GENESA BAHAN GALIAN

57
Oleh : Najamuddin Nawawi KULIAH GENESA ENDAPAN BAHAN GALIAN

description

mata kuliah genesa bahan galian oleh dosen mata kuliah yang bersangkutan

Transcript of GENESA BAHAN GALIAN

Page 1: GENESA BAHAN GALIAN

Oleh :Najamuddin Nawawi

KULIAH GENESA ENDAPAN BAHAN GALIAN

Page 2: GENESA BAHAN GALIAN

GENESA ENDAPAN (DEPOSIT) BAHAN GALIAN/MINERALISASI

• I. PENDAHULUAN• - Dibutuhkan dan dicari dalam mendukung kegiatan

industri.• - Mengerti dan memahami asal muasal/genesa (proses

terakumulasinya suatu deposit mineral).• - Petunjuk dalam kegiatan eksplorasi, agar terarah dan

evaluasi prospek dan ekonomis suatu bahan galian.

- Petunjuk dalam kegiatan tatacara eksploitasi dan

pengolahan

Page 3: GENESA BAHAN GALIAN

• Genesa endapan bahan galian adalah genesa bahan galian yang difokuskan pada logam atau bijih (ore), atau dapat juga diartikan proses pembentukan bijih, biasa juga disebut mineralisasi logam (primer dan sekunder).

• Beberapa pengertian dari bahan galian :

1. UU no 11/1967, tentang pokok-pokok pertambangan, diartikan sebagai unsur-unsur kimia, mineral, bijih dan segala macam batuan, termasuk batu mulia yang merupakan endapan alam;

2. PP no. 27/1980, penggolongan bahan galian atas 3 (tiga) : 1. Golongan A, gol bahan galian strategis, yaitu strategis terhadap pertahanan dan keamanan negara, serta perekonomian negara (migas, unsur radio aktif, batubara, dll)

Page 4: GENESA BAHAN GALIAN

2. Golongan B, golongan bahan galian vital, yaitu dapat menjamin hajat hidup orang banyak atau yang dianggap dapat memenuhi kebutuhan masyarakat secara luas (besi, mangan, kromit, bauksit, tembaga, timah, seng, emas, platina, air raksa, dll);

3. Golongan C, golongan bahan galian yang tidak termasuk golongan A dan B (pasir, batu, talk, magnesit, batugamping, pasir kuarsa, dll).

3. UU no.4/2009, tentang pertambangan, mineral dan batubara.

- Defenisi mineral, senyawa anorganik yang terbentuk di alam, memiliki sifat fisik dan kimia tertentu serta susunan

Page 5: GENESA BAHAN GALIAN

kristal teratur atau gabungannya yang membentuk batuan,

baik dalam bentuk lepas atau padu.

- Penggolongan bahan galian atas 5 (lima), yaitu :

Radioaktif, batubara, logam, bukan logam dan golongan

batuan

Page 6: GENESA BAHAN GALIAN

• II. MATERI BAHASAN• 1. Pembentukan endapan bahan galian/mineralisasi

magmatik : magmatik awal (orthomagmatik), dan magmatik akhir (pegmatik/pneumatolitik)

• 2. Pembentukan endapan bahan galian hidrotermal (porfiri, mesotermal dan epitermal)

• 3. Pembentukan endapan residu, dan• 4. Pembentukan endapan bahan galian yang

berhubungan dengan aktifitas endapan aluvial

Page 7: GENESA BAHAN GALIAN

• III. HUBUNGAN KONSEP/KAIDAH GEOLOGI DENGAN PROSES PEMBENTUKAN ENDAPAN BAHAN GALIAN

• 1. Berhubungan dengan unsur tektonik atau keberadaannya dapat diterangkan dengan teori tektonik lempeng

• 2. Penyebaran atau keterdapatannya dipermukaan bumi tidak merata

• 3. Pembentukan endapan bahan galian berhubungan dengan :

• A. Magma, larutan pijar/panas yang bersifat mobil dan terbentuk secara alamiah pada mantel bumi bagian atas atau pada kerak bumi; temperatur sangat panas dari

Page 8: GENESA BAHAN GALIAN

• 625 (magma felsik) - > 1200 derajat celsius (magma mafik), komposisi magma tidak homogen, sebagian kaya/dominan unsur ferromagnesian dan sebagian kaya unsur silika, sodium, potasium, volatile, zenolith reaktif atau substansi lainnya.

• B. Komposisi magma juga akan terus berubah, karena adanya reaksi kimia selama proses asimilasi dan difrensiasi dalam magma berlangsung. Magma tidak bersifat statis dan bukan merupakan suatu sistim tertutup.

• - Asimilasi magma adalah proses larutnya batuan samping (country rock) kedalam magma sebagai akibat pergerakan magma.

Page 9: GENESA BAHAN GALIAN

• Penyebab terjadinya pergerakan magma adalah :• 1. Tekanan grafitasi batuan sekitarnya terhadap dapur

magma• 2. Tekanan lateral karena gerakan tektonik• 3. Perubahan volume pada waktu magma mengkristal

dimana gas gas keluar• 4. Stoping (batuan samping yang jatuh ke dalam magma

akibat pergerakan/desakan magma ke batuan samping)• - Difrensiasi magma adalah proses yang penyebabnya

magma terpisah menjadi 2 bagian atau lebih yang berbeda komposisi

Page 10: GENESA BAHAN GALIAN

• - Difrensiasi magma meliputi : 1. Liquid immiscibility, pembentukan 2 liquit yang tidak bercampur dalam suatu tempat (spt minyak dan air), 2. Kristalisasi fraksional, pemisahan kristal yang terbentuk lebih dulu dari larutan karena gaya gravity settling, mekanika filter pressing atau pengaruh arus konveksi dalam dapur magma, 3. Transport material dalam larutan (magma) oleh pemisahan gas dari magma terletak pada bagian atas dapur magma, dan 4. Dilusi termal, gradient temperatur menyebabkan perbedaan mineral yang terbentuk.

Page 11: GENESA BAHAN GALIAN

• Lingdren, 1911, membuat suatu klasifikasi yang didasarkan pada genetik/asal muasal suatu endapan/deposit bijih/ore (deposit yang meliputi mineral bijih, mineral gang dan batuan samping, dimana dapat diekstraksi satu atau lebih jenis logam). Dengan fokus hasil penelitian terhadap kumpulan mineral yang dilakukan, baik di lapangan maupun dilaboratorium. Fokus penelitian adalah kondisi tekanan (P) dan temperatur (T) pembentukan dari masing masing mineral.

• Kesimpulan dari hasil penelitian tersebut, disimpulkan bahwa kebanyakan deposit/endapan mineral terbentuk dari :

Page 12: GENESA BAHAN GALIAN

• (I) Proses fisika-kimia dalam intrusi dan ekstrusi batuan beku, larutan atau dalam gas, yang terkumpul dalam jumlah besar, dan

• (II) Proses konsentrasi secara mekanik

Oleh karena klasifikasi tersebut didasarkan terhadap T dan P dan kadang hanya didasarkan pada pengamatan dilaboratorium, maka beberapa deposit belum dapat dimasukkan kedalam klasifikasi tersebut, dan harus dipisahkan dengan istilah lain, seperti deposits of native copper dan deposits resulting from oxidation and supergen sulfide enrichment serta regionally metamorphosed sulfide deposits.

Page 13: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN

NIGGLI (1925), didasarkan terhadap pemisahan proses magmatik menjadi plutonik dan vulkanik

LINDGREN (1929), didasarkan terhadap hasil pengamatan lapangan dan laboratorium terhadap deposit, yaitu tekanan (P) dan temperatur (T)

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT SCHNEIDERHOEN (1941)

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT PETRASCHECKKLASIFIKASI ENDAPANN BAHAN GALIAN MENURUT Mead L.

Jensen dan Alan M. Bateman (1981)

Page 14: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT NIGGLI

I. Plutonik (Intrusif)

A. Ortomagmatik

1) Intan, platina – khrom

2) Titan – besi – nikel – tembaga

B. Pneumatolitik – Pegmatitik

1) Logam logam berat – alkali tanah fosfor – titan

2) Si – alkali fluorin – Br – Sn – Mo – tungsten

3) Assosiasi tourmalin – kuarsa

C. Hidrotermal

a) Besi – tembaga – emas – arsenik

b) Timbal – seng – perak

c) Nikel – kobalt – arsenik – perak

d) Karbonat – oksida – sulfat - fluorida

Page 15: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT NIGGLI

II. Volkanik (extrusif)

a) Sn – Ag – Bi

b) Logam logam berat

c) Emas – perak

d) Sb – Hg

e) Tembaga (native copper)

f) Endapan subaquatic – volcanik dan biokimia

Page 16: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT LINDGREN (1929)

Page 17: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT LINDGREN (1929)

Page 18: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT SCHNEIDERHOEN (1941)

I. Endapan2 intrusif dan magmatik cair

II. Endapan2 pneumatolitik

A. Urat2 pegmatitik

B. Urat2 pneumatolitik dan impregnasi

C. Ubahan2 pneumatolitik kontak

III. Endapan2 hidrotermal

A. Asosiasi emas dan perak

1. Kompak hipabisal (cebakan dalam)

a. Urat2 emas kuarsa katatermal (sampai hipotermal)

b. Endapan2 impregnasi mengandung emas pada batuan silikat

c. Endapan2 ubahan (replacement) mengandung emas pada batuan karbonat

d. Endapan2 emas – timbal – selenium - mesotermal

2. Kompak subvulkanik (dekat permukaan)

a. Urat2 emas – kuarsa dan urat2 perak – emas propilitik epitermal

b. Urat2 emas – telurida epitermal

c. Urat2 emas – selenium epitermal

d. Endapan2 emas alunitik

e. Endapan2 perak epitermal

Page 19: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT SCHNEIDERHOEN (1941)

B. Asosiasi pirit dan tembaga

C. Asosiasi timbal – perak – seng

D. Asosiasi perak – kobalt – nikel – bismut – uranium

E. Asosiasi timah – perak – tungsten – bismut

F. Asosiasi antimon… raksa – arsen – selenium

G. Asosiasi nir sulfida

H. Asosiasi nir metalik

4. Endapan2 ekshalasi

Page 20: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT PETRASCHECK

I. Endapan bijih magmatogen

1. Endapan magmatik cair (intra magmatik)

2. Endapan pegmatitik (peri magmatik)

3. Endapan pneumatolitik (peri magmatik)

4. Endapan hidrotermal (apo magmatik)

5. Endapan vulkano – sedimenter (mis. kuroko)

II. Endapan hasil pelapukan

1. Endapan hasil pelapukan mekanis (mis. Eluvial Pt)

2. Endapan hasil pelapukan kimiawi (mis. laterit)

3. Endapan hasil larutan pelapukan (mis. Ni - hidrosilikat)

III. Endapan sedimenter

1. Endapan sedimenter mekanis (mis. Aluvial Au, Sn)

2. Endpaan sedimenter kimiawi dan sin diagenetik

a) Endapan hasil larutan pelapukan yang terkonsentras di daerah kering (mis. Endapan Cu Red Bed)

b) Endapan hasil larutan pelapukan larutan garam yang termigrasi (mis. Endapan Pb – Zn Mississippi)

Page 21: GENESA BAHAN GALIAN

KLASIFIKASI ENDAPAN BAHAN GALIAN MENURUT PETRASCHECK

c) Endapan oolitik marine (mis. Fe Oolitik, Mn oolitik)

d) Endapan sulfida sedimenter (mls, Kupfershiefer)

e) Endapan akibat pengaruh pemisahan bakteri (mls. bog iron ore, end danau)

IV. Endapan Metamorfosa

1. Endapan metamorfosa kontak

2. Endapan metamorfosa regional

V. Endapan metamorfogen

1. Endapan metamorfosa – hidatogen

2. Endapan metamorfosa – magmatogen

3. Endapan granitisasi (mis. End. Sulfida berbentuk skelet)

VI. Endapan regenerasi

1. Endapan hidrotermal sekunder (mis. End Pb/Zn di batuan gamping, Kara…)

2. Endapan regenerasi palingen (mls. End. Sn – Ag – Sb di Bolivia)

Page 22: GENESA BAHAN GALIAN

Mead L. jensen dan Alan M. Bateman (1981) mengembangkan klasifikasi sebagai berikut :

TEORI PROSES TIPE DEPOSITTerbentuk Oleh Proses Internal

Kristalisasi magmatikMagmatic crystallization

Presipitasi minerak bijih sebagai unsur utama atau unsur minor batuan beku dalam membentuk disseminated gratis atau segregation.

1. Disseminated di kimberlit2. Mineral REE di

carbonalites3. Semua deposit granit,

basal, dunit, nefelin senit

Segresi magmatik Magmatic segregation

Pemisahan minerak biji oleh kristalisasi traksinasi dan proses yang berhubungan selama difrensiasi magma Liquation. Pemisahan liquid (liquid immiscibility), pemisahan sulfida dari magma, larutan sulfida-oksida atau oksida yang terakumulasi bawah silikat atau diinjeksikan ke batuan samping atau pada sejumlah kasus dierupsikan ke permukaan

1. Layer Kromit di Great Dyke Zimbabwe Dan bushveld Complex RSA

1. Tubuh bijih tembaga

nikel Sudbury, Canada; Pechenga, USSR dan Yilgam Blocl, Westerm Australia

2. Deposit titanium Allard Lake, Quebec, Canada

Page 23: GENESA BAHAN GALIAN

Mead L. jensen dan Alan M. Bateman (1981) mengembangkan klasifikasi sebagai berikut :

TEORI PROSES TIPE DEPOSITTerbentuk Oleh Proses Internal

Hidrotermal hydrothermal

Pengendapan dari hot aquaeous solution, yang bisa berasal dari magmatik, metamorfik, atau sumber lainnya

1. Vein dan stockwork timah-tungsten-tembaga Cornwall, UK

2. Deposit tembaga porfiri panguna, PNG dan Bingham, USA

Sekresi LateralLateral secretion

Difusi material pembentuk bijih atau gangue dari batuan samping kedalam patahan atau struktur lainnya

1. Deposit tembaga yellowknife, Canada

2. Deposit emas Mother Lode, USA

Page 24: GENESA BAHAN GALIAN

Mead L. jensen dan Alan M. Bateman (1981) mengembangkan klasifikasi sebagai berikut :

TEORI PROSES TIPE DEPOSIT

Terbentuk Oleh Proses Internal

Proses MetamorfikMetamorphic Processes

Metamorfisme kontak atau regional yang menghasilkan deposit mineral industri. Deposit pirometasomatik (skarn) terbentuk oleh proses replasemen batuan samping disekitar intrusi. Konsentrasi awal atau furlher elemen bijih oleh proses metamorfisme, seperti granitisasi, proses alterasi, dll.

1. Deposit Andalusit, Transvaal, RSA.

2. Deposit garnet, NY, USA 1. Deposit tembaga

Mackay, USA dan Craigmont, Canada.

2. Deposit talk, Luzenac, France

1. Beberapa vein emas dan

deposit disseminated nikel dalam tubuh ultramafik

Page 25: GENESA BAHAN GALIAN

Mead L. jensen dan Alan M. Bateman (1981) mengembangkan klasifikasi sebagai berikut :

TEORI PROSES TIPE DEPOSITTerbentuk Oleh Proses eksternal

Akumulasi mekanik Konsentrasi gravitasi, mineral resisten ke dalam endapan placer.

1. Timah placer malaysia2. Emas placer Yukon,

Canada3. Deposit kaolin georgia,

USA

Presipitasi sedimenterSedimentary precipitates

Presipitasi particular elements dalam suitable sedimentary environment, dengan atau tanpa intervensi organismebiologis

1. Banded Iron Formations Of The Precambrian Shields.

2. Deposit Mangan Chiatri, Ussr

3. Deposit Evaporit Zechstein, Eropa.

4. Deposit Posfat Florida

Proses Residual Pencucian (leaching) elemen yang mudah larut dari batuan dan meninggalkan elemen yang tidak larut sebagai material sisa

1. Nikel laterit new caledonia.

2. Bauksit Hungaria, Prancis, Jamaika dan Arkansas

Page 26: GENESA BAHAN GALIAN

Mead L. jensen dan Alan M. Bateman (1981) mengembangkan klasifikasi sebagai berikut :

TEORI PROSES TIPE DEPOSITTerbentuk Oleh Proses eksternal

Pengayaan sekunder atau supergenSecondary or supergene enrichment

Pencucian (leaching) elemen beberapa dari bagian atas suatu deposit mineral dan kemudian dipresipitasikan pada kedalaman untuk membentuk konsentrasi yang tinggi

1. Beberapa bonanza emas dan perak.

2. Bagian atas sejumlah deposit tembaga porfiri

Volcanic exhalarit(=sedimentary exhalatil)

Exhalations larut hidrotermal di permukaan, biasanya di bawah laut dan umumnya menghasilkan tubuh bijih stratiform

1. Deposit Logam Dasar Maggan, Jerman ;

2. Deposit Kuroko, Jepang; Black Smoker Deposits Of Modern Oceans

3. Merkuri Almaden, Spanyol

4. Deposit Solfatara (Kaolin + Alunit), Sisilia.

Page 27: GENESA BAHAN GALIAN

FLUIDA HIDROTERMAL(larutan hidrotermal)

• Sisa magma semakin banyak mengandung air meteorik (juvenil). Air magmatik mengandung volatil dan larutan mineral yang memiliki titik beku yang cukup rendah dan merupakan mother liquors dari larutan hidrotermal. Bowen dan ahli geologi lainnya menyatakan bahwa larutan hidrotermal adalah residu dari injeksi pegmatit setelah unsur-unsur pegmatit mengkristal.

• Kandungan volatil dan larutan mineral yang titik beku yang cukup rendah, atau mineralizers yang mengandung : (1). Elemen/unsur bersifat mobil dalam jumlah cukup banyak dalam batuan; (2) Elemen/unsur, seperti tembaga (Cu), lead (Pb), zink (Zn), perak (Ag), Emas (Au), stibnit (Sb), besi (Fe), mangan (Mn) dll; (3) Elemen/unsur Li, Be, B, Rb, dan Cs; dan; (4) Alkali yang dijumpai dalam jumlah cukup banyak, spt : alkali tanah dan volatil, khususnya Na, K, Ca, Cl dan CO2. Keseluruhannya memegang peranan penting .

Page 28: GENESA BAHAN GALIAN

• Keseluruhan memegang peran penting terhadap transportasi logam pada proses hidrotermal.

• Kandungan air magmatik menyebabkan : viskositas magma berkurang; titik beku mineral semakin rendah dan memungkinkan pembentukan mineral yg tidak bisa terbentuk pada kondisi “ dry melt”

• Komposisi air magma dapat ditentukan dari (White, 1967) dari : (1). Tipe magma dan sejarah kristalisasi; (2) Hubungan temperatur dan tekanan selama dan setelah pemisahan dari magma; (3) Jenis air lain yg kemungkinan bercampur dengan air magma pada saat bergerak; dan (4) reaksi dengan batuan samping.

Page 29: GENESA BAHAN GALIAN

• Air merupakan komponen bersifat mobil paling penting pada magma, jumlahnya terus bertambah seiring dengan proses difrensiasi, dan memegang peranan penting terhadap transportasi komponen bijih (logam). Prosentasenya dalam magma dari 1 – 15%, merupakan fungsi dari berbagai parameter, spt : kandungan air pada magma awal; banyaknya air yang masuk pada batuan samping; tekanan magma dan tekanan dinding dapur magma dan temperatur.

• Pemahaman sifat fluida (hidrotermal) sangat penting untuk menjelaskan tentang potensi kimia dan pergerakan fluida disepanjang zona-zona lemah (patahan, kekar, pori-pori, dll).

• Selain faktor tersebut di atas yg berpengaruh terhadap pembentukan endapan bijih/mineralisasi,maka faktor lain yang

Page 30: GENESA BAHAN GALIAN

• Adalah : kandungan volatil, densitas fluida, salinitas dan kandungan senyawa-senyawa kompleks dalam fluida.

• Kandungan volatil, jumlahnya sedikit, tetapi berperan dalam mengurangi viskositas larutan, menurunkan titik melting, mengumpulkan dan media transportasi logam, dan juga berperan penting dalam pembentukan deposit/endapan mineral.

• Densitas fluida hidrotermal mempengaruhi : viskositas, dinamika aliran dan mengontrol kelarutan komponen bijih (Helgeson, 1964)

• Salinitas, berhubungan langsung dengan konsentrasi logam pada temperatur tinggi, dimana semakin tinggi salinitas fluida

Page 31: GENESA BAHAN GALIAN

maka semakin besar konsentrasi logam berat dalam larutan (Elis, 1970).

• Senyawa kompleks yang paling penting dalam fluida adalah kompleks klorida, karena perannya dalam transportasi dan pembentukan endapan/deposit bijih (logam). Kompleks ini dapat membentuk bijih dengan berbagai unsur, seperti : Cu, Pb, Ag dan Hg

Page 32: GENESA BAHAN GALIAN

AIR METEORIK, adalah air yg berasal dr atmosfir (hujan, salju), mengalami perkolasi kebawah permukaan tanah/batuan dan bereaksi dg lithosfer dalam proses supergen. Dalam proses tersebut , maka air meteorik akan melarutkan oksigen, nitrogen, karbon dioksida, dan gas-gas lain, serta berbagai unsur kerak bumi lainnya (Sodium, Kalsium, Magnesium, Sulfat dan karbonat) yang sangat penting untuk mengikat dan membentuk endapan bijih.

Page 33: GENESA BAHAN GALIAN

• AIR LAUT, karakteristik air laut sebagai fluida pembentuk bijih adalah dalam konteks evaporasi, fosforit, submarine exhalites, nodul mangan, dan endapan kerak samudera. Air laut diasumsikan dapat : (1) berperan pasif sebagai medium dispersi untuk pelarutan ion, molekul, dan partikel suspensi, dan (2) berperan aktif dalam melarutkan ion dalam batuan di lantai dasar samudera.

• AIR KONAT, adalah air yang terperangkap dalam batuan sedimen bersamaan dengan pengendapan material sedimen. Air tersebut banyak diteliti karena berhubungan dengan eksplorasi dan produksi lapangan minyak, serta banyak mengandung sodium, klorida, kalsium, magnesium, bikarbonat, dan kadang juga stronsium,

Page 34: GENESA BAHAN GALIAN

Barium, dan nitrogen (White, 1968). Pada kondisi aktif, air konat memiliki daya pelarutan yang sangat tinggi terhadap unsur-unsur logam.

FLUIDA METAMORFIK, air konat dan meteorik yang berada dalam bumi, karena pengaruh panas dan tekanan yang dihasilkan dari intrusi magma atau metamorfisme regional, maka akan menjadi sangat reaktif (Shand, 1943). Perubahan inilah yang kemudian menjadi air meteorik yang diyakini sangat aktif sebagai pembawa bijih.

Page 35: GENESA BAHAN GALIAN

KONSENTRASI MAGMATIK

• Endapan magmatik dihasilkan dari kristalisasi langsung, atau konsentrasi oleh proses difrensiasi di dalam dapur magma.

• Beberapa bijih (endapan yg meliputi mineral bijih, mineral gang dan batuan samping, dapat diekstraksi satu atau lebih jenis logam) terbentuk karena adanya efek fisika, seperti gravitasi (contoh pembentukan khromit pada lantai dapur magma) dan sebagian terbentuk karena perubahan kimia, spt perubahan pH yg dihasilkan dari reraksi antara fluida pembawa bijih dengan batuan induk (host rock).

Page 36: GENESA BAHAN GALIAN

• Turunnya temperatur dan tekanan, atau perubahan velocity media transport atau pemisahan larutan, juga dapat menyebabkan terjadi reaksi kimia yang menghasilkan pengendapan bijih.

• Secara umum pembentukan endapan bijih untuk proses magmatik, maka magma yang terbentuk pada awalnya masih bersifat mafik, terutama yang terbentuk pada zona penekukan/subduksi (dibawah kerak kontinen atau pada kerak samudera).

• Magma mafik umumnya mengandung komponen silikat dan dalam jumlah terbatas mengandung komponen oksida dan sulfida. Pada kondisi ini unsur/elemen logam

Page 37: GENESA BAHAN GALIAN

• dapat terkonsentrasi dalam berbagai bentuk oleh mekanisme pembentukan batuan berupa kristalisasi, fraksinasi dan difrensiasi magma.

• Kristalisasi magma mafik akan menghasilkan logam bernilai ekonomi, spt: kromit, nikel, platinum, cobal, dll.

• Setelah kristalisasi atau konsentrasi oleh proses difrensiasi magma mafik, maka selanjutnya magma sisa (rest magma) semakin bersifat felsik dan semakin banyak mengandung komponen sulfida dan oksida. Proses difrensiasi magma pada tahapan ini memegang peranan penting thdp pembentukan endapan- endapan mineral berharga.

Page 38: GENESA BAHAN GALIAN

• Kristalisasi magma felsik akan menghasilkan tin, zirconium, thorium, dll.

• Selanjutnya sebagian magma sisa akan menerobos batuan samping (country rock) atau injeksi magmatik. Proses atau peristiwa ini juga dapat menghasilkan endapan-endapan mineral berharga.

• Pasca kristalisasi atau konsentrasi oleh proses difrensiasi magma mafik dan magma sisa, maka berangsur kadar air dan konsentrasi volatil didalam magma sisa bertambah banyak, termasuk CO2, boron, fluorin, chlorine, sulfur, phosphor dan elemen lainnya.

Page 39: GENESA BAHAN GALIAN

• Dampak proses dan penambahan unsur tersebut di atas, maka viskotas magma berkurang dan menurunkan titik beku mineral. Magma sisa pada tahapan ini akan memasuki tahapan peralihan antara fase igneous menjadi fase hidrotermal, atau disebut fase aqoeo-igneous dan disebut sebagai tahapan pegmatik.

• Jika kandungan gas dalam magma, yg terdiri dari air (90%,) CO2, H2S dan S melimpah; dan CO, HCl, HF, H2, N, Cl, F, B dan lainnya semakin besar, maka proses magmatik akan memasuki proses pneumatolitik (proses lepasnya gas dari dalam magma).

Page 40: GENESA BAHAN GALIAN

• Gas adalah agen/media yang baik untuk memisahkan dan mengangkut, material berharga dari magma. Proses pneumatolitik adalah proses yang sangat penting dalam membentuk metasomatis kontak (Daubree, 1841).

• 5 (lima) cara pengendapan endapan bijih magmatik (Guilbert dan Park, 1981) : 1. Sedimentasi magmatik atau pengendapan dan akumulasi mineral yang telah mengkristal (crystal settling). 2. Kristalisasi langsung pada dinding atau lantai dapur magma. 3. Pemisahan liquid dan pemadatannya; 4. Konsolidasi batuan beku yang mengandung assesori mineral ekonomik; dan 5. Kristalisasi magma secara keseluruhan.

Page 41: GENESA BAHAN GALIAN

PEMBENTUKAN ENDAPAN BIJH SECARA KONSENTRASI MAGMATIK DIBEDAKAN ATAS MAGMATIK AWAL DAN AKHIR

• ENDAPAN MAGMATIK AWAL (ORTHOMAGMATIK), persyaratan terbentuknya harus ada sumber magma/magma primer yang umumnya berkomposisi ultra basa – basa. Magma tersebut dapat bersumber dari :1) lapisan bawah kerak samudera, jika dalam perjalanannya kepermukaan bumi hanya melewati lapisan kerak samudera, maka akan bersifat ultra basa; 2) lapisan bawah kerak samudera, jika dalam perjalanannya ke permukaan bumi melewati lapisan kerak bumi bagian atas (tholoiite) dan kerak benua, maka magmanya berdsifat basa; dan 3) lapisan atas kerak samudera, jika dalam perjalannya kepermukaan bumi hanya melewati kerak benua, magmanya akan bersifat tholeiite.

• Magma primer yang berhubungan dengan endapan magmatik awal, umumnya mineral-mineral yang sulit menguap (olivin, piroksin dan plagioklas bersifat basa).

Page 42: GENESA BAHAN GALIAN

• Proses pembentukan endapan magmatik awal dan endapan lainnya adalah berhubungan dengan diffrensiasi dan kristalisasi magma. Kondisi tersebut dipengaruhi oleh kehadiran mineral logam dan non logam.

• Proses diffrensiasi dan kristalisasi untuk endapan magmatik awal berlangsung tidak jauh dari sumber magma, yaitu jauh di bawah permukaan bumi ( > 5000 m).

• Niggli, 1933, pengertian endapan magmatik awal/orthomagmatik adalah sama dengan endapan plutonik atau intrusif.

• Endapan logam yang terbentuk oleh proses magmatik awal adalah : intan (C), platina (Pt), khrom (Cr2O3), titan (Ti) – besi (Fe3O4, Fe2O3) - nikel (Ni) dan tembaga (Cu).

Page 43: GENESA BAHAN GALIAN

Endapan magmatik awal dibedakan atas : early magmatik (magmatik awal) dan late magmatik (magmatik akhir).

• Proses yang terjadi pada early magmatik dan berhubungan dengan pembentukan endapan logam adalah :

1. Dissemination, kondisi ini terjadi jika tidak terjadi konsentrasi, sehingga mineral bijih/logam yang akan terbentuk menyebar pada batuan kimberlit, lamroit dan batuan karbonatit (intan/C dan korondum/Al2O3, pirope garnet/[(Ca, Mg, Fe, Mn)3. Al2O3(SiO4)3], diopsit khromi [CaMg(SiO3)2-Cr2O3], spinel khrom (FeO.Cr2O3), enstatit (MgSiO3), ilmenit (FeTiO3, magnetit (Fe3O4) dan rutil (TiO2).

Page 44: GENESA BAHAN GALIAN

2. Segregation, proses ini akan terbentuk jika terjadi proses diffrensiasi kristalisasi (normal/grafitasi) dan accumulation, sehingga mineral/unsur yang akan terbentuk akan terkonsentrasi/segregasi, spt khromit (Busveld compleks dan Lydenburg, Afrika selatan). Bentuk mineralisasi khromitnya adalah statiform atau tipe Sudbury, yaitu penerobosan konkordan diantara batuan beku, semacam sill. Lebih dari 98% produksi khromit dunia dihasilkan dari tipe ini, ketebalan dari beberpa centimeter – 2,0 m, panjang penyebaran 63 km, kandungannya dari 45% - 50%, terdiri dari 29 lapisan, bagian bawahnya adalah platina bearing dan bagian atasnya vanadi ferous magnetit.

Page 45: GENESA BAHAN GALIAN

• Tipe endapan khromit startiform juga di jumpai di Great Dyke of Zimbabwe, yaitu pada batuan basa – ultra basa yang berumur sangat tua, menyebar sepanjang 532 km, lebar dari 5,0 km – 9,5 km, terdiri dari dari 4 lapisan dengan ketebalan dari 5,0 cm – 1,0 m.

3. Injection, terbentuk akibat penerobosan ketempat lain, akibatnya logam yang telah terbentuk akan terkonsentrasi di tempat lain, seperti yang dijumpai di daerah Kirunia, Swedia. Penerobosan endapan magnetit (Fe3O4) terjadi diantara batuan Syenit porphyry dengan Quartz porphyry (endapan bijih magnetitnya tebal) dan

Page 46: GENESA BAHAN GALIAN

untuk endapan bijih magnetit yang terletak diantara Quartz phorphyry lebih tipis, kondisi ini dipengaruhi oleh struktur geologi dan tekstur. Endapan bijih magnetit dan ilmenit (TiO2) adalah lebih awal mengkristal sebelum silikat, dimana injeksi tidak akan terjadi pada kristal-kristal myang padat.

ENDAPAN MAGMATIK AKHIR, gejala yang biasa dijumpai pada endapan magmatik akhir adalah memotong endapan early magmatik. Proses yang berlangsung pada early magmatik adalah :

Page 47: GENESA BAHAN GALIAN

• 1. Residual liquid segregation, terjadi pada magma sisa yang telah mengkristal, tapi belum membentuk mineral, kemudian membentuk mineral secara terkonsentrasi oleh proses difrensisasi kristalisasi grafitasi (normal). Bentuk endapannya umumnya paralel terhadap batuan pembawa (heat sources) ataupun pada host rocknya, umumnya batuan anorthosit, norit, gabro, seperti pembentukan titaniferous magnetit bands dan platina di daerah Busveld compleks, Afrika selatan.

• 2. Residual liquid injection, terjadi pada magma sisa early magmatik yang belum mengkristal, kemudian diinjeksi ke tempat lain yang kondisi tekanannya lebh

Page 48: GENESA BAHAN GALIAN

rendah, sehingga membentuk endapan logam secara terkonsentrasi (resoidual), seperti pembentukan endapan titanoferous di daerah Adivondack region of New York, berasosiasi dengan batuan basa. Proses pembentukan endapan logam secara residual liquid injection kaya akan besi.

3. Immisible liquid separation and accumulation, terjadi pada magma sisa yang belum mengkristal pada erly magmatik. Magma sisa tersebut akan menerobos dan merusak terhadap mineral/unsur yang sudah terbentuk, kemudian membentuk mineral baru secara terkonsentrasi, seperti pembentukan endapan :

Page 49: GENESA BAHAN GALIAN

• 1. Nickel – Copper Sulphide Type Insizwa, Afrika Selatan; 2, Nickelferous Sulphide Deposits, Bushveld, Afrika Selatan, dan 3. Marginal Sudbury Deposits, Norwegia.

• Walaupun oksida-oksida logam dalam bentuk larutan tidak dapat larut pada larutan silikat magma. Oleh Voght, memperlihatkan bahwa sulfida-sulfida besi, nikel dan tembaga dapat larut pada magma basal, dimana konsentrasi sulfidanya sekitar 6% - 7%. Larutan sisa sulfida akan mengkristal setelah silikat dan akan menerobos dan merusak kristal dan mineral tersebut.

Page 50: GENESA BAHAN GALIAN

• Pada akumulasi sulfida tidak diperlukan tidak diperlukan peleburan sulfida murni, pengkayaan sulfida adalah dibagian paling bawah dari magma, dimana pada batuan beku basa kandungan sulfidanya adalah 10% - 20%.

• Endapan bijih yang terbentuk oleh proses ILSA adalah pirhotit (Fe7S8), kalkopirit (CuFeS2), petlandite nickel (2FeS.Ni.S), Cu, serta platina, emas, perak. Pembentukan endapan tersebut di atas umumnya pada batuan beku basa, dimana segregasi terbentuk oleh gaya berat.

Page 51: GENESA BAHAN GALIAN

• 4. Immicible liquid injection, terbentuk dari magma sisa early magmatic, akan membawa mineral/unsur yang telah terbentuk pada early magmatic ketempat lain oleh proses injeksi, sehingga akan terkonsentrasi bersama-sama mineral lain yang terbentuk kemudian. Proses ini hampir sama dengan early magmatic.

• Contoh lokasi pembentukan endapan adalah : endapan nikel Norwegia, endapan tembaga-nikel, daerah Merensky Reef of the Busveld, Afrika Selatan, endapan nikel-tembaga, Sudbury.

• Umumnya tipe endapan late magmatic dijumpai pada daerah dengan kondisi tektonik kompleks, seperti ofiolit

Page 52: GENESA BAHAN GALIAN

• Dan melange/bancuh. Contoh pembentukan endapan khromit primer tipe podiform, spt Sulsel (Barru, Pangkep dan Malili, Sultra (Buton), Latau (Sulteng), Maluku (P.Doi), G. Batan Bulu Kalimantan Selatan. Penyebarannya dijumpai pada zona penggerusan kuat. Selaian itu juga dijumpai di daerah Urals, Filipina, kompleks ofiolitnya adalah tipe Alpin, yaitu berasal dari luar (allochthnous), penyebaran peridotit sekitar 10 km, yang terkonsentrasi pada jalur serpentinit, dan sebagai pembawa khromit adalah harzburgit. Endapan seperti ini juga dijumpai di Albania, Turki, Cuba, New Caledonia, dan Yugoslavia.

Page 53: GENESA BAHAN GALIAN

• 3 hal penting dalam mempelajari genesa endapan bahan galian logam, termasuk kegiatan eksplorasi : 1. Sumber endapan yang membawa logam (heat sources); 2. Harus ada batuan tempat kedudukan atau akumulasi dari endapan bahan galian tersebut (host rock); dan 3 struktur geologi (patahan, kekar).

• Proses pembentukan endapan magmatik awal (nikel, cobal, khromit, platina, intan, dst), maka sumber pembawa logam tersebut adalah magma yang bersifat basa – ultara basa, terbentuk pada temperatur tinggi (>1000 derajad celcius) dan berlangsung lebih kurang 10 km dibawah permukaan bumi.

Page 54: GENESA BAHAN GALIAN

• Proses pembentukan endapan magmatik akhir (Be, Li, Sn, W, Rb, Cs, Nb, Al/Spodumene dan Petalit, unsur tanah jarang/rare earth elements, uranium dan besi uranium). Endapan timah putih/kasiterit (SnO2) dijumpai di P. Bangka, P. Belitung dan P. Singkep yang menerus ke semenanjung Malaysia, dan umumnya dijumpai pada batuan granit dan batuan sedimen Pra tersier. Oleh karena proses pembekuan kristalisasi berlangsung lambat, maka kristal mineral berukuran besar. Secara umum keberadaannya pada batuan pembawa sangat kecil/rendah. Terbentuk pada temperatur < 1000 derajad celcius).

Page 55: GENESA BAHAN GALIAN

• Proses pembentukan endapan porfiri dan hidrotermal/larutan sisa magma (emas, perak, stibnit, molibdenit, logam dasar/Cu, Pb, Zn, besi), tempaearatur pembentukan < 400 derajad celcius.

• Host Rock, sifat fisik (kekerasan dan ukuran butir) dan kimia/reaktifitas.

• Struktur Geologi (fault/patahan, joint/rekahan)

Page 56: GENESA BAHAN GALIAN

• Setelah ada sumber yang membawa unsur/logam (magma dan larutan sisa magma/hidrotermal), maka harus ada batuan tempat akumulasi/cebakan/kedudukan dari unsur/logam (host rock) yang punya nilai ekonomi.

• Host rock dikontrol oleh : 1. urutan keterjadiannya (stratigrafi) untuk batuan sedimen, dan umur batuan untuk batuan plutonik (granit, diorit, monzonit, dan granit), batuan gunungapi (breksi vulkanik, agglomerat, tufa dan aliran lava atau retas); 2. sifat fisik dan kimia (lapuk, kompak, ukuran butir/tekstur, porositas, reaktif dan komposisi kimia, khususnya batuan beku); dan 3. Struktur geologi (patahan, lipatan dan kekar).

Page 57: GENESA BAHAN GALIAN

• Umumnya host rock mineralisasi yang baik (fafourable) adalah :

1. Reaktif (batugamping, marmer, dolomit, dan batuan

sedimen klastik gampingan);

2. Lapuk – agak kompak;

3. Porous (keseragaman ukuran butir); dan

4. Komposisi kimia, khususnya batuan beku

(asam/umum, menengah/sebahagian,

basa/jarang/setempat dan ultra basa/sangat jarang)