaPresipitasi unsur-unsur tertentu pada suatu
lingkungan sedimen tertentu, baik dengan atau tanpa
intervensi organisme tertentu. Contohnya BIF di
Brazili, endapan mangan di Chiaturi, Rusia.
Pelepasan unsur yang mudah larut dari batuan.
Contohnya Nikel laterit di Soroako/Sulawesi,
Bauksit/Pulau Bintan, Bauksit di Ketapang Kalbar
Endapan logam dapat dibagi menjadi 5 kelompok (Evans, 1993):
Precious metals (logam mulia): emas (Au), perak (Ag), platina (Pt)
Non-ferrous metals (logam non-ferrous): tembaga (Cu), timbal (Pb/lead), seng (Zn/zinc), timah (Sn/tin), dan aluminium (Al). Empat pertama dikenal sebagai logam dasar (base metals).
Iron and ferroalloy metals (logam ferroalloy dan besi): besi (Fe), Mangan (Mn), nikel (Ni), krom (Cr), molibdenum (Mo), wolfram (W/tungsten), vanadium (V), kobal (Co).
Minor metals and related non-metals: antimon (Sb/antimony), arsen (As), berilium (Be/beryllium), bismut (Bi), kadmium (Cd), magnesium (Mg), air raksa (Hg/mercury), REE, selenium (Se), tantalium (Ta), telurium (Te), titanium (Ti), Zirkonium (Zr), dsb.
Fissionable metals: uranium (U), torium (Th), radium (Ra). Platinum
KLASIFIKASI ENDAPAN BIJIH
Endapan bijih magmatik-hidrotermal Endapan liquid magmatik (Cr pada ofiolit atau intrusi berlapis dengan produk sampingan
Pt, Fe/Ti dan Ni) Pegmatit (Sn, Nb/Ta, Li, Be, etc). Endapan hidrotermal: Cyprus-type (VMS); skarn (W, Sn, Cu, etc), porfiri (Cu, Mo, Sn, etc);
endapan urat (Sn, W, U); endapan epitermal Au-Ag; BIF (Algoma type)
Endapan hidrotermal-diagenetik Tipe Kupferschiefer (Cu, Pb, Zn) SEDEX Tipe Mississippi (MVT): Pb-Zn-Ba-F pada karbonat laut
Endapan hidrotermal-metamorfik Urat kuarsa pada batuan metamorf (Au) atau lode gold.
Endapan hasil pelapukan (kimia) Endapan sisa: bauksit dan Fe-laterit Sisa pelarutan: endapan Ni dan Au laterit; pengkayaan Mn, Fe, Cu, Ag
Endapan bijih sedimenter (mekanik) Endapan placer aluvial dan laut (Au, Sn, Ti, REE)
TEKTONIK VS MINERALISASI
Continental interior basins, intracontinental rifts dan aulacogens → Witwatersrand/SA;
Oceanic basins and rises → beberapa VMS tipe Cyprus;
Passive continental margins → pada platform karbonat, seperti MVT;
Subduction-related arc → beberapa endapan yang berhubungan dengan porfiri-epitermal;
Strike-slip settings → Salton Sea geothermal system
Collision-related settings → beberapa endapan Sn-W-(U) yang berhubungan dengan granit tipe S.
Lempeng Pasifik
Lempeng AfrikaLempeng Hindia-Australia
Lempeng Antartik
Lempeng Eurasia
Lempeng Amerika Utara
Lempeng
Amerika Selatan
Batas lempeng tektonik yang besar
Lempeng Nazca
TEKTONIK VS MINERALISASI
TEKTONIK VS MINERALISASI
SOUTHWEST PACIFIC RIM
BUSUR KEPULAUAN INDONESIA
KLASIFIKASI ENDAPAN BIJIH
Endapan bijih magmatik-hidrotermal Endapan liquid magmatik (Cr pada ofiolit atau intrusi berlapis dengan produk sampingan
Pt, Fe/Ti dan Ni) Pegmatit (Sn, Nb/Ta, Li, Be, etc). Endapan hidrotermal: Cyprus-type (VMS); skarn (W, Sn, Cu, etc), porfiri (Cu, Mo, Sn, etc);
endapan urat (Sn, W, U); endapan epitermal Au-Ag.
Endapan hidrotermal-diagenetik Tipe Kupferschiefer (Cu, Pb, Zn) SEDEX Tipe Mississippi (MVT): Pb-Zn-Ba-F pada karbonat laut
Endapan hidrotermal-metamorfik Urat kuarsa pada batuan metamorf (Au) atau lode gold.
Endapan hasil pelapukan (kimia) Endapan sisa: bauksit dan Fe-laterit Sisa pelarutan: endapan Ni dan Au laterit; pengkayaan Mn, Fe, Cu, Ag
Endapan bijih sedimenter (mekanik) Endapan placer aluvial dan laut (Au, Sn, Ti, REE)
1a. ENDAPAN MAGMATIK
Mineral-mineral bijih yang terbentuk pada fase awal diferensiasi magma, bersamaan dengan pembentukan mineral olivine, piroksen, Ca-plagioklas, seperti magnetit, ilmenit, kromit, dll
Proses magmatik
PROSES MAGMATIK
Proses kristalisasi (diseminasi), intan (C ) pada kimberlit Proses segregasi (kumulat, gravity settling): kromit (Cr),
magnetit (Fe), platinum (Pt) Liquid immiscibility : Ni Pegmatik : Fe, Sn
1a. Endapan magmatik
1. Kromit :
(1) Stratiform type (layered mafic intrusionsatau Bushveld-Type),
(2) Pediform type (Ophiolite-bound atau Alpine-Type)
2. Nikel
3. PGM (Platinum Group Metals)
Endapan Kromit-Nikel-PGM
’kromitit’, adalah lapisan (seam) yang tersusun atas 50 – 95% lebih kumulus kromit yang berukuran halus (~0,2 mm) dengan interstisial olivin, ortopiroksen, plagioklas, klinopiroksen atau hasil alterasinya.
Endapan kromit primer berasosiasi dengan nikel primer dalam bentuk Ni-sulphides, seperti pentlandit (Ni,Fe)9S9, millerit (NiS) dan gersdorffit (NiAsS).
Mineral sulfida nikel juga berasosiasi dengan sulfida lainnya seperti kalkopirit, pyrrhotit.
Dapat terbentuk bersama-sama dengan unsur kelompok platina (Platinum Group Elements, PGE), meliputi Os, Ir, Ru, Rh, Pt dan Pd. PGE ini umumnya attached di dalam struktur mineral sulfida tersebut.
Nikel
Tipe endapan nikel:
Nickel sulphides deposit
Nickel Silicates ~ lateritic nickel deposit
Nickel Sulphides
Early magmatic deposit magmatic segregation
Klasifikasi Nickel Sulphides Ore
Dunite – Peridotite Class
Intrusive Dunite Association
Volcanic – peridotite Assosiation
Gabbroid Class
Intrusive mafic/Ultramafic Complexes
Large Layered Intrusions, e.g. Sudbury, Canad
Nickel sulphides deposit
Segregasi magma akan mengendapkan logam sulfida yang lebih berat dibandingkan Mineral Pembentuk Batuan (MPB) pada bagian dasar.
Geology of Bushveld complex, RSA
Bushveld complex layered series
Subdivision of the Layered
Series of the Bushveld
Complex. MR. Merensky Reef,
SC, Stcelpoort chromite (from
Duke 1983, after Verrnaak, C.
F. and von Gruenewaldt, G.
(1981) The Bushveld Complex
Excursion Guide, Geocongress
Chromite layers of Bushveld complex
PGM associated with Bushveld complex
1b. Endapan hidrotermal
Fokus pembahasan:
1. Endapan Au-Ag epitermal
2. Endapan Cu-Au porfiri
3. Endapan Cu-(Au) skarn
4. Endapan mesotermal (quartz-Au lode)
Magmatisme-hydrothermal process
Sistem hidrotermal-magmatik
Endapan epitermal
Karakteristik
Suhu relatif rendah (50-250 C) dengan salinitas bervariasi antara 0-5 wt.%
Terbentuk pada kedalaman dangkal (~1 km)
Jenis air: air meteorik dengan sedikit air magmatik
Klasifikasi:
High sulfidation (acid sulfate type)
Low sulfidation (adularia-sericite type)
Contoh endapan epitermal (high sulfidation)
Endapan Au (ton) Umur
Yanacocha/Peru 820 M/P
Pueblo Viejo 680 Cret
Pascua 640 M/P
Pienina/Peru 250 M/P
Lepanto 210 Quat
El Indio 190 M/P
Chinquashih 150 Quat
Summitville 20 M/P
Rodalquilar 10 N/P
Contoh endapan epitermal (low sulfidation)
Endapan Au (ton) Umur
Lihir 924 Quat
Porgera 600 M/P
Round Mountain 443 M/P
Baguio District 300 Quat
Hishikari 250 Quat
Kelian 180 M/P
Gunung Pongkor 175 M/P
Dukat 150 Cret
Cerro Korikollo 147 M/P
Cerro Vanguardia 100 Jura
Penampang ideal endapan epitermal
Evolusi endapan epitermal high sulfidation
Endapan Au-Ag epitermal sulfidasi rendah
Epithermal refers to mineral deposits that form in association with hot waters.
The deposits form within 1 km of the surface and water temperatures are about
50-200 degrees C.
Jenis-jenis pengisian (open-space filling)
Jenis dan geometri endapan epitermal yang menggambar-kan secara skematis struktur, hidro-termal, dan litologi mengontrol permeabilitas.
Alterasi hidrotermal
Endapan Au-Ag-Cu
Silisifikasi
Argilik lanjut
Serisitisasi
Potasik
Endapan Ag-Sn
Silisifikasi (silica sinter)
Argilik lanjut
Serisitisasi
Turmalinisasi
Catatan: Ketidakhadiran silisifikasi tidak terlalu penting untuk mencirikan suatu endapan epitermal. Contoh: Kelian
Zona alterasi
Lateral: residual silica – qtz-alu – qtz-kao –kao-ill – ill/sme
Vertikal:
Residual silica – py – en
Qtz – alu – pyroph – kao – py
Qtz – kao – ser, py, ccp
Qtz – ser – py, ccp
Bio, or, cpy, bn, mag
De
pth
Alterasi hidrotermal