Power Point Page 2 - 6

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

Alterasi Hidrothermal = 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).

Kaitan dengan mineral = 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).

Endapan hidrotermal berdasarkan pembentukan endapannya

Cavity Filling : mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan.

Metasomatisme : mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal.

Alterasi hidrotermal akan bergantung pada :

1.    Karakter batuan dinding.

2.    Karakter fluida (Eh, pH).

3.    Kondisi tekanan dan temperatur pada saat reaksi berlangsung (Guilbert dan Park, 1986, dalam

Sutarto, 2004).

4.    Konsentrasi.

5.    Lama aktivitas hidrotermal (Browne, 1991, dalam Sutarto, 2004).

Walaupun faktor-faktor di atas saling terkait, tetapi temperatur dan kimia fluida

kemungkinan merupakan faktor yang paling berpengaruh pada proses alterasi hidrotermal

(Corbett dan Leach, 1996, dalam Sutarto, 2004). Henley dan Ellis (1983, dalam Sutarto, 2004),

mempercayai bahwa alterasi hidrotermal pada sistem epitermal tidak banyak bergantung pada

komposisi batuan dinding, akan tetapi lebih dikontrol oleh kelulusan batuan, tempertatur, dan

komposisi fluida.

Batuan dinding (wall rock/country rock) adalah batuan di sekitar intrusi yang melingkupi

urat, umumnya mengalami alterasi hidrotermal. Derajat dan lamanya proses alterasi akan

menyebabkan perbedaan intensitas alterasi dan derajat alterasi (terkait dengan stabilitas

pembentukan). Stabilitas mineral primer yang mengalami alterasi sering membentuk pola alterasi

(style of alteration) pada batuan (Pirajno, 1992, dalam Sutarto, 2004). Pada kesetimbangan

tertentu, proses hidrotermal akan menghasilkan kumpulan mineral tertentu yang dikenal sebagai

himpunan mineral (mineral assemblage) (Guilbert dan Park, 1986, dalam Sutarto, 2004). Setiap

himpunan mineral akan mencerminkan tipe alterasi (type of alteration). Satu mineral dengan

mineral tertentu seringkali dijumpai bersama (asosiasi mineral), walaupun mempunyai tingkat

stabilitas pembentukan yang berbeda, sebagai contoh klorit sering berasosiasi dengan piroksen

atau biotit. Area yang memperlihatkan penyebaran kesamaan himpunan mineral yang hadir dapat

disatukan sebagai satu zona alterasi. Host rock adalah batuan yang mengandung endapan bijih

atau suatu batuan yang dapat dilewati larutan, di mana suatu endapan bijih terbentuk. Intrusi

maupun batuan dinding dapat bertindak sebagai host rock. 

Reaksi – Reaksi Pada Proses Alterasi

Reaksi – reaksi yang berperan penting didalam proses alterasi (reaksi kimia antara batuan

dengan fluida) adalah :

v  Hidrolisis

Merupakan proses pembentukan mineral baru akibat terjadinya reaksi kimia antara mineral

tertentu dengan ion H+, contohnya :

3 KalSiO3 O8 + H2O(aq) Kal3Si3O10 (OH)2 + 6SiO2 + 2K

K - Feldspar Muscovite (Sericite) Kuarsa

v  Hidrasi

Merupakan proses pembentukan mineral baru dengan adanya penambahan molekul H2O.

Dehidrasi adalah sebaliknya. Reaksi Hidrasi :

2 Mg2SiO4+ 2H2O + 2 H+ Mg3 Si2O5 (OH)4 + Mg2+

Olivine Serpentinite

Reaksi dehidrasi :

Al2Si2O5(OH)4 + 2 SiO2 Al2Si4O10 (OH)4 + Mg2+

Kaolinit Kuarsa Pyrophilite

v  Metasomatisme alkali – alkali tanah

Contoh:

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

Calcite Dolomite

v  Dekarbonisasi reaksi kimia yang menghasilkan silika dan§ oksida, Contoh :

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

Dolomite Kuarsa Dioside

v  Silisifikasi

Merupakan proses penambahan atau produksi kuarsa polimorfnya, contohnya:

2 CaCO3 + SiO2 + 4 H- 2Ca2- + 2 CO2 + SiO2 + 2 H2O

Calcite Kuarsa

v  Silisikasi

Merupakan proses konversi atau penggantian mineral silikat, contohnya:

CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2

Calcite Kuarsa Wollastonite

Tipe- Tipe Alterasi

Propylitic: (Chlorite, Epidote, Actinolite)

Alterasi Propylitic mengubah batuan menjadi hijau, karena mineral baru terbentuk berwarna hijau.  Mineral tersebut adalah chlorite, actinolite and epidote.  Mineral tersebut terbentuk dari dekomposisi Fe-Mg seperti biotite, amphibole or pyroxene, walaupun bisa tergantikan oleh feldspar.  Alterasi Propylitic relatif terjadi pada low temperatures.

Sericitic: (Sericite)

Alterasi Sericitic mengubah batuan menjadi mineral sericite, merupakan mika putih yang sangat halus.  Alterasi ini terbentuk oleh dekomposisi feldspars, sehingga menggantikan feldspar. Di lapangan, kehadirannya pada batuan dapat dideteksi oleh kelembutan batu, seperti yang mudah digores. Terasa berminyak ketika mineral ini banyak, dan warna putih, kekuningan, coklat keemasan atau kehijauan.  Alterasi Sericitic menunjukkan kondisi low pH (acidic).Perubahan terdiri dari kuarsa + sericite disebut “phyllic” alterasi. Alterasi ini terkait deposit phophyry tembaga yang mungkin berisi cukup halus, pyrite yang disebarkan secara langsung terkait dengan peristiwa perubahan.

Potassic: (Biotite, K-feldspar, Adularia)

Alterasi Potassic relatif terjadi pada high temperature yang merupakan hasil pengayaan Potassium.  Bentuk alterasi ini bisa terbentuk sebelum kristalisasi magma selesai, biasanya berbentuk kusutan dan agak terputus-putus oleh pola vein. Alterasi Potassic bisa terjadi

lingkungan plutonic dalam, dimana orthoclase akan terbentuk, atau daerah dangkal, lingkungan vulkanik dimana adularia terbentuk.

Albitic: (Albite)

Perubahan Albitic membentuk albite atau sodic plagioclase. Hal ini mengindikasikan keberadaan pengayaan Na.  Tipe alterasi ini juga terjadi pada high temperature. Kadang-kadang white mica paragonite (Na-rich) bisa terbentuk juga.

Silicification (Silikifikasi): (Quartz)

Silicification merupakan proses penambahan silica (SiO2) sekunder.  Silicification salah satu tipe alterasi yang paling umum terjadi dan dijumpai dalam bentuk yang berbeda-beda. Salah satu bentuk yang paling sering dijumpai adalah “silica flooding”, merupakan hasil pergantian batuan dengan microcrystalline quartz (chalcedony).  Porositas besar dari batuan akan memfasilitasi proses ini. Selain itu bentuk dari silicfication adalah pembentukan rekahan dekat spasi dalam jaringan atau stockworks yang berisi quartz.  Silica flooding dan atau stockworks kadang-kadang hadir dalam wallrock sepanjang batas quartz vein (urat kuarsa). Silicification dapat terjadi melalui berbagai temperature.

Silication:  (Silicate Minerals +/- Quartz)

Silication terminolig umum untuk penambahan silica dengan bentuk berbagai mineral silika. Hal ini berasosiasi dengan kuarsa. Seperti pembentukan biotite atau garnet atau tourmaline. Silication bisa terjadi pada daerah berbagai temperatur. Contoh klasik pergantian limestone (calcium carbonate) dengan mineral silicate berbentuk sebuah “skarn”, yang biasanya terjadi pada kontak intrusi batuan beku. Sebuah subset khusus dari silication dikenal “greisenization”.  Bentuk dari tipe batuan ini disebut  “greisen”, yang mana batuan terdiri dari parallel veins dari quartz + muscovite + mineral lain (seringnya tourmaline).  Parallel veins merupakan bentuk pada zona atap dari sebuah plutonik. Dengan veining yang intensif (banyak), beberapa wallrocks bisa tergantikan sepenuhnya oleh mineral baru yang sama dengan pada sebuah vein.

Carbonatization (Karbonatisasi):  (Carbonate Minerals)

Carbonitization terminologi umum untuk penambahan beberapa mineral karbonat. Umumnya calcite, ankerite, and dolomite. Carbonatization biasanya juga berasosiasi dengan penambahan mineral lain seperti talc, chlorite, sericite dan albite. Alterasi Carbonate bisa berbentuk pola zonal sekeliling deposit ore dengan kaya besi.

Alunitic:  (Alunite)

Alterasi Alunitic terkait erat dengan lingkungan sumber mata air panas.  Alunite merupakan sebuah mineral potassium aluminum sulfate yang cederung membentuk ledges di beberapa daerah. Kehadiran alunite mendukung berisi gas SO4 yang banyak, hal ini terjadi karena oksidasi mineral sulfida.

Argillic:  (Clay Minerals)

Alterasi Argillic memperkenalkan beberapa variasi dari mineral lempung seperti kaolinite, smectite and illite. Alterasi Argillic umumnya pada low temperature dan sebagian mungkin terajadi pada kondisi atmospheric. Tanda-tanda awal alterasi argillic adalah bleaching out (pemutihan) feldspar.Subkategory spesial dari alterasi argillic adalah “advanced argillic”.  Kategori ini terdiri dari kaolinite + quartz + hematite + limonite.  feldspars tercuci and teralterasi menjadi sericite.  Keberadaan alterasi ini menunjukkan kondisi low pH (highly acidic). Pada higher temperatures, mineral pyrophyllite (white mica) terbentuk pada dalam kaolinite.

Zeolitic:  (Zeolite Minerals)

Alterasi Zeolitic sering berasosiasi dengan lingkungan vulkanik tetapi bisa terjadi  pada jarak yang jauh dari lingkungan ini. Pada lingkunagan vulkanik, mineral zeolite menggantikan matriks glass (kaca). Mineral Zeolite merupakan mineral low temperature, jadi mineral ini terbentuk selama tahap redanya aktifitas vulkanik pada daerah dekat permukaan.

Serpentinization and Talc Alteration:  (Serpentine, Talc)

Serpentinization membentuk serpentine, yang softness, waxy, kehijauan, dan massive. Tipe alterasi ini hanya ditemukan ketika batuan asal adalah batuan mafic atau ultramafic.  Tipe batuan ini relatif memiliki kandungan besi dan magnesium yang banyak.  Serpentine merupakan mineral low temperature.  Talc hampir sama dengan mineral serpentine, tetapi penampakanya berbeda sedikit (pale to white).  Alterasi Talc mengindikasi sebuah magnesium konsentrasi magnesium yang tinggi selama proses crystallization terjadi.

Oxidation: (Oxide Minerals)

Oxidation merupakan pembentukan semua mineral oksidal.  Yang paling umum dijumpai adalah hematite and limonite (oksida besi), tetapi banyak jenis bisa terbentuk, tergantung kandungan metal di dalamnya.  Sulfida mineral sering terlapukkan dengan mudah karena rentan dengan oksidasi dan digantikan oleh oksida besi.  Oksida terbentuk dengan mudah pada permukaan atau dekat permukaan diman oksigen pada atmosfer lebih mudah tersedia. Temperature oksidasi bervarisi.  Ini bisa terjadi pada permukaan atau kondisi atmosferik atau bisa terjadi pada low to moderate temperature dari fluidanya.

Power Point Page 7 - 9

PROSES HIDROTERMAL

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. Misalnya, dalam galena-sfalerit-barit-fluorit-kalsit deposito terkenal dari wilayah Elmwood-Gordonsville. Tennessee, tiga pilihan sistem untuk kalsit yang disajikan dalam gambar 12.1. Salah satu sistem berfokus pada pengendapan kristal kalsit dalam larutan air hidrotermal. Sumber Ca2+ dan CO2-

3 bisa menjadi substrat di mana kristal bernukleus atau bisa juga kilometer batuan karbonat jauhnya. Sistem lain yang bersangkutan hanya dengan pembubaran batu kapur untuk menghasilkan Ca2+ dan CO2-

3 dalam larutan air, dan sistem ketiga merupakan gabungan dari sistem pertama dan kedua.

precipitation is when a fluid (liquid or gas) is supersaturated and a solute precipitates out.

Minerals in solution may achieve supersaturation for a variety of means and the excess

material that the solvent cannot accommodate will deposit on a surface.

hot aqueous solutions

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.

sistem (1) tidak berkaitan dengan sumber kalsium dan ion karbonat, sedangkan sistem (2) tidak berkaitan dengan presipitasi kristal kalsit baru. Sistem gabungan (3) meliputi baik pelarutan dan pengendapan sebagai proses dua-tahap.

mineral ini juga dapat menjadi bagian dari subduksi dan tumbukan yang didorong ke kedalaman tertentu (dan lingkungan yang lebih panas) di kerak bumi.air tanah yang dingin dapat dipanaskan di kedalaman tertentu di sekitar tubuh magma yang mengalami perlambatan pendinginan dan mengkristal disekitar tubuh magmatik. Kristalisasi dari H2O-posisi magma biasanya mengarah pada evolusi fasa air yang terpisah. Tahap akhir cairan hydrous mungkin menghilang melalui batuan magmatik dan menjadi rongga miarolitic atau di lokasi reaksi deuteric. Cairan hydrous juga bisa menjadi didorong ke aplite-pegmatite sistem, atau berkonsentrasi di luar tubuh batuan induk magmatik di mana ia diakui sebagai fluida hidrotermal dan didefinisikan sebagai sistem hidrotermal (Hedenquist dan Lowenstern 1994)

Fase air yang berkembang dari sistem magmatik mengandung unsur-unsur yang tidak mudah diterima ke dalam mineral magmatik. Unsur-unsur ini tidak kompatibel termasuk Ag +, AS3+, B3

+, Ba2 +, Bi3+, Cu +, Cu2+, Hg2+, Li+, Mo4+, Pb2+, S2-, SB3+ , U4+, W6+, Zn2+, dan beberapa unsur tanah. Ini adalah elemen yang berakhir di pegmatites dan solusi hidrotermal karena, muatan dan / atau jari-jari ionik, mereka tidak mudah diterima ke dalam mineral seperti kuarsa, felspar, biotit, amphibole, olivin, dan pyroxen. Air tanah dipanaskan di sekitar intrusi magmatik.

Kandungan logam solusi hidrotermal sangat menarik. Dua pengamatan sangat penting untuk pemahaman tentang bagaimana cairan bijih terbentuk (1) cairan inklusi mineral biasanya berisi cairan larutan garam dan bahkan mungkin berisi halit yang berbentuk kubus, dan (2) tingkat kelarutan sulfida logam sangat rendah.disadari beberapa waktu lalu bahwa logam cenderung untuk hadir dalam bentuk klorida terlarut dan kompleks bisulfide dalam larutan air. Sebagai contoh, spesies ion terlarut dari logam seperti Zn, Ni, Cu, dan Pb yang ditemukan menjadi kompleks klorida dengan pencucian hidrotermal eksperimental graywacke dengan air laut. (Bischoff et al.1981)

belerang harus hadir dalam endapan sulfida dari larutan hidrotermal,. Belerang terjadi sebagai jumlah spesies terlarut, termasuk S2-, HS-, SO4

2-, dan HSO4-, tapi dari mana belerang awalnya berasal? sulfur

keberadaan asli di sekitar lubang fumarolic sebagai sociated dengan gunung berapi adalah indikasi kuat bahwa magma mengandung belerang. Kristalisasi dari sulfida seperti bornit, kalkopirit, pyrrhotite, dan pentlandit langsung dari magma merupakan indikasi yang lebih langsung dari kandungan belerang yang melekat pada magma. Sulfat seperti endapan gipsum dan anhydrite dari air laut di cekungan evaporite. Belerang ini dapat tersedia untuk presipitasi kompleks dan akhirnya sulfida oleh termokimia serta reduksi sulfat biokimia. Sulfur juga hadir dalam minyak dan bahan organik lainnya. Bahan tersebut telah diidentifikasi atas dasar δ34S nilai-nilai sebagai sumber untuk sulfur dalam mineral di Mississipi Valley jenis deposito bijih (Kesler et al, 1994.)

Power Point Page 7 - 9

PRESIPITASI MINERAL DARI SISTEM HIDROTERMAL

mineral seperti cinnabar dan stibnit biasanya terbentuk di lingkungan "epitermal" air panas, sedangkan mineral seperti molibdenit dan kalkopirit terbentuk di lingkungan lebih dalam dan lebih panas. Ini menjadi dasar dari klasifikasi endapan mineral berdasarkan tingkat panas bijih dan presipitasi sekumpulan mineral. pengendapan mineral dalam sistem hidrotermal sekarang diketahui tergantung pada banyak faktor tidak hanya dipengaruhi oleh suhu. Cinnabar tidak dapat membentuk bersamaan dengan pembentukan kalkopirit dalam sistem "mesothermal"

hidrotermal dan dikenal sebagai "sistem porfiri". karena merkuri, yang mungkin telah hidup berdampingan bersama dengan tembaga dalam larutan hidrotermal, tetap larut dalam cairan sebagai ion kompleks (seperti HgCl4

2-) sampai "epitermal" kondisi realisasi. Kondisi tersebut telah dipenuhi cairan bermigrasi sepanjang sesar dan struktur batuan lain untuk lingkungan dangkal atau permukaan. Jika cairan tersebut tidak dapat bermigrasi ke dalam lingkungan epitermal, apa yang akan terjadi pada ion merkuri dan klorida? Ada klorida merkuri mineral (kalomel, HgCl) dan eglestonite oxyhalide (Hg4OCl2), namun mineral ini terjadi hanya sebagai sekunder (supergen) setelah mineral cinnabar. Hal yang sama akan berlaku untuk montroydite (HgO) dalam lingkungan oksidasi sekunder. Mercury "terjebak" dalam migth (lebih tinggi-suhu) lingkungan mesothermal atau hipothermal. Mercury banyak juga yang mengkristal sebagai cinnabar jika belerang yang tersedia banyak dan mengandung cairan hidrotermal yang panas. Ion klorida yang mudah terikat dengan natrium untuk membentuk garam, kecuali jika dimasukkan ke dalam mineral seperti apatit dan scapolite.

Alasan presipitasi mineral dari larutan hidrotermal termasuk pengenceran untuk pencampuran solusi komposisi yang berbeda; pendinginan solusi, solusi pemanasan (daya larut surut); pemisahan fasa kimia bergeser berkaitan dengan perubahan tekanan (mendidih); oksidasi, pengurangan, perubahan pH, atau sulfidasi, termasuk jenis lain dari perubahan kimia yang berhubungan dengan reaksi dengan batuan induk (Barnes 1997)

Langkah-langkah analisis faktor-faktor yang mungkin terlibat dalam pengendapan emas (atau emas di pirit arsenian) diberikan oleh Arehart (1996):

1. perubahan suhu, 2. reduksi3. oksidasi4. perubahan pH 5. fase pemisahan (mendidih6. sulfidasi 7. pencampuran fluida.

kondisi yang dapat diterima yang baik untuk larutan (Au (HSO) 2 -) pada suhu sekitar 250oC (gambar 12.2) juga harus sesuai dengan asosiasi karakteristiknya dari Au dengan silisifikasi dalam bentuk pembubaran jasperoid dan bersamaan (decarbonatization ) dari kalsit di host berlumpur batu kapur dan batulanau lekat oleh satu cairan.

Power Point Page 7 - 9

Hidrotermal Mineral Paragenesis

Urutan presipitasi mineral hidrotermal di Elmwood-Gordonsville pengendapan seng di pusat kota Tennessee terutama didokumentasikan dengan baik (Gratz dan Misra 1987; Misra dan Lu 1992). Evolusi cairan bijih dan urutan kristalisasi dari paragenesis kalsit-fluorit-barit-sfalerit-galena secara khusus ditelusuri dengan calcite. Ada tiga tahap presipitasi kalsit seperti yang ditunjukkan oleh: (1) kristal warna, (2) morfologi kristal, (3) hubungan fisik dengan mineral lain, (4) thermometry inklusi fluida, (5) salinitas inklusi fluida, (6) karbon isotop dalam karbonat kalsit, dan(7) isotop oksigen di karbonat calcite.

Kalsit muda berwarna putih, tahap utama- kalsit adalah lavender pucat, susu putih, dan kalsit tua berwarna kuning.Kalsit awal membentuk baik-faceted scalenohedra; tahap utama kalsit membentuk scalenohedra tumpul. Awal kalsit bernukleus langsung pada fragmen breksi runtuhnya dolomit dan lokal ditumbuhi oleh sfalerit dan fluorit. utamatahap kalsit memiliki hubungan sisi demi-sisi dengan sfalerit (tidak intergrowths) dan kristal kalsit terlambat halus

gambar 12,3 Data inklusi fluida dari mineralisasi MVT di Elmwood-Gordonsville, Tennessse

(a) Variasi temperatur homogenisasi dan terakhir es mencair,suhu inklusi fluida diatur sesuai dengan posisi dari gangue host dan bijih mineral dalam urutan paragenetic. Suhu cairan maksimum ada ketika tahap awal kalsit diendapkan. Salinitas yang lebih rendah dari inklusi kalsit barit pada tingkat akhir, yang ditunjukkan dengan es mencair suhu yang lebih tinggi, menunjukkan pencampuran air asin basinal dengan air meteorik kurang garam.

(b) Salinitas dari inklusi fluida dalam kalsit sebagai fungsi dari suhu. salinitas Lebih rendah pada lingkungan pencairan adalah karakteristik pertumbuhan tepi tahap akhir kalsit.

melekat pada agregat dari sfalerit dan fluorit serta secara lokal pada fragmen dolomit dengan tidak adanya sulfida.

berdasarkan studi inklusi fluida (gambar 12.3), suhu kalsit awal dan tahap utama- presipitasi berada di kisaran 100oC - 150oC dari solusi yang memiliki salinitas tinggi (18-23% berat NaCl equiv), sedangkan tahap akhir presipitasi kalsit dalam air serendah 60oC memiliki salinitas rendah (7-8% berat NaCl equiv). Terbukti ada pengenceran progresif dari fluida bijih dengan air meteorik. Kalsit awal membentuk cluster ketat dengan δ13C-3.0 untuk -3,8 permil dan δ18O 19 sampai 20 permil. Sebaliknya, kalsit tahap akhir telah menyebar di kedua δ18C dan δ18O, dari -3,5 ke -5,5 juta dan 19 sampai 24 permil, masing-masing. Ada juga penurunan bersamaan di δ18C dari -7 sampai -9 permil dalam "inti" untuk -10 sampai -11 permil dalam "rim" kristal kalsit, yang menunjukkan sebuah peningkatan kontribusi dari karbon organik selama proses pencampuran cairan (gambar 12.4).

Waktu kristalisasi dari setiap kumpulan mineral hidrotermal dapat dicoba pada dasar hubungan fisik dari setiap spesies mineral. Waktu mungkin (1) sekuensial, (2) simultan, atau (3) keduanya. Apa saja indikasi nyata yang dapat diamati pada kristalisasi sekuensial dan simultan? Sebuah hubungan dengan sisi-sisi dua spesies mineral bukan hubungan unambigueous. Kecuali ada yang menguatkan envidence fisik di dekatnya, yang menunjukkan bahwa salah satu kristalisasi mineral kemudian dari yang lain, hubungan

deng an sisi-sisi per se dapat berupa simultan atau sekuensial.

Kristalisasi sekuensial dalam sistem hidrotermal mengambil dua bentuk yang mungkin (1) mengisi terbuka atau ruang terbuka, dan (2) penggantian reaktif. Quatz dan mika merupakan perubahan bilateral di zona granodiorit (gambar 12.5) melambangkan hubungan erat antara pengisian ruang dan penggantian reaktif. Fraktur atau kesalahan memberikan aveneu untuk pengenalan cairan hidrotermal. Dilatasi lokal di sepanjang struktur memungkinkan pengendapan kuarsa sebagai pengisian ruang sedangkan solusi hidrotermal menembus keluar sepanjang batas butir dan microfracture, bereaksi dengan mineral magmatik dari himpunan mineral alterasi hidrotermal seperti mika serisitis.

Ruang terbuka mengisi dekat-permukaan dimana batuan induk dapat retak. pengisian ruang potensial mengacu pada pengendapan sebagai pelebaran terjadi.The rongga alam yang sebenarnya terbuka open-ruang hujan merupakan indikasi kuat presipitasi langsung pada substrat fraktur dinding atau pada

Gambar 12,5 urat kuarsa dan ubahan hidrotermal terkait granodiorit.urat kuarsa berhubungan dengan mikro-breksi (gelap) memiliki bilateral "yang diputihkan" zona yang mengandung mika serisitis putih merupakan reaksi cairan dengan felspar, biotit, dan hornblende dari granodiorit tersebut. Permukaan batu, koin adalah 1,7 cm.

akumulasi fragmen breksi. Air hujan dari semua kalsit panggung di Elmwood-Gordonsville deposito berada di breksi runtuhnya dibentuk oleh pelarutan air tanah dolostone. Para kuarsa kristal yang melapisi permukaan interior geodes dan lapisan fumarolic pada bukaan batuan menyediakan envidence jelas tentang ruang terbuka kristalisasi. Secara umum, kecuali mungkin stadium akhir pembulatan solusi, kristal yang tumbuh menjadi ruang terbuka baik faceted. Endapan hidrotermal membentuk pada kedalaman di mana patah tulang terbuka tidak dapat dihasilkan secara mekanis atau dipertahankan juga dapat mengisi ruang sebagai ruang yang dihasilkan.

Sifat lembut dari pirit terfragmentasi ditunjukkan pada gambar 12.6a menunjukkan bahwa di kemudian-pengisian kalkopirit adalah dari jenis potensi-ruang. Demikian pula, veinlets dari acanthite di pirit ditunjukkan pada Gambar 12.6b mungkin harus di-diisi sebagai ekstensi fraktur terjadi, meskipun baik pirit awal faceted dan kristal kuarsa well-formed tumbuh bebas ke dalam fluida.

Penggantian reaktif adalah umum dalam sistem hidrotermal, seperti di suhu rendah sistem berair (lihat bab 3). Interpretasi dari hubungan fisik antara mineral dan antara mineral dan batuan induk harus kuadrat dengan reaksi kimia. Pertimbangkan pilihan interpretatif dari vena emas dalam kristal kuarsa. Apakah emas mengisi di ruang terbuka, ruang potensial, atau ada reaksi antara sebuah kompleks emas seperti AuCl2-bantalan cairan berair dan kuarsa sepanjang perjalanan patah tulang yang menyebabkan curah hujan emas dan penghapusan silika dan klorida? Indikasi yang jelas penggantian reaktif dengan mengisi ruang sedikit atau tidak adalah sepanjang arah belahan dada (lihat gambar 4.24), namun ini adalah contoh suhu subhydrothermal.

Dalam banyak kasus, ada indikasi yang jelas dari volume-volume-untuk penggantian satu mineral dengan lainnya. Andalusite dan fine-butiran kuarsa pseudomorphically menempati ruang sebelumnya ditempati oleh kristal plagioklas dari batu magmatik adalah fisik serta indikasi mineralogi penggantian reaktif (Gambar 12.7a). Plagioklas adalah pemasok logis dari alumunium untuk pertumbuhan andalusite tersebut. Solusi reaktif adalah ternyata mengandung silika karena ada lebih hadir kuarsa bebas daripada yang disediakan oleh silika dari plagioklas tersebut. solusi bereaksi keluar dengan beban Na dan Ca berasal dari plagioklas, seperti ditunjukkan dalam reaksi umum berikut:

Plagioclase + silica (aqueous) -> andalusite + quartz + Na + Ca2+

Andalusite hidrotermal presipitasi dari larutan asam (Shinohara dan Fujimoto 1994). Sebuah kejadian serupa andalusite hidrotermal terjadi dengan pyrophyilite, diaspore, dan corondum

Gambar 12,7 tekstur pengganti reaktif dalam sistem hidrotermal.(a) Kristal Andalusite (kotak dan persegi panjang) disertai kuarsa microgranular (putih) sebagai pengganti hidrotermal Pseudomorphic cluster phenocryst plagioklas di andesit. Lebar Sayatan tipis adalah 3 mm.(b) Sisa-sisa kristal plagioklas tunggal (abu-abu dan lokal kembar) sekitar 50% diganti dengan kristal scapolite tunggal (putih). Lebar Sayatan tipis 0,6 mm

Gambar 12,8 hidrotermal yang berubah berbutiran kasar granodiorit di Steamboat Springs, NevadaReaktif penggantian semua plagioklas dan K-felspar untuk mineral lempung dan kelangsungan kuarsa magmatik yang relatif tidak reaktif (putih). Lebar sayatan tipis adalah 6,7 mm

dalam batu vulkanik ubahan hidrotermal, dimana corondum secara lokal occurso berdekatan dengan kuarsa dalam kumpulan mineral termodinamika tidak stabil (Bottril 1998)

Penggantian reaksi pada plagioklas dengan anhidrit di lingkungan hidrotermal ini sangat terkenal. Reaksi seperti ini menunjukkan dengan adanya ion sulfat dalam cairan hidrotermal yang bereaksi dengan kalsium dibebaskan dari plagioklas. Penggantian sebagian plagioclse oleh scapolite (gambar 12.7b) telah menghasilkan peninggalan inklusi banyak dari plagioklas, sebuah hubungan tekstur dimana plagioklas pengganti yang ditunjukkan -> scapolite tidak mungkin dipertanyakan. Penyebut kimia umum antara plagioklas dan scapolite adalah Na, Ca, Al, dan silika. Hanya klorida dan karbonat perlu dibawa oleh cairan bereaksi. Penggantian reaktif hidrotermal yang mempengaruhi granodiorit yang kebetulan sepanjang perjalanan air panas perjalanan fluida, telah mengakibatkan penggantian yang lengkap dari kedua plagioklas dan K-feldspar oleh mineral lempung dan kelangsungan hidup hampir lengkap dari kuarsa magmatik batuan granit (gambar 12,8 ).

Penggantian reaktif mungkin melibatkan tidak lebih dari satu dalam penggantian situ kristal lama dengan kristal baru dari spesies mineral yang sama (rekristalisasi hidrotermal diaktifkan), mulai sampai merubah kimia lengkap untuk yang link kimia mungkin kurang. Ekstrem yang terakhir akan diwakili oleh pengganti emas dari kuarsa atau kalsit. Terjadinya kuarsa dan kalsit dalam micrite menyajikan, ilustrasi tipis-bagian, hubungan skala dalam konteks waktu kristalisasi (gambar 12.9). Sebuah batu kapur micritic bertekad telah terbreksikan sepanjang perjalanan kesalahan (suatu relasi lapangan). Stockwork urat kuarsa atau berderak mengisi ruang atau ruang potensial di breksi. reaksi terjadi secara antara solusi mengandung silika masuk dan batu kapur micritic, mengaktifkan nukleasi dan pertumbuhan kristal kalsit baru. Pengelompokan mineralogi yang dihasilkan merupakan baik dalam pengisian hidrotermal dan penggantian reaktif.

Singkatnya, bukti fisik untuk penggantian reaktif mungkin atau mungkin tidak jelas. Jika hubungan fisik adalah samar-samar, rasa pertukaran kimia kemungkinan dapat menjadi faktor penentu dalam pembentukan asal pengganti reaktif.

THE ORE DEPOSIT CONNECTION

Gambar 12.9 Contoh dari ruang-mengisi accompained oleh pengganti reaktif dalam sistem hidrotermal.Terbreksikan micritic batu kapur (gelap) dengan dalam penuh kuarsa mikrokristalin. Reaksi antara larutan air mengandung silika dan micrite telah menghasilkan kalsit microcrystaline yang cenderung tumbuh ke luar dari substrat reaksi antarmuka (panah). Tipis-bagian pandangan dengan X-polars. View adalah lebar 1,3 mm.

Cadangan bijih lapisan dan disebarluaskan jenis begitu baik digambarkan dalam karya-karya klasik dari Lindgren (1993) dan baru-baru Guilbert dan Park (1986) adalah endapan mineral bijih ekonomis yang signifikan yang telah terbentuk dari sistem hidrotermal. Proses pengendapan mineral-mineral bijih melibatkan kedua ruang pengisian dan penggantian reaktif oleh mineral bijih maupun oleh gangue dan "perubahan" mineral. Penggantian berkisar dari modifikasi hampir tak terlihat batuan untuk hunian total massa batuan dengan mineral lainnya.

Karena fluida hidrotermal terutama larutan berair yang memiliki potensi untuk mendapatkan dan membawa bijih mineral pembentuk komponen kimia, alterasi hidrotermal terkait dengan deposisi mineral bijih hidrotermal karena espectancy angan untuk menemukan badan bijih dimana terjadi ubahan hidrotermal. Pada kenyataannya, biasanya ada pesanan volume besarnya lebih dari batuan ubahan hidrotermal dari batuan termineralisasi terkait potensi ekonomi. Bahkan, ada banyak tempat di mana ubahan hidrotermal besar menghasilkan sedikit atau tidak konsentrasi mineral bijih. Namun demikian, sebuah halo perubahan batuan ubahan hidrotermal telah menyebabkan banyak penemuan cadangan bijih penting yang tidak muncul keluar di permukaan.

Beberapa cadangan bijih hidrotermal dan endapan mineral (prospek) telah dimodifikasi oleh proses parametamorphic dan metamorf (lihat bab 14). Salah satu mineral yang situasi ini dengan berbagai cacat dan rekristalisasi, misalnya banded formasi besi dan banyak dari tubuh sulfida masif yang terkait dengan ophiolites bertambah. Sulfida dalam konteks ophiolites telah berevolusi dari tahap hidrotermal curah hujan pada cerobong asap "perokok hitam" di sepanjang pegunungan laut, ke tempat peristirahatan terakhir di sedimen laut tempat tidur di mana mereka dikenal sebagai badan bijih stratiform terdiri dari sulfida masif.

Oleh karena itu, meskipun melihat batu diubah hidrotermal menggairahkan eksplorasi geologi ekonomi, ada banyak aspek menarik lain dari aktivitas hidrotermal untuk sisa dari kita. Ini termasuk teras travertine megah di Mammont Hot Springs di Yellowstone National Park, yang mengandung silika presipitat yang dikaitkan dengan geyser seperti Old Faithful, serta potensi panas bumi dari pembangkit tenaga listrik yang menarik perhatian hydrogeologists perusahaan listrik. Ther juga merupakan interst lebih jauh memahami proccesses pengendapan mineral bijih dan generasi mineral alterasi yang terkait, terlepas dari apakah kejadian adalah, telah, atau akan menjadi deposit bijih. Harus diakui, dalam hal ini, motivasi mungkin akan ekonomi dalam arti bahwa pemahaman tentang proses-proses ini memiliki potensi menjadi alat untuk eksplorasi geologi ekonomi. Misalnya, ada perdebatan besar atas pertanyaan pengendapan primer atau sekunder alunite [Kal3 (SO4) 2 (OH) 6] di Carlin-jenis emas deposito mikron di Nevada (Arehart 1996; Arehart et al 1992). Dalam lingkungan magmatik, sulfur dioksida bereaksi dengan H2O untuk membentuk sulfida hidrogen dan ion sulfat. Ion sulfat dapat menggabungkan dengan K + dan Al3 + untuk membentuk alunite dalam ascending cairan. Inilah asal mula hypogene tradisional alunite. Alunite membentuk dalam sebuah sistem air panas oksidasi juga biasa dianggap hypogene. Dalam hal ini H2S bereaksi dengan oksigen untuk membentuk asam sulfat, yang pada gilirannya dapat bereaksi dengan K + dan Al3 + untuk membentuk alunite. Reaksi air tanah meteorik (sedikit asam sebagai hasil dari CO2 terlarut) dengan sulfida di zona oksida pelapukan juga menghasilkan alunite karena suhu rendah reaksi juga dapat menghasilkan asam sulfat dan pembentukan ion sulfat juga. Ini adalah sekunder (supergen) alunite. Perbedaan antara hypogene dan supergen alunit tampaknya membutuhkan dan asosiasi mineral gabungan,

karakterisasi tekstur, kencan, dan penyelidikan isotop stabil. Tidak diketahui dari alunite ditunjukkan pada gambar 12.10 adalah hypogene atau supergen.

Gambar 12.2 Alunite kristal menghadapi kekosongan pusat.Wajah kristal didominasi oleh rombohedral. Tipis bagian dengan X-kutub. View adalah lebar 0,8 mm.