ALTERASI HIDROTERMALSutartoTeknik Geologi UPN Yogyakarta Jl.SWK.104 Condongcatur, Yogyakarta

SISTEM HIDROTERMAL

• Sistem hidrotermal dapat didifinisikan sebagai sirkulasi fluida panas (50°sampai >500°C), secara lateral dan vertikal pada temperatur dantekanan yang bervarisasi, di bawah permukaan bumi (Pirajno, 1992). Sistem ini mengandung dua komponen utama, yaitu

sumber panas dan sumber fluida.

• Sirkulasi fluida hidrotermal menyebabkan himpunan mineral padabatuan dinding menjadi tidak stabil, dan cenderung menyesuaikankesetimbangan baru dengan membentuk himpunan mineral yang sesuaidengan kondisi yang baru, yang dikenal sebagai alterasi (ubahan) hidrotermal.

SUMBER PANAS UTAMA : PROSES MAGMATISME

Oleh karena itu, tempat dimana terjadi prosesmagmatisme, senderung terbentuk sistem hidrotermal. Baik magmatisme yang membentuk plutonisme maupunvulkanisme

FLUIDA UTAMA : FLUIDA MAGMATIK DAN METEORIK

Fluida hidrotermal dapat berasal dari:• Fluida Magmatik• Air Meterorik• Air Connate• Air Metamorfik• Air Laut

LitosferAstenosfer

Air metamorfik

Gunungapi

Fluida magmatik

Air laut

Air meteorik

SUMBER PANAS

JENIS FLUIDA

SKEMA SISTEM HIDROTERMAL YANG TERKAIT DENGAN MAGMATISME

FLUIDA MAGMATIK

Fraksi-fraksi volatil hidrous yang umumnya lebih ringan dan alkalik, cenderung terakumulasi pada bagian atas kantong magma, disebutsebagai Fluida magmatik (atau juvenile), dalam artian masih fres, belumterkontaminasi dan belum pernah muncul di permukaan. Komponen volatildi dalam magma umumnya terdiri dari H2O, H2S, CO2, HCl, HF, dan H2 (sebagian besar adalah H2O, yaitu sekitar 1-15%).

Perubahan-perubahan tersebut akan tergantung pada

• karakter batuan dinding, • karakter fluida (Eh, pH), • kondisi tekanan maupun temperatur pada saat reaksi berlangsung

(Guilbert dan Park, 1986), • konsentrasi, serta lama aktivitas hidrotermal (Browne, 1991 dalam

Corbett dan Leach, 1996). • temperatur dan kimia fluida merupakan faktor yang paling

berpengaruh pada proses ubahan hidrotermal (Corbett dan Leach, 1996).

Pada sistem hidrotermal akan dijumpai tiga fase subtansi, yaitu padat(solid), cair (liquid), dan gas (gas). Pada saat sistem masih aktif, fasefluida (cair dan gas) akan dominan.

• Molekul fase padat apabila dipanaskan, akan cenderung bergerak satusama lain, pada saat mencapai melting point, fase padat akan berubahmenjadi fase cair. Apabila temperatur terus bertambah, pada saatmencapai critical temperatur (boiling point), cairan akan berubahmenjadi uap (vapor) atau gas. Steam adalah istilah kusus untukmenyebut uap air (water vapor). H2O merupakan senyawa yang dapathadir sebagai fase padat (es/ice), fase cair (air/water), dan fase gas (uap air/steam) pada tekanan yang relatif sama.

Pada temperatur dan tekanan tertentu, beberapa substansi dapatterlarut (solute) pada substansi yang lain (pelarut/solvent) membentuklarutan (solution) yang homogen. Baik zat terlarut maupun pelarutdapat berupa fase padat, cair, maupun gas.

Zat pelarut (solvent) Zat terlarut (solute)

H2O ( c ) NaCl (p)

Alkohol/C2H2OH ( c ) H2O (c )

H2O ( c ) CO2 (g)

O (g) N (g)

Pt (p) H (g)

Fe (p) C (p)

Sfalerit (ZnFeS) (p) Kalkopirit (CuFeS2) (p)

Larutan dimana zat pelarutnya adalah air disebut sebagai aqueous. Pelarut air yang mengandung zat terlarut NaCl ± 35% disebut sebagaibrine. Istilah fluida (fluids) digunakan untuk menyebut semua substansiatau materi yang dapat bergerak, yaitu cairan, gas, campuran gas dancairan, atau larutan bukan padat. Partikel-partikel sangat halus (1-15 Angstrom) yang tersebar sebagai suspensi (tidak homogenous) padasuatu substansi (umumnya cairan) disebut sebagai colloid.

FLUIDA ABATUAN A

BATUAN B

FLUIDA B

Interaksi Fluida A dan Batuan A akan menghasilkan Alterasi (Ubahan) hidrotermal berupa Batuan B dan fluida B atau batuan B saja.

ENDAPAN MINERAL ENDAPAN BIJIH

TIPE ALTERASI

• Profilitik• Argilik• Potasik• Filik• Advanced Argillic• Skarn• Greisen

Tipe potasik

• Tipe ini dicirikan oleh melimpahnya himpunan muskovit-biotit-alkalifelspar-magnetit.

• Anhidrit sering hadir sebagai asesori, serta sejumlah kecil albit dantitanit (sphene) atau rutil kadang terbentuk.

• Ubahan potasik terbentuk pada daerah yang dekat batuan beku intrusifyang terkait, fluida yang panas (>300°C), salinitas tinggi, dan dengankarakter magmatik yang kuat.

ALTERASI POTASIK : mineral ubahan biotit, KF dan kuarsa

Kenampakan biotit di lapangan (atas) serta kenampakan mikroskopisKanan atas nikol silangKanan bawah nikol sejajar

Mineral mineral Alkali Feldspar

ALTERASI POTASIK

Tipe filik

Tersusun oleh himpunan mineral kuarsa-serisit-pirit, yang umumnyatidak mengandung mineral-mineral lempung atau alkali felspar.

Kadang mengandung sedikit anhidrit, klorit, kalsit, dan rutil.

Terbentuk pada temperatur sedang sampai tinggi (sekitar 230°-400°C), fluida asam hingga neutral dengan salinitas yang beragam, pada zonayang permeabel dan pada batas dengan urat.

Mineral Kuarsa dan serisitAtas kenampakan megaskopisSamping kenampangan mikroskopis

ALTERASI FILIK

Adularia: kiri megaskopis, kanan mikroskopis

ALTERASI FILIK

ALTERASI FILIK

Tipe propilitik

Dicirikan oleh kehadiran klorit disertai dengan beberapa mineral epidot, ilit/serisit, kalsit, albit, dan anhidrit .

Terbentuk pada temperatur 200-300°C pada pH near-neutral, dengansalinitas yang beragam, umumnya pada daerah yang mempunyaipermeabilitas rendah.

Menurut Creasey (1966) terdapat empat kecenderungan himpunanmineral yang hadir pada tipe propilitik, yaitu :

a. klorit-kalsit-kaolinitb. klorit-kalsit-talkc. klorit-epidot-kalsitd. klorit-epidot.

MINERAL KALSIT

Mineral EpidotAtas : kenampakan megaskopisSamping atas : mikroskopis nikol sejajarSamping bawah : mikroskopis nikol silang

Kenampakan KloritKiri atas megaskopisKiri bawah dan atas mikroskopis

Wairakite : kanan megaskopis, kiri mikroskopis

ALTERASI PROFILITIK

ALTERASI PROFILITIK

Tipe argilik

Pada tipe argilik terdapat dua kemungkinan himpunan mineral, yaitukaolinit/dickite-monmorilonit- muskovit dan klorit-monmorilonit-illite/smectite-muskovit.

Himpunan mineral pada tipe argilik terbentuk pada temperatur 100-300°C (Pirajno, 1992), fluida asam hingga neutral dan salinitas yang rendah.

Mineral illite

Mineral IlliteAtas : kenampakan megaskopisSamping : kenampakan mikroskopis

Kenampakan mineral kaolinit pada inti bor (atas)Kenampakan kaolinit di bawah mikroskop (samping)

argillicKenampaka mineral SmectiteBawah : megaskopisSamping : mikroskopis

ALTERASI ARGILIK

ALTERASI ARGILIK

Advanced argillic

dicirikan oleh kehadiran himpunan mineral pirofilit + diaspor ±andalusit ± kuarsa ± tourmalin ± enargit-luzonit (untuk temperaturtinggi, 250-350°C), atau

himpunan mineral kaolinit + alunit ± kalsedon ± kuarsa ± pirit (untuktemperatur rendah, <180°C).

Advanced argillicKenampaka mineral AlunitBawah : megaskopisSamping : mikroskopis

Advanced argillicKenampaka mineral PirofilitBawah : megaskopisSamping : mikroskopis

Kenampakan megaskopis mineral diaspor (atas)Kenampakan mikroskopis (samping)

Tipe skarn

Terdapat mineralogi yang sangat umum yang sering didapatkan pada batuanskarn, yaitu kelompok garnet, piroksen, amfibol, epidot dan magnetit.

Mineral lain yang umum adalah wolastonit, klorit, biotit dan kemungkinanvesuvianit (idokras).

Amfibol umumnya hadir pada skarn sebagai mineral tahap akhir yang meng-overprint mineral-mineral tahap awal. Aktinolit (CaFe) dan tremolit (CaMg) adalah mineral amfibol yang paling umum hadir pada skarn.

Jenis piroksen yang sering hadir adalah diopsid (CaMg) dan hedenbergit(CaFe).

Terbentuk pada fluida yang mempunyai salinitas tinggi dengan temperaturtinggi (sekitar 300°-700°C).

Aktinolit pada skarnFoto atas : megaskopisFoto samping :mikroskopis

Garnet

Mineral garnet pada skarnFoto atas : megaskopisFoto samping : mikroskopis

Kenampakan megaskopis Mineral wolastonit (atas)Foto mikroskopis wolastonit (samping)

Tipe Greisen

Himpunan mineral pada greisen adalah kuarsa- muskovit (atau lipidolit)dengan sejumlah mineral asesori seperti topas, tourmalin, dan fluorit

Topas: kiri megaskopis, kanan mikroskopis

Muskovit : Kanan megaskopis, kiri mikroskopis

Kenampakan megaskopis Tourmalin (atas)Kenampakan mikroskopis Tourmalin (samping)

Kasiteritr

POLA ALTERASI

• PERVASIVEPenggantian seluruh atau sebagian besar mineralpembentuk batuan

• SELECTIVELY PERVASIVEProses ubahan hanya terjadi pada mineral-mineral tertentu pada batuan. misalnya klorit pada andesit hanya mengganti piroksen saja.

• NON-PERVASIVE

INTENSITAS ALTERASI

• TIDAK TERUBAH• LEMAH• KUAT• INTENS• TOTAL

1

3

2

2

4

3

1

TAK SIMETRIS

Terimakasih