Post on 07-Dec-2015
description
1. Pendahuluan
Larutan hidrotermal adalah cairan bertemperatur tinggi (100 – 500°C) sisa
pendinginan magma yang mampu merubah mineral yang telah ada sebelumnya dan
membentuk mineral-mineral tertentu. Secara umum cairan sisa kristalisasi magma
tersebut bersifat silika yang kaya alumina, alkali dan alkali tanah yang mengandung air
dan unsur-unsur volatil (Bateman, 1981). Larutan hidrotermal terbentuk pada bagian
akhir dari siklus pembekuan magma dan umumnya terakumulasi pada litologi dengan
permeabilitas tinggi atau pada zona lemah. Interaksi antara larutan hidrotermal dengan
batuan yang dilaluinya (wall rocks) akan menyebabkan terubahnya mineral primer
menjadi mineral sekunder (alteration minerals). Proses terubahnya mineral primer
menjadi mineral sekunder akibat interaksi batuan dengan larutan hidrotermal disebut
dengan proses alterasi hidrotermal.
Alterasi hidrotermal merupakan proses yang kompleks, meliputi perubahan secara
mineralogi, kimia dan tekstur yang dihasilkan dari interaksi larutan hidrotermal dengan
batuan yang dilaluinya pada kondisi kimia-fisika tertentu (Pirajno, 1992). Perubahan
tersebut meliputi perubahan warna, tekstur, susunan mineral dan permeabilitas.
Perubahan-perubahan yang terjadi tersebut akan tergantung pada karakter batuan
dinding, karakter fluida, kondisi tekanan maupun suhu pada saat reaksi berlangsung
(Guilbert dan Park, 1986), konsentrasi serta lamanya aktivitas hidrotermal (Browne,
1991 op. cit Corbett dan Leach, 1997). Beberapa faktor yang berpengaruh pada proses
alterasi hidrotermal adalah temperatur, kimia, fluida, konsentrasi dan komposisi batuan
samping, durasi aktifitas hidrotermal dan permeabilitas. Namun faktor kimia dan
temperatur fluida merupakan faktor yang paling berpengaruh (Browne, 1994 op. cit
Corbett dan Leach, 1995).
Proses hidrotermal pada kondisi tertentu akan menghasilkan kumpulan mineral
tertentu yang dikenal sebagai himpunan mineral atau mineral assemblage (Guilbert dan
Park, 1986). Secara umum kehadiran himpunan mineral tertentu dalam suatu ubahan
batuan akan mencerminkan tipe alterasi tertentu.
Mineral-mineral ubahan yang dihasilkan dari proses alterasi hidrotermal terjadi
melalui empat cara, yaitu pengendapan langsung dari larutan pada rongga, pori, retakan
yang membentuk urat; penggantian pada mineral primer batuan guna mencapai
keseimbangan pada kondisi dan lingkungan yang baru; pelarutan dari mineral primer
batuan; dan pelamparan akibat arus turbulen dari zona didih (Browne, 1991).
2. Genetik Endapan Hidrotermal
Endapan Hidrotermal merupakan larutan sisa magma yang mengandung
konsentrasi logam maupun bukan logam. Endapan ini terbentuk pada kedalaman antara
50 – 1500 m. Proses Hidrotermal merupakan proses pembentukan mineral yang terjadi
oleh pengaruh temperatur dan tekanan yang sangat rendah, dan larutan magma yang
terbentuk merupakan unsur volatil yang sangat encer, secara garis besar endapan
hidrotermal dapat dibagi atas:
Endapan Hipotermal
Endapan hipotermal terbentuk dekat batuan induk dengan temperatur 300°C -
500°C, ciri-cirinya:
- Endapan berupa urat-urat dan korok/dike yang berasosiasi dengan intrusi
dengan kedalaman yang besar.
- Tekanan dan temperatur pembekuan relatif tinggi.
- Asosiasi mineralnya berupa sulfida, misalnya pirit, kalkopirit, galena dan
spalerit serta oksida besi.
- Pada intrusi granit sering berupa endapan logam Au, Pb, Sn, W dan Z.
Endapan Mesotermal
Endapan Mesotermal merupakan endapan yang terbentuk pada tempat
menengah atau sedang dari batuan induk dengan suhu 200°C - 300°C, ciri-
cirinya:
- Tekanan dan temperatur yang berpengaruh lebih rendah daripada endapan
hipotermal.
- Endapannya berasosiasi dengan batuan beku asam-basa dan dekat dengan
permukaan bumi.
- Tekstur akibat cavity filling jelas terlihat, sekalipun sering mengalami proses
pergantian antara lain berupa crustification dan bending.
- Asosiasi mineralnya berupa sulfida, misalnya Au, Cu, Ag, As, Sb dan oksida
Sn.
- Sering terjadi proses pengayaan.
Endapan Epitermal
Endapan epitermal merupakan endapan yang terbentuk jauh dari batuan induk
dengan suhu 50°C- 200°C, ciri-cirinya:
- Tekanan dan temperatur yang berpengaruh paling rendah.
- Tekstur pergantian tidak luas, jarang terjadi.
- Endapan bisa terdapat didekat atau pada permukaan bumi.
- Kebanyakan teksturnya berlapis atau berupa fissure-vein.
- Struktur khas yang sering terjadi adalah cockade structure.
- Asosiasi mineral logamnya berupa Au dan Ag dengan mineral gangue-nya
berupa kalsit dan zeolite disamping kuarsa.
Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal dua macam endapan
hidrotermal, yaitu:
Cavity filling, mengisi lubang-lubang yang sudah ada di dalam batuan.
Metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan
unsur-unsur baru dari larutan hidrotermal.
3. Himpunan Mineral dan Tekstur Bijih
3.1 Himpunan Mineral
Suatu daerah yang memperlihatkan penyebaran kesamaan himpunan mineral
ubahan disebut sebagai zona ubahan (Guilbert dan Park, 1986). Berdasarkan
hubungan antara temperatur dan pH larutan, Corbet dan Leach (1998) telah
membuat zona ubahan yang ditunjukkan oleh himpunan mineral tertentu dan tipe
mineralisasinya (Tabel 1).
Tabel 1. Himpunan mineral ubahan berdasarkan temperatur dan pH larutan
Tabel 2. Tipe-tipe alterasi berdasarkan himpunan mineral (Guilbert dan Park, 1986)
Berdasarkan tabel 1, maka terdapat lima zona ubahan yang terdiri dari:
• Zona Argilik Lanjut: ditandai dengan keberadaan mineral ubahan yang
terbentuk pada kondisi asam (pH < 4) seperti Grup Silika (stabil pada kondisi
asam) dan Grup Alunit.
• Zona Argilik: ditandai dengan keberadaan mineral ubahan yang terbentuk
pada kondisi cukup asam (pH 4 - 6) dengan kondisi temperatur cukup rendah
(200°C -250°C) yang didominasi oleh mineral-mineral lempung berupa Grup
Kaolin (Kaolinit, Halloysit) dan Grup Smektit (Illit), Grup Klorit juga dapat
hadir.
• Zona Propilitik: terbentuk pada kondisi lingkungan netral sampai dengan
basa, dicirikan dengan keberadaan epidot dan klorit. Keberadaan amfibol
sekunder (aktinolit) pada temperatur tinggi (280°C -300°) dapat mencirikan
Zona Propilitik.
• Zona Filik: terbentuk pada kondisi keasaman yang sama dengan Zona Argilik,
tetapi pada temperatur yang lebih tinggi. Dicirikan dengan keberadaan serisit
(Grup Muskovit), dan dapat hadir pula Grup Kaolin temperature tinggi (Pirofilit
dan Andalusit).
• Zona Potasik: terbentuk pada temperatur tinggi, pada kodisi netral sampai
dengan basa dicirikan oleh keberadaan biotit dan atau K-Feldspar + magnetit
± aktinolit ± klinopiroksen.
Berdasarkan tabel 2, maka terdapat tujuh zona alterasi berdasarkan himpunan
mineralnya:
Zona Propilitik dengan himpunan mineral berupa Klorit, Epidot dan Karbonat.
Zona Argilik dengan himpunan mineral berupa Smektit, Montmorilonit, Illit-
Smektit dan Kaolinit.
Zona Argilik Lanjut:
- Pada temperatur rendah himpunan mineralnya berupa Kaolinit dan Alunit.
- Pada temperature tinggi himpunan mineralnya berupa Pirofilit, Diaspor dan
Andalusit.
Zona Potasik dengan himpunan mineral berupa Adularia, Bioti dan Kuarsa.
Zona Filik dengan himpunan mineral berupa Kuarsa, Serisit dan Pirit.
Zona Serisitik dengan himpunan mineral berupa Serisit (illit), Kuarsa dan
Muskovit.
Zona Silifikasi dengan himpunan mineral berupa Kuarsa.
3.2 Tekstur Bijih
Tekstur bijih dapat bercerita banyak mengenai genesa atau sejarah
pembentukan bijih. Interpretasi genesa mineral dari tekstur sangat sulit dan
haruslah hati-hati. Ada tiga tekstur yang dikenal, yaitu tekstur open space filling
(infilling), tekstur replacement, serta exolution.
3.2.1 Tekstur Pengisian (Infilling)
Proses pengisian umumnya terbentuk pada batuan yang getas (rapuh/mudah
pecah), pada daerah dimana tekanan pada umumnya relatif rendah, sehingga
rekahan atau kekar cenderung bertahan. Tekstur pengisian dapat mencerminkan
bentuk asli dari pori serta daerah tempat pergerakan fluida, serta dapat
memberikan informasi struktur geologi yang mengontrolnya. Mineral-mineral yang
terbentuk dapat memberikan informasi mengenai komposisi fluida hidrotermal,
maupun temperatur pembentukannya.
Pengisian dapat terbentuk dari presipitasi (proses pengendapan) leburan silikat
(magma), juga dapat terbentuk dari presipitasi fluida hidrotermal. Kriteria tekstur
pengisian dapat dikenali dari kenampakan:
Adanya vug atau cavities, sebagi rongga sisa karena pengisian yang tidak
selesai.
Kristal-kristal yang terbentuk pada pori terbuka pada umumnya cenderung
euhedral seperti kuarsa, fluorit, feldspar, galena, sfalerit, pirit, arsenopirit,
dan karbonat. Walupun demikian, mineral pirit, arsenopirit, dan karbonat
juda dapat terbentuk euhedral, walaupun pada tekstur penggantian
(replacement).
Adanya struktur zoning pada mineral, sebagai indikasi adanya proses
pengisian, seperti mineral andradit-grosularit. Struktur zoning pada mineral
sulit dikenali dengan pengamatan megaskopis.
Tekstur berlapis. Fluida akan sering membentuk kristal-kristal halus, mulai
dari dinding rongga, secara berulang-ulang, yang dikenal sebagai
crustiform atau colloform. Lapisan crustiform yang menyelimuti fragmen
dikenal sebagai tekstur cockade. Apabila terjadi penginsian kristal yang
besar maka akan terbentuk comb structure. Pada umumnya perlapisan
yang dibentuk oleh pengisian akan membentuk perlapisan yang simetris.
Kenampakan tekstur berlapis juga dapat terbentuk karena proses
penggantian (oolitik, konkresi, pisolitik pada karbonat) atau proses
evaporasi (banded ironstone), tetapi sebagain besar tekstur berlapis
terbentuk karena proses pengisian.
Tekstur triangular terbentuk apabila fluida mengendap pada pori diantara
fragmen batuan yang terbreksikan. Jika pengisian tidak penuh, akan mudah
untuk mengenalinya. Pada banyak kasus, fluida hidrotermal juga
mengubah fragmen batuan secarara menyeluruh. Masalahnya apabila
mineral hasil pengisian antar fragmen sama dengan mineral hasil ubahan
pada fragmen (contoh paling banyak adalah silika pengisian ditemukan
bersama silika penggantian). Walau demikian, pada tekstur pengisian
umumnya memperlihatkan kenampakan berlapis (tekstur cockade).
Gambar 1. Foto kiri memperlihatkan kenampakan vuggy quartz, sedangkan foto kananmemperlihatkan tekstur crustiform-colloform, sebagai penciri tekstur pengisian.
Untuk mengenali tekstur pengendapan, dibutuhkan pemahaman geologi terkait
dengan ditempat mana fokus kita diarahkan. Hal yang utama adalah
memperkirakan akses fluida dalam suatu batuan dinding yang terubah. Fluida akan
bergerak melalui daerah yang mempunyai permeabilitas yang besar yang biasanya
sebagai ruang terbuka. Dalam konteks ini dapat diartikan bahwa perhatian pada
tekstur pengisian sebaiknya difokuskan pada daerah yang mempunyai ubahan atau
alterasi maksimum. Daerah yang membentuk tekstur pengisian, pada umumnya
cenderung membentuk struktur urat (vein), urat halus (veinlets), stockwork, dan
breksiasi.
Gambar 2. Gambar yang menunjukkan beberapa kenampakan tekstur pengisian. A) Vuggyatau rongga sisa pengisian, b). Kristal euhedral, c). Kristal zoning, d). Gradasi ukuran Kristal,e).Tekstur crutiform, f). Tekstur cockade, g).Tekstur triangular, h).Comb structure, i).Pelapisansimetris
3.2.2 Tekstur Penggantian (Replacement)
Proses ubahan dibentuk oleh penggantian sebagian atau seluruhnya tubuh
mineral menjadi mineral baru. Karena pergerakan larutan selalu melewati pori,
rekahan atau rongga, maka tekstur penggantian selalu berpasangan dengan
tekstur pengisian, oleh karena itu mineralogi pada tekstur penggantian relatif sama
dengan mineralogi pada tekstur pengisian, akan tetapi mineralogi pengisian
cenderung berukuran lebih besar. Berikut beberapa contoh kenampakan tekstur
ubahan:
Pseudomorf, walaupun secara komposisi sudah tergantikan menjadi
mineral baru, seringkali bentuk mineral asal masih belum terubah.
Rim mineral pada bagian tepi mineral yang digantikan
Melebarnya urat dengan batas yang tidak tegas
Tidak adanya pergeseran urat yang saling berpotongan
Mineral pada kedua dinding rekahan tidak sama
Adanya mineral yang tumbuh secara tidak teratur pada batas mineral lain
Gambar 3. Gambar yang menunjukkan beberapa kenampakan tekstur penggantian (Guilbert danPark, 1986). Berturut-turut dari kiri:
Pseudomorf, bementit mengganti sebagian Kristal karbonat Bornit mengganti pada bagian tepi dan rekahan kalkopirit Digenit yang mengganti kovelit dan kalkopirit, memperlihatkan lebar yang berbeda
Gambar 4. Gambar yang menunjukkan beberapa kenampakan tekstur penggantian (Guilbert danPark, 1986). Berturut-turut dari arah kiri:
Urat kalkopirit yang saling memotong, tidak memperlihatkan pergesaran Komposisi mineral yang tidak simetris pada dinding rekahan Kenampakan tumbuh bersama yang tidak teratur pada bagian tepi mineral
3.2.3 Tekstur Eksolusi (Exolution)
Mineral-mineral yang terbentuk sebagai homogenous solid-solution, pada saat
temperatur mengalami penurunan, komponen terlarut akan memisahkan diri dari
komponen pelarut, membentuk tekstur exolution. Kenampakan komponen
(mineral) terlarut akan membentuk inklusi-inklusi halus pada mineral pelarutnya.
Inklusi-inklusi ini kadang teratur dan sejajar, kadang berlembar, kadang tidak
teratur.
Gambar 5. Kanan: Memperlihatkan kenampakan foto mikroskopis tekstur penggantian mineralkovelit pada bagian tepi mineral kalkopirit. Kiri: memperlihatkan kenampakan foto mikroskopistekstur exolution mineral kalkopirit pada tubuh sfalerit (perbesaran 40x).
Gambar 6. Beberapa kenampakan khas tekstur exolution pada mineral sulfida dan oksida (Evans,1993).
Pemilahan mineral hematite dalam ilmenit Exolution lembaran ilmenit dalam magnetit Exolution butiran kalkopirit dalam sfalerit Rim exolution pendlandit dari pirhotit
Adanya tekstur exolution menunjukkan adanya temperatur pembentukannya
yang relatit tinggi, sekitar 300-600°C.
Tabel 3. Beberapa contoh tekstur exolution mineral kalkopirit-stannit-sfalerit temperaturpembentukannya (Evans, 1993).
No. Mineral Temperatur (°C)
1 Kalkopirit dan stannit dalam sfalerit 550
2 Sfalerit dalam kalkopirit 400
3 Stannit dalam kalkopirit 475
4 Sfalerit dalam stannit 325
5 Kalkopirit dalam stannit 400 - 475
4. Kesimpulan
Larutan hidrotermal merupakan cairan bertemperatur tinggi (100 – 500°C) sisa
pendinginan magma yang mampu merubah mineral yang telah ada sebelumnya dan
membentuk mineral-mineral tertentu. Larutan hidrotermal terbentuk pada bagian akhir
dari siklus pembekuan magma dan umumnya terakumulasi pada litologi dengan
permeabilitas tinggi atau pada zona lemah. Interaksi antara larutan hidrotermal dengan
batuan yang dilaluinya (wall rocks) akan menyebabkan terubahnya mineral primer
menjadi mineral sekunder (alteration minerals). Beberapa faktor yang berpengaruh pada
proses alterasi hidrotermal adalah temperatur, kimia, fluida, konsentrasi dan komposisi
batuan samping, durasi aktifitas hidrotermal dan permeabilitas. Namun faktor kimia dan
temperatur fluida merupakan faktor yang paling berpengaruh. Proses hidrotermal pada
kondisi tertentu akan menghasilkan kumpulan mineral tertentu yang dikenal sebagai
himpunan mineral atau mineral assemblage. Secara umum kehadiran himpunan mineral
tertentu dalam suatu ubahan batuan akan mencerminkan tipe alterasi tertentu.
Mineral-mineral ubahan yang dihasilkan dari proses alterasi hidrotermal terjadi
melalui empat cara, yaitu pengendapan langsung dari larutan pada rongga, pori, retakan
yang membentuk urat; penggantian pada mineral primer batuan guna mencapai
keseimbangan pada kondisi dan lingkungan yang baru; pelarutan dari mineral primer
batuan; dan pelamparan akibat arus turbulen dari zona didih. Endapan hidrotermal ini
terbentuk pada kedalaman antara 50 – 1500 m. Proses hidrotermal merupakan proses
pembentukan mineral yang terjadi oleh pengaruh temperatur dan tekanan yang sangat
rendah, dan larutan magma yang terbentuk merupakan unsur volatil yang sangat encer,
secara garis besar endapan hidrotermal dapat dibagi atas 3, yaitu endapan hipotermal
(300°C - 500°C), mesotermal (200°C - 300°C) dan epitermal (50°C - 200°C).
Zona alterasi hidrotermal berdasarkan himpunan mineral terbagi menjadi tujuh
zona sebagai berikut 1). Zona Propilitik (Klorit, Epidot dan Karbonat), 2). Zona Argilik
(Smektit, Montmorilonit, Illit-Smektit dan Kaolinit), 3). Zona Argilik Lanjut a). temperatur
rendah (Kaolinit dan Alunit) dan temperatur tinggi (Pirofilit, Diaspor dan Andalusit), 4).
Zona Potasik (Adularia, Biotit dan Kuarsa), 5). Zona Filik (Kuarsa, Serisit dan Pirit), 6).
Zona Serisitik (Serisit, Kuarsa dan Muskovit), 7). Zona Silifikasi (Kuarsa).
Pada endapan hidrotermal dikenal tiga macam tekstur biji, yaitu tekstur open space
filling (infilling/pengisian), tekstur replacement (penggantian), serta exolution (eksolusi).
Tekstur pengisian (infilling) pada umumnya terdapat pada daerah yang mempunyai
ubahan atau alterasi maksimum dan cenderung membentuk struktur urat (vein), urat
halus (veinlets), stockwork, dan breksiasi. Tekstur pengisian dapat dikenali dari kriteria
berikut: adanya vug atau cavaties, Kristal-kristal yang terbentuk pada umumnya
cenderung euhedral, adanya struktur zoning, tekstur berlapis dan tekstur triangular.
Mineralogi pada tekstur penggantian relatif sama dengan mineralogi pada tekstur
pengisian disebabkan oleh pergerakan larutan yang selalu melewati pori, rekahan atau
rongga. Tekstur pergantian selalu berpasangan dengan tekstur pengisian. Tekstur
eksolusi merupakan komponen terlarut homogenous solid-solution yang memisahkan diri
dari komponen pelarutnya pada saat terjadi penurunan temperatur. Tekstur eksolusi
dicirikan oleh inklusi-inklusi halus pada mineral pelarutnya.
DAFTAR PUSTAKA
Artadana, I Putu E., & Purwanto, Heru S., 2011, “Geologi, Alterasi dan MineralisasiDaerah Nyrengseng dan Sekitarnya, Kecamatan Cisewu, Kabupaten Garut,Propinsi Jawa barat, Yogyakarta: Jurusan Teknik Geologi FTM UPN VeteranYogyakarta.
Evans, A,M., Ore geology and Industrial Minerals, Blackwell scientific publication.
Guilbert, G.M & Park, C.F., 1986, The Geology of Ore Deposits, W.H. Freeman andCompany, New York.
Hedenquist,J.W., 1998, Hydrotermal System in Volcanic arc, Original of andexploration for epitermal Gold Deposit, catatan kursus 13 Mei 1998, PTGeoservice Ban.
Idrus, Arifudin, & Pramutadi, EB., 2008, Mineralisasi Bijih dan Geokimia BatuanSamping Vulkaniklastik Andesitik yang Berasosiasi dengan Endapan Tembaga–Emas Porfiri Elang, Pulau Sumbawa, Nusa Tenggara Barat, Yogyakarta:Hurusan Teknik Geologi FT-UGM
Manalu,S,d.,2007, Geologi dan Studi Ubahan Hidrotermal Daerah Prospeksi AirBunginan, Kecamatan Air Muring, Kabupaten Ketaun, Bengkulu, Bandung:Jurusan Teknik Geologi Institut Teknologi Bandung.
Pirajno, F.,2009, Hydrothermal Processes and Mineral Systems, SpringerScience+Bussiness Media, Australia.
http://pillowlava.wordpress.com/mineralisasi/mineralisasi-2/, diakses pada 11 Oktober2014
http://tigakali-enam.blogspot.com/2011/10/fase-hidrothermal.html, diakses pada 11Oktober 2014