Alterasi-Hidrotermal

Pemodelan Cebakan Bijih – 1

ALTERASI BATUAN Oleh : Sufriadin

1. PENDAHULUAN

Ada dua jenis alterasi batuan yang umum yaitu “hypogene” dan “supergene”. Alterasi

hypogene dibentuk oleh adanya aksi larutan hidrotermal, sedangkan alterasi supergene

dihasilkan dari adanya perkolasi air meteorik (air permukaan atau air tanah) yang bereaksi

dengan batuan yang dilewatinya.

Studi alterasi mineral sangat bermanfaat dalam hal : a) memahami kondisi dan evolusi

larutan pembentuk bijih, b) berguna dalam melakukan eksplorasi mineral, dan c)

menghasilkan mineral yang dapat dipakai untuk memperoleh “radiometric dating” pada

batuan samping.

Alterasi didefenisikan sebagai proses perubahan komposisi mineral, kimia dan tekstur

batuan yang dihasilkan oleh interaksi antara fluida panas dengan batuan yang dilaluinya.

Pada dasarnya, fluida panas tersebut atau yang disebut larutan hidrotermal secara kimia

bereaksi dengan batuan samping sehingga terjadi perubahan kesetimbangan. Proses ini

akan menghasilkan kumpulan mineral baru agar kesetimbangan kimia tercapai kembali pada

kondisi tertentu. Penggantian komponen kimia antara fluida dan batuan samping disebut

metasomatism. Sejumlah faktor yang mengendalikan proses alterasi adalah :

1. Karakter batuan samping

2. Komposisi fluida

3. Temperatur dan tekanan

4. Konsentrasi, aktifitas dan potensial kimia fluida seperti H+, CO2, O2, K+, S2 dst.

Aksi fluida hidrotermal pada batuan samping dapat berupa infiltrasi atau difusi kimia.

Sirkulasi hidrotermal umumnya melibatkan fluida dalam jumlah besar yang melewati volume

batuan tertentu. Jadi hubungan antara H2O dan batuan dan intesitas alterasi merupakan

fungsi dari nisbah air terhadap batuan (water/rock ratio). Rasio air/batuan pada sistem

hidrotermal umumnya berkisar antara 0,1 – 4.


2. REAKSI-REAKSI KIMIA ANTARA FLUIDA DAN BATUAN SAMPING Reaksi yang penting dalam proses alterasi mineral/batuan adalah sebagai berikut : (1)

hidrolisis, (2) hidrasi – dehidrasi, (3) metasomatism alkali-alkali tanah, (4) dekarbonasi, (5)

silikasi, (6) silisifikasi, (7) oksiadasi – reduksi, dan sejumlah reaksi lain seperti karbonatisasi,

desulfidasi, sulfidasi dsb.

Hidrolisis atau metasomatisme ion hidrogen merupakan fenomena yang sangat penting

karena melibatkan dekomposisi H2O menjadi H+ dan OH- . Pada alterasi hidrotermal, H+

(atau OH-) dikonsumsi oleh mineral silikat selama reaksi, sehingga rasio H+/OH- berubah.

Contoh reaksi hidrolisis adalah sebagai berikut :

3KAlSi3O8 + 2H+ (aq) KAl3Si3O10(OH)2 + 6SiO2 + 2K+ (aq) K-feldspar Muscovite Quartz

(sericite)

Hidrasi merupakan reaksi perpindahan molekul air dari fluida ke mineral, sedangkan

dehidrasi adalah sebaliknya. Contoh reaksi hidrasi yang penting adalah pembentukan

mineral serpentin dari olivin pada dasar laut. Persamaan reaksinya sebagai berikut :

2Mg2SiO4 + 2H2O + 2H+ Mg3Si2O5(OH)4 + Mg2+ Olivin Serpentin

Reaksi hidrasi yang paling umum pada temperatur rendah yakni ubahan hematite menjadi

goethite. Raaksinya adalah :

Fe2O3 + 3H2O 2Fe(OH)3 Hematite Goethite

Dehidrasi biasanya terjadi akibat temperatur atau tekanan meningkat di sekitar kumpulan

alterasi. Contoh reaksinya adalah :

Al2Si2O5(OH)4 + 2SiO2 Al2Si4O10(OH)2 + H2O Kaolinite Pyrophyllite

Metasomatisme alkali dan alkali tanah juga penting, sebagai contoh metasomatisme Mg

dapat menghasilkan dolomit dari batugamping.


2CaCO3 + Mg2+ (aq) CaMg(CO3)2 + Ca2+ (aq) Calcite Dolomite

Metasomatisme alkali juga dapat menyebabkan pengaturan kembali komposisi feldspar

seperti reaksi berikut ini :

KAlSi3O8 + Na+ NaAlSi3O8 + K+ K-feldspar Albite

Reaksi dekarbonasi pada pusat pembentukan skarn menghasilkan silikat dan oksida akibat

pelepasan CO2 dan batugamping-dolomit. Reaksinya adalah :

CaMg(CO3)2 + 2SiO2 (CaMg)Si2O6 + 2CO2 Dolomite Kuartz Diopside

Silisifikasi dan silikasi juga umum dijumpai pada alterasi mineral. Kedua kata ini mempunyai

arti yang berbeda. Silisifikasi adalah proses penambahan silika seperti kuarsa atau

polimorfnya. Sedangkan silikasi adalah proses konversi atau penggantian mineral oleh

silikat. Contoh silisifikasi yang terjadi pada batugamping :

2CaCO3 (c) + SiO2 (aq) + 4H+ 2Ca2+ + SiO2 (c) + 2H2O

Kalsit Kuarsa

Silikasi yang terjadi pada kontak metamorfisme seperti reaksi di bawah ini :

CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2

Kalsit Silika Wallastonit 3. TIPE-TIPE ALTERASI MINERAL

Pembagian jenis alterasi mineral didasarkan pada : a) komposisi kimia, b) kumpulan mineral

dan c) lingkungan pembentukan. Meyer & Hemley, 1967 menggunakan diagram segitiga

ganda atau dikenal dengan nama diagram ACF-AKF untuk mengklasifikasikan tipe-tipe

alterasi (Gambar 1.). Selanjutnya Hedenquist dkk, 1987 membuat klasifikasi mineral alterasi

berdasarkan kumpulan mineral utama, temperatur pembentukan dan sifat kimia fluida

(Tabel 1.).


Kumpulan Advance Argillik Kumpulan Serisitik Kumpulan Intermedit Argillik

A (kaol,dik, pyrop) A ( topaz, tourm) A (kaol, holloy.)

Serisit Serisit Serisit Alunit pengit mont. Na, C Na, C Na, C K K K chl. F pyrite F pyrite F pyrite

Kumpulan Potassik Kumpulan Propylitik

A A

Serisit Serisit mont. epidote zeolit Na, chl. C calcite Na, C calcite K K Chl biotite ankerite ankerite F pyrite F pyrite

Gambar. 1. Kumpulan alterasi mineral pada batuan samping diplot pada diagram ACF dan AKF: A = Al2O3 ; C = CaO ; K = K2O + Na2O dan F = FeO + MgO + MnO. Chl = klorit, (Meyer & Hemley, 1967).

Alterasi Potasik

Tipe alterasi potasik atau K-silikat menunjukkan adanya penambahan kalium atau

rekristalisasi K-feldspar pada batuan dengan atau tanpa biotit atau serisit. Mineral-mineral

tambahan berupa anhidrit, apatit, kalsit, scheelit, kalkopirit, molibdenit, pirit, magnetit atau

hematit. Penggantian hornblende atau klorit oleh biotite dan plagioklas oleh K-feldspar

memerlukan penambahan kalium.

Alterasi potasik umumnya berkembang pada sistem porphyry dan epithermal yang

terbentuk pada zona inti dengan temperatur tinggi. Alterasi potasium silikat terjadi akibat

penggantian mineral plagioklas dan silikat mafik pada kisaran temperatur 450 – 600o C.

Kumpulan mineral yang umum adalah : K-feldspar – biotite – kuarsa, K-feldspar – klorit, K-

feldspar – biotite – magnetite. Alterasi potasik dapat dilihat pada Gambar 2.


Tabel …1. Klasifikasi alterasi mineral pada endapan hidrotermal (Hedenquist, dkk, 1987) Tipe Alterasi Mineral Utama Mineral

Tambahan Perkiran

Temperatur Kimia Fluida

Argillic Sericitic (Phyllic) Propylitic Inner Propylitic Potassic Advanced Argillic (low temp.) Advance Argillic (high temp.)

Smectite atau Interlayered Illite Smectite (11-14 A) Sericite (illite) Quartz Epidote Epidote, Actinolite Epidote, K-feldspar, Magnetite Kaolinite, Alunite Pyropyllite, diaspore, Andalusite

Sulphides, Zeolite, Quartz, Calcite Sulphides, Oxides, Kaolinite (<11A) Chlorite, illite (10A), Sulphides Chlorite, illite (10A) Chlorite, muscovite Chalcedony, Cristobalite, Quartz, pyrite Quartz, Sulphides, Tourmaline, Enargite

< 200 o C > 220 o C > 250 o C > 300 o C > 320 o C < 180 o C Biasanya > 250 o C, namun kadang sampai > 350 o C

pH netral, Aktifitas sedang (aCa++/aH+

pH netral, namun aktifitas aH+ dan aK+ meningkat pH netral, aCa++/aH+ relatif tinggi. Sama seperti di atas pH netral, aK+/aH+ relatif tinggi. pH asam pH asam

Gambar 2. Kenampakan megaskopis alterasi potasik.


Alterasi Propylitik

Istilah “propyllitic” pertama kali digunakan oleh von Richtofen yang diadopsi oleh Becker

1882 (Meyer & Hemley, 1967) untuk andesit terubah di Camstock Lode, Nevada – USA.

Alterasi ini dicirikan oleh adanya penambahan H2O, CO2, serta sedikit Sulfur. Kumpulan

mineral yang khas terdiri dari epidot, klorit, karbonat, albit, K-peldspar dan pirit. Setempat

dapat dijumpai serisit, Fe-oksida, montmorilonit dan zeolit. Zona alterasi propylitik umumnya

cukup luas sehingga tipe alterasi ini sangat berguna sebagai petunjuk adanya mineralisasi

dalam program ekplorasi cebakan mineral. Propylitisasi ini dapat dibagi lagi menjadi

beberapa sub grup berdasarkan dominasi mineralnya yaitu : kloritisasi, albitisasi, dan

carbonatisasi. Kenampakan alterasi propylitik seperti Gambar 3.

Gambar 3. Alterasi propylitik pada granodiorit.

Alterasi Phyllic (serisitik)

Alterasi serisitik dicirikan oleh kumpulan mineral kuarsa-serisit-pirit (QSP). Fasa mineral

yang berasosiasi dengan tipe alterasi ini adalah K-feldspar, kaolinit, kalsit, biotit, rutil,

anhidrit, dan apatit. Serisit merupakan mika putih dioktahedral yang berbutir halus

(muskovit, paragonit, fengit, fusit, roskulit). Kenampakan megaskopis alterasi fillik dapat

dilihat pada Gambar 4. Skema alterasi serisit (QSP) dapat dilihat pada Gambar 5.


Gambar 4. Kenampakan megaskopis alterasi fillik.

Mineral Baru Kuarsa

H+ K Mika putih

K-peldspar

Kuarsa

H+ + OH- K,C Na

Mika Putih

Plagioklas Kalsit

Kuarsa

H+ , S K, Mg, Ti, Fe

Mika Putih

Biotit Klorit

Kuarsa

Fe, S Pirit

Mo, S Molibdenit

Cu, Fe, S Kalkopirit

Gambar 5. Skema reaksi alterasi fillik atau kuarsa-serisit-pirit ( Firajno, 1992)


Alterasi Argillik

Istilah alterasi argillik pertama kali diperkenalkan oleh Lovering (1940). Tipe alterasi ini

dicirikan oleh pembentukan mineral lempung akibat adanya intensitas metasomatisme H+

pada temperatur antara 100 dan 300o C. Alterasi argillik ke arah dalam bergradasi dengan

zone fillik, sedangkan ke arah luar dengan propylitik. Mineral lempung terutama

menggantikan plagioklas dan mafik (hornblende, biotit), (Gambar 6).

Istilah intermediate argillic (pH netral) digunakan bila kumpulan mineralnya berupa

montmorilonit, illite, klorit, kaolin grup dan sedikit serisit. Sedangkan advance argillic (pH

asam) bila mineralnya berupa diktit, kaolinit, pyrofilit, barite, alunit dan diaspore. Tipe

alterasi ini dapat dijumpai pada sistem porphyry.

Gambar 6. Kenampakan megaskopis alterasi argillic

Tabel 2. Kumpulan mineral-mineral ubahan, terminologi dan lingkungan pembentukan

(Thompson, 1995)

Kumpulan Mineral

( Hurup Miring: Mineral Kunci )

Standard Terminologi

Lingkungan Pembentukan

HUBUNGAN INTRUSI

Biotite (plogofit), K-feldspar (ortoklas), magnetit, kuarsa, anhidrit, albit-sodik plag. Aktinolit, rutil, apatit, serisit, klorit, epidot

Potassic ( kaya biotit ), K-silicate, biotitic

Umumnya terbentuk pada inti cebakan tembaga porfiri, terutama pada batuan intrusi yang lebih mafik (diorit, monzonit, granodiorit) atau batuan samping berupa vulkanik mafik – intermedit. Dapat membentuk zona alterasi melingkar.


K – feldspar ( ortoklas atau mikroklin), kuarsa, albit, muskovit, anhidrit, epidot.

Potassic, K – silicate

Terdapat pada inti sistem porfiri, terutama batuab intrusi asam (granodiorit-monzonit kuarsa, granit, syenit).

Albit ( Na-plag), actinolit, clinopiroksin (diopsid) kuarsa, magnetit, titanit, klorit, epidot,skapolit

Sodic, sodic – calcic

Terbentuk bersama dengan mineralisasi minor pada bagian lebih dalam system porfiri dan berasosiasi dengan intrusi basa ( alkalin)

Serisit ( muskovit – ilit), kuarsa, pirit, klorit, hematit, anhidrit

Phyllic, sericitic

Umumnya terbentuk mengelilingi inti cebakan porfiri, dapat tumpang tindih dengan alterasi potassic sebelumnya.

Serisit ( ilit – smektit), klorit, kaolinit (diktit), montmorilonit, kalsit, epidot, pirit

Intermediate argillic, sericite – chloritr – clay (SCC), argillic

Umumnya terbentuk akibat kendali struktur dan overprint dengan tipe alterasi lainnya. Argillic terbentuk pada atau mengelilingi struktur pada bagian atas sistem porfiri.

Pyrofilit, kuarsa, serisit, andalusit, diaspor, korundum, alunit, topaz, turmalin, pirit, hematit

Advance argillic

Alterasi kuat, terutama pada bagian atas sistem porfiri, namum bisa membentuk envelop pada urat yang kaya pirit dan saling memotong dengan tipe alterasi lainnya.

Topaz, muskovit, kuarsa, turmalin

Greisen Merupakan alterasi temperatur tinggi yang terbentuk secara lokal dan berasosiasi dengan granit dan mineralisasinya

Garnet, klinopiroksen, wallastonit, aktinolit, tremolit, vesuvianit, epidot

Calcic skarn

Umumnya membentuk zona pnggantian pada bt. Samping (khas pada bt.gamping atau bt. Vulkanik basa – intermedit – exoskarn), atau pada intrusi (endoskarn). Andradit dan diopsid terjadi dalam kumpulan oksidasi yang berhubungan dengan sistem tembaga porfiri ; grossular dan hedenbergit lebih umum pada skarn reduksi (Au,W dan Sn)

Forsterit-diopsid atau serpentin – talk, kalsit,

Magnesium skarn

Magnesium skarn berkembang sebagai penggantian matasomatik pada


magnetit, tremolit

bt.gamping dolomitan. Magnesium skarn suhu tinggi dicirikan oleh forsterit dan diopsid dan magnesium skarn suhu rendah mengandung serpentin dan talk, baik yang terbentuk sebagai retrograde mineral setelah forsterit dan cpx.

kalsit, klorit, hematit, ilit-smektit, montmorilonit-nontronit, pirit

Retrograde skarn

Umumnya mengganti alterasi skarn sebelumnya, namum dapat juga mempengaruhi batuan samping (bt.gamping)

Klorit, epidot, albit, kalsit, aktinolit, serisit, lempung, pirit

Propylite

Umumnya membentuk zona alterasi bagian luar pada sistem porfiri dengan kedalaman sedang – dalam. Pada bbrp sistem, alterasi propilit memnetuk zona dari bagian dalam yang kaya aktinolit ke bagian luar yang kaya epidot.

HUBUNGAN INTRUSI – EPITHERMAL SULFIDASI TINGGI

Kuarsa, rutil, alunit, natif sulfur, barit, hematit, pirit, jarosit

Vuggy silica, vuggy quartz

Khas terbentuk pada zona struktur atau sebagai penggantian pada batuan permeabel, biasanya pada inti zona alterasi advance argillic. Hal ini dapat terjadi pada batian atas sistem porfiri (telescoped) juga umum pada level lebih tinggi ( epithermal)

Kuarsa, kalsedon, alunit, barit, pirit, hematit

Silicic

Merupakan penambahan silika pada batuan, akibat proses penggantian, atau pengisian, membentuk vug selama pelindian. Silisifikasi umum terjadi pada sistem sulfidasi tinggi pada porfiri – epithermal. Kadang dikacaukan dengan urat kuarsa stockwork pada top cebakan porfiri.

Kuarsa, kaolinit/dicktit, alunit, diaspore, pyrofilit, rutil, zunyit, alumino posfat- sulfat, native sulfur, pirit, hematit

Advance argillic – acid sulphate

Membentuk zona luas pada bagian atas sistem porfiri; juga pada cebakan epitermal sulfidasi tinggi.

Kaolinit/dicktit,

Argillic,

Terdapat sebagai zona alterasi antara


montmorrilonit, ilit-smektit, kuarsa, pirit

intermediate argillic

advance argillic dan propilitik; terutama pada High sulfidation epithermal.

Kalsit, klorit, epidot, albit, serisit, lempung, pirit

Propylitic

Terdapat pada zona alterasi ekstensif bagian luar pada suatu sistem dengan kedalaman > 500 m

EPITHERMAL SULFIDASI RENDAH – GEOTHERMAL

Kuarsa, kalsedon, opal, pirit, hematit

Silicic

Penggantian yang kuat oleh mineral silika pada batuan. Dapat terbentuk baik pada epithermal ataupun sistem geothermal sebagai ubahan batuan samping sekitar rekahan dan urat atau zona permeabel, biasanya pada level yang dangkal. Juga membentuk zona penggantian di bawah advance argillic.

Ortoklas (adularia), kuarsa, serisit – ilit, pirit

Adularia

Bervariasi dari alterasi bt. Samping di sekitar vein, fracture dan zona permeabel pada penggantian plag. Secara selektif pada alteration envelopes. Umum pada epitermal dan geotermal sistem dengan ked. Dangkal – sedang; penggantian secara kuat oleh adularia sulit dibedakan dengan silisifikasi.

Serisit (muskovit), illit – smektit, montmorilonit, kaolinit, kuarsa, kalsit, dolomit, pirit

Sericitic, argillic

Terbentuk sebagai ubahan bt.samping di sekitar vein dan zona penggantian pada batuan permeabel. Dpt. Menunjukkan urut-urutan dari serisit ke mixed layer clay yang menjauhi zona mineralisasi. Zona laterasi mineral karbonat pada bagian atas sistem ini mencerminkan adanya kondensasi gas CO2 dari bawah. Karbonat merupakan mineral ubahan penting pada base-metal system.

Kuarsa, kalsit

Silica - carbonate

Penggantian bt. Ultramafik pada bag. Dangkal dari sistem geotermal.

Kalsit, epidot, wairakite,

Propylitic, zeolitic

Ubahan ekstensif secara regional


klorit, albit, ilit – smektit, montmorilonit, pirit

alteration pada sistem epi/geotermal. Perubahan mineralogi dari zeolit ke kumpulan propilitik menunjukan adanya peningkatan suhu dan kedalaman. Konsentrasi CO2 juga mempengaruhi kestabilan zeolit.

MESOTHERMAL

Kalsit, ankerit, dolomit, kuarsa, muscovit, klorit, pirit, pyrotit

Carbonate

Alterasi batuan samping pada dan sekitar vein atau shear zones, dan penggantian secara ekstensif bt. Ultramafik ke mafik. Alterasi yang kaya karbonat tidak selalu disertai mineralisasi.

Klorit, muskovit, kuarsa, aktinolit, pyrit, pyrotit

Chloritic

Alterasi batuan samping pada dan sekitar vein dan shear zones, terutama bt. Vulkanik mafik dan vulkanik klastik

Biotit, klorit, kuarsa, pirit, pyrotit

Biotitic

Alterasi batuan samping pada atau sekitar vein dan shear zones, terutama pada batuan sedimen.

SEDIMENT – HOSTED GOLD

Kuarsa, pirit, hematit

Jasperoid

Penggantian sempurna bt.gamping, dan kadang batuan lainnya oleh kuarsa ukuran halus, sering berasosiasi dengan breksiasi. Jasperoid dapat membentuk sbg zona luas, atau sbg. Tubuh kecil yang berhubungan dengan cebakan Au pada bt. Sed (Carlin-type) dan zona ubahan atas atau luar yang berasosiasi dengan skarn/sulfida. Kedalaman pembentukan > 2 km.

VOLCANOGENIC MASSIVE SULPHIDE

Serisit, kuarsa, pirit, klorit, andalusit, klaritoid.

Sericitic

Penggantian secara pervasif batuan pada footwall di bawah lensa-lensa sulfida massif; terkonsentrasi pada zona stockwork namun dapat


menyebar secara luas. Paling umum pada bt. Vulkanik menengah – asam, juga dapat mengganti satuan-satuan yang lebih basa pada suhu rendah. Andalusit dan kloritoid terbentuk pada zona alterasi yang termetamorfiskan.

Klorit, kuarsa, serisit, pirit, kordierit, biotit

Chloritic Penggantian secara pervasif batuan pada footwall di bawah cebakan sulfida massif; klorit kaya Fe terbentuk pada inti zona stockwork. Kordierit +/- biotit umum pada zona alterasi mineral kaya Mg-Fe yang termetamorfiskan.

Alterasi-Hidrotermal

Documents

Transcript of Alterasi-Hidrotermal