endapan skarn
-
Upload
jumania-machmud -
Category
Documents
-
view
130 -
download
22
description
Transcript of endapan skarn
Istilah skarn digunakan pertama kali oleh ahli tambang Swedia, Alfred
Elis Tornebohm pada tahun 1875 untuk menjelaskan material gangue kalk-silikat
kaya Fe. Skarn merupakan salah satu bagian dari kelas utama endapan mineral
penting karena menjadi host dari banyak jenis mineral bijih yang ada hampir di
tiap benua dan umur. Logam yang ditambang pada skarn termasuk Fe, W, Cu, Pb,
Zn, Mo, Ag, Au, U, REE, F, B, dan Sn (Meinert, 2005).
Skarn merupakan batuan kalk-silikat yang terbentuk dari penggantian
karbonat oleh mineral silikat akibat metamorfisme regional maupun proses
metasomatisme kontak yang umumnya berhubungan dengan intrusi batuan beku
sehingga banyak berasosiasi dengan sistem porfiri, walaupun terdapat pula skarn
pada zona gerus sesar, sistem geotermal dangkal, lantai samudra, dan kerak
bagian bawah pada terrain batuan metamorf. Skarn berkembang pada kontak
pluton dan batuan samping yang bersifat karbonatan. Umumnya skarn ekonomis
ditemukan pada batugamping, namun bisa juga terbentuk pada serpih, batupasir,
granit, Iron Formation, basalt, dan komatit. Genesa skarn pada intinya berupa
metamorfisme kontak isokimia diikuti metasomatisme akibat transfer panas,
interaksi fluida (magmatik, metamorfik, meteorik, dan air laut), serta logam yang
berasal dari tubuh magma yang mendingin. Umumnya batuan karbonat di sekitar
kontak intrusi berubah menjadi marmer atau batuan kalk-silikat.
SETTING TEKTONIK ENDAPAN SKARN
Setting tektonik dan petrogenesa pada endapan skarn terjalin erat, sehingga
pendekatan untuk pengklasifikasian skarn menggunakan parameter ini kurang
berhasil karena skarn dihasilkan dari proses yang dapat terjadi pada banyak setting
tektonik. Skarn dapat terjadi jika terdapat aktivitas magmatik dan perkembangan
batuan karbonat. Fitur kunci yang menjadi pembeda skarn pada tahap magma
awal dengan magma lanjut adalah asosiasi dengan gabbro dan diorit, endoskarn
melimpah, metasomatisme-Na yang luas, dan tidak adanya Sn dan Pb. Hal ini
mencerminkan kerak, batuan samping, dan pluton primitif.
1. Subduksi curam kerak samudra menghasilkan skarn kaya Fe, Cu, Au dengan
asosiasi batuan diorit dan granodiorit.
2. Subduksi landai kerak samudra mengalami interaksi dengan kerak yang lebih
besar, menghasilkan skarn Mo, W-Mo dengan asosiasi monzonit dan granit.
3. Subduksi pada batas benua menghasilkan skarn Zn-Pb, Cu, Au, W, Mo dengan
asosiasi granodiorit dan granit
4. Magmatisme tipe S asosiasi rifting akibat plume mantel denan asosiasi pluton
granitik mengasilkan skarn Sn-W yang dicirikan oleh muskovit dan biotit
primer, megacryst kuarsa abu-abu gelap, rongga miarolitik, alterasi tipe greisen,
dan anomali radioaktif. Skarn tipe ini juga menghasilkan unsur Be, B, Li, Bi, Zn,
Pb, U, F, dan REE.
VARIABEL-VARIABEL PENTING PADA ENDAPAN SKARN
Meinert dkk (2005) merumuskan tiga variabel penting yang berhubungan pada
pembentukan endapan skarn sebagai berikut:
1. Evolusi dalam dimensi ruang dan waktu
Pada pembentukan skarn, terdapat tiga tahap penting, yaitu metamorfisme awal
yang dilanjutkan dengan metasomatisme pada suhu tinggi (600 -800⁰C) atau tahap
alterasi prograde, kemudian alterasi retrograde akibat penurunan suhu dan evolusi
fluida yang mengalami pemisahan fasa.
2. Kedalaman pembentukan
Kedalaman merupakan salah satu kontrol mendasar pada ukuran, geometri,
dan style alterasi endapan skarn. Pada proses metamorfisme, efek kedalaman
merupakan fungsi suhu batuan samping. Metamorfisme yang lebih luas dan
intensif pada kedalaman dapat mempengaruhi permeabilitas batuan samping
sehingga mengurangi jumlah karbonat tersedia untuk reaksi metasomatisme.
Selain itu, kedalaman juga mempengaruhi sifat mekanik batuan samping, apakah
akan mengalami deformasi terlipat atau terekahkan hingga tersesarkan.
3. Mineralogi skarn
Mineralogi merupakan dasar klasifikasi utama endapan skarn. Mayoritas skarn
memiliki zonasi khas garnet proksimal, piroksen distal, dan vesuvianit pada
kontak skarn dengan marmer. Mineralogi skarn retrograde berupa mineral hidrat
seperti epidot, amfibol, dan klorit dikontrol oleh struktur dan mencetak-tindih
zonasi alterasi prograde, sehingga zona mineral hidrat di sepanjang kontak sesar,
stratigrafi, atau intrusi merupakan hal umum. Zonasi retrograde lebih intensif dan
pervasif pada sistem skarn dangkal.
TERMINOLOGI PADA SKARN
Tidak semua skarn memiliki mineralisasi ekonomis. Skarn dengan
mineralisasi ekonomis disebut sebagai endapan skarn. Pada umumnya, pada
endapan skarn, skarn dan mineral bijih yang terbentuk berada pada sistem
hidrotermal yang sama. Kebanyakan endapan skarn yang penting berasal dari
transfer metasomatis skala besar di mana komposisi dan jalur infiltrasi fluida
mengontrol hasil akhir mineralogi skarn dan bijih.
Klasifikasi skarn dapat dipisahkan melalui beberapa kriteria. Contohnya,
Einaudi (1982) dalam Pirajno (2009) membedakan istilah reaction
skarn dengan ore skarn. Reaction skarn/contact skarn terbentuk selama
metamorfisme isokimia dari perlapisan serpih-karbonat di mana transfer
metasomatismenya mungkin terjadi dalam skala sangat kecil dalam orde
sentimeter. Ore skarn adalah skarn dengan mineralisasi akibat infiltrasi fluida dari
intrusi batuan beku. Istilahskarnoid merupakan batuan kalk-silikat butir halus,
miskin Fe, dan merefleksikan sedikit kontrol protolith di mana skarnoid
merupakan peralihan hornfels metamorfik dan skarn metasomatis berbutir kasar.
Terdapat pula istilah endoskarn dan eksoskarn. Kedua hal tersebut dibedakan
dari determinasi protolith berupa batuan beku atau sedimen, namun bisa juga
merujuk pada lokasi skarn relatif terhadap intrusi pluton (interal versus eksternal).
Klasifikasi Mg-skarn, Mn-skarn, Ca-skarn, dan skarn pirit-silika didasarkan pada
komposisi dominan protolith dan mineral alterasi yang dihasilkan. Skarn juga
dapat diklasifikasikan melalui mineral logam yang dihasilkan. Klasifikasi skarn
atas mineralogi akan dibahas pada bagian berikutnya.
TAHAPAN PEMBENTUKAN SKARN
Genesa skarn melibatkan proses magmatik akhir dan hidrotermal pada intrusi
batuan beku yang disertai metamorfisme dan metasomatisme batuan samping
sehingga terdapat tiga tahap pembentukan skarn, yaitu tahap prograde
(metamorfisme isokimia), metasomatisme awal, dan tahap retrograde (alterasi
hidrotermal). Skarn terbentuk pada rentang suhu 200-700⁰C, tekanan 0.3-3 kbar,
serta fluida metasomatisme dengan salinitas 10-45% NaCl(eq). Berikut
merupakan rincian tiga tahap pembentukan skarn menurut Einaudi dkk. (1994)
dalam Pirajno (2009) pada sistem skarn yang berhubungan dengan intrusi profiri
(gambar 2):
1. Tahap prograde. Intrusi pluton menyebabkan metamorfisme kontak batuan
samping dengan proses dekarbonasi dan dehidrasi membentuk skarn diopsid dan
skarn wollastonit. Pada tahap ini terjadi kristalisasi pada tepi pluton yang
mengintrusi, dengan rentang suhu 500-900⁰C. Fluida yang dilepaskan dari intrusi
menginfiltrasi melalui rekahan. Pada tahap ini terjadi alterasi potasik dan
mineralisasi kalkopirit diseminasi pada batuan plutonik. Batuan samping mulai
membentuk fasies skarn tahap awal yang mengandung garnet, magnetit dan
sulfida dengan suhu 400-600⁰C.
2. Tahap metasomatisme. Andradit tergantikan magnetit, kuarsa, pirit, dan kalsit,
diopsid digantikan aktinolit, kalsit, dan kuarsa dengan sedikit kalkopirit. Hal ini
berkaitan dengan masa alterasi potasik yang berakhir dan dimulainya alterasi QSP
pada pluton dengan mineralisasi Cu ± Mo pada suhu 300-500⁰C.
3. Tahap retrograde. Tahap ini melibatkan destruksi dan cetak-tindih himpunan
mineral skarn sebelumnya dan dicirikan oleh pengendapan mineral lempung
(kaolinit, montmorillonit, nontronit), kalsit, klorit, kuarsa, hematit, dan pirit.
Mineralisasi berupa presipitasi mineral oksida dan sulfida yang terdiri dari pirit,
sfalerit, galena, dan tennantit yang cenderung mengisi urat. Tahap ini analog
dengan alterasi QSP dan argilik pada intrusi porfiri yang lebih didominasi oleh air
meteorik.
Menurut Kwak (1994) dalam Pirajno (2009), himpunan mineral retrograde
terdiri dari mineral fasa hidrat seperti amfibol, biotit, epidot, dan klorit meskipun
kehadiran mineral hidrat tidak sepenuhnya berkaitan dengan proses retrograde.
Mineral retrograde mencerminkan penurunan suhu dan salinitas fluida yang
mengarah pada tren himpunan mineral amfibol-epidot biotit muskovit-
klorit sulfida karbonat (+ fluorit atau scheelite atau powellite).
ZONASI ALTERASI SISTEM SKARN
Zonasi alterasi pada batuan samping berkaitan dengan jaraknya dengan
pluton intrusi karena reaksi batuan samping berbeda akibat variasi suhu dan
evolusi fluida. Alterasi hidrotermal pada skarn dikenal sebagai proses skarnifikasi
dan tak lepas dari dimensi ruang dan waktu. Alterasi memiliki rentang skala
mikrometer hingga kilometer. Garnet dan piroksen merupakan komponen penting
pada endapan skarn. Meinert (1997) membagi zona skarn berturut-turut dari batas
batuan intrusi menjadi proksimal skarn (garnet>klino-piroksen), intermediet skarn
(garnet = klino=piroksen), distal skarn (klino-piroksen>garnet), dan marmer.
Pada skala mikroskopis, zonasi kristal penciri merupakan fungsi perbahan
kondisi psiko-kimia fluida. Rekaman evolusi fluida skarn dapat didekati melalui
investigasi zonasi kristal yang mencerminkan variasi unsur dan isotop. Contohnya
pada skarn terdapat dua tahap periode pertumbuhan garnet yang mencerminkan
komposisi unsur utama protolith dan reaksi progresif fluida hidrotermal. Contoh
lain, komposisi unsur utama dan unsur jejak fase piroksen dapat digunakan untuk
klasifikasi endapan skarn. Namun variasi sampel setangan ini kurang berguna
dalam eksplorasi dibandingkan zonasi skala endapan dan geokimia whole rock.
Pada skala makroskopis luas, umumnya skarn memiliki zonasi spasial
pada kontak skarn dan marmer, secara berurutan yaitu alterasi endoskarn, garnet
proksimal, piroksen distal, dan vesuvianit. Alterasi skarn sangat variatif, yang
bergantung pada kimia magma, komposisi batuan samping, kedalaman
pembantukan, dan tahapan oksidasi. Rasio garnet/piroksen meningkat ke arah
pluton. Hal ini juga menyebabkan perubahan warna dan tekstur garnet dan
piroksen. Tiap tipe skarn memiliki rentang tertentu dalam ciri mineralogi dan
dapat bergeser akibat faktor komposisi, tahap oksidasi, jenis pluton, dan batuan
samping sehingga evaluasi endapan skarn spesifik dibutuhan dalam interpretasi