Artikel (Endapan Hidrothermal)

Laboratorium Endapan Mineral 2013

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Batuan yang mengandung satu atau lebih mineral logam (metallic mineral)

yang akan memiliki nilai ekonomis jika ditambang dinamakan Ore Mineral atau

mineral bijih. Suatu endapan dikatakan bijih sebenarnya dilihat dari nilai

ekonomisnya, bila harga pengolahan dan harga pasaran berfluktuasi, suatu saat

endapan mineral dikatakan sebagai bijih dan di saat lain bukan lagi. Pada saat

ekstraksi didapatkan bahan logam dan juga bahan gangue yang tidak memiliki nilai

ekonomis. Proses ekstraksi tersebut menghasilkan timbunan limbah (tailing).

Suatu endapan mineral akan terbentuk oleh serangkaian proses yang mengubah

kondisi suatu batuan menjadi suatu endapan dengan kandungan mineral bijih yang

disebut proses ubahan (alteration). Proses tersebut akan menghasilkan mineral logam

(metalic mineral) dan mineral ubahan (alteration mineral), struktur serta tekstur

batuan yang berubah karenanya.

Kebanyakan bijih di dunia ini yang ditambang adalah berasal dari mineral

bijih yang diendapkan oleh larutan hidrotermal. Asal larutan hidrotermal masih sulit

dipecahkan. Beberapa larutan berasal dari pelepasan air yang terkandung dalam

magma saat magma naik dan mendingin. Lainnya berasal dari air meteorik atau air

laut yang bersirkulasi dalam kerak. Endapan mineral yang terbentuk oleh air laut

yang terpanaskan aktifitas vulkanisme, dan endapannya berbentuk senyawa sulfide,

yang dinamakan volcanogenic massive sulfide deposits.

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk mengetahui jenis-

jenis tipe endapan hydrothermal beserta tipe-tipe alterasi dan contoh logam yang

bernilai ekonomisnya.

Nama : Evans Kristo Salu 1NIM : 111.110.075Plug : 6


BAB II

ISI

II.1 Pengertian Alterasi Hidrothermal

Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang sangat kompleks yang

melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh

interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-

kimia. Proses alterasi merupakan suatu bentuk metasomatisme, yaitu pertukaran

komponen kimiawi antara cairan-cairan dengan batuan dinding (Pirajno, 1992).

Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya batuan

dinding), akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral

ubahan (mineral alterasi), maupun fluida itu sendiri (Pirajno, 1992, dalam Sutarto,

2004).

Alterasi hidrotermal akan bergantung pada :

a. Karakter batuan dinding.

b. Karakter fluida (Eh, pH).

c. Kondisi tekanan dan temperatur pada saat reaksi berlangsung (Guilbert dan Park,

1986, dalam Sutarto, 2004).

d. Konsentrasi.

e. Lama aktivitas hidrotermal (Browne, 1991, dalam Sutarto, 2004).

Walaupun faktor-faktor di atas saling terkait, tetapi temperatur dan kimia

fluida kemungkinan merupakan faktor yang paling berpengaruh pada proses alterasi

hidrotermal (Corbett dan Leach, 1996, dalam Sutarto, 2004). Henley dan Ellis (1983,

dalam Sutarto, 2004), mempercayai bahwa alterasi hidrotermal pada sistem epitermal

tidak banyak bergantung pada komposisi batuan dinding, akan tetapi lebih dikontrol

oleh kelulusan batuan, tempertatur, dan komposisi fluida.

Sistem hidrotermal dapat didifinisikan sebagai sirkulasi fluida panas (50°

sampai >500°C), 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:

a. Skarn : Cu,Au,Fe. Contoh Ertzberg complex

b. Porfiri : Cu, Au, Mo . Contoh di Grasberg, Batuhijau

c. Greisen : Sn, W. Contoh di P.Bangka

d. Epitermal (low and high sulphidation type, Carlyn type) : Au, Cu, Ag, Pb. Contoh

di Pongkor, M.Muro

e. Massive Sulphide Volcanogenic : Au, Pb, Zn. Contoh Wetar

II.2 Kelompok Endapan Hidrothermal

II.2.1 Skarn

II.2.1.1 Komposisi Umum

Secara umum, kuarsa dan kalsit selalu hadir dalam semua jenis skarn.

Sedangkan mineral lain hanya hadir pada jenis skarn tertentu seperti talk, serpentine,

dan brusit yang hadir hanya pada skarn tipe magnesian.

II.2.1.2 Genesa dan Proses

Sebagian besar skarn deposit secara langsung berhubungan dengan aktivitas

pembekuan batuan beku sehingga terdapat hubungan antara komposisi skarn dengan



komposisi batuan beku. Karakteristik penting lainnya diantaranya tingkat oksidasi,

ukuran, tekstur, kedalaman, maupun seting tektonik dari masing-masing pluton.

Skarn dapat terbentuk selama metamorfisme kontak atau regional. Selain itu

juga dari berbagai macam proses metasomatisme yang melibatkan fluida magmatik,

metamorfik, meteorik, dan yang berasal dari laut. Skarn dapat ditemukan di

permukaan sampai pluton, di sepanjang sesar dan shear zone, di sistem geotermal

dangkal, pada dasar lantai samudra maupun pada kerak bagian bawah yang tertutup

oleh dataran hasil metamorfisme burial dalam. Skarn dibagi menjadi endoskarn dan

eksoskarn dengan didasarkan pada jenis kandungan protolit.

II.2.1.3 Tektonik Setting

Klasifikasi tektonik yang sangat berguna dari deposit skarn seharusnya

mengelompokkan tipe skarn yang pada umumnya berada bersama dan

membedakannya yang secara khusus terdapat dalam tektonik setting yang khusus.

Sebagai contohnya, deposit skarn calcic Fe-Cu sebenarnya hanyalah tipe skarn yang

ditemukan dalam wilayah busur kepulauan samudra. Banyak dari skarn ini juga

diperkaya oleh Co, Ni, Cr, dan Au. Sebagai tambahan, beberapa skarn yang

mengandung emas yang bernilai ekonomis muncul dan telah terbentuk pada back arc

basin yang berasosiasi dengan busur volkanik samudra (Ray et al., 1988). Beberapa

kenampakan kunci yang menyusun skarn tersebut terpisah dari asosiasinya dengan

magma dan kerak yang lebih berkembang adalah yang berasosiasi dengan pluton

yang bersifat gabbro dan diorit, endoskarn yang melimpah, metasomatisme yang

tersebar luas dan ketidakhadiran Sn dan Pb.

Kebanyakan deposit skarn berasosiasi dengan busur magmatik yang berkaitan

dengan subduksi dalam kerak benua. Komposisi pluton berkisar dari diorit sampai

granit walaupun pada dasarnya memiliki perbedaan diantara tipe skarn logam yang

muncul untuk mencerminkan lingkungan geologi setempat (kedalaman formasi, pola

struktural dan fluida) lebih pada perbedaan pokok dari petrogenesis (Nakano,et al.,

1990). Sebaliknya, skarn yang mengandung emas pada lingkungan ini berasosiasi

dengan pluton yang tereduksi secara khusus yang mungkin mewakili sejarah geologi



yang khusus. Beberapa Skarn, tidak berasosiasi dengan subduksi yang berkaitan

dengan magmatisme. Pluton yang berkomposisi granit, pada umumnya mengandung

muskovit dan biotit primer, megakristal kuarsa berwarna abu-abu gelap, lubang-

lubang miarolitik, alterasi tipe greisen, dan anomali radioaktif. Skarn yang

terasosiasi, kaya akan timah dan fluor walaupun induk dari elemen lain biasanya

hadir dan mungkin penting secara ekonomis. Perkembangan rangkaian ini termasuk

W, Be, B, Li, Bi, Zn, Pb, U, F, dan REE.

II.2.1.4 Ciri Alterasinya

Skarn merupakan batuan yang tersusun oleh silikat Ca-Fe-Mg-Mn yang

terbentuk oleh penggantian batuan kaya karbonat selama proses metamorfisme

regional ataupun kontak dan metasomatisme (Einaudi et al., 1981), sebagai respons

pada intrusi batuan beku dari bermacam-macam komposisi. Umumnya berasosiasi

dengan mineral magnetit, hematit.

Alterasi ini terbentuk akibat kontak antara batuan sumber dengan batuan

karbonat, zona ini sangat dipengaruhi oleh komposisi batuan yang kaya akan

kandungan mineral karbonat. Pada kondisi yang kurang akan air, zona ini dicirikan

oleh pembentukan mineral garnet, klinopiroksin dan wollastonit serta mineral

magnetit dalam jumlah yang cukup besar, sedangkan pada kondisi yang kaya akan

air, zona ini dicirikan oleh mineral klorit,tremolit – aktinolit dan kalsit dan larutan

hidrotermal. Garnet-piroksen-karbonat adalah kumpulan yang paling umum dijumpai

pada batuan induk karbonat yang orisinil (Taylor, 1996, dalam Sutarto, 2004).

Amfibol umumnya hadir pada skarn sebagai mineral tahap akhir yang menutupi

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).



II.2.1.5 Contoh Lokasi

Salah satu lokasi penambangan bahan galian logam dengan tipe endapan

skarn adalah Ertzberg complex, PT. Freeport Indonesia di Papua.

II.2.1.6 Contoh Komiditi Logam

Contoh komoditi logam yang dapat ditambang dari endapan skarn adalah

tembaga, nikel, emas, dan krom.

Gambar 1. Contoh Endapan Skarn



II.2.2 Porfiri


Endapan porfiri adalah suatu endapan primer (hipogen) yang berukuran relatif

besar dengan kadar rendah sampai medium, Pada umumnya dikontrol oleh struktur

geologi, secara spasial dan genetik berhubungan dengan intrusi porfiritik felsik

sampai dengan intermediet.

Komposisi mineralogi suatu endapan porfiri secara umum cukup bervariasi.

Kehadiran pirit (FeS2) sebagai mineral sulfida yang dominan dapat mencirikan

endapan porfiri Cu, Cu-Mo dan Cu-Au (Ag), yang menunjukkan tingginya porsi

sulfur yang terdapat dalam endapan. Sebaliknya, pada endapan porfiri Sn, W dan Mo

akan memperlihatkan kandungan sulfur dan mineral-mineral sulfida yang rendah,

dimana kehadiran mineral-mineral oksida akan lebih dominan.


Berasosiasi dengan intrusi dengan kedalaman dangkal sekitar1-4 km.

Terbentuk pada bagian inti yang paling dekat dengan kontak dengan intrusi.


Metallogenic Province yang relatif memanjang dan dangkal yang berasosiasi

dengan sabuk (jalur) orogenik.

a. Endapan tembaga porfiri : andesitic stratovolcanoes yang berhubungan dengan

subduksi pada tatanan tektonik busur kepulauan dan busur benua.

b. Endapan molibdenum porfiri : an-orogenic batuan granit yang terbentuk pada

kerak benua, khususnya pada zona regangan.

Beberapa endapan Porfiri Mo, Porfiri W-Mo dan Porfiri Sn terbentuk pada kerak

benua yang sangat tebal yang berhubungan dengan collision.




Sisi terdalam (inner zone) umumnya zona potasikl yang dicirikan oleh

kehadiran biotite dan/atau K-feldspar (± amphibole ±magnetite ±anhydrite). Sisi

terluar (outer zone) umumnya merupakan alterasi propilitik yang mengandung quartz,

chlorite, epidote, calcite and, locally, albite berasosiasi dengan pyrite. Zona-zona

phyllic alteration (quartz +sericite + pyrite) dan argillic alteration (quartz + illite +

pyrite ± kaolinite ±smectite ± montmorillonite ± calcite) dapat terbentuk sebagai

zona-zona yang erletak diantara zona potasik and propilik.



skarn adalah Distrik Grassberg, PT. Freeport Indonesia di Papua.


Contoh komoditi logam yang dapat ditambang dari endapan porfiritik adalah

Tembaga Porfiri dan Deposit Emas Porfiri.

II.2.3 Greisen


Greisen merupakan istilah yang definisikan sebagai suatu agregat granoblastik

kuarsa dan muscovit (atau lepidolit) dengan mineral aksesoris antara lain topaz,

tourmalin dan flourite yang dibentuk oleh post-magmatik alterasi metasomatik dari

granit (Best, 1982; Stemprok, 1987).


Sistem endapan greisen merupakan sistem endapan bijih yang terbentuk pada

fase post magmatik suatu pembekuan magma. Fase post magmatik merupakan fase



dimana batuan sudah membeku dan mengahasilkan fluida sisa pembekuan magma

yang didominasi fase gas, kemuadian fluida inilah yang akan bereaksi dengan batuan

samping. Proses ini juga diistilahkan sebagai fase Penumatolitis.


Berada/berasosiasi dengan jalur magmati yang dibentuk oleh interaksi

konvergen lempeng berupa subduksi dimana interaksi lempeng subduksi ini

menghasilkan leburan magma yang pada fase akhir membentuk larutan sisa magma

(larutan hydrothermal) yang kemudian keluar ke permukaan bumi melalui rekahan-

rekahan yang kemudian berasosiasi dengan batuan-batuan samping dnegan syarat

tertentuk akan membentuk endapan greisens.


Himpunan mineral pada greisen adalah kuarsa-muskovit (atau lipidolit)

dengan sejumlah mineral asesori seperti topas, turmalin, dan florit yang dibentuk oleh

alterasi metasomatik post-magmatik granit (Best, 1982, Stempork, 1987, dalam

Sutarto, 2004).


Contoh lokasi terdapatnya endapan greisens adalah di Pulau Bangka.


Endapan timah primer merupakan endapan timah yang biasanya berkaitan

dengan intrusi batuan beku granit dan biasanya endapan ini terbentuk dalam sistem

endapan greisen



Gambar 2. Contoh Endapan Greisen

Gambar 3. Skema Model Endapan Greisen



II.2.4 Epitermal (low and high sulphidation type, Carlyn type)


Endapan epithermal merupakan terbentuk pada kedalaman yang dangkal dari

suatu sistem hidrothermal (50 s/d 150 m) pada bentangan temperatur (150° s/d 300°).

Berdasarkan mineral-mineral alterasi dan mineral bijih-nya, terdapat 2 (dua) sub-type,

yaitu: Epithermal High Sulphidation & Epithermal Low Sulphidation.

Epithermal High Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem magmatic-

hydrothermal yang didominasi oleh fluida hidrotermal yang asam, dimana terdapat

fluks larutan magmatik dan vapor yang mengandung H2O, CO2, HCl, H2S, and SO2,

dengan variable input dari air meteorik lokal.

Epithermal Low Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem geothermal yang

didominasi oleh air klorit dengan pH near-neutral, dimana terdapat kontribusi

dominan dari sirkulasi air meteorik yang dalam dan mengandung CO2, NaCl, and

H2S.


Vulcano-plutonic arcs (busur kepulauan/benua) yang berasosiasi dengan zona

subduksi. Umumnya endapan epithermal di Western Pacific terbentuk pada Miocene

Akhir-Pliocene Quarternary, sedangkan di Western America berumur relatif lebih tua

(Cretaceous Awal – Miocene Akhir).

Endapan emas epithermal umumnya terjebak dalam batuan volkanik, setempat

pada batuan volcanogenic sedimentary rocks dan kadang-kadang pada basement.

Pada beberapa lokasi, mineralisasi epithermal berasosiasi dengan porfiri Cu-Au


Endapan Ag-Sn : - Silisification (silicainter)

- Advanced argillic

- Serisifikasi

- Tourmalinization



Endapan Au-Ag-Cu : - Silisifikasi

- Advanced argillic

- Serisifikasi

- Potasik



epithermal adalah tambang emas di Pongkor.


Logam ekonomis utama adalah Emas (Au)

Gambar 3. Skema Model Endapan Epithermal



II.2.5 Massive Sulphide Volcanogenic : Au, Pb, Zn. Contoh Wetar


Endapan MSV merupakan sumber utama Zn, Cu, Pb, Ag, dan Au, dan sumber

yang signifikan untuk Co, Sn, Se, Mn, Cd, In, Bi, Te, Ga, dan Ge.


Endapan MSV berhubungan erat dengan kegiatan vulkanik bawah laut.

Larutan hidrotermal yang berperan sangat dipengaruhi oleh fluida magmatis serta

aliran air laut yang masuk ke dalam sistem hidrotermal. Fluida meteorik berasal dari

air laut yang mempunyai karakter kimiawi tertentu dengan komposisi tinggi kadar

klorida dan sulfat. Karena merupakan percampuran antara fluida magmatis dan air

laut mengakibatkan fluida mineralisasi mempunyai salinitas tinggi (umumnya 5-20

wt%NaCl eq.) dengan tingginya kadar sulfida & sulfat. Tahapan-tahapan mineralisasi

endapan MSV sebagai berikut :

a. Air laut meresap melalui rekahan yang terbentuk di lantai samudera.

b. Fluida tersebut dipanaskan oleh batuan bagian dalam yang melebur pada kerak

samudera sampai ketinggian temperatur setinggi 400°C.

c. Fluida yang panas perlahan naik ke permukaan.

d. Lalu memancar ke permukaan dan terbentuklah black smoker.


Massive Sulfida Volcanogenic (MSV) adalah jenis deposit logam sulfidaterut

ama Cu-Zn-Pb yang berasal dari gunung api, yaitu dari larutan hydrothermal

dan peristiwa lingkungan di bawah laut. MSV merupakan akumulasi mineralsulfida

yang mengendap dari cairan hydrothermal pada atau dibawah dasar laut.VMS ini

terjadi pada lingkungan yang didominasi oleh gunung berapi, terbentuk di dasar laut,

disekitar gunung berapi bawah laut disepanjang Mid Oceanic Ridge dan dalam back

arc basin.




Endapan MSV merupakan sumber utama Zn, Cu, Pb, Ag, dan Au, dan sumber

yang signifikan untuk Co, Sn, Se, Mn, Cd, In, Bi, Te, Ga, dan Ge.


Contoh lokasinya adalah di Wetar.


Contoh logam yang dapat diambil dari endapan tipe ini adalah sengm

tembaga, timbal, dan emas.



BAB III

KESIMPULAN

Alterasi hidrotermal merupakan suatu proses yang sangat kompleks yang

melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh

interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-

kimia. Larutan hiodrotermal sendiri adalah larutan sisa magma yang mengandung

mineral-mineral logam sehingga hidrotermal sangat berkaitan dengan magma dengan

tatanan tektonik tempat magma dapat terbentuk yaitu pada zona subduksi.

Hidrotermal sangat berkaitan erat dengan aktivitas magma sehingga dapat dikatakan

bahwa zona-zona magmatik terdapat pula proses alterasi.


Artikel (Endapan Hidrothermal)

Documents

Transcript of Artikel (Endapan Hidrothermal)