1. Hydrothermal proses

2.1.1 Endapan mineral yang berhubungan dengan proses- proses

magmatik

Magma berasal dari mantel dan terbawa ke zona regangan samudra,

mengalami pendinginan dan kristalisasi dengan cepat membentuk batuan

basaltik yang menyusun kerak samudra. Jika di lain pihak, magma

berpindah menuju kerak benua, maka akan mendingin lebih lambat dan

mengkristal secara bertahap, menghasilkan kumpulan batuan yang khas dan

komposisi bijih yang berbeda pada tahap yang berbeda pada proses

pendinginan.

Kristalisasi tahap awal membentuk batuan yang kaya akan besi, magnesium,

dan silikat yang umumnya berwarna hijau tua sampai hitam. Mineral-

mineral bijih dapat mengalami segregasi membentuk lapisan yang terpisah

pada tahap ini, sebagai contoh lapisan-lapisan ekstensif dari kromit, atau

sulfida nikel, dan platinoid di Bushveld Complex, Afrika Selatan atau

Stillwater Complex di Montana, USA. Krsitalisasi awal menghabiskan

magma besi dan magnesium, dan mengawali pengkayaan relatif dalam

silikon, aluminium, kalsium, sodium, dan potasium. Magma tersebut

mengkristal membentuk batuan yang kaya kwarsa-feldspar dari kelompok

granit yang menyusun sebagian besar kerak benua bagian atas. Kristalisasi

magma membebaskan banyak air yang bermigrasi ke atas dan keluar

melalui area yang bertekanan dan bertemperatur lebih rendah, aliran yang

meningkat oleh aliran air konvektif yang berasal dari batuan sekitarnya. Air

panas atau hydrothermal solution sering mengandung logam yang

diendapkan dalam kerak bumi yang paling atas.

Tergantung pada kedalaman dan temperatur pengendapan, mineral-mineral

dan asosiasi elemen yang berbeda sangat besar , sebagai contoh oksida-

oksida timah dan tungsten di kedalaman zona-zona bertemperatur tinggi;

sulfida-sulfida tembaga, molibdenum, timbal, dan seng dalam zona

intermediet; sulfida-sulfida atau sulfosalt perak dan emas native di dekat

permukaan pada zona temperatur rendah (lihat Gambar 2.1). Mineral-

mineral dapat mengalami disseminated dengan baik antara silikat-silikat,

atau terkonsentrasi dalam rekahan yang baik dalam batuan beku, sebagai

contoh endapan tembaga porfiri Bingham di Utah (Gambar 2.2 dan Tabel 2-

I).

Gambar 2.2

Model Geologi

Jenis Endapan

Tembaga Porfiri

di Amerika

Selatan (After

Sillitoe,1973)

2. Principles of hydrothermal processes

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. Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal

dua macam endapan hidrothermal, yaitu :

1. Cavity filing, mengisi lubang-lubang ( opening-opening ) yang sudah ada

di dalam batuan.

2. Metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan

dengan unsur-unsur baru dari larutan hidrothermal.

Sistem hidrotermal didefinisikan sebagai sirkulasi fluida panas ( 50° –

>500°C ), secara lateral dan vertikal pada temperatur dan tekanan yang

bervariasi di bawah permukaan bumi. Sistem ini mengandung dua

komponen utama, yaitu sumber panas dan fase fluida. Sirkulasi fluida

hidrotermal menyebabkan himpunan mineral pada batuan dinding menjadi

tidak stabil dan cenderung menyesuaikan kesetimbangan baru dengan

membentuk himpunan mineral yang sesuai dengan kondisi yang baru, yang

dikenal sebagai alterasi ( ubahan ) hidrotermal. Endapan mineral

hidrotermal dapat terbentuk karena sirkulasi fluida hidrotermal yang melindi

( leaching ), mentranspor, dan mengendapkan mineral-mineral baru sebagai

respon terhadap perubahan fisik maupun kimiawi ( Pirajno, 1992, dalam

Sutarto, 2004 ).

3. Opening in rocks

4. Pore spaces

5. Porosity

6. Permeability

7. Bedding planes

8. Vesicles or blow holes

9. Volcanic flow drains

10. Igneous breccias cavities

Breksi beku terdiri dari fragmen berbagai jenis batuan,

termasuk hornfels, nepheline syenite, gabbros dan pyroxenites biasanya

disemen oleh albite halus. Fragmen batuan cenderung sudut dalam

bentuk, dan bervariasi dalam ukuran dari beberapa sentimeter hingga

hampir 1 meter di seberang. Memanjang, tidak teratur rongga 5 - 15cm

panjang terjadi di albite di celah antara fragmen, dan mengandung suite

unik luar biasa mineral mengkristal.

Dalam beberapa zona breksi fragmen batuan mempunyai pelelehan

parsial dan reaksi rims, dan terlihat lebih bulat sebagai akibat dari yang

telah dicerna sebagian oleh magma meningkat. Rongga kurang umum,

lebih kecil, atau tidak ada dalam jenis breksi

Minerals found in igneous breccias

Actinolite Fluorapophyllite Parisite-(Ce)

Aegirine

Albite

Analcime

Anatase

Ancylite-(Ce)

Arsenopyrite

Ashcroftine-(Y)

Barite

Bastnäsite-(Ce)

Biotite

Brookite

Calcite

Carbocernaite

Catapleiite

Cerussite

Cordylite-(Ce)

Donnayite-(Y)

Elpidite

Epididymite

Eudialyte

Eudidymite

Ewaldite

Fluorapatite

Fluorite

Gaidonnayite

Galena

Ganophyllite

Gismondine

Gonnardite

Harmotome

Joaquinite-(Ce)

Kainosite-(Y)

Labuntsovite

Lead

Leucosphenite

Lorenzenite

Magnesio-hornblende

Mangan-neptunite

Microcline

Millerite

Molybdenite

Monteregianite-(Y)

Narsarsukite

Natrolite

Nenadkevichite

Paranatrolite

Pectolite

Pyrite

Pyrophanite

Pyrrhotite

Quartz

Richterite

Rutile

Sodalite

Sphalerite

Steacyite

Stillwellite-(Ce)

Strontianite

Synchysite-(Ce)

Tadzhikite-(Ce)

Tainiolite

Thomsonite

Titanite

Vinogradovite

Wulfenite

Xenotime-(Y)

Yofortierite

Zircon

* From Mineralogical Record Vol 21, Horváth L. and Gault R.A

11. Fissure

12. Shear zone cavities

13. Folding and warping

14. Volcanic pipes

15. Rock alteration opening

16. Hydrothermal alteration

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-endapan bijih. Berdasarkan cara pembentukan endapan,

dikenal dua macam endapan hidrothermal,yaitu : 1. Cavity filing : mengisi

lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan. 2.

Metasomatisme : mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan

unsur-unsur baru dari larutan hydrothermal.

Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan

hidrothermal, yaitu :

Epitermal : Temp 0-200 c

Meso thermal : Temp 150 – 350

Hypothermal : temperature 300 – 500

Setiap tipe endapan hydrothermal diatas selalu membawa mineral-mineral yang

tertentu (spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan barbagai macam batuan

dinding. Tetapi minera-mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2), kalkopirit

(CuFeS2), florida-florida hampir selalu terdapat dalam ke tiga tipe endalan

hydrothermal. Beberapa alterasi yang dapat ditimbulkan untuk setiap tipe endapan

hidrothermal pada batuan dinding dapat dilihat pada Tabel III-2. Alterasi-alterasi

yang terjadi pada fase hydrothermal :

Tabel III-2 Macam-macam Alterasi Pada Fase Hydrothermal

Keadaan Batuan dinding Hasil alterasiEpithermal batuan gamping

lava batuan beku intrusi

Silisifikasi alunit, clorit, pirit, beberapa sericit,

mineral-mineral lempung klorit, epidot, kalsit,

kwarsa, serisit, mineral-mineral lempung

Mesothermal batuan gamping

serpih, lava batuan beku

asam

Silisifikasi selisifikasi, mineral-mineral lempung

sebagian besar serisit, kwarsa, beberapa mineral

lempungHypothermal batuan granit, sekis lava greissen, topaz, mika putih, tourmalin, piroksen,

amphibole.

Paragenesis endapan hipothermal dan mineral gangue adalah : emas

(Au), magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3), kalkopirit (CuFeS2), arsenopirit

(FeAsS), pirrotit (FeS), galena (PbS), pentlandit (NiS), wolframit : Fe

(Mn)WO4, Scheelit (CaWO4), kasiterit, (SnO2), Mo-sulfida (MoS2), Ni-Co

sulfida, nikkelit (NiAs), spalerit (ZnS), dengan mineral-mineral gangue

antara lain : topaz, feldspar-feldspar, kuarsa, tourmalin, silikat-silikat,

karbonat-karbonat. Sedangkan paragenesis endapan mesothermal dan

mineral gangue adalah : stanite (Sn, Cu) sulfida, sulfida-sulfida : spalerit,

enargit (Cu3AsS4), Cu sulfida, Sb sulfida, stibnit (Sb2S3), tetrahedrit

(Cu,Fe)12Sb4S13, bornit (Cu2S), galena (PbS), dan kalkopirit (CuFeS2),

dengan mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.

Paragenesis endapan ephitermal dan mineral ganguenya adalah : native

cooper (Cu), argentit (AgS), golongan Ag-Pb kompleks sulfida, markasit

(FeS2), pirit (FeS2), cinnabar (HgS), realgar (AsS), antimonit (Sb2S3),

stannit (CuFeSn), dengan mineral-mineral ganguenya : kalsedon (SiO2), Mg

karbonat-karbonat, rhodokrosit (MnCO3), barit (BaSO4), zeolit (Al-silikat)

17. Dolomitazion

Mineral dolomit merupakan variasi dari batu gamping (CaCO3)

dengan kandungan mineral karbonat > 50%. Istilah dolomit pertama kali

digunakan untuk batuan karbonat tertentu yang terdapat di daerah

Tyrolean Alpina (Pettijohn, 1956). Dolomit dapat terbentuk baik secara

primer maupun sekunder. Secara primer dolomit biasanya terbentuk

bersamaan dengan proses mineralisasi yang umumnya berbentuk urat-urat.

Secara sekunder, dolomit umumnya terjadi karena terjadi pelindihan

(leaching) atau peresapan unsur magnesium dari air laut kedalam

batugamping atau istilah ilmiahnya proses dolomitisasi. Proses

dolomitisasi adalah proses perubahan mineral kalsit menjadi dolomit. Hal-

hal yang mempengaruhi pembentukan dolomit yaitu tekanan air laut yang

banyak mengandung unsure magnesium dalam jangka waktu yang relatif

lama.

1. Silicificatipon

Merupakan salah satu tipe alterasi hidrotermal yang paling umum

dijumpai dan merupakan tipe terbaik. Bentuk yang paling umum dari

silika adalah (E-quartz, atau β-quartz, rendah quartz, temperatur tinggi,

atau tinggi kandungan kuarsanya (>573°C), tridimit, kristobalit, opal,

kalsedon. Bentuk yang paling umum adalah quartz rendah, kristobalit,

dan tridimit kebanyakan ditemukan di batuan volkanik. Tridimit

terutama umum sebagai produk devitrivikasi gelas volkanik, terbentuk

bersama alkali felspar.

Selama proses hidrotermal, silika mungkin didatangkan dari cairan yang

bersirkulasi, atau mungkin ditinggalkan di belakang dalam bentuk silika

residual setelah melepaskan (leaching) dari dasar. Solubilitas silika

mengalami peningkatan sesuai dengan temperatur dan tekanan, dan jika

larutan mengalami ekspansi adiabatik, silika mengalami presipitasi,

sehingga di daerah bertekanan rendah siap mengalami pengendapan

(Pirajno, 1992).

2. Sericitization