Mata Kuliah

: Kimia Bahan Tambang

TUGAS RESUME

OLEH: SYAMSIR D 621 08 003

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK GEOLOGI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR 2012

A. PROSES PEMBENTUKAN ENDAPAN MINERALProses pembentukan endapan mineral dapat diklasifikasikan menjadi dua macam, yaitu proses internal atau endogen dan proses eksternal atau eksogen. Endapan mineral yang berasal dari kegiatan magma atau dipengaruhi oleh faktor endogen disebut dengan endapan mineral primer. Sedangkan endapan endapan mineral yang dipengaruhi faktor eksogen seperti proses weathering, inorganic sedimentation, danorganic sedimentation disebut dengan endapan sekunder, membentuk endapan plaser, residual, supergene enrichment, evaporasi/presipitasi, mineral-energi (minyak&gas bumi dan batubara dan gambut). Proses internal atau endogen pembentukan endapan mineral yaitumeliputi: 1. Kristalisasi dan segregrasi magma: Kristalisasi magma merupakan proses utama dari pembentukan batuan vulkanik dan plutonik. 2. Hydrothermal: Larutan hydrothermal ini dipercaya sebagai salah satu fluida pembawa bijih utama yang kemudian terendapkan dalam beberapa fase dan tipe endapan. 3. Lateral secretion: erupakan proses dari pembentukan lensa-lensa dan urat kuarsa pada batuan metamorf. 4. Metamorphic Processes: umumnya merupakan hasil dari contact dan regional metamorphism. 5. Volcanic exhalative (= sedimentary exhalative); Exhalations dari larutan hydrothermal pada permukaan, yang terjadi pada kondisi bawah permukaan air laut dan umumnya menghasilkan tubuh bijih yang berbentuk stratiform. Proses eksternal atau eksogen pembentukan endapan mineral yaitumeliputi: 1. Mechanical Accumulation; Konsentrasi dari mineral berat dan lepas menjadi endapan placer (placer deposit). 2. Sedimentary precipitates; Presipitasi elemen-elemen tertentu pada lingkungan tertentu, dengan atau tanpa bantuan organisme biologi. 3. Residual processes: Pelindian (leaching) elemen-elemen tertentu pada batuan meninggalkan konsentrasi elemen-elemen yang tidak mobile dalam material sisa. 4. Secondary or supergene enrichment; Pelindian (leaching) elemen-elemen tertentu dari bagian atas suatu endapan mineral dan kemudian presipitasi pada kedalaman menghasilkan endapan dengan konsentrasi yang lebih tinggi.

Klasifikasi Endapan Mineral Asosiasi kelompok endapan mineral dan batuan masing-masing mempunyai cirri asosiasi komposisi unsure kimia, dapat diklasifikasikan dalam grup tertentu, misalnya: 1. Endapan mineral magmatic dicirikan dengan kelompok unsure Cr, Ni, Ti, Cu, V, C, Bi (Segresi); Be, B, Li, Mo, W, P, F, REE, U, Th (pegmatit); F, Cl, Sn, Mo, W, Au, Cu (pneumotolitik); Al, Zn, W, Mo, Fe, Cu, Au, Sn (Skarn); Cu, Pb, Zn, Au, Ag, Fe, Co, B, U, Ni, Sb, As, Hg (hidrotermal); Fe, Cu, Pb, Zn, Au (Exhalative sub marine/kuroko). 2. Endapan mineral sedimentasi dicirikan kelompok unsure Cu, Pb, Mn, Ag, Au (Supergen); Ni, Fe, Al (residual, laterit); Au, Pt, Ti, Cr, gems (plaser); gypsum (evaporit); mineral energi: batubara, migas (organic); lempung, pasir, pebble, gravel, karbonat, feldspar, sirtu (klastik): karbonat (kimia, organik). 3. Endapan mineral metamorfik dicirikan kelompok unsure Au, U, Mg, Al, Pb, Cu, Zn (regional metamorfik)

Klasifikasi endapan mineral menurut Lindgern. Pada kenyataannya tidak mudah membuat pengelompokan atau klasifikasi endapan mineral.Terdapat klasifikasi yang didasarkan .pada genesanya, ada juga klasifikasi secara diskriptif, misal berdasarkan komoditi logamnya, atau berdasarkan batuan yang ditempatinya (host rocks-nya).Sebenarnya klasifikasi secara diskriptif berdasarkan komoditi logamnya relatif mudah untuk dipahami.Tetapi pada para ahli geologi tidak menggunakan klasifikasi tersebut, karena berbagai alasan, diantaranya tersebarnya banyak unsure logam pada beragam tatanan geologinya dan pembagian ini mungkin dirasa kurang ilmiah. Pengelompokan yang sering digunakan oleh para ahli geologi, umumnya berdasarkan pada bentuk endapannya, wall rocknya, atau control strukturnya. Sebagai contoh Bateman (1950) dalam bukunya Economic Mineral Deposit mengelompokkan bijih berdasarkan control strukturnya, diantaranya bijih yang terbentuk pada sesar, pada lipatan, pada kontak batuan beku, diseminasi dan lain sebagainya. Masalahnya terdapat juga bijih yang terbentuk pada lipatan yang tersesarkan, atau diseminasi sepanjang kontak batuan beku. Sehubungan dengan munculnya teori tektonik lempeng yang dapat menjelaskan proses magmatisme dan keberadaan endapan bijih, maka klasifikasi secara genetic makin sering digunakan.

Lindgren (1911) secara garis besar membagi endapan mineral menjadi dua macam yaitu : a). endapan oleh proses mekanik dan b). endapan oleh proses kimiawi (Tabel 3.1).

Lingkungan daerah pengendapan. Endapan yang disebabkan oleh proses kimiawi, karena naiknya air magmatik, dibagi menjadi 3, berturut-turut dari bagian yang paling dalam adalah: Endapanhipotermal, Endapan Mesotermal, dan Endapan epitermal

Proses pembentukan bijih logam secara umum dapat di bagi menjadi empat kelompok, yaitu proses magmatik, proses hidrotermal, proses metamorfik dan proses permukaasn (disarikan dari Hutchison, 1983, Evans 1993) a. Proses Magmatik Mineral-mineral bijih seperti magnetit, ilmenit, kromit terbentuk pada fase awal diferensiasi magma, bersamaan dengan pembentukan mineral olivine, piroksen, Ca-Plagioklas.Semua mineral bijih yang terbentuk pada fase ini disebut sebagai endapan magmatik. Beberapa proses pada fase magmatisme diantaranya meliputi: a. Proses kristalisasi (diseminasi), intan (C ) pada kimberlit b. Proses segregasi (kumulat, gravity settling): kromit (Cr), magnetit (Fe), platinum (Pt) c. Liquid immiscibility : : Cu-Ni sulfide, Fe-Ti Oksida d. Pegmatik : Fe, Sn. Di Indonesia endapan-endapan bijih yang disebabkan oleh proses magmatik, sampai sekarang belum menunjukksan nilai ekonomi yang signifikan. Konsentrasi bijih besi (Fe) atau nikel (Ni) lebih disebabkasn oleh proses pelapukan, baik kimiawi maupun fisik, membentuk endapan residusal atau placer. b.Proses hidrotermal Sistem hidrotermal dapat didifinisikan sebagai sirkulasi fluida panas (50 sampai >500C), secara lateral dan vertikal pada temperatur dan tekanan yang bervarisasi, di bawah permukaan bumi (Pirajno, 1992). 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 menyesuasikan kesetimbangan baru dengan membentuk himpunan mineral yang sesuasi dengan kondisi yang baru, yang dikenal sebagai alterasi(ubahan) hidrotermal.Endapan bijih hidrotermal terbentuk karena sirkulasi fluida hidrotermal yang melindi (leaching), menstranport, dan mengendapkan mineral-mineral baru sebagai respon terhadap perubahan kondisi fisik maupun kimiawi (Pirajno, 1992). Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya (batuan dinding), akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral ubahan (alteration minerals.Semua mineral bijih yang terbentuk sebagai mineral ubahan pada fase ini disebut sebagai endapan hidrotermal. Endapan hidrotermal dapat dibagai menjadi beberapa kelompak, yaitu:

Berhubungan dengan batuan beku: 1. Porfiri : Cu, Au, Mo . Contoh di Grasberg, Batuhijau 2. Skarn : Cu,Au,Fe. Contoh Ertzberg complex 3. Greisen : Sn, W. Contoh di P.Bangka 4. Epitermal (low and high sulphidation type, Carlyn type) : Au, Cu, Ag, Pb. Contoh di Pongkor, M.Muro 5. Massive Sulphide Volcanogenic : Au, Pb, Zn. Contoh Wetar

C. Proses metamorfisme-kontak. Suatu tubuh batuan yang diterobos magma (batuan beku) umumnya akan mengalami rekristalisasi, alterasi, mineralisasi, penggantian (replacement), pada bagian kontaknya. Perubahan ini disebabkan oleh adanya panas dan fluida yang berasal dari aktifitas magma tersebut.Istilah metamorfosa kontak dan metasomatosa kontak sangat terkait dengan proses-proses di atas.Metamorfosa dan metasomatosa kontak yang melibatkan batuan samping terutama batuan karbonat seringkali menghasilkan skarn dan endapan skarn. Dalam proses ini berbagai macam fluida seperti magmatik, metamorfik, serta meteorik ikut terlibat. Fluida yang mengandung bijih ini sering tercebak dan terakumulasi antara tubuh pluton dan sesar-sesar disekitar pluton dengan batuan disekitarnya.Walaupun sebagian besar skarn ditemukan pada batuan karbonat, tetapi juga dapat terbentuk pada jenis batuan lainnya, seperti serpih, batupasir maupun batuan beku. a. Kontak pirometasomatik (skarn): Cu, Au, Fe b. Metamorfosa menyebabkan bijih terkonsentrasi : Au Kata "skarn" pertama kali digunakan di pertambangan Swedia untuk sebuah material gangue kalk-silikat yang kaya akan bijih-Fe dan endapan-endapan sulfida terutama yang telah me-replace kalsit dan dolomit pada batuan karbonat. Klasifikasi skarn pada umumnya banyak mempertimbangkan tipe batuan dan asosiasi mineral dari batuan yang di-replace..Pengertian endo-skarn dan exoskarn mengacu pada skarnifikasi batuan beku dan batugamping yang terkait. Endoskarn adalah proses skarnifikasi yang terjadi pada batuan beku, sedangkan exoskarn adalah skarnifikasi pada batugampiong sekitar batuan beku. Pada kenyataannya sebagian besar bijih skarn hadir sebagai exo-skarn.

D. Pengkayaan supergen Selama berlangsung pengangkatan dan erosi, suatu endapan bijih terekspos di dekat permukaan, kemudian mengalami proses pelapukan, pelindian (leaching), maupun oksidasi pada mineral-mineral bijih. Proses tersebut menyebabkan banyak unsur logam (Cu2+, Pb2+, Zn2+ dll.) akan terlarut (umumnya sebagai senyawa sulfat) dalam air yang bergerak ke dalam air tanah atau bahkan sampai ke kedalaman dimana proses oksidasi tidak berlangsung. Daerah dimana terjadi proses oksidasi disebut sebagai zona oksidasi. Sebagian larutan yang mengandung logam-logam yang terlarut bergerak terus hingga di bawah muka air tanah, kemudian logam-logam tersebut mengendap kembali membentuk sulfida sekunder.Zona ini dikenal sebagai zona pengkayaan supergen. Di bawah zona pengkayaan supergen terdapat daerah dimana mineralisasi primer tidak terpengaruh oleh proses oksidasi maupun pelindian, yang

disebut sebagai zona hipogen. Logam yang paling banyak terbentuk karena proses ini adalah tembaga (Cu). Penyelidikan geokimia secara regional dimaksudkan untuk memberikan petunjuk awal potensi keberadaan cebakan mineral berdasarkan gambaran geokimia regional dan dapat digunakan sebagai data dasar untuk berbagai kepentingan. Data geokimia dapat ditafsirkan antara lain sebagai petunjuk awal eksplorasi untuk sasaran khususnya mineral logam dan pemantauan lingkungan.

Berdasarkan keadaan litotektonik, Sulawesi dibagi tiga mandala, yaitu: Mandala barat sebagai jalur magmatik yang merupakan bagian ujung timur Paparan Sunda; Mandala tengah berupa batuan malihan yang ditumpangi batuan bancuh sebagai bagian dari blok Australia; dan Mandala timur berupa ofi olit yang merupakan segmen dari kerak samudera berimbrikasi dan batuan sedimen berumur Trias Miosen. Van Leeuwen (1994) menyebutkan bahwa mandala barat sebagai busur magmatik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu bagian utara dan barat. Bagian utara memanjang dari Buol sampai sekitar Manado, dan bagian barat dari Buol sampai sekitar Makassar.Batuan bagian utara bersifat riodasitik sampai andesitik, terbentuk pada Miosen - Resen dengan batuan dasar basaltik yang terbentuk pada Eosen Oligosen. Busur magmatik bagian barat mempunyai batuan penyusun lebih bersifat kontinen yang terdiri atas batuan gunung api - sedimen berumur Mesozoikum Kuarter dan batuan malihan berumur Kapur. Batuan tersebut diterobos granitoid bersusunan terutama granodioritik sampai granitik yang berupa batolit, stok, dan retas.

B. MENDALA METALOGENIK ATAU METALLOGENIC PROVINCE Pengertian :

suatu area yang dicirikan oleh kumpulan endapan mineral yang khas, atau oleh satu atau lebih jenis-jenis karakteristik mineralisasi. Suatu mendala metalogenik mungkin memiliki lebih dari satu episode mineralisasi yang disebut dengan Metallogenic Epoch. Beberapa contoh mendala metalogenik antara lain ; segregasi lokal dari kromium dan nikel di bagian yang paling dalam dari kerak samudera, dan pengendapan sulfida-sulfida masif dari tembaga dan besi di tempat-tempat yang panas, metal-bearing brine menuju samudra melalui zona regangan, endapanendapan mineral magmatik-hidrotermal berhubungan dengan proses-proses subduksi. Tumbukan dan subduksi membentuk gunung-gunung yang besar seperti di Andes, yang mana endapan-endapan mineral dibentuk oleh diferensiasi magma. Contoh mendala metalogenik yang terdapat di Indonesia antara lain: mendala metalogenik Malaya (terdiri dari batuan beku asam dengan mineral berharga kasiterit), manda metalogenik Sunda (terdiri dari batuan intermediet dengan mineral berharga elektrum (Au, Ag)), serta mendala metalogenik Sangihe-Talaut (terdiri dari batuan ultrabasa dengan mineral berharga nikel).

C. BIJIHBERHUBUNGAN DENGANPLUTONPRODUKTIFSecara umum,contoh yang paling jelasdan terbaikdikembangkanbijihterkait denganplutonproduktifdilengkapidengan endapanmagmatikyang relatifsederhana (pegmatites dansegregasisulfidacair). Di antarabijihhidrotermal,plutonproduktiftampaknyalebih mudahdidapati padaSn, W, Be,U,Li, dan elemen lithophile,selain itu juga pada unsurCu,Pb,Zn,Au,Ag, dan elemen chalcophilelainnya. Seperti yang disarankanoleh ekspresikeseimbangan daribagian sebelumnya, penggunaan rasioelemenuntukelemen utamadapatmengimbangibeberapa kompleksitasdalam hubungankimia.Sejauh ini,penggunaansangatsedikit yangterbuat darirasio tersebut, yang dapat memperbaikisetidaknya sebagiandengan dampak daridiferensiasi.Sebagai contoh, rasio Zn/Mgmungkin mengkompensasikanperbedaanderajatdiferensiasidalam sampel daribeberapapluton.

A.Pegmatites

Contohpaling jelas daribijihterkait denganlogam-kaya tubuhbekuadalahpegmatites. Misalnya, dipegmatitesberisiendapanekonomipoflucite(mineral Cs). lepidofitememilikikontenyang jauh lebih tinggidaripada diCslainnyajarang-logam pegmatites, seperti yang ditunjukkan padaGambar.4.6 (Gordiyenko, 1973). Analisislepidofitemudah dikenalisehinggadapat berfungsisebagai panduan untukpegmatiteskepentingan untukpoflucite, yang sulit untuk mengenali dandapat terjadidalam zonatidak terbakarpegmatitetersebut. Hasil serupadiperoleh dengan menggunakanfeldsparsdanmuskovitdiperkaya denganBe,Nb,Rb, Cs, anrlTlsebagai panduan untukpegmatitescontaininsberyldanNbTa-mineral (Heinrich. 1962;. Shrnakin1973).RasiosepertiRb/Badalamfeldsparataumikatelah diusulkansebagai indeksdiferensiasiekstrim danpengayaanelemenlangka.TinggiLinilai dalamfeldspardan mikadapat digunakansebagai panduan untukpegmatitesdengan Limineral.Isi dariBa,Rb, Pb, Li,Cs, dan elemen lainnya dalamwallrockmuscovitizeddekatpegmatitestelah digunakan untukmendeteksiterpajanpegmatitemuskovit(Shmakin etal., I97I).

Gambar. 4.6. Cesium isi lepidofites dalam empat jenis pegmatites. (I) pegmatites kabupaten kurang poflucite dan lainnya Cs mineral, tetapi dengan Li_Be-

Ta mineral. (II) pegmatites kurang poflucite tapi pegmatites lain dari distrik mengandung poflucite. (III) pegmatites dengan sejumlah kecil poflucite. (IV) dengan jumlah pegmatites ekonomi pofucite. (Setelah Gordiyenko, 1973)

B. Magmatik Tembaga-Nikel sulfida Beberapa studi dalam magma Cu-Ni-sulfida endapan menunjukkan bahwa batuan ultramafik terkait memiliki anomali logam dan kandungan S. Misalnya, Cameron dkk. (1911) memperlakukan1079 sampel batuan ultramafik dari 61 daerah di Shield Kanada dengan jangkauan sulfida-selektif (asam askorbat dan peroksida hidrogen). Ni leachable dan Cu dan S juga jumlah sangat diperkaya dalam tubuh ultramaiic setelah berhubungan Ni-Cu bijih, dibandingkan dengan intrusi tandus. Anomali dapat dijelaskan dengan pemisahan yang tidak lengkap dan menetap tetesan sulfida exsofved dari magma yang kaya akan sulfur, atau dengan pengenalan S pada batuan beku, menyebabkan sulfidasi Cu dan Ni. Fungsi statistik ditentukan Ni, Cu, dan isi S (fungsi diskriminan) dikembangkan oleh Cameron dkk. (1971) untuk membedakan gangguan produktif dan tandus dengan kepastian yang lebih besar daripada elemen tunggal. Relatif tinggi Ni dan S nilai-nilai dan rasio S / Ni dekat salah satu karakteristik dari serpentinites dekat Ni-sulfida endapan (Hausen et al., 1913). Dalam kelompok badan mafik dan ultramafik di Uni Soviet, isi Ni bervariasi dalam cara yang teratur dengan SiO2, tetapi intrusi dengan Ni-Cu endapan memiliki konten Ni anomali tinggi untuk SiO2 mereka, konten (Nyuppenen, 1966). Rasio Cr / V dari intrusi produktif juga tinggi (1'3-180) relatif terhadap gabbros normal (