BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tembaga dan paduannya merupakan salah satu logam yang paling

banyak di manfaatkan oleh manusia selain karena kelimpahannya yang sangat

besar di alam dan juga sifat-sifat yang dimiliki oleh tembaga. Tembaga memiliki

sifat – sifat yang dapat digunakan dalam kehidupan manusia diantaranya dari

kondukvitas thermal dan elektrik yang baik, relatif lunak, mudah di tempa,

memberikan kilau yang indah bila digosok dan mempunyai laju korosi yang

lambat. laju korosi tembaga yang rendah banyak di manfaatkan untuk melapisi

logam lain yang mempunyai laju korosi tinggi misalnya baja.

Dalam pemanfaatannya diperlukan pengetahuan tentang tembaga

tersebut meliputi proses ganesa dari batuan tersebut. Hal ini diperlukan agar

dapat memprediksi keberadaan dari mineral tersebut. Dengan adanya ilmu

petrologi dapat dilakukan pendekatan dengan memanfaatkan sifat mineralogi,

petrografi mikroskopis, dan analisis kimia untuk menggambarkan komposisi dan

tekstur batuan serta menyertakan prinsip geokimia dan geofisika untuk lebih

mengerti asal batuan.

1.2 Maksud dan Tujuan

1.2.1 Maksud

Maksud dari pembuatan makalah ini yaitu untuk memenuhi salah satu

syarat dalam mengikuti kegiatan Perkuliahan Petrologi Mineralogi dan

Kristalografi dan untuk memahami tentang dunia pertambangan khususnya pada

batuan dan kondisi pembentukannya

1.2.2 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu:

1. Menambah pengetahuan, kemampuan dan wawasan mahasiswa dalam

Petrologi Mineralogi dan Kristalografi

2. Mengetahui ganesa Tembaga dan mineral asosiasinya

1

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Tembaga

Tembaga adalah unsur logam pertama yang diekstrak dari mineral, dan

seperti halnya timah putih telah digunakan oleh manusia sejak zaman perunggu.

Seiring dengan perjalanan waktu dan perkembangan teknologi, penggunaan

tembaga terus mengalami peningkatan. Tembaga mudah didapat dari berbagai

senyawa dan mineral. Penggunaan tembaga yaitu dalam bentuk logam

merupakan paduan penting dalam bentuk kuningan,  perunggu serta campuran

emas dan perak. Banyak digunakan dalam pembuatan pelat, alat-alat listrik, pipa,

kawat, pematrian, uang logam, alat-alat dapur, dan industry. Senyawa tembaga

juga digunakan dalam kimia analitik dan penjernihan air, sebagai unsur dalam

insektida, cat, obat-obatan dan pigmen. Kegunaan biologis untuk runutan dalam

organism hidup dan merupakan unsur penting dalam darah binatang berkulit

keras. Eksplorasi intensif untuk mendapatkan cebakan tembaga masih

berlangsung di seluruh dunia terutama untuk memenuhi kebutuhan industri, dan

karena merupakan konduktor listrik yang sangat baik sehingga tembaga

digunakan untuk produk elektronik. Sementara konsumsi tembaga untuk bahan

bangunan menempati urutan kedua, antara lain untuk bahan baku pembuatan

pipa, ventilasi, dan logam lembaran.

      Kelompok tiga besar cebakan bijih tembaga dunia dari jenis porfiri dengan

kandungan emas tinggi, yaitu Bingham di Amerika Serikat, OK-Tedi di Papua

New-Guinea, dan Grasberg di Indonesia. Emas Grasberg sebagai unsure logam

ikutan dari jenis mineralisasi yang sama merupakan cadangan terbesar di dunia.

Cebakan tembaga tipe porfiri di Indonesia dapat dijumpai di Pulau Sumatera,

Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Tetapi hanya

cebakan porfiri Grasberg dan Batu Hijau yang dapat diusahakan secara

ekonomis. Beberapa cebakan berkadar rendah di antaranya belum layak untuk

diusahakan apabila dikaitkan dengan kondisi harga tembaga pada saat ini.

Sementara setelah ditetapkannya batas kawasan Taman Nasional Bogani Nani

Wartabone; maka cebakan tembaga porfiri di Cabang Kiri, Cabang Kanan dan

2

Sungai Mak di Bone Bolango, Gorontalo tidak dapat diusahakan karena menjadi

bagian dari kawasan taman nasional tersebut.

2.2 Ganesa Primer Tembaga

Genesa Primer Logam tembaga, proses genesanya berada dalam

lingkungan magmatik, yaitu suatu proses yang berhubungan langsung dengan

intrusi magma. Bila magma mengkristal maka terbentuklah batuan beku atau

produk-produk lain. Produk lain itu dapat berupa mineral-mineral yang

merupakan hasil suatu konsentrasi dari sejumlah elemen-elemen minor yang

terdapat dalam cairan sisa. Pada keadaan tertentu magma dapat naik ke

permukaan bumi melalui rekahan-rekahan (bagian lemah dari batuan)

membentuk terowongan (intrusi). Ketika mendekati permukaan bumii, tekanan

magma berkurang yang menyebabkan bahan volatile terlepas dan temperatur

yang turun menyebabkan bahan non volatile akan terinjeksi ke permukaan lemah

dari batuan samping (country rock) sehingga akan terbentuk pegmatite dan

hidrotermal. Endapan pegmatite sering dijumpai berhubungan dengan batuan

plutonik tapi umumnya granit yang kaya akan unsur alkali, aluminium, kuarsa dan

beberapa muskovit dan biotit. Endapan hidrotermal merupakan endapan yang

terbentuk dari proses pembentukan endapan pegmatite lebih lanjut, dimana

larutan bertambah dingin dan encer. Ciri khas endapan hidrotermal adalah urat

yang mengandung sulfida yang terbentuk karena adanya pengisian rekahan

(fracture) atau celah pada batuan semula. Endapan bijih tembaga porfiri

merupakan suatu endapan bijih tembaga yang mempunyai kadar rendah,

tersebar relatif merata dengan jumlah cadangan yang besar. Endapan bahan

galian ini erat hubungannya dengan intrusi batuan Complex Subvolcanic

Calcaline yang bertekstur porfitik. Pada umumnya berkomposisi granodioritik,

sebagian terdeferensiasi ke batuan granitik dan monzonit. Bijih tersebar dalam

bentuk urat-urat sangat halus yang membentuk meshed network sehingga

derajat mineralisasinya merupakan fungsi dari derajat retakan yang terdapat

pada batuan induknya (hosted rock). Mineralisasi bijih sulfidanya menunjukkan

perkembangan yang sesuai dengan pola ubahan hidrotermal. Zona pengayaan

pada endapan tembaga porfiri:

zona pelindian.

–Zona oksidasi.

3

Zona pengayaan sekunder.

Zona primer.

Reaksi yang terjadi pada proses pengayaan:

--> 5FeS2 + 14Cu2+ + 14SO42- + 12H2O 7Cu2S + 5Fe2+ + 2H+ + 17SO42-

Sifat susunan mineral bijih endapan tembaga porfiri

Mineral utama terdiri : pirit, kalkopirit dan bornit.

Mineral ikutan terdiri : magnetit, hematite, ilmenit, rutil, enrgit, kubanit,

kasiterit, kuebnit dan emas.

Mineral sekunder terdiri : hematite, kovelit, kalkosit, digenit dan tembaga

natif.

Akibat dari pembentukannya yang bersal dari intrusi hidrotermal maka

mineralisasi bijih tembaga porfiri berasosiasi dengan batuan metamorf kontak

seperti kuarsit, marmer dan skarn. tembaga porfiri berasal dari hubungan

mineralisasi tembaga dengan batuan  plutonik. Deposit ini dicirikan oleh tembaga

dan molibdenit dalam bentuk hamburan (disseminated) atau fenokris dalam

batuan dengan tekstur porfiritik. Tembaga porfiri didefinisikan sebagai suatu

deposit besar, berkadar rendah hingga menengah Mineral tembaga yang paling

umum dijumpai adalah kalkopirit, sedang jenis lain seperti bornit dan kalkosit

jumlahnya sangat kecil. Umumnya deposit tembaga porfiri berumur post-

Paleozoikum, khususnya antara kala Kapur dan Paleogen. Sillitoe (1972) dalam

Bowen dan Gunatilaka (1977) menyatakan penyebaran tembaga porfiri

tergantung pada tingkat erosi yang menyebabkan tersingkapnya rantai plutonik-

vilkanik dan pembentukannya berhubungan erat dengan generasi magma pada

zona-zona subduksi. Deposit tembaga porfiri yang utama ditemukan pada

daerah bagian barat benua Amerika yang memanjang dari Alaska, Kolumbia,

Amerika Serikat (Wasington), Montana, Idaho, Kolorado, Utah, Nevada, New

Mexico, Peru dan Cili bagian utara hingga Argentina, dan kemungkinan

memanjang hingga Antartika. Sementara itu di bagian barat Pasifik ditemukan

juga deposit tembaga porfiri memanjang dari Kepulauan Solomon, Papua New

Guinea, Papua Barat, Kalimantan Timur, Filifina hingga Taiwan. Tempat lain

dimana deposit tembaga porfiri ditemukan adalah Rumania, Bulgaria, Iran,

Pakistan, dan di negara-negara bekas Uni Soviet seperti Armenia dan

Kazakhtan. Deposit tembaga porfiri dihasilkan melalui suatu proses geokimia-

fisika dari rangkaian  berupa magmatik akhir, magmatik hidrotermal, meteorik

4

hidrotermal,hingga normal hidrotermal seiring dengan berkurannya kedalaman.

Intrusi calc-alkali atau alkali menghasilkan batuan  berkomposisi tertentu dari

monzonit kuarsa hingga granodiorit atau diorit hingga senit. Batuan samping

yang melarut ke dalam magma akan turut mempengaruhi komposisi magma

danstruktur kemas magma. Umumnya deposit tembaga porfiri berukuran jauh

lebih besar dari deposit hidrotermal lainnya

2.3 Ganesa Sekunder Tembaga

Dalam pembahasan mineral yang mengalami proses sekunder terutama

akan ditinjau proses ubahan (alteration) yang terjadi pada mineral-mineral urat

(vein). Mineral sulfida yang terdapat di alam mudah sekali mengalami perubahan.

Mineral yang mengalami oksidasi dan berubah menjadi mineral sulfida

kebanyakan mempunyai sifat larut dalam air. Akhirnya didapatkan suatu massa

yang berongga terdiri dari kuarsa berkarat yang disebut Gossan (penudung

besi). Sedangkan material logam yang terlarut akan mengendap kembali pada

kedalaman yang lebih besar dan menimbulkan zona pengayaan sekunder. Pada

zona diantara permukaan tanah dan muka air tanah berlangsung sirkulasi udara

dan air yang aktif, akibatnya sulfida-sulfida akan teroksidasi menjadi sulfat-sulfat

dan logam-logam dibawa serta dalam bentuk larutan, kecuali unsur besi. Larutan

mengandung logam tidak berpindah jauh sebelum proses pengendapan

berlangsung. Karbon dioksit akan mengendapkan unsur Cu sebagai malakit dan

azurit. Disamping itu akan terbentuk mineral lain seperti kuprit, gunative,

hemimorfit dan angelesit. Sehingga terkonsentrasi kandungan logam dan

kandungan kaya bijih. Apabila larutan mengandung logam terus bergerak ke

bawah sampai zona air tanah maka akan terjadi suatu proses perubahan dari

proses oksidasi menjadi proses reduksi, karena bahan air tanah pada umumnya

kekurangan oksigen. Dengan demikian terbentuklah suatu zona pengayaan

sekunder yang dikontrol oleh afinitas bermacam logam sulfida. Logam tembaga

mempunyai afinitas yang kuat terhadap belerang, dimana larutan mengandung

tembaga (Cu) akan membentuk seperti pirit dan kalkopirit yang kemudian

menghasilkan sulfida-sulfida sekunder yang sangat kaya dengan kandungan

mineral kovelit dan kalkosit. Dengan cara seperti ini terbentuk zona pengayaan

sekunder yang mengandung konsentrasi tembaga berkadar tinggi bila dibanding

bijih primer.

5

      Contoh cebakan bijih tembaga yang sudah dieksplorasi dan dieksploitasi di

Indonesia dan termasuk dalam kategori skala besar adalah cebakan bijih

tembaga Grasberg dan Batu Hijau. Cebakan bijih tembaga Grasberg terbentuk

pada batuan terobosan yang menembus batuan samping batugamping. Mineral

sulfida yang terkandung dalam cebakan bijih tembaga porfiri Cu – Au Grasberg,

terdiri dari bornit (Cu5FeS4), kalkosit (Cu2S), kalkopirit (CuFeS2), digenit

(Cu9S5), dan pirit (FeS2). Sedangkan emas (Au) umumnya terdapat sebagai

inklusi di dalam mineral sulfida tembaga, dengan konsentrasi emas yang tinggi

ditunjukkan oleh kehadiran mineral pirit. Grasbergmasih mengandung cadangan

sekitar 1.109 juta ton bijih dengan kadar 1,02% Cu, 1,19 ppm Au, dan 3 ppm Ag.

Cebakan bijih tembaga Batu Hijau terbentuk sebagai mineralisasi yang terpusat

pada stock tonalit tua dan cenderung berubah secara berangsur ke arah lateral

dan vertikal. Mineral sulfida tembaga terdiri dari bornit, kalkopirit, digenit, kalkosit

dan kovelit (CuS). Terdapat korelasi yang kuat antara Cu dan Au pada tonalit tua

dan batuan samping di sekitarnya, dengan kandungan keduanya meningkat ke

arah bawah. Mineralisasi lebih lemah terjadi pada tonalit muda dengan kadar

<0,3% Cu dan <0,5 g/t Au,sementara kadar yang paling kecil <0,15% Cu

terdeteksi pada retas-retas tonalit. Sulfida tembaga utama terbentuk sebagai

pengisian rekahan dan berasosiasi dengan stockwork urat kuarsa yang mengisi 5

– 30% volume tonalit, yang meluas hingga melebihi 100 meter ke arah atas dan

batuan samping. Hanya sedikit berupa sebaran (dissemination) di dalam

masadasar batuan. Sedangkan retas-retas tonalit muda mengandung sangat

sedikit urat, dan termineralisasi lemah (mengandung <0,30% Cu).

Sumber : http://geoelamanyofan.blogspot.co.id/2012/05/tembaga.htmlGambar 3.1.

Gambar contoh model cebakan bijih tembaga di Batu Hijau dan Grasberg      Sebagian besar endapan tembaga yang ditemukan merupakan cadangan

besar berasal dari larutan hydrothermal dan proses penggantian, lebih dominan

6

dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh proses pengisian celah celah.

Endapan yang berbentuk dari hasil metasomatik kontak dan yang langsung

dipisahkan dari magma sangat sedikit dan hampi tidak berarti.

Tabel 2.1Klasifikasi mineral tembaga dan asosiasinya

No Nama Mineral Golongan Rumus Kimia Ganesa

3Kalkopirit Sulphida CuFeS2 Terbentuk di urat hidrotrermal dan zona alterasi tembaga

4Chalcosine Sulphida Cu2S Terbentuk di urat hidrothermal

5Covelite Sulphida CuS

Terbentuk sebagai bagian dari urat tembaga yang telah teralterasi seringkali akibat pengkayaan sampingan karena

adanya cairan yang menyusupi vein

6Malachite Karbonat Cu2CO3(OH)2

Terbentuk dizona alterasi dan oksida pada deposit tembaga yang terbentuk akibat pengkayaan sampingan

7 Azurite Karbonat Cu3(CO3)2(H2O)2 Terbentuk dizona oksidasi deposit tembaga

8 Chalcantite Sulfat CuSO4 5H20Terbentuk di zona oksidasi yang berasal dari air meteorik

(meteoric water)

9Dioptase Silicates CuSiO2(OH)2

Terbentuk diurat tembaga yang teralterasi akibat proses oksidasi

Terbentuk diurat hidrotermal bersama kuarsa kalkopirit dan galena,juga terbentuk dibeberapa batuan beku

Klasifikasi Mineral Tembaga dan asosiasinya

1 Tembaga (Copper) Native Element Cu Terbentuk di urat sulfida yang telah teralterasi

BorniteSulphida Cu5FeS42

B. Mineralisasi Tembaga di Kali Boki Desa Kubung Maluku Utara

Pada sistem alterasi hidrotermal singkapan daerah Kali Boki ini, cukup

sederhana yang didominasi oleh alterasi Propilitik terubah lemah (minor)

sampai terubah sedang (moderate).Perkembangan zona alterasi ini umumnya

cenderung menempati zona paling luar atau menyelimuti semua jenis alterasi

pada sistem hidrotermal. Alterasi propilitik terlihat cukup dengan kategori sedang

(moderate) terlihat pada singkapan batuan basalt porfiri intrusi dengan jumlah

mineral epidot mencapai 10-20% dari keseluruhan volume batuan. Pola ubahan

termasuk dalam selectively pervasive karena hanya mineral - mineral tertentu

saja yang terubah. Alterasi propilitik dikarenakan perubahan komposisi dan

temperatur fluida hidrotermal yang awalnya bersifat asam kemudian berubah

mendekati pH netral akibat dari kontaminasi air meteorik. Proses kloritisasi ini

didominasi oleh mineral klorit-epidot. Hadirnya himpunan mineral klorit pada

alterasipropilitik ini karena terubahnya mineral-mineral piroksen dan plagioklas

akibat dari interaksi fluida hidrotermal dengan wall rock. Zona alterasi propilitik

berkembang pada bagian luar dari zona alterasi yang dicirikan oleh kumpulan

7

mineral epidot, klorit dan juga karbonat. Alterasi ini dipengaruhi oleh

penambahan unsur H+ dan CO2. Mineral logam pyrite mendominasi zona

ini dimana keterdapatannya dijumpai mengganti fenokris piroksin maupun

hornblende, sedangkan kalkopirit jarang dijumpai. Tipe mineralisasi bijih di

daerah penelitian adalah mineralisasi tembaga porfiri. Mineralisasi bijh

berasosiasi dengan sejumlah intrusi porfiri yang menerobos batuan

sampingnya. Pada singkapan ini basalt porfiri mengintrusi batuan granit porfiri.

Mineral bijih pada umumnya tersebar meratadalam batuan. Mineral-mineral

bijih yang utama adalah mineral pembawa tembaga, seperti azurite yang

berasosiasi dengan pyrit dan mineral oksida besi seperti magnetit, mineral

antimony stibnite dan mineral mercury yakni cinnabar (HgS). Larutan hidrotermal

yang melewati batuan, ketika berinteraksi atau kontak dengan batuan maka

larutan hidrotermal akan membawa ion-ion atau kation-kation yang diambil dari

batuan tersebut, di dalam perjalanannya ion-ion dan kation-kation tersebut dapat

berikatan membentuk senyawa, lalu dalam proses pendingingan, larutan tersebut

menjadi jenuh dan terjadi presipitasi mineral-mineral baru (Guilbertet al, 1986).

Salah satu cara untuk memahami karakteristik geokimia batuan yang teralterasi

adalah dengan menganalisis unsur-unsur yang mengalami penambahan (gains)

dan pengurangan (losses) selama proses alterasi-mineralisasi dengan

menggunakan metode isocon (Grant,1986). Metode Salah satu cara untuk

memahami karakteristik geokimia batuan yang teralterasi adalah dengan

menganalisis unsur-unsur yang mengalami penambahan (gains) dan

pengurangan (losses) selama proses alterasi-mineralisasi dengan menggunakan

metode isocon (Grant, 1986). Metode isocon juga digunakan untuk menghitung

kesetimbangan massa dan volume akibat proses tersebut.

Satu atau lebih komponen dalam batuan dapat bersifat tidak mobil (immobile)

selama proses alterasi (Grant, 1986;Idrus, 2006). Unsur dan oksida yang

umumnya bersifat tidak mobil selama proses alterasihidrotermal berlangsung

yakni Al2O3, TiO2, P2O5, Y, Nb, dan Hf. Penambahan dan pengurangan

komponen-komponen lainnya kemudian dapat dihitung berdasar pada asumsi

bahwa perubahan volume itu merupakan faktor yang berlaku juga untuk semua

komponen dalam batuan tersebut (Grant, 1986).

BAB III

8

KESIMPULAN

Tembaga (Cu), Hampir sebagian besar cebakan Tembaga terjadi dari

Proses larutan Hidrothermal, dengan tipe alih tempat (Replacemen) dan

pengisian rongga (Cavity filling) pada batuan beku, sedimen maupun metamorf.

Timah Hitam (Pb), Dialam timah hitam selalu bersosiasi dengan mineral seng,

yang terjadi karena proses hydrothermal suhu rendah dengan type endapan

pengisian rongga ( Cavity filling ) dan alih tempat (Replacemen ). Bahan

tambangnya di alam antara lain didapat sebagai mineral Galena, Serusit dan

Anglesit. Antimoni (Sb), Kebanyakan bijih antimoni terjadi dari larutan

Hidrothermal temperatur rendah dan dangkal, mengisi celah-celah dan rongga-

rongga yang bentuknya tak beraturan. Beberapa endapan primer telah

mengalami pengayaan oleh residu pelapukan, membentuk bijih oksida. Mangan

(Mn), Kebanyakan endapan mangan yang prospek merupakan endapan

sedimenter dan residual. Secara primer bisa terjadi akibat proses Hidrothermal

dan Metamorfosa (Malihan ). Barit , Secara primer merupakan hasil endapan

larutan hydrothermal dalam bentuk pengisian rekahan (Fissure filling), pengisian

antar breksi (Breccia filling) atau merupakan hasil alih tempat (Replacemen

deposits). Feldspar, Mineral feldspar merupakan mineral pembentuk batuan beku

terutama batuan beku dalam, terjadi selama proses kristalisasi magma baik

melalui proses pneumatolitic ataupun proses hydrothermal dalam urat pegmatite.

DAFTAR PUSTAKA

9

Anonim. 2013. http://kampungminers.blogspot.co.id/2013/03/ mineralogi-

endapan -bijih-tembaga-cu.html. Diakses pada tanggal 23 Oktober 2015

Epoiinside. 2011. https://www.scribd.com/doc/214573216/A-z-Ganesa-Tembaga.

Diakses pada tanggal 23 Oktober 2015

Suganda, Arisko. 2013. http://ganda.mywapblog.com/ganesa-bahan-

galian.xhtml. Diakses pada tanggal 23 Oktober 2015

Yofan. 2012. http://geoelamanyofan.blogspot.co.id/2012/05/tembaga.html.

Diakses pada tanggal 23 Oktober 2015

Nur, Irzal, Nurany, Ulva. 2011. ALTERASI-MINERALISASI DAN GEOKIMIA

ENDAPAN TEMBAGA DIKALI BOKI DESA KUBUNGKECAMATAN BACAN

SELATAN KABUPATEN HALMAHERASELATAN PROVINSI MALUKU UTARA.

Dinas ESDM Provinsi Maluku Utara

10