ENDAPAN GREISEN DAN PEGMATITIK.pdf

1

GBG Materi Perkuliahan 1

Endapan Pegmatitik dan Kontak Metasomatisme

o Endapan Pegmatitiko Endapan Greisseno Endapan Skarn


PEGMATITIK (Pegmatities)

Apa yang dimaksud dengan Pegmatitik ?Adalah suatu batuan beku yang memiliki ukuran kristal yang (sangat) kasar, terbentuk selama kristalisasi magma (pada dapur magma ~ magma chamber)pada kondisi larutan yang memiliki kandungan air cukup tinggi,pertumbuhan kristal yang relatif cepat.yang terbentuk berupa massa di dalam dike atau urat-urat pada daerah batas/kontak batholith.


How large can minerals grow? Menurut beberapa referensi, telah diketahui lebih dari 550 mineral-mineral yang berbeda yang ditemukan dalam pegmatit.Pegmatite minerals dicirikan oleh ukuran yang lebih besar daripada ukuran mineral-mineral yang umum terbentuk.Sebagai contoh, mineral-mineral terdapat pada batuan granit biasanya berukuran beberapa milimeter, tetapi mineral-mineral yang sama yang terbentuk pada lingkungan pegmatite dapat berukuran beberapa centimeter.

The purple tourmaline


PEGMATITIK (Pegmatities)Beberapa jenis pegmatit

Granitic pegmatite ; keterdapatan suatu mineral dalam batuan granit dengan ukuran kristal yang abnormal (relatif sangat kasar),Gabbroic pegmatite ; keterdapatan kristal-kristal mineral yang kasar pada batuan gabbro.Pegmatite muncul pada tahapan akhir kristalisasi magma dan kadang-kadang mengandung pengkayaan beberapa mineral jarang yang mengandung unsur-unsur seperti Boron, Lithium, Uranium dan REE.Terbentuk pada bagian atas suatu komplek struktur dan biasanya berasosiasi (berhubungan) secara spasial dengan intrusi plutonik dengan komposisi granitik.

2

GBG Materi Perkuliahan 5 GBG Materi Perkuliahan 6

Genesis of Pegmatites?Pada larutan sisa kristalisasi kandungan silikat rendah memungkinkan meningkatnya keterdapatan air & volatile menurunkan viskositas larutan dan titik beku mineral-mineral menyebabkan pegmatitik terbentuk (Bateman, 1981).Lebih jauh, mungkin saja terbentuk suatu zona transisi (Aqueo-igneous stage) pegmatitic quartz lebih lanjut dapat menyebabkan terbentuknya hydrothermal quartz vein carrying ore minerals.


Hubungan Pegmatite dengan sistem hydrothermal

Lutton (1959) memperlihatkan keberadaan granite pegmatite quartz molybdenite veinlet di sekitar endapan porphyry molybdenum system. Silitoe (1973) menggunakan kehadiran pegmatites pada porphyry copper mineralization untuk menjelaskan indikasi bahwa pembentukannya dapat terjadi pada deep epizonal system.Hal ini membuktikan bahwa kehadiran pegmatite dapat digunakan sebagai penjelasan adanya wilayah transisi dari kondisi magmatik menuju kondisi lingkungan hydrothermal.


PEGMATITIK (Pegmatities)Asal pegmatite : Metamorphic and Igneous activity.

Metamorphic : metamorfisme regional menyebabkan batuan menuju fase granitization. Magma tidak terbentuk sehingga granite and pegmatite merupakan produk akhir dari metamorfisme regional ini.Igneous Activity : magma terbentuk, sehingga terjadi differensiasi, kandungan volatil tinggi dan terinjeksikan pada batuan sekitarsehingga terbentuk pegmatite.

Material yang dinjeksikan pada sistem tertutup (sistem kimia) sehingga terbentuk simple pegmatite.Ada interaksi dengan dapur magma sehingga terjadi replacement membentuk complex pegmatite.

3


PEGMATITIK (Pegmatities)Simple pegmatites ; mengandung albite, quartz, microcline and possible minor muscovite.Complex pegmatites ; membawa mineral-mineral jarang (rare minerals) seperti columbite, beryl, zircon, monazite, polycrase and uraninite.Umumnya, pegmatites memiliki komposisi granitic, muncul berupa dikes, lenses or veins. Kebanyakan kristal-kristal mineral-mineral yang terbentuk memiliki diameter > 1 cm, tetapi individual crystals dapat mencapai ukuran 10 m.


Mineralization Zoning

Simple pegmatit memiliki mineralogi yang sederhana, internal zoning tidak berkembang dengan baik.Komplek pegmatit dicirikan dengan adanya komplek mineralogi berupa mineral-mineral jarang, dan ditandai dengan adanya susunan mineral-mineral yang merefleksikan tahapan (zonal zoning) yang bergerak/berkembang dari kontak ke arah dalam.Derajat dari internal zoning juga meningkat dengan meningkatnya rare metal (logam jarang) dan volatiles.


Mineralization Zoning (Hipotesa)Menurut Jahns & Burnham (1969) menyatakan bahwa evolusi internal pada mineralisasi zoning dari granit pegmatit dihasilkan oleh (dari) kristalisasi leburan (melt) jenuh air yang kemudian menghasilkan suatu sistem yang memisahkan leburan dengan fluida aqueous. Thomas et al. (1988) membuktikan teori Jahns & Burnham ini melalui studi inklusi fluida, dimana intrusi awal dari pegmatit menunjukkan temperatur ~ 720 0C pada campuran alumina-silikat + H2O dan CO2 terlarut menuju suatu zona kuarsa dengan temperatur ~ 262 0C.


Zones of Pegmatite

Berdasarkan mineralogi dan tekstur.Border zone : tipis-absent, feldspar (berbutir halus), kuarsa, muskovit, aksesoris (garnet, tourmalin, beryl), metalik mineral absent.Wall zone : umum muncul, mineral hampir sama dengan border zone tetapi lebih intensif dan kasar, metalik mineral mungkin muncul.Intermediate zone : dapat mengandung metalik mineral yang ekonomis (Be, Nb, Ta, Sn, Li, U), variasi mineral cukup banyak (beryl-niobite-tantalite-perthite-cassiterite-uraninite-gems), ukuran butir kasar.Core zone, didominasi oleh kuarsa.

(Cameron et al., 1949 dalam Guilbert, 1986)

4


Zones of Pegmatite


Keberadaan rare-metal pegmatite terhadap lingkungan pembentukan granit.

Tipe 0 : microcline, plagioclase, biotite, magnetite ; Tipe 1 : microcline, plagioclase, biotite, quartz (minor)Tipe 2 : biotite, black tourmaline, graphic (abundant)Tipe 3 : muscovite, biotite, black tourmaline (scattered)Tipe 4 : muscovite-black tourmaline (scattered)Tipe 5 : quartz, muscovite (major), microcline, beryl (minor)

Tipe 6 : large prism beryl-columbite-tantalite-microclite, moderate albitization dan greisenization

Tipe 7 : completely albitization, cassiterite, tantalite dan white berylTipe 7-8 : quartz vein, large microcline, cassiterite (minor)Tipe 8 : quartz vein, muscovite, cassiteriteTipe 9 : quartz vein, cassiterite, wolframite.


Why are pegmatites important? Granitic pegmatites adalah sumber penting untuk rare-elements, seperti beryllium, niobium, tantalum, tin, lithium, rubidium, cesium and gallium; Dari mineral-mineral rare-elements dapat dilakukan ekstraksi untuk bahan baku teknologi tinggi seperti :

lightweight alloys, nuclear engineering and electronics (beryllium); ceramics, pharmaceutical products, lubricants, smelting of aluminum ore and lithium-batteries (lithium); electronic capacitors, jet engines and prosthetic devices (tantalum); magneto-hydrodynamic electric generators, biological and medical research (cesium); and integrated circuits and light-emitting laser diodes (gallium).


Why are pegmatites important? Granitic pegmatites adalah sumber penting untuk rare-elements, Sebagai bahan galian industri : feldspar and quartz untuk glass and ceramic industries.Beberapa varieties of beryl (aquamarine, golden, morganite), spodumene (kunzite, hiddenite) and tourmaline (pink, green and multi-colored elbaite), as well as garnet and topaz gemstone.

5


Uraniferous Pegmatites (Rossing, Namibia)

Merupakan penghasil uranium yang terbesar di dunia.Kadar 0,013% U3O8 yang ditambang secara open pit dan underground.Uranium muncul pada hubungan antara uraniferous, granit pegmatit dan batuan samping.Iklim Namibia yang sangat kering menyebabkan leaching (pelindian) oleh air-air meteorik.


Endapan GreisenEndapan Greisen


Pengertian Greissen

Greisen didefinisikan sebagai suatu agregat granoblastikkuarsa 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).

Endapan greisen merupakan salah satu tipe endapan yang penting untuk Timah (Sn) dan Tungsten (W)


6


Genesa Endapan GreisenTerbentuk pada kontak bagian atas antara intrusi granit, kadang-kadang muncul berupa stockwork.Mineralisasi muncul secara irregular (tidak beraturan) yang terkonsentrasi pada sekitar zona kontak.Host rock menunjukkan komposisi granitik dan berkembang sampai kedalaman 10-100 m sebelum bergradasi menuju zona alterasi feldspatik (albitization-microclinization) dan batuan granit (fresh granite).Fluida pegmatitik sering migrasi pada bagian atas intrusi dan kadang-kadang mengisi sebagai intrusi-intrusi (stock ?) di sepanjang batas tubuh greisen.Endapan timah greisen kemungkinan terbentuk pada bagian atas suatu pluton granit yang kontak dengan batuan yang impermeable sehingga terakumulasi mineral-mineral sebagai produk dari kristalisasi awal.


Genesa dan Letak Endapan Greisen


Model genetik endapan greissen Sn-W

Endapan vein terdiri dari komplek “fissure filling” atau replacement urat-urat kuarsa.Dapat berupa urat tunggal, sistem urat dan stockwork. Ore Mineral utama : Huebnerite-Ferberite series (FeMnWO4) dan Cassiterite (SnO2).

Upper limit Lower limit

Batholit granit



7




Contoh model genetik endapan greissen Sn-W

Mineral assosiasi : Scheelite (CaWO4), molybdenit (MoS2), bismuthinite (Bi2S3), native bismuth (Bi), sulfida base metal, tetrahedrite (Cu,Fe,Zn,Ag)12Sb4S13, pyrite (FeS2), stannite (Cu2(Fe,Zn)SnS4), fluorite (CaF2), muscovite, biotite, feldspar, beryl, tourmalin, toupaz, dan chlorite. Uranium, thorium, REE, dan mineral-mineral fosfat dapat hadir dalam jumlah yang sedikit.


Host Rock dan Dimensi EndapanEndapan timah dan tungsten ini secara spasial berasosiasi dengan ”granitic plutonic rocks”.Pada umumnya tungsten terdapat dalam urat-urat kuarsa yang mengandung wolframite dengan endapan yang bervariasi pada 0,1 s/d 10-an juta ton dengan kadar bijih 0,4 s/d 1,6 % WO3.Timah pada vein type bervariasi pada 0,1 s/d 10-an juta ton dengan kadar bijih 0,5 s/d 2,5 % timah. Sedangkan pada greissen type bervariasi pada 0,8 s/d 70-an juta ton dengan kadar 0,2 s/d 0,5 % timah. Endapan yang berupa urat biasanya ditambang secara individual. Sedangkan yang berupa stockwork biasanya akan ditambang secara bulk.


Potensi Lingkungan Pengendapan Ikutan (Turunan)

Mineral bijih timah utama Cassiterite (SnO2) adalah mineral-mineral yang relative tahan terhadap pelapukan kimia dan fisika, sehingga dapat tertransport dalam jarak yang jauh dari sumbernya, dan kemudian terkonsentrasi dalam sungai, pantai atau laut sebagai ”placer deposit”.Mineral bijih tungsten utama Wolframite series (FeMnWO4) dan Scheelite (CaWO4) adalah mineral-mineral yang relative tahan terhadap pelapukan kimia, tetapi relatif kurang tahan terhadap pelapukan fisika (brittle dan mudah pecah menjadi partikel yang halus) endapan sekunder tungsten ini biasanya terkosentrasi dekat dengan sumbernya. Host rock dan bijih memiliki kemungkinan mengandung molibdenum, thorium dan uranium.

8


Endapan SkarnEndapan Skarn


Pengertian dan Terminologi SkarnSkarn adalah sebuah terminology pada dunia pertambangan untuk mengidentifikasikan suatu lapisan seperti seam yang berwarna gelap (kehitaman) akibat dari adanya intrusi (terobosan) oleh fluida pembawa bijih.Endapan skarn juga dikenal dengan beberapa terminology lain, yaitu : hydrothermal metamorphic, igneous metamorphic, dan contact metamorphic.Umumnya terbentuk (namun tidak selalu) pada kontak antara intrusi plutonik dengan batuan induk (country rock) karbonat.


Endapan SkarnPada saat kontak dengan batuan karbonat, maka batuan samping tersebut terubah (altered) menjadi marbel, calc-silicate hornfelses, dan/atau skarn akibat dari kontak metamorfik ini.Temperatur pembentukan endapan skarn ini berkisar sekitar 650-440 °C.Beberapa mineral bijih (oksida ataupun sulfide) dan fluorite biasanya muncul (terbentuk) pada lingkungan skarn ini. Umumnya dijumpai fluorite (CaF2) mendukung pendapat bahwa silika dan beberapa logam bereaksi dengan batuan gamping.


Mineralisasi Endapan Skarn

Mineral-mineral penting yang terbentuk (terdapat) pada skarn antara lain:

andradite (Ca3Fe2Si3O12)-garnet, hedenbergite (CaFeSi2O6)-diopside (CaMgSi2O6), iron-rich hornblende, dan actionalite (Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2)-tremolite (Ca2Mg5Si8O22(OH)2).

Pada umumnya mineral-mineral di atas merupakan mineral-mineral yang umum terbentuk pada lingkungan metamorfik.

9


Mineralisasi Endapan Skarn

Sebagai contoh, berikut bagaimana andradite dan flourite terbentuk :

2FeF3 + 2SiO2 + 6CaCO3 Ca3Fe2Si3O12 + 3CaF2 + 6CO2

Bijih-bijih oksida sangat umum dijumpai pada skarn. Contohnya adalah pembentukan hematite.

2FeF3 + 3CaCO3 Fe2O3 + 3CaF2 + 3CO2


Klasifikasi Endapan Skarn

Skarn dapat dikelompokkan sesuai dengan batuan yang digantikannya. Ada 2 (dua) terminologi pembagian utama, yaitu : EXOSKARN dan ENDOSKARN.

Exoskarn : digunakan jika replacement yang terjadi pada batuan karbonat metasedimen (mumnya berupa marble).Endoskarn : digunakan jika replacement terhadap batuan intrusi. Beberapa ahli mengembangkannya untuk jenis batuan lain, termasuk shales, vulkanik, dll.

Tetapi kebanyakan endapan-endapan skarn yang ada di dunia terdapat dalam “calcic exoskarns”.


Beberapa Type Endapan Skarn


Genesa Endapan Skarn

Initial isochemical metamorphism (stage 1)

10



Initial isochemical metamorphism (stage 1)

• Tahapan ini mengakibatkan rekristalisasi dari batuan samping akibat adanya intrusi. Batugamping marbel; shale hornfles; serta Batupasir kwarsit

• Reaksi-reaksi terbentuknya skarn dapat terjadi di sepanjang kontak batuan.

• Secara prinsip, proses-proses ini membentuk adanya isokimia metamorfisme akibat dari difusi unsur-unsur akibat pergerakan fluida, dan merupakan bagian dari pergerakan air metamorfik.

• Batuan akan menjadi lebih brittle dan menjadi media yang lebih baik untuk infiltrasi fluida-fluida pada tahapan selanjutnya (stage 2).



Multiple stages of metasomatism (stage 2)



Multiple stages of metasomatism (stage 2)

• Adanya infiltrasi antara fluida hidrothermal-metamorfik mengakibatkan terubahnya yang sebelumnya sudah terbentuk pada tahapan pertama menjadi skarn.

• Proses ini terjadi pada temperatur 800-400 °C, mineral bijih akan mulai terendapkan pada saat pluton mulai mengalami pendinginan.

• Mineral-mineral yang terbentuk pada tahapan ini relatif bersifat anhydrous.

• Pengendapan mineral-mineral oksida (magnetite dan kasiterit) dan disusul oleh sulfida-sulfida mulai terbentuk pada tahapan akhir di stage ini.



Retrograde alteration (stage 3)

11



Retrograde alteration (stage 3)• Tahapan ini merupakan retrograde (perusakan) yang diikuti

oleh pendinginan pluton dan menyebabkan terjadinya alterasi hydrous akibat infiltrasi air meteorik.

• Kalsium akan terlindikan (leached) dan menghasilkan mineral-mineral seperti epidot (low-iron), klorit, aktinolit, dll.

• Penurunan temperatur akan menyebabkan terbentuknya mineral-mineral sulfida.

• Kontak reaksi dengan marbel akan mengakibatnya netralisasi larutan hidrothermal, sehingga mengakibatkan terbentuk bijih sulfida dengan kadar yang tinggi.

• Proses retrograde yng akan menghasilkan alterasi ini akan lebih intensif berlangsung pada kedalaman yang dangkal.


References

Anthony M. Evans., Ore geology and Industrial Minerals (An Introduction)., 1994 Charles S. Hutchinson., Economic Deposits and Their Tectonic Setting., 1987John M. Guilbert and Charles F. Park Jr., ORE DEPOSIT., 1986

ENDAPAN GREISEN DAN PEGMATITIK.pdf

Documents

Transcript of ENDAPAN GREISEN DAN PEGMATITIK.pdf