Batuan merupakan suatu bentuk alami yang disusun oleh satu atau lebih mineral, dan

kadang-kadang oleh material non-kristalin. Kebanyakan batuan merupakan heterogen

(terbentuk dari beberapa tipe/jenis mineral), dan hanya beberapa yang merupakan homogen.

Deret reaksi Bowen (deret pembentukan mineral pada batuan) telah dimodifikasi oleh Niggli,

V.M. Goldshmidt, dan H. Schneiderhohn, seperti terlihat pada Gambar 2.

Gambar 2. Diagram urutan pengendapan mineral

Sedangkan proses pembentukan mineral berdasarkan komposisi kimiawi larutan

(konsentrasi suatu unsur/mineral), temperatur, dan tekanan pada kondisi kristalisasi dari

magma induk telah didesign oleh Niggli seperti terlihat pada Gambar 3

Gambar 3. Diagram Temperatur-Konsentrasi-Tekanan (Diagram Niggli)

Jika pembentukan endapan mineral dikelompokkan menurut proses pembentukannya, maka

salah satu pengklasifikasiannya adalah sebagai berikut :

I. Endapan yang terbentuk melalui proses konsentrasi kimia (Suhu dan Tekanan

Bervariasi)

A. Dalam magma, oleh proses differensiasi

1.   Endapan magmatik (segresi magma, magmatik cair); T 700-15000C; P sangat tinggi.

2.   Endapan Pegmatit; T sedang-sangat tinggi; P sangat tinggi

B. Dalam badan batuan

1. Konsentrasi karena ada penambahan dari luar (epigenetik)

1.1. Asal bahan tergantung dari erupsi batuan beku

a. Oleh hembusan langsung bekuan (magma)

- dari efusif; sublimat; fumarol, T 100-6000C; P atmosfer-sedang

- dari intrusif, igneous metamorphic deposits; T 500-8000C, P sangat

tinggi

b. Oleh penambahan air panas yang terisi bahan magma

- Endapan hipothermal; T 300-5000C, P sangat tinggi

- Endapan mesothermal; T 200-3000C, P sangat tinggi

- Endapan epithermal; T 50-2000C, P sangat tinggi

- Endapan telethermal; T rendah, P rendah

- Endapan xenothermal; T tinggi-sedang, P sedang-atmosfer

1.2. Konsentrasi bahan dalam badan batuan itu sendiri :

a. Konsentrasi oleh metamorfosis dinamik dan regional, T s/d 4000C; P tinggi.

b. Konsentrasi oleh air tanah dalam; T 0-1000C; P sedang

c. Konsentrasi oleh lapukan batuan dan pelapukan residu dekat permukaan;

T 0-1000C; P sedang-atmosfer

C. Dalam masa air permukaan

1. Oleh interaksi larutan; T 0-700C; P sedang

a. Reaksi anorganik

b. Reaksi organik

2. Oleh penguapan pelarut

II. Endapan-endapan yang dihasilkan melalui konsentrasi mekanis; T & P sedang.

Sedangkan secara umum keterdapatan endapan bahan galian dengan mineral-mineral bijihnya

dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Keterdapatan dan letak mineral-mineral bijih

2. Pengertian Mendala Metalogenik

Istilah Mendala Metalogenik atau Metallogenic Province memiliki pengertian suatu area

yang dicirikan oleh kumpulan endapan mineral yang khas, atau oleh satu atau lebih jenis-

jenis karakteristik mineralisasi. Suatu mendala metalogenik mungkin memiliki lebih dari satu

episode mineralisasi yang disebut dengan Metallogenic Epoch.

Beberapa contoh mendala metalogenik antara lain ; segregasi lokal dari kromium dan nikel di

bagian yang paling dalam dari kerak samudera, dan pengendapan sulfida-sulfida masif dari

tembaga dan besi di tempat-tempat yang panas, metal-bearing brine menuju samudra melalui

zona regangan, endapan-endapan mineral magmatik-hidrotermal berhubungan dengan proses-

proses subduksi. Tumbukan dan subduksi membentuk gunung-gunung yang besar seperti di

Andes, yang mana endapan-endapan mineral dibentuk oleh diferensiasi magma.

Contoh mendala metalogenik yang terdapat di Indonesia antara lain: mendala metalogenik

Malaya (terdiri dari batuan beku asam dengan mineral berharga kasiterit), manda metalogenik

Sunda (terdiri dari batuan intermediet dengan mineral berharga elektrum (Au, Ag)), serta

mendala metalogenik Sangihe-Talaut (terdiri dari batuan ultrabasa dengan mineral berharga

nikel).

3. Proses Pembentukan Endapan Mineral Primer

Pembentukan bijih primer secara garis besar dapat diklasifikasikan menjadi lima jenis

endapan, yaitu :

ñ Fase Magmatik Cair

ñ Fase Pegmatitil

ñ Fase Pneumatolitik

ñ Fase Hidrothermal

ñ Fase Vulkanik

Dari kelima jenis fase endapan di atas akan menghasilkan sifat-sifat endapan yang berbeda-

beda, yaitu yang berhubungan dengan:

ñ Kristalisasi magmanya

ñ Jarak endapan mineral dengan asal magma

Õintra-magmatic, bila endapan terletak di dalam daerah batuan beku

Õperi-magmatic, bila endapan terletak di luar (dekat batas) batuan beku

Õcrypto-magmatic, bila hubungan antara endapan dan batuan beku tidak jelas

Õapo-magmatic, bila letak endapan tidak terlalu jauh terpisah dari batuan beku

Õtele-magmatic, bila disekitar endapan mineral tidak terlihat (terdapat) batuan beku

ï Bagaimana cara pengendapan terjadi

Õterbentuk karena kristalisasi magma atau di dalam magma

Õterbentuk pada lubang-lubang yang telah ada

Õmetosomatisme (replacement) yaitu :reaksi kimia antara batuan yang telah ada dengan larutan

pembawa bijih

ï Bentuk endapan, masif, stockwork, urat, atau perlapisan

ï Waktu terbentuknya endapan

Õsyngenetic, jika endapan terbentuk bersamaan waktunya dengan pembentukan batuan

Õepigenetic, jika endapan terbentuk tidak bersamaan waktunya dengan pembentukan batuan

3.1 Fase Magmatik Cair (Liquid Magmatic Phase)

Liquid magmatic phase adalah suatu fase pembentukan mineral, dimana mineral terbentuk

langsung pada magma (differensiasi magma), misalnya dengan cara gravitational settling

(Gambar 6). Mineral yang banyak terbentuk dengan cara ini adalah kromit, titamagnetit, dan

petlandit (lihat juga Gambar 4). Fase magmatik cair ini dapat dibagi atas :

ï Komponen batuan, mineral yang terbentuk akan tersebar merata diseluruh masa batuan.

Contoh intan dan platina.

ï Segregasi, mineral yang terbentuk tidak tersebar merata, tetapi hanya kurang terkonsentrasi di

dalam batuan.

ï Injeksi, mineral yang terbentuk tidak lagi terletak di dalam magma (batuan beku), tetapi telah

terdorong keluar dari magma.

3.2 Fase Pegmatitik (Pegmatitic Phase)

Pegmatit adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi magma. Sebagai akibat

kristalisasi pada magmatik awal dan tekanan disekeliling magma, maka cairan residual yang

mobile akan terinjeksi dan menerobos batuan disekelilingnya sebagai dyke, sill, dan

stockwork (Gambar 7).

Kristal dari pegmatit akan berukuran besar, karena tidak adanya kontras tekanan dan

temperatur antara magma dengan batuan disekelilingnya, sehingga pembekuan berjalan

dengan lambat. Mineral-mineral pegmatit antara lain : logam-logam ringan (Li-silikat, Be-

silikat (BeAl-silikat), Al-rich silikat), logam-logam berat (Sn, Au, W, dan Mo), unsur-unsur

jarang (Niobium, Iodium (Y), Ce, Zr, La, Tantalum, Th, U, Ti), batuan mulia (ruby, sapphire,

beryl, topaz, turmalin rose, rose quartz, smoky quartz, rock crystal).

Gambar 6. Skematik proses differensiasi magma pada fase magmatik cair

Keterangan untuk Gambar 6 :

1.     Vesiculation, Magma yang mengandung unsur-unsur volatile seperti air (H2O), karbon

dioksida (CO2), sulfur dioksida (SO2), sulfur (S) dan klorin (Cl). Pada saat magma naik

kepermukaan bumi, unsur-unsur ini membentuk gelombang gas, seperti buih pada air soda.

Gelombang (buih) cenderung naik dan membawa serta unsur-unsur yang lebih volatile

seperti sodium dan potasium.

2.     Diffusion, Pada proses ini terjadi pertukaran material dari magma dengan material dari

batuan yang mengelilingi reservoir magma, dengan proses yang sangat lambat. Proses

diffusi tidak seselektif proses-proses mekanisme differensiasi magma yang lain. Walaupun

demikian, proses diffusi dapat menjadi sama efektifnya, jika magma diaduk oleh suatu

pencaran (convection) dan disirkulasi dekat dinding dimana magma dapat kehilangan

beberapa unsurnya dan mendapatkan unsur yang lain dari dinding reservoar.

3.     Flotation, Kristal-kristal ringan yang mengandung sodium dan potasium cenderung untuk

memperkaya magma yang terletak pada bagian atas reservoar dengan unsur-unsur sodium

dan potasium.

4.     Gravitational Settling, Mineral-mineral berat yang mengandung kalsium, magnesium dan

besi, cenderung memperkaya resevoir magma yang terletak disebelah bawah reservoir

dengan unsur-unsur tersebut. Proses ini mungkin menghasilkan kristal badan bijih dalam

bentuk perlapisan. Lapisan paling bawah diperkaya dengan mineral-mineral yang lebih

berat seperti mineral-mineral silikat dan lapisan diatasnya diperkaya dengan mineral-

mineral silikat yang lebih ringan.

5.     Assimilation of Wall Rock, Selama emplacement magma, batu yang jatuh dari dinding

reservoir akan bergabung dengan magma. Batuan ini bereaksi dengan magma atau secara

sempurna terlarut dalam magma, sehingga merubah komposisi magma. Jika batuan dinding

kaya akan sodium, potasium dan silikon, magma akan berubah menjadu komposisi granitik.

Jika batuan dinding kaya akan kalsium, magnesium dan besi, magma akan berubah menjadi

berkomposisi gabroik.

6.     Thick Horizontal Sill, Secara umum bentuk ini memperlihatkan proses differensiasi

magmatik asli yang membeku karena kontak dengan dinding reservoirl Jika bagian sebelah

dalam memebeku, terjadi Crystal Settling dan menghasilkan lapisan, dimana mineral silikat

yang lebih berat terletak pada lapisan dasar dan mineral silikat yang lebih ringan.

3.3 Fase Pneumatolitik (Pneumatolitik Phase)

Pneumatolitik adalah proses reaksi kimia dari gas dan cairan dari magma dalam lingkungan

yang dekat dengan magma. Dari sudut geologi, ini disebut kontak-metamorfisme, karena

adanya gejala kontak antara batuan yang lebih tua dengan magma yang lebih muda.

Mineral kontak ini dapat terjadi bila uap panas dengan temperatur tinggi dari magma kontak

dengan batuan dinding yang reaktif. Mineral-mineral kontak yang terbentuk antara lain :

wolastonit (CaSiO3), amphibol, kuarsa, epidot, garnet, vesuvianit, tremolit, topaz, aktinolit,

turmalin, diopsit, dan skarn.

Gejala kontak metamorfisme tampak dengan adanya perubahan pada tepi batuan beku intrusi

dan terutama pada batuan yang diintrusi, yaitu: baking (pemanggangan) dan hardening

(pengerasan).

Igneous metamorfism ialah segala jenis pengubahan (alterasi) yang berhubungan dengan

penerobosan batuan beku. Batuan yang diterobos oleh masa batuan pada umumnya akan ter-

rekristalisasi, terubah (altered), dan tergantikan (replaced). Perubahan ini disebabkan oleh

panas dan fluida-fluida yang memencar atau diaktifkan oleh terobosan tadi. Oleh karena itu

endapan ini tergolong pada metamorfisme kontak. Proses pneomatolitis ini lebih menekankan

peranan temperatur dari aktivitas uap air. Pirometamorfisme menekankan hanya pada

pengaruh temperatur sedangkan pirometasomatisme pada reaksi penggantian (replacement),

dan metamorfisme kontak pada sekitar kontak. Letak terjadinya proses umumnya di

kedalaman bumi, pada lingkungan tekanan dan temperatur tinggi.

Gambar 8. Contoh endapan Igneous Metamorfism berupa endapan iron rich fluids di Granite Mount,

Utah (Dari Park, 1975 p 285).

Mineral bijih pada endapan kontak metasomatisme umumnya sulfida sederhana dan oksida

misalnya spalerit, galena, kalkopirit, bornit, dan beberapa molibdenit (Tabel 4). Sedikit

endapan jenis ini yang betul-betul tanpa adanya besi, pada umumnya akan banyak sekali

berisi pirit atau bahkan magnetit dan hematit. Scheelit juga terdapat dalam endapan jenis ini

(Singkep-Indonesia).

Tabel 4. Contoh beberapa jenis endapan metasomatisme kontak (Dari berbagai sumber).

Endapa

n

Mineral Logam Utama Lokasi

Besi magnetit, hematit Cornwall,

Pennsylvenia USA ;

Banat Hongaria

Tembag

a

kalkopirit, bornit, pirit, pirrotit, spalerit,

molibdenit, oksida besi

Beberapa endapan di

Morenci dan Bisbee,

Arizona USA ; Suan,

Korea

Zn spalerit + magnetit, sulfida Fe + Pb Hannover, N-Mexico,

USA; Kamioka,

Jepang

Pb galena + magnetit, sulfida Fe, Cu dan Zn Magdalena, N-Mexico,

USA

Sn kasiterit, wollframit, magnetit, scheelit, pirrotit Pikaranta, Finlandia;

Saxony, Jerman;

Malaysia; Singkep

(Indonesia)

Wolfra

m

scheelit dengan molibdenit dan beberapa sulfida Mill City, Nevada,

USA; King Island,

Australia

Lainnya grafit, emas. molibdenit, mangan, garnet,

corundum

3.4 Fase Hidrothermal (Hydrothermal Phase)

Hidrothermal adalah larutan sisa magma yang bersifat "aqueous" sebagai hasil differensiasi

magma. Hidrothermal ini kaya akan logam-logam yang relatif ringan, dan merupakan sumber

terbesar (90%) dari proses pembentukan endapan. Berdasarkan cara pembentukan endapan,

dikenal dua macam endapan hidrothermal, yaitu :

ï cavity filing, mengisi lubang-lubang (opening-opening) yang sudah ada di dalam batuan.

ï metasomatisme, mengganti unsur-unsur yang telah ada dalam batuan dengan unsur-unsur baru

dari larutan hidrothermal.

Berdasarkan cara pembentukan endapan, dikenal beberapa jenis endapan hidrothermal, antara

lain Ephithermal (T 00C-2000C), Mesothermal (T 1500C-3500C), dan Hipothermal (T

3000C-5000C)

Setiap tipe endapan hidrothermal diatas selalu membawa mineral-mineral yang tertentu

(spesifik), berikut altersi yang ditimbulkan barbagai macam batuan dinding. Tetapi minera-

mineral seperti pirit (FeS2), kuarsa (SiO2), kalkopirit (CuFeS2), florida-florida hampir selalu

terdapat dalam ke tiga tipe endapan hidrothermal. Sedangkan alterasi yang ditimbulkan untuk

setiap tipe endapan pada berbagai batuan dinding dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Alterasi-alterasi yang terjadi pada fase hidrothermal

Keadaan Batuan dinding Hasil alterasi

Epithermal batuan gamping

lava

batuan beku intrusi

silisifikasi

alunit, clorit, pirit, beberapa sericit, mineral-

mineral lempung

klorit, epidot, kalsit, kwarsa, serisit, mineral-

mineral lempung

Mesotherma

l

batuan gamping

serpih, lava

batuan beku asam

batuan beku basa

silisifikasi

selisifikasi, mineral-mineral lempung

sebagian besar serisit, kwarsa, beberapa

mineral lempung

serpentin, epidot dan klorit

Hypotherm

al

batuan granit, sekis

lava

greissen, topaz, mika putih, tourmalin,

piroksen, amphibole.

Paragenesis endapan hipothermal dan mineral gangue adalah : emas (Au), magnetit (Fe3O4),

hematit (Fe2O3), kalkopirit (CuFeS2), arsenopirit (FeAsS), pirrotit (FeS), galena (PbS),

pentlandit (NiS), wolframit : Fe (Mn)WO4, Scheelit (CaWO4), kasiterit (SnO2), Mo-sulfida

(MoS2), Ni-Co sulfida, nikkelit (NiAs), spalerit (ZnS), dengan mineral-mineral gangue antara

lain : topaz, feldspar-feldspar, kuarsa, tourmalin, silikat-silikat, karbonat-karbonat

Sedangkan paragenesis endapan mesothermal dan mineral gangue adalah : stanite (Sn, Cu)

sulfida, sulfida-sulfida : spalerit, enargit (Cu3AsS4), Cu sulfida, Sb sulfida, stibnit (Sb2S3),

tetrahedrit (Cu,Fe)12Sb4S13, bornit (Cu2S), galena (PbS), dan kalkopirit (CuFeS2), dengan

mineral-mineral ganguenya : kabonat-karbonat, kuarsa, dan pirit.

Paragenesis endapan ephitermal dan mineral ganguenya adalah : native cooper (Cu), argentit

(AgS), golongan Ag-Pb kompleks sulfida, markasit (FeS2), pirit (FeS2), cinabar (HgS),

realgar (AsS), antimonit (Sb2S3), stannit (CuFeSn), dengan mineral-mineral ganguenya :

kalsedon (SiO2), Mg karbonat-karbonat, rhodokrosit (MnCO3), barit (BaSO4), zeolit (Al-

silikat)

Gambar 9. Endapan bijih perak berupa endapan hidrothermal tipe epithermal dengan pengkayaan bijih di

sepanjang rekahan-rekahan dan urat-urat di Pachuca Meksiko (Dari Park, 1975 p 349).

3.5 Fase Vulkanik (Vulkanik Phase)

Endapan phase vulkanik merupakan produk akhir dari proses pembentukkan bijih secara

primer. Sebagai hasil kegiatan phase vulkanis adalah :

ï lava flow

ï ekshalasi

ï mata air panas

Ekshalasi dibagi menjadi : fumarol (terutama terdiri dari uap air H2O), solfatar (berbentuk

gas SO2), mofette (berbentuk gas CO2), saffroni (berbentuk baron).

Bentuk (komposisi kimia) dari mata air panas adalah air klorida, air sulfat, air karbonat, air

silikat, air nitrat, dan air fosfat.

Jika dilihat dari segi ekonomisnya, maka endapan ekonomis dari phase vulkanik adalah :

belerang (kristal belerang dan lumpur belerang), oksida besi (misalnya hematit, Fe2O3)

Sulfida masif volkanogenik berhubungan dengan vulkanisme bawah laut (Gambar 10 dan

Tabel 6), sebagai contoh endapan tembaga-timbal-seng Kuroko di Jepang, dan sebagian besar

endapan logam dasar di Kanada.

; Sato,1981).

 

 

Tabel 6. Model geologi sulfida masif volkanogenik tipe Kuroko

(Cox DP, 1983)

Geologi Regional

Tipe batuan Vulkanik laut felsik-intermediet, berasosiasi dengan sedimen

Tekstur Aliran, tuffs, piroklas, breksia, dan tekstur-tekstur vulkanik lain

Umur Archean – Cenozoic

Tektonik patahan dan rekahan-rekahan lokal

Tipe endapan

assosiasi

urat-urat kuarsa dengan emas; perlapisan barit

Konsentrasi

Logam

Barium, emas

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral

logam

Zona bawah (pirit, sfalerit, kalkopirit, pirotit, galena, barit); zona

luar (pirit, kalkopirit, emas, perak)

Tekstur/struktur Sebagian besar (60%) merupakan sulfida; kadang-kadang

ditemukan perlapisan zona disseminated atau stockwork sulfida.

Alterasi Yang menyelubungi zona endapan a.l. zeolit, montmorilonit,

kadang-kadang silika, klorit, dan serisit

Kontrol bijih Pada bagian felsik didominasi batuan-batuan vulkanik/sedimen

vulkanik; pada bagian pusat batuan vulkanik; kadang-kadang

breksiasi dan dome felsik

Pelapukan Gossan (kuning, nerah, dan coklat)

Contoh Kidd Creek, Kanada; Hanaoka, Jepang; Macuchi, Equador

4. Proses Pembentukan Endapan Sedimenter

Mineral bijih sedimenter adalah mineral bijih yang ada kaitannya dengan batuan sedimen,

dibentuk oleh pengaruh air, kehidupan, udara selama sedimentasi, atau pelapukan maupun

dibentuk oleh proses hidrotermal. Mineral bijih sedimenter umumnya mengikuti lapisan

(stratiform) atau berbatasan dengan litologi tertentu (stratabound).

Endapan sedimenter yang cukup terkenal karena proses mekanik seperti endapan timah

letakan di daerah Bangka-Belitung dan endapan emas placer di Kalimantan Tengah maupun

Kalimantan Barat. Endapan sedimenter karena pelapukan kimiawi seperti endapan bauksit di

Pulau Bintan dan laterit nikel di Pomalaa/Soroako Sulawesi Tengah/ Selatan.

Y. B. Chaussier (1979), membagi pembentukan mineral sedimenter berdasarkan sumber

metal dan berdasarkan host rock-nya. Berdasarkan sumber metal dibagi dua yaitu endapan

supergen endapan yang metalnya berasal dari hasil rombakan batuan atau bijih primer), serta

endapan hipogen (endapan yang metalnya berasal dari aktivitas magma/epithermal).

Sedangkan berdasarkan host-rock (dengan pengendapan batuan sedimen) dibagi dua, yaitu

endapan singenetik (endapan yang terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batuan) serta

endapan epigenetik (endapan mineral terbentuk setelah batuan ada).

Terjadinya endapan atau cebakan mineral sekunder dipengaruhi empat faktor yaitu : sumber

dari mineral, metal atau metaloid, supergene atau hypogene (primer atau sekunder), erosi dari

daerah mineralisasi yang kemudian diendapkan dalam cekungan (supergene), dari biokimia

akibat bakteri, organisme seperti endapan diatomae, batubara, dan minyak bumi, serta dari

magma dalam kerak bumi atau vulkanisme (hypogene).

4.1 Mineral Bijih Dibentuk oleh Hasil Rombakan dan Proses Kimia Sebagai Hasil

Pelapukan Permukaan dan Transportasi

Secara normal material bumi tidak dapat mempertahankan keberadaanya dan akan

mengalami transportasi geokimia yaitu terdistribusi kembali dan bercampur dengan material

lain. Proses dimana unsur-unsur berpindah menuju lokasi dan lingkungan geokimia yang baru

dinamakan dispersi geokimia. Berbeda dengan dispersi mekanis, dispersi kimia mencoba

mengenal secara kimia penyebab suatu dispersi. Dalam hal ini adanya dispersi geokimia

primer dan dispersi geokimia sekunder. Dispersi geokimia primer adalah dispersi kimia yang

terjadi di dalam kerak bumi, meliputi proses penempatan unsur-unsur selama pembentukan

endapan bijih, tanpa memperhatikan bagaimana tubuh bijih terbentuk. Dispersi geokimia

sekunder adalah dispersi kimia yang terjadi di permukaan bumi, meliputi pendistribusian

kembali pola-pola dispersi primer oleh proses yang biasanya terjadi di permukaan, antara lain

proses pelapukan, transportasi, dan pengendapan.

Bahan terangkut pada proses sedimentasi dapat berupa partikel atau ion dan akhirnya

diendapkan pada suatu tempat. Mobilitas unsur sangat mempengaruhi dispersi. Unsur dengan

mobilitas yang rendah cenderung berada dekat dengan tubuh bijihnya, sedangkan unsur-unsur

dengan mobilitas tinggi cenderung relatif jauh dari tubuh bijihnya. Selain itu juga tergantung

dari sifat kimianya Eh dan Ph suatu lingkungan seperti Cu dalam kondisi asam akan

mempunyai mobilitas tinggi sedangkan dalam kondisi basa akan mempunyai mobilitas

rendah (Lihat Tabel 7 dan Gambar 11).

Tabel 7. Beberapa mobilitas unsur pada berbagai lingkungan

Mobilitas Relatif Kondisi Lingkungan

Oksidasi Asam Netral-basa Reduksi

Sangat tinggi Cl,I, Br, S, B Cl,I, Br, S, B Cl,I, Br, S, B,

Mn, V, U, Se,

Re

Cl, I, Br

Tinggi Mn, V, U, Se,

Re, Ca, Na,

Mn, V, U, Se,

Re, Ca, Na,

Ca, Na, Mg, F,

Sr, Ra

Ca, Na, Mg, F,

Sr, Ra

Mobilitas Relatif Kondisi Lingkungan

Oksidasi Asam Netral-basa Reduksi

Mg, F, Sr,

Ra, Zn

Mg, F, Sr, Ra,

Zn, Cu, Co, Ni,

Hg, Au

Sedang Cu, Co, Ni,

Hg, Ag, Au,

As, Cd

As, Cd, As, Cd

Rendah Si, P, K,

Pb, Li, Rb,

Ba

Be, Bi, Sb,

Ge, Cs, Tl

Si, P, K,

Pb, Li, Rb, Ba

Be, Bi, Sb, Ge,

Cs, Tl

Fe, Mn

Si, P, K,

Pb, Li, Rb, Ba

Be, Bi, Sb, Ge,

Cs, Tl

Fe, Mn

Si, P, K

Fe, Mn

Sangat rendah

sampai immobil

Fe, Mn,

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta,

Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta, Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta, Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

Zn

Co, Cu, Ni, Hg,

Ag, Au

Al, Ti, Sn, Te

W, Nb, Ta, Pt,

Cr, Zr, Th,

Rare earth

S, B

Mn, V, U, Se,

Re

Zn

Co, Cu, Ni, Hg,

Ag, Au

As, Cd,

Pb, Li, Rb,

Ba, Be, Bi,

Sb, Ge, Tl

Gambar 11. Diagram Fence yang memperlihatkan hubungan Eh-pH mineral-mineral non-klastis

(Krumbin dan Garrels, 1952).

Sebagai contoh dapat diberikan pada proses pengkayaan sekunder pada endapan lateritik.

Dari pelapukan dihasilkan reaksi oksidasi dengan sumber oksigen dari udara atau air

permukaan. Oksidasi berjalan ke arah bawah sampai batas air tanah. Akibat proses oksidasi

ini, beberapa mineral tertentu akan larut dan terbawa meresap ke bawah permukaan tanah,

kemudian terendapkan (pada zona reduksi), lihat Gambar 12. Bagian permukaan yang tidak

larut, akan jadi berongga, berwarna kuning kemerahan, dan sering disebut dengan gossan.

Contoh endapan ini adalah endapan nikel laterit.

4.2 Cebakan Mineral Dibentuk oleh Pelapukan Mekanik

Mineral disini terbentuk oleh konsentrasi mekanik dari mineral bijih dan pemecahan dari

residu. Proses pemilahan yang mana menyangkut pengendapan tergantung oleh besar butir

dan berat jenis disebut sebagai endapan plaser. Mineral plaser terpenting adalah Pt, Au,

kasiterit, magnetit, monasit, ilmenit, zirkon, intan, garnet, tantalum, rutil, dsb.

Berdasarkan tempat dimana diendapkan, plaser atau mineral letakan dapat dibagi menjadi :

ï Endapan plaser eluvium, diketemukan dekat atau sekitar sumber mineral bijih primer. Mereka

terbentuk dari hanya sedikit perjalanan residu (goresan), material mengalami pelapukan

setelah pencucian. Sebagai contoh endapan platina di Urals.

ï Plaser aluvium, ini merupakan endapan plaser terpenting. Terbentuk di sungai bergerak

kontinu oleh air, pemisahan tempat karena berat jenis, mineral bijih yang berat akan bergerak

ke bawah sungai. Intensitas pengayaan akan didapat kalau kecepatan aliran menurun, seperti

di sebelah dalam meander, di kuala sungai dsb. Contoh endapan tipe ini adalah Sn di Bangka

dan Belitung. Au-plaser di California.

ï Plaser laut/pantai, endapan ini terbentuk oleh karen aktivitas gelombang memukul pantai dan

mengabrasi dan mencuci pasir pantai. Mineral yang umum di sini adalah ilmenit, magnetit,

monasit, rutil, zirkon, dan intan, tergantung dari batuan terabrasi.

ï Fossil plaser, merupakan endapan primer purba yang telah mengalami pembatuan dan

kadang-kadang termetamorfkan. Sebagai contoh endapan ini adalah Proterozoikum

Witwatersand, Afrika Selatan, merupakan daerah emas terbesar di dunia, produksinya lebih

1/3 dunia. Emas dan uranium terjadi dalam beberapa lapisan konglomerat. Mineralisasi

menyebar sepanjang 250 km. Tambang terdalam di dunia sampai 3000 meter, ini

dimungkinkan karena gradien geotermis disana sekitar 10 per 130 meter.

Gambar 13. Sketsa mekanisme endapan bijih sedimenter

4.3 Cebakan Mineral Dibentuk oleh Proses Pengendapan Kimia

4.3.1. Lingkungan Darat

Batuan klastik yang terbentuk pada iklim kering dicirikan oleh warna merah akibat oksidasi

Fe dan umumnya dalam literatur disebut “ red beds”. Kalau konsentrasi elemen logam dekat

permukaan tanah atau di bawah tanah tempat pengendapan tinggi memungkinkan terjadi

konsentrasi larutan logam dan mengalami pencucian (leaching/pelindian) meresap bersama

air tanah yang kemudian mengisi antar butir sedimen klastik. Koloid bijih akan alih tempat

oleh penukaran kation antara Fe dan mineral lempung atau akibat penyerapan oleh mineral

lempung itu sendiri.

4.3.2 Lingkungan Laut

Kejadian cebakan mieral di lingkungan laut sangat berbeda dengan lingkungan darat yang

umumnya mempunyai mempunyai pasokan air dengan kadar elemen yang tinggi

dibandingkan kandungan di laut. Kadar air laut mempunai elemen yang rendah. Sebagai

contoh kadar air laut untuk Fe 2 x 10-7 % yag membentuk konsentrasi mineral logam yang

berharga hal ini dapat terjadi kalau mempunyai keadaan yang khusus (terutama Fe dan Mn)

seperti :

ï Adanya salah satu sumber logam yang berasal dari pelapkan batuan di daratan atau dari sistem

hidrotermal bawah permukaan laut.

ï Transport dalam larutan, mungkin sebagai koloid. Besi adalah logam yang dominan dan

terbawa sebagai Fe(OH) soil partikel.

ï Endapan di dalam cebakan sedimenter, sebagai Fe(OH)3, FeCO3 atau Fe-silikat tergantung

perbedaanpotensial reduksi (Eh).

Bijih dalam lingkungan laut ini dapat berupa oolit, yang dibentuk oleh larutan koloid

membungkus material lain seperti pasir atau pecahan fosil. Bentuk kulit yang simetris

disebabkan perubahan komposisi (Fe, Al, SiO2). Dengan pertumbuhan yang terus menerus,

oolit tersebut akan stabil di dasar laut dimana tertanam dalam material lempungan karbonatan

yang mengandung beberapa besi yang bagus. Di dasar laut mungkin oolit tersebut reworked.

Dengan hasil keadaan tersebut bijih besi dan mangan sebagai contoh ferromanganese nodules

yang sekarang ini menutupi daerah luas lautan.

5. Contoh Beberapa Endapan Mineral Yang Penting

5.1 Endapan mineral yang berhubungan dengan proses-proses magmatik

Tergantung pada kedalaman dan temperatur pengendapan, mineral-mineral dan asosiasi

elemen yang berbeda sangat besar , sebagai contoh oksida-oksida timah dan tungsten di

kedalaman zona-zona bertemperatur tinggi; sulfida-sulfida tembaga, molibdenum, timbal,

dan seng dalam zona intermediet; sulfida-sulfida atau sulfosalt perak dan emas natif di dekat

permukaan pada zona temperatur rendah. Mineral-mineral dapat mengalami disseminated

dengan baik antara silikat-silikat, atau terkonsentrasi dalam rekahan yang baik dalam batuan

beku, sebagai contoh endapan tembaga porfiri Bingham di Utah (Gambar 14 dan Tabel 8).

Gambar 14. Model Geologi Jenis Endapan Tembaga Porfiri di Amerika Selatan (After Sillitoe,1973)

Tabel 8. Model Geologi Endapan Tembaga Porfiri Kaya Molibdenum (Cox DP, 1983)

Geologi Regional

Tipe batuan Monzonit - tonalit kuarsa yang menerobos batuan beku,

vulkanik, atau sedimen

Tekstur Terobosan yang berasosiasi dengan bijih-bijih porfiri (masa dasar

mempunyai ukuran butir halus s/d sedang)

Umur Umumnya mesozoik s/d tersier

Tektonik Sesar

Tipe endapan

assosiasi

Skarn yang mengandung Cu, Zn, atau Au; urat-urat logam dasar

sulfosalts dan emas; emas placer

Konsentrasi

Logam

Cu, Mo, Pb, Zn, Tn, Au, Ag

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral

logam

Kalkopirit, pirit, molibdenit; endapan replacement dengan

kalkopirit, sfalerit, galena, dan kadang-kadang emas; zona terluar

kadang-kadang dengan emas dan sulfida-sulfida perak, tembaga,

dan antimoni.

Tekstur/struktur Veinlets, disseminations, penggantian pada batuan samping

masif.

Alterasi Batas zona alterasi (alteration rings) berupa lempung, mika,

feldspar, dan mineral-mineral lain yang berjarang beberapa

kilometer dari endapan.

Petunjuk geokimia Zona pusat (Cu, Mo, W), zona terluar (Pb, Zn, Au, Ag, As, At,

Te, Mn, Rb).

Contoh El Savador, Chile; Silver Bell, Arizona (USA); Highland Valley,

Bristish Columbia (Canada).

Batugamping di dekat intrusi bereaksi dengan larutan hidrotermal dan sebagian digantikan

oleh mineral-mineral tungsten, tembaga, timbal dan seng (dalam kontak metasomatik atau

endapan skarn). Jika larutan bergerak melalui rekahan yang terbuka dan logam-logam

mengendap di dalamnya (urat emas-kuarsa-alunit epithermal), sehingga terbentuk cebakan

tembaga, timbal, seng, perak, dan emas (Gambar 15 dan Tabel 9).

Gambar 15. Model Geologi Endapan Urat Logam Mulia (After Buchanan,1981)

Tabel 9. Model Geologi Urat Emas-Kwarsa-Alunit Epitermal (Cox DP, 1983)

Geologi Regional

Tipe batuan Dasit vulkanik, kuarsa latit, riodasit, riolit

Tekstur Porfiritik

Umur Umumnya tersier

Tektonik Sistem fractute ekstensif

Tipe endapan

assosiasi

Tembaga porfiri, sumber air panas asam sulfat, lempung

hidrothermal

Konsentrasi

Logam

Cu, Ar, An, At

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral

logam

Emas native, enargit, pirit, sulfosalt pembawa perak, asosiasi

dengan kalkopirit, bornit, tellurida, galena, sfalerit, hubnerit

Tekstur/struktur Urat-urat, breccia pipe, pods, dikes

Alterasi Kuarsa, alunit, pirofilit; kadang-kadang terdapat alunit, kaolinit,

montmorilonit di sekitar kuarsa

Kontrol bijih Fracture, aktivitas intrusi

Pelapukan Limonit kuning, jarosit, goethit, algirisasi dengan kaolinit,

hematit

Contoh Goldfiled, Nevada (USA); Guanajuoto, Meksiko; El Indio, Chile

Larutan hidrotermal yang membawa logam dapat juga berm\igrasi secara lateral menuju

batuan yang permeabel atau reaktif secara kimia membentuk endapan blanket- shaped

sulfida, atau bahkan mencapai permukaan dan mengendapkan emas, perak, dan air raksa

dalam pusat mata air panas silikaan atau karbonatan, seperti kadar emas tinggi yang terdapat

dalam beberapa lapangan geotermal aktif di New Zealand. Jika larutan volkanik yang

membawa logam memasuki lingkungan laut, maka akan terbentuk kumpulan sedimen-

volkanik dari tembaga- timbal-seng.

5.2 Endapan mineral yang berhubungan dengan proses sedimentasi

Erosi benua dan pengisian cekungan sedimen di samudera memerlukan siklus geologi dan

kimia yang dapat berhubungan dengan formasi dari jenis endapan mineral selama pelapukan,

perombakan menjadi unsur-unsur pokok berupa fragmental (sebagai contoh kwarsa atau

kadang-kadang emas atau mineral-mineral berat), dan menjadi elemen-elemen yang larut

secara kimiawi (sebagai contoh adalah kalsium, sodium, atau elemen-elemen metalik

pembentuk bijih yang potensial seperti besi, tembaga, timbal, dan seng). Unsur-unsur pokok

fragmental tertransportasi oleh air permukaan diendapkan sebagai batuan.

Klastik-klastik sedimen di benua dan di lingkungan tepi laut cenderung berbutir kasar dan

bisa mengisi pengkayaan lokal mineral-mineral berharga yang telah tertransportasi dengan

fraksi klastik, sebagai contoh konsentrasi emas placer pada endapan Witwatersrand di Afrika

Selatan dan timah placer di Asia bagian selatan.

Seringkali formasi endapan sulfida stratiform tidak tampak berhubungan dengan proses

magmatisme atau vulkanisme, tetapi agak berhubungan dengan sirkulasi larutan hidrotermal

dari sumber-sumber yang lain, sebagai contoh penirisan dari cekungan sedimen yang dalam.

Endapan-endapan yang dihasilkan sangat mirip dengan beberapa asal-usul volkanogenik

karena mekanisme traping yang sama (Gambar 16 dan Tabel 10).

Hanya mineral-mineral sulfida yang dapat mengalami presipitasi pada sediment-water

interface atau dalam batuan yang tidak terkonsolidasi, waktu dari formasi bijih berhubungan

terhadap waktu pengendapan sedimen, terhadap waktu kompaksi dan konsolidasinya, atau

terhadap waktu-waktu berikutnya saat sedimen-sedimen mengalami indurasi penuh dan dapat

termineralisasi oleh larutan yang bergerak melalui batuan yang porous atau struktur-struktur

geologi. Untuk proses ini, contoh yang bagus adalah endapan timbal-seng di Mississippi

Valley.

Geologi Regional

Tipe batuan Batuan-batuan sedimen eusinitik (batuan serpih hitam, batuan

lanau, rijang, batugamping mikritik)

Tekstur Perlapisan sedimen; breksi slump

Umur Protezoik tengah

Lingkungan

penegndapan

Cekungan laut epikratonik

Tipe endapan

assosiasi

Endapan barit stratiform

Konsentrasi

Logam

Maksimum 500 ppm timbal pada serpih hitam, 1300 ppm seng,

750 ppm tembaga, 1300 ppm barium

Deskripsi

endapan

Mineral-mineral

logam

Pirit, pirotit, sfalerit, galena, barit, kalkopirit, dan beberapa

mineral lain dalam jumlah yang sedikit

Tekstur/struktur Umumnya kristalin, disseminated

Alterasi Silifikasi, tourmalinisasi, karbonat, albilitisasi, kloritisasi,

dolominitisasi

Kontrol Geokimia Secara lateral Cu-Pb-Zn-Ba; secara vertikal Cu-Zn-Pb-Ba.

Pelapukan Gossan (karbonat, sulfat, silikat (Pb, Zn, dan Cu)

Contoh Sullivan, Kanada

Tabel 10. Model Geologi Endapan Sediment-Hosted, Submarine Exhalative Lead-Zinc

(Cox DP, 1983)

Proses-proses sedimentasi juga membentuk akumulasi fosil-fosil bahan bakar, batu bara,

minyak dan gas alam. Untuk membentuk batu bara, gambut terkompaksi dan mengalami

pemanasan akibat penurunan dan proses burial. Demikian juga, minyak dan gas terbentuk

oleh maturasi unsur-unsur organik dalam batuan sedimen oleh peningkatan temperatur dan

tekanan. Minyak dan gas dapat bermigrasi melalui batuan yang porous membentuk reservoir

yang besar dalam struktur yang baik, atau tetap di dalam batuan sumber membentuk oil

shale.

5.3 Endapan Mineral Yang Berhubungan Dengan Proses Metamorfisme

Metamorfisme yaitu proses rekristalisasi dan peleburan akhir dari batuan beku atau batuan

sedimen, yang disebabkan oleh intrusi dari magma baru atau oleh proses burial yang dalam .

Endapan hidrotermal kontak metasomatik terbentuk di sekitar magma yang mengalami

intrusi, seperti yang digambarkan di atas. Metamorfisme burial yang dalam dapat

menimbulkan overprinting terhadap akumulasi mineral yang ada sebelumnya, sebagai contoh

yang besar adalah endapan sediment-hosted lead-zinc di Broken Hill, Australia.

Metamorfisme burial juga membebaskan sebagian besar larutan hidrotermal yang melarutkan

logam-logam dari country rock, diendapkan saat larutan bertemu dengan suatu lingkungan

dengan kondisi temperatur, tekanan, dan kimia yang tepat untuk formasi bijih. Formasi

endapan emas di beberapa jalur metamorfik Precambrian berhubungan terhadap transportasi

emas oleh metamorfic water menuju urat kwarsa yang mengandung emas. Kecuali jenis

endapan tersebut, metamorfisme regional tidak terlalu banyak membentuk formasi dari

endapan bijih metalik