TUGAS

TEKNIK EKSPLORASI LANJUT

OLEH :

GAUDENSI E. WEA

0906102633

UNIVERSITAS NUSA CENDANA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

KUPANG

2012

1. Apa yang anda ketahui tentang VMS? Bagaimana pembentukannya dan berasosiasi denganmineral apa saja?

VMS (VOLCAGENIC MASSIVE SULFIDA)

A. PENGERTIAN

Volcanogenic Massive Sulfide (VMS) adalah jenis deposit logam sulfida bijih, terutama Cu-Zn-Pbyang berhubungan dengan dan diciptakan oleh gunung berapi yang berhubungan dengan peristiwahidrotermal di lingkungan bawah laut. VMS juga disebut deposit Volcanic-Hosted Massive Sulfide(VHMS). Endapan VMS terbentuk di dasar laut yaitu di antara batas lempeng divergen (ophiolite–berasosiasi dengan endapan) yang terbentuk akibat pemekaran lantai samudera (endapan BaieVerte-Siprus) dan pada batas lempeng konvergen (endapan Kuroko-Jepang) yang berasosiasidengan lempeng samudera (Aggarwal & Nesbit, 1984), dan juga di lingkungan lempeng tektonikenignamtic. VMS sebagian besar adalah akumulasi berlapis mineral sulfida yang mengendap daricairan hidrotermal di dasar laut dalam aneka setting geologi kuno dan modern. Dalam lautanmodern yang mereka identik dengan bulu belerang disebut Black smokers.

VMS terbentuk dalam lingkungan yang didominasi oleh gunung berapi atau gunung berapi yangditurunkan (misalnya, gunung berapi-sedimen) batuan, dan deposit yang kontemporer danbertepatan dengan pembentukan batuan vulkanik terkait.

Gambar A.1 Gundukan VMS (Galley et al and Hannington et al)

Gambar A.2 Volcanogenic Massive Sulfide (VMS)

B. ASOSIASI

Volcanogenic Massive Sulfide (VMS) biasanya berasosiasi dengan Cu (Tembaga), Zn (Zink), Pb(Timah), Au (Emas), Ag (Perak), Co (Cobalt), Sn, Ba (Barium), S (Sulfur), Se (Selium), Mn(Mangan), Cd (Cadmium), In (Indium), Bi (Bismut), Te (Tellurium), Ga (Galium) dan Ge (Germanium)sebagai produk pertambangan.

C. TAHAPAN PEMBENTUKAN VMS

Endapan VMS terdiri dari lapisan konkordan dengan kadar sulfida tinggi yakni 60% atau lebihmineral sulfida (Sangster dan Scott, 1976) yang secara stratigrafi didasari oleh stockworkdiskordan atau pada zona urat-urat stringer -mineralisasi tipe sulfida terjadi pada jalur alterasibatuan hidrotermal. Kontak bagian atas dari lapisan VMS dengan batuan dinding atas biasanyaterlalu tajam, tetapi kontak terendah biasanya tergadrasi masuk ke zona stringer . Endapan yangakan ditambang mungkin terdiri dari beberapa lapisan VMS dan lapisan tersebut mendasari zonastockwork. Karakteristik yang diilustrasikan pada gambar C.1 berikut menggambarkan susunanpaling sederhana.

jeleeeek.jpg

Gambar C.1. Karakteristik VMS

Morfologi suatu lapisan massif bisa terjadi secara luas ataupun dalam jarak yang relatif dekat.Sebagian besar kenampakan endapan yang berbentuk seperti kerucut telah terakumulasi padabagian atas atau sisi dari topografi, seperti kubah riolit pada cadangan Millenbach.

Pada umumnya kebanyakan mineral sulfida pada lapisan VMS ini adalah Pirit, Pirotit,Kalkopirit, Spalerit, Galena dan mineral sulfosat dan Bornit terdiri dari jenis sulfida yang lebihrendah lagi. Kebanyakan mineral-mineral logam non sulfida termasuk magnetit, hematit, dankasiterit. Mineral pengganggu atau mineral-mineral asosiasi lainnya mungkin terjadi pengendapandengan sulfida seperti kuarsa, klorit, barit, gipsum dan karbonat.

Pada endapan yang termetamorfosa, biasanya bijih akan mengalami peningkatan kekasarandengan meningkatnya kadar metamorfosa. Tekstur dan struktur pada kebanyakan pada lapisansulfida massif yang telah termetamorfosa dan terdeformasi lebih tepatnya dideskripsikan sebagaigneiss.

Kemungkinan ciri-ciri yang didasarkan pada endapan VMS telah terlihat pada zonasi darikimia, mineralogi dan tekstur bijih dan perubahan metasomatisme menjadi batuan induk dalamjalur alterasi hidrotermal.

Mineral logam lainnya, pirotit, magnetit dan bornit (jika ada) cenderung untuk terkonsentrasi padainti zona stockwork dan bagian tengah basalt pada lapisan sulfida massif. Barit, umumnya terjadidengan konsentrasi spalerit dan galena yang paling tinggi pada zona paling luar dari lapisan sulfidamassif. Pirit, umumnya lebih dulu berada di sepanjang pola zonasi sulfida, cenderung untukmencapai bagian yang relatif maksimum dimana spalerit menjadi dominan daripada kalkopirit.

2. Gambarkan dan jelaskan Zona alterasi dari endapan tembaga porfiri!

ENDAPAN TEMBAGA PORFIRI

Gambar Zonasi proksimal – distal tipe endapan urat logam dasar yang berasosiasi denganendapan porfiri tembaga/molibdenum (Panteleyev, 1994)

Alterasi hidrotermal sangat luas baik untuk ukuran cebakan dan berada di sekitar urat-urat danrekahan. Pada endapan tembaga porfiri tipe alterasinya adalah sebagai berikut:

Propylitic : Alterasi propilitik yang terdiri dari kuarsa, klorit, epidote, kalsit, dan lokalalbite berasosiasi dengan piritArgillic : alterasi argillik (kuarsa + illite + kaolinit + pirit + smectite + montmorillonite +kalsit)Phyllic/Sericitization : Zona alterasi filik (kuarsa + sericite + pirit)Potassic : zona potasik dicirikan oleh biotite dan / atau K-feldspar (+ amphibole +magnetit + anhydrite)

epi3.jpg

Mengapa endapan epithermal dan porphyry menarik?

Harga emas relatif tinggiPerkembangan teknik pemisahan logamBanyak endapan epithermal dan porphyryditemukan pada daerah tektonik plate-marginPerkembangan dalam konsep-konsep geologiuntuk memprediksi daerah target eksplorasiPerkembangan teknik geofisika, misalnya : CSAMT, magnetik, IP, dll

Fakta tentang endapan tembaga porfiri

Jenis mineral Porfiri tembaga : Chalcopyrite, Pyrite, Chalcocite, Bornite, Molybdenite,Galena, Magnetite, Gold, CopperTectonic setting Endapan tembaga porfiri : Andesitic stratovolcanoes yang berhubungandengan subduksi pada tatanan tektonik busur kepulauan dan busur benua.Fluida Bijih :

Fluid inclusion : Kisaran: 250-750°C dengan salinitas 15-70 wt.% pada sistemorthomagmatik, jenis airnya adalah air magmatik dan air meteoricSumber metal : Produk sampingan dari kristalisasi magmatic (incompability element). Metaldan sulfur berasal dari batuan samping.

Kontrol Mineralisasi

Endapan porfiri terbentuk dan berhubungan erat dengan intrusi-intrusi epizonal dan mesozonal.Pada intrusi felsik dicirikan dengan keberadaan tekstur-tekstur tertentu, seperti comb-quartz.Hubungan yang erat antara aktivitas magma dan mineralisasi hidrothermal dicirikan dengankeberadaan mineral-mineral pada intrusi dan breksi hydrothermal.

Karakteristik Mineralisasi

Dalam skala endapan bijih (ore deposits), beberapa tipe mineralisasi berupa veins, vein sets,stockworks, fractures, 'crackled zones' and breccia pipes pada umumnya berasosiasi denganstruktur. Secara regional, suatu kompleks endapan porfiri yang memiliki nilai ekonomis biasanyadicirikan oleh tingginya tingkat kerapatan mineralized veins and fractures. Jumlah/konsentrasiveinlets tersebut akan semakin besar dengan bertambahnya permeabilitas batuan induk (hostrock) sepanjang berlangsungnya proses mineralisasi.

Komposisi mineralogi suatu endapan porfiri secara umum cukup bervariasi. Kehadiran pirit (FeS2)sebagai mineral sulfida yang dominan dapat mencirikan endapan porfiri Cu, Cu-Mo dan Cu-Au(Ag), yang menunjukkan tingginya porsi sulfur yang terdapat dalam endapan. Sebaliknya, padaendapan porfiri Sn, W dan Mo akan memperlihatkan kandungan sulfur dan mineral-mineral sulfidayang rendah, dimana kehadiran mineral-mineral oksida akan lebih dominan.

Terkait dengan “porphyritic rocks” :

Umumnya berupa epizonal atau hypabyssal dasit, latit, quartz latit, rhyolit, quartz diorit,monzonit, quartz monzonit dan granit.Porphyritic texture terjadi akibat proses-proses kimia, termal, barometric yang berlangsungpada kondisi hypabyssal dengan tekanan 1-2kb, kedalaman 1.5-4km dan temperatur 750-850 C.

In Fact : Jantung porphyry copper deposit adalah lingkungan epizonal.

Tekanan 1-2kb. Temperatur 250-500 C dan jarang 600 atau 700 C.

Gambar 1. Alterasi pada Porphyry Copper

Gambar 2. Distribusi bijih dan polanya pada Porphyry Copper

Gambar 3. Porphyry Copper Deposit di Chuquicamata, Chili

Gambar 4 . Aspek Fluida Hidrothermal

Aspek-aspek Fluida Hidrotermal :

TemperaturTekananKomposisi kimia

Dalam pembentukan alterasi yang paling penting adalah komposisi kimia

Titik 1 mewakili komposisi larutan chlorine yang dalam kesetimbangan kimia dengan granodioritdan “starting point” dari evolusi fluida hidrothermal.

3. Jelaskan karakter dari endapan Epithermal

Endapan epithermal hight sulfideEndapan epithermal low sulfide

ENDAPAN EPITERMAL

A. Karakteristik Endapan Epitermal Sulfida Tinggi (Epithermal High Sulfidation ) atauAcid Sulfate

a. Tinjauan Umum

Endapan epitermal high sulfidation dicirikan dengan host rock berupa batuan vulkanikbersifat asam hingga intermediet dengan kontrol struktur berupa sesar secara regional atauintrusi subvulkanik, kedalaman formasi batuan sekitar 500-2000 meter dan temperatur1000C-3200C. Endapan Epitermal High Sulfidation terbentuk oleh sistem dari fluidahidrotermal yang berasal dari intrusi magmatik yang cukup dalam, fluida ini bergerak secaravertikal dan horizontal menembus rekahan-rekahan pada batuan dengan suhu yang relatiftinggi (200-3000C), fluida ini didominasi oleh fluida magmatik dengan kandungan acidic yangtinggi yaitu berupa HCl, SO2, H2S (Pirajno, 1992).

Gambar Keberadaan sistem sulfidasi tinggi

b. Genesa dan Karakteristik

Endapan epitermal high sulfidation terbentuk dari reaksi batuan induk denganfluida magma asam yang panas, yang menghasilkan suatu karakteristik zona alterasi(ubahan) yang akhirnya membentuk endapan Au+Cu+Ag. Sistem bijih menunjukkankontrol permeabilitas yang tergantung oleh faktor litologi, struktur, alterasi di batuansamping, mineralogi bijih dan kedalaman formasi. High sulphidation berhubungan

dengan pH asam, timbul dari bercampurnya fluida yang mendekati pH asam denganlarutan sisa magma yang bersifat encer sebagai hasil dari diferensiasi magma, dikedalaman yang dekat dengan tipe endapan porfiri dan dicirikan oleh jenis sulfur yangdioksidasi menjadi SO.

c. Interaksi Fluida

Epithermal High Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem magmatic-hydrothermalyang didominasi oleh fluida hidrothermal yang asam, dimana terdapat fluks larutanmagmatik dan vapor yang mengandung H2O, CO2, HCl, H2S, and SO2, denganvariabel input dari air meteorik lokal.

B. Karakteristik Endapan Epitermal Sulfida Rendah ( Epithermal Low Sulfidation )

a. Tinjauan Umum

Endapan epitermal sulfidasi rendah dicirikan oleh larutan hidrotermal yang bersifatnetral dan mengisi celah-celah batuan. Tipe ini berasosiasi dengan alterasi kuarsa-adularia,karbonat, serisit pada lingkungan sulfur rendah dan biasanya perbandingan perak dan emasrelatif tinggi. Mineral bijih dicirikan oleh terbentuknya elektrum, perak sulfida, garam sulfat, danlogam dasar sulfida. Batuan induk pada deposit logam mulia sulfidasi rendah adalah andesitalkali, dasit, riodasit atau riolit. Secara genesa sistem epitermal sulfidasi rendah berasosiasidengan vulkanisme riolitik. Tipe ini dikontrol oleh struktur-struktur pergeseran (dilatational jog).

b. Genesa dan Karakteristik

Endapan ini terbentuk jauh dari tubuh intrusi dan terbentuk melalui larutan sisamagma yang berpindah jauh dari sumbernya kemudian bercampur dengan air meteorik didekat permukaan dan membentuk jebakan tipe sulfidasi rendah, dipengaruhi oleh sistemboiling sebagai mekanisme pengendapan mineral-mineral bijih. Proses boiling disertaipelepasan unsur gas merupakan proses utama untuk pengendapan emas sebagai responatas turunnya tekanan. Perulangan proses boiling akan tercermin dari tekstur “crusstiformbanding” dari silika dalam urat kuarsa. Pembentukan jebakan urat kuarsa berkadar tinggimensyaratkan pelepasan tekanan secara tiba-tiba dari cairan hidrotermal untukmemungkinkan proses boiling. Sistem ini terbentuk pada tektonik lempeng subduksi, kolisidan pemekaran (Hedenquist dkk., 1996 dalam Pirajno, 1992).

Kontrol utama terhadap pH cairan adalah konsentrasi CO2 dalam larutan dan salinitas. Prosesboiling dan terlepasnya CO2 ke fase uap mengakibatkan kenaikan pH, sehingga terjadiperubahan stabilitas mineral contohnya dari illit ke adularia. Terlepasnya CO2 menyebabkanterbentuknya kalsit, sehingga umumnya dijumpai adularia dan bladed calcite sebagai mineralpengotor (gangue minerals) pada urat bijih sistem sulfidasi rendah

Endapan epitermal sulfidasi rendah akan berasosiasi dengan alterasi kuarsa–adularia, karbonat dan serisit pada lingkungan sulfur rendah. Larutan bijih dari sistem sulfidasirendah variasinya bersifat alkali hingga netral (pH 7) dengan kadar garam rendah (0-6 wt)%NaCl, mengandung CO2 dan CH4 yang bervariasi. Mineral-mineral sulfur biasanya dalambentuk H2S dan sulfida kompleks dengan temperatur sedang (150°-300° C) dan didominasioleh air permukaan

Batuan samping (wallrock) pada endapan epitermal sulfidasi rendah adalah andesitalkali, riodasit, dasit, riolit ataupun batuan – batuan alkali. Riolit sering hadir pada sistemsulfidasi rendah dengan variasi jenis silika rendah sampai tinggi. Bentuk endapan didominasioleh urat-urat kuarsa yang mengisi ruang terbuka (open space), tersebar (disseminated), dan

Tipe endapan Sinter breccia, stockworkPosisi tektonik Subduction, collision, dan riftTekstur Colloform atau crusstiformAsosiasi mineral Stibnit, sinnabar, adularia, metal sulfidaMineral bijih Pirit, elektrum, emas, sfalerit, arsenopiritContoh endapan Pongkor, Hishikari dan Golden Cross

umumnya terdiri dari urat-urat breksi (Hedenquist dkk., 1996). Struktur yang berkembang padasistem sulfidasi rendah berupa urat, cavity filling, urat breksi, tekstur colloform, dan sedikitvuggy (Corbett dan Leach, 1996), lihat Tabel dibawah :

Tabel 2.1 Karakteristik endapan epitermal sulfidasi rendah

(Corbett dan Leach, 1996).

c. Interaksi Fluida

Epithermal Low Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem geotermal yang didominasi olehair klorit dengan pH netral dan terdapat kontribusi dominan dari sirkulasi air meteorik yangdalam dan mengandung CO2, NaCl, and H2S

d. Model Konseptual Endapan Emas Epitermal Sulfidasi Rendah

Gambar Model endapan emas epitermal sulfidasi rendah

(Hedenquist dkk., 1996 dalam Nagel, 2008).

Gambar diatas merupakan model konseptual dari endapan emas sulfidasi rendah. Darigambar tersebut dapat dilihat bahwa endapan ephitermal sulfidasi rendah berasosiasi denganlingkungan volkanik, tempat pembentukan yang relatif dekat permukaan serta larutan yangberperan dalam proses pembentukannya berasal dari campuran air magmatik dengan airmeteorit. Endapan epitermal sulfidasi rendah biasanya terbentuk di lingkungan subaerial,kebanyakan terdapat di daerah intermediate sampai distal pada daerah volcanic(yang artinyatidak berada tepat pada sumber panas), karakteristik vein berupa stockwork (vein yang relatiflebih kecil dan bercabang) dominan, disseminated ore jarang, banyak terdapat tekstur sepertibanded, breccia, drusy, cruistification, lattice.

Banded

Lattice bladed

Breccia

Gambar 3: Model mineralisasi emas-perak lingkaran Pasifik(Corbett, 2002)

Gambar Model fluida sulfida tinggi dan rendah (Corbett dan Leach, 1996)

Tabel Asosiasi mineral petunjuk sistem hipogen dalam proses magmatik yang berhubungandengan mineralisasi epigenetik (Morrison, 1997).

4. Jelaskan jenis-jenis endapan Kromit!

ENDAPAN KROMIT MAGMATIK

Kromit adalah suatu mineral oksida dengan bentuk oktahedral yang terbentuk akibat proseskristalisasi magma. Kromit merupakan oksidasi dari besi kromium dengan komposisi kimia (FeCr2O3) den bijih logam kromium. Mineral ini terdapat di dalam batuan beku ultrabasa sepertiperidotit. Selain itu terdapat pula pada serpentin dan batuan metamorf lainnya. Mineral ini terbentukpada suhu sangat tinggi dan pada bagian bawah dari tubuh magma.

Kenampakan mikroskopis mineral kromit (abu-abu terang), yang berasosiasi dengan silika(abu-abu gelap). Warna hitam adalah lubang –lubang poles

Berdasarkan nisbah Cr : Fe, kromit dibagi atas :

Cr – rich ChromiteAl – rich ChromiteFe – rich Chromite

Berdasarkan tipe cebakan, kromit dibagi atas :

Cebakan primer : terdiri dari cebakan stratiform dan cebakan podiformCebakan sekunder : terdiri dari bijih laterit dan plaser

a. Cebakan stratiform

Cebakan stratiform kromit terbentuk akibat proses kristalisasi pada ruang magma dimana bentukcebakannya berupa lapisan kromit tipis dan memiliki sifat homogen. Kromit adalah salah satumineral pertama yang terbenam, berkerut dan mengkristal sebelum mengendap dalam ruangmagma. Keadaan ini menyebabkan terjadinya lapisan kromit yang tipis dan homogen setramemperlihatkan batas yang jelas antara lapisan bijih kromit dengan lapisan batuan induk.

Berikut adalah model-model lapisan stratiform dari beberapa negara :

Kromit ditemukan dalam peridotit di mantel bumi dan juga pada lapisan ultrabasa batuan intrusi.Selain pada batuan beku, kromit juag ditemukan pada batuan metamorf seperti beberapa jenisbatuan serpentinites, hal ini berkaitan dengan mineral-mineral magnetit, olovine dan korondum.

Pada tubuh endapan kompleks Bushveld di afrika selatan, bentuk tubuhnya berupa lapisan mafikkuntuk tubuh beku ultramafik dengan beberapa lapisan yang terdiri dari 90% kromit sehinggaterbentuk suatu jenis batuan langkah yaitu chromitite. Tubuh endapan kompleks stillwater diMontana juga mengandung kromit signifikan.

b. Cebakan podiform

Cebakan podiform kromit merupakan cebakan berbentuk lensa-lensa dengan ukuran yangbervariasi. Kebanyakan tipe cebakan podiform termasuk Al- rich chromit. Tubuh massive darikromit ini di didominasi oleh dunit (kaya olivine) dan berasosiasi dengan peridotit. Tipe cebakan inibanyak dijumpai di sepanjang zona patahan dan lingkar pegunungan.

Cebakan podiform terdapat di Troodos complex (Cyprus), Semile (oman), Turki, Arab Saudi, danKaledonia Baru. Di Indonesia cebakan podiform di jumpai di Sulawesi, Halmahera, Gebe dan Gag.

Cebakan podiform kromit terbentuk segagai proses magmatik primer. Umur mineralisasi darikromit adalah Mesozoikum muda. Berasosiasi dengan peridotit, Harsurgit dan dunit. Adapungangue mineral dari endapan ini adalah olivine, serpentin, orthopiroksin dan magnetit.

Tabel produksi kromit dunia