ENDAPAN MINERAL PDF

Preview

Summary

Panduan Kuliah dan Praktikum ENDAPAN MI NERAL Sutarto Hartosuwarno  Laboratorium Petrologi dan Bahan Galian Teknik Geologi  Fakultas Teknologi Mineral Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”  YOGYAKARTA  48 BAB 4 KLASIFIKASI ENDAPAN MINERAL 4.1 Perkembangan konsep dan klasifikasi endapan mineral ...

Description

Panduan Kuliah dan Praktikum

ENDAPAN MINERAL

Sutarto Hartosuwarno  Laboratorium Petrologi dan Bahan Galian Teknik Geologi  Fakultas Teknologi Mineral Universitas Pembangunan Nasional “Veteran”  YOGYAKARTA  48

BAB 4 KLASIFIKASI ENDAPAN MINERAL

4.1 Perkembangan konsep dan klasifikasi endapan mineral Pada kenyataannya tidak mudah membuat pengelompokan atau klasifikasi endapan mineral. Terdapat klasifikasi yang didasarkan pada genesanya, ada juga klasifikasi secara diskriptif, misal berdasarkan komoditi logamnya, atau berdasarkan batuan yang ditempatinya (host rocks-nya). Sebenarnya klasifikasi secara diskriptif berdasarkan komoditi logamnya relatif mudah untuk dipahami. Tetapi pada para ahli geologi tidak menggunakan klasifikasi tersebut, karena berbagai alasan, diantaranya tersebarnya banyak unsure logam pada beragam tatanan geologinya dan pembagian ini mungkin dirasa kurang ilmiah. Pengelompokan yang sering digunakan oleh para ahli geologi, umumnya berdasarkan pada bentuk endapannya, wall rocknya, atau control strukturnya. Sebagai contoh Bateman (1950) dalam bukunya “ Economic Mineral Deposit” mengelompokkan bijih berdasarkan control strukturnya, diantaranya bijih yang terbentuk pada sesar, pada lipatan, pada kontak batuan beku, diseminasi dan lain sebagainya. Masalahnya terdapat juga bijih yang terbentuk pada lipatan yang tersesarkan, atau diseminasi sepanjang kontak batuan beku. Sehubungan dengan munculnya teori tektonik lempeng yang dapat menjelaskan proses magmatisme dan keberadaan endapan bijih, maka klasifikasi secara genetic makin sering digunakan. Tokoh penting yang memulai membangun konsep dan klasifikasi endapan mineral adalah Waldemar Lindgren (1860-1939). Lindgren (1911) secara garis besar membagi endapan mineral menjadi dua macam yaitu a). endapan oleh proses mekanik dan b). endapan oleh proses kimiawi (Tabel 3.1). Endapan yang disebabkan oleh proses kimiawi, karena naiknya air magmatik, dibagi menjadi 3, berturut-turut dari bagian yang paling dalam adalah: Endapan hipotermal, Endapan Mesotermal, dan Endapan epitermal (Tabel 1). Endapan hipotermal terbentuk pada wilayah yang cukup dalam pada temperature yang relative panas, endapan epitermal merupakan endapan yang terbentuk di dekat permukaan, dengan kondisi temperature yang rendah. Sedangkan endapan Mesotermal terbentuk pada kedalaman dan temperature diantara endapan 49

Mesitermal dan hipotermal. Dalam klasifikasi ini belum muncul istilah hidrotermal, tetapi hanya disebut dengan istilah “ karena naiknya air, berhubungan dengan aktivitas batuan beku”. Tabel 4.1. Klasifikasi Lindgren (1911) I. ENDAPAN OLEH PROSES MEKANIK I. ENDAPAN OLEH PROSES KIMIAWI 0-70° C

Oleh reaksi A

P menengah-tinggi

Evaporasi 1. KONSENTRASI KOMPONEN YANG BERASAL DARI TUBUH BATUAN SENDIRI a. Oleh pelapukan

0-100° C

P menengah

b. Oleh air tanah

0-100° C

P menengah

c. Oleh metamorfosa

0-400° C

P tinggi

0-100° C

p menengah

2. PENAMBAHAN KOMPONEN DARI LUAR a. TANPA AKTIVITAS BATUAN BEKU B

b. BERHUBUNGAN DENGAN AKTIVITAS BATUAN BEKU 1) KARENA NAIKNYA AIR Hypothermal

500-600° C

P tinggi

Mesothermal

150-300° C

P tinggi

Epitermal

50-150° C

P menengah

2). OLEH EMANASI LANGSUNG BATUAN BEKU

C

Pyrometasomatic

500-800° C

P tinggi

Sublimates

100-600° C

P rendah-menengah

Endapan magmatik

700-1500° C

P tinggi

Pegmatik

575° C

P tinggi

A. Di dalam tubuh air

B. Di dalam tubuh batuan

C. Endapan magmatik

Tabel 4.2 Ciri-ciri umum endapan Hipotermal (Lingren 1933) Kedalaman Temperatur Pembentukan

Zona bijih

Logam bijih Mineral bijih Mineral penyerta (gangue) Ubahan batu samping Tekstur dan struktur Zonasi

3000- 15000 m 300-600 Pada atau dekat batuan plutonik asam.Pada umumnya pada batuan prakambrium, jarang pada batuan muda.Sering ditemukan pada sesar naik Fracture-filling dan replacement, tubuh bijih umumnya tidak beraturan, kadang tabular. Kadang terdapat ore disseminated pada batuan samping Au, Sn, Mo,W,Cu,Pb,Zn,As Magnetit, spekularit, pirhotit, kasiterit, arsenopirit, molibdenit, bornit, kalkopirit, wolframit, scheelite, pirit,galena, sfalerit-Fe. Garnet, plagioklas,biotit, muskovit, topas, tormalin, epidot, kuarsa, kloorit-fe, karbonat Albitisasi, tourmalinisasi, kloritisasi, seritisasi pada batuan silikaan Kristal kasar, kadang berlapis, inklusi fluida hadir pada kuarsa Tekstur dan mineralogy makin kedalam berubah secara gradual, Au telurida kadang hadir sebagai bonanza. 50

Tabel 4.3 Ciri-ciri umum endapan Mesotermal (Lingren 1933) Kedalaman Temperatur Pembentukan

Zona bijih

Logam bijih Mineral bijih

Mineral penyerta (gangue) Ubahan batu samping Tekstur dan struktur Zonasi

1200-4500 m 200-300 Umumnya pada atau di dekat batuan beku intrusive. Mungkin berasosiasi dengan rekahan tektonik regional. Umum pada sesar normal maupun sesar naik Sebagai endapan replacement yang luas dan fracture-infilling. Batas tubuh bijih bergradasi dari massif ke diseminasi.Seing membentuk bijih tabular, stockwork, pipa, saddle-reefs, beddingsurface. Strike dan dip Fissure agak teratur. Au,Ag,Cu,As,Pb,Zn,Ni,Co,W,Mo,U, dll Native Au, Ag, kalkopirit, bornit, pirit, sfalerit, galena enargit, kalkosit, bournonite, argentite, pitchblende, niccolite,cobaltite, tetrahedritesulphosalt, Mineral temperature tinggi jarang (garnet, tourmaline, topas dll), albit, kuarsa serisit, klorit, karbonat, siderite, epidot, monmorilonit. Kloritisasi intens, karbonisasi atau seritisasi. Kristal lebih halus dibamding hipotermal, pirit jika hadir sangat halus, lensa yang besar bisanya massif. Gradual, secara pasti terjadi perubahan mineralogy kearah kedalaman

Tabel 4.4 Ciri-ciri umum endapan epitermal (Lingren 1933) Kedalaman Temperatur Pembentukan

Zona bijih

Logam bijih Mineral bijih

Mineral (gangue)

penyerta

Ubahan batu samping Tekstur dan struktur

Zonasi

Niggli

Permukaan hingga 1500 m 50-200 Pada batuan sedimen atau batuan beku, terutama yang berasosiasi dengan batuan intrusiv dekat permukaan atau ekstrusiv, biasanya disertai oleh sesar turun, kekar dsb. urat-urat yang simpel, beberapa tidak beraturan dengan pembentukan kantong-kantong bijih, juga seringkali terdapat pada pipa dan stockwork. Jarang terbentuk sepanjang permukaan lapisan, dan sedikit kenampakan replacement (penggantian) Pb, Zn, Au, Ag, Hg, Sb, Cu, Se, Bi, U Native Au, Ag, elektrum, Cu, Bi Pirit, markasit, sfalerit, galena, kalkopirit, Cinnabar, jamesonite, stibnite, realgar, orpiment, ruby silvers, argentite, selenides, tellurides kuarsa, chert, kalsedon, ametis, serisit, klorit rendah-Fe, epidot, karbonat, fluorit, barite, adularia, alunit, dickite, rhodochrosite, zeolit sering sedikit, chertification (silisifikasi), kaolinisasi, piritisasi, dolomitisasi, kloritisasi Crustification (banding) sangat umum, sering sebagai fine banding, cockade, vugs, urat terbreksikan. Ukuran butir(kristal) sangat bervariasi Makin ke dalam akin tidak beraturan, seringkali kisaran vertikalnya sangat kecil.

(1929)

menyampaikan

konsep

pengelompokan

mineral,

menggabungkan konsep stadia magmatisme dengan jenis-jenis komoditi logamnya. Kelompok pertama adalah endapan endapan yang terkait dengan batuan plutonik, 51

yang

kemudian

dibagi

menjadi

Kelompok

Orthomagmatik,

Kelompok

Pneumatolitik-Pegmatik, dan kelompok Hidrotermal. Kelompok Othomagmatic dibagia Kelompok Intan-Platinum-kromium dan Kelompok Titanium-besi-nikeltembaga. Kelompok Pneumatolitik dibagi menjadi Logam berat-alkanine earthsfosforus-titanium,

kelompok

Silikon-alkali-fluorin-boron-tin-molibdenum-tungsten,

dan Kelompok Tourmalin-kuarsa. Demikian halnya dengan Kelompok lain seperti hidrotermal dan volkanik, akan dibagi lagi menjadi kelompok komoditi logam (Tabel 2). Setelah banyak dilakukan eksplorasi dan eksploitasi endapan mineral di banyak tempat di dunia, diketahui ada banyak jenis komoditi logam seperti emas yang didapatkan pada beberapa kelompok. Sehingga penggolongan ini menjadi kurang relevan lagi.

Tabel 4.5. Klasifikasi endapan bijih Niggli (1929) I. PLUTONIK ATAU INTRUSIV A. Orthomagmatic 1. Intan, platinum-kromium 2. Titanium-besi-nikel-tembaga B. Pneumatolytic sampai pegmatitic 1. Logam berat, alkaline earths, fosforus-titanium 2.Silikon-alkali-fluorin-boron-tin-molibdenum-tungsten 3Tormalin-asosiasi kuarsa C. Hydrothermal 1. Besi-tembaga-emas-arsenik 2. Lead-Zinc-silver 3. Nikel-kobal-arsenik-perak 4. Karbonat-oksida-sulfat-fluorida I. VOLKANIK ATAU EKSTRUSIV A. Tin-perak-bismut B. Logam-logam berat C. Emas-peral D. Antimoni-merkuri E. Tembaga murni (native) F. Endapan subaquatic-volcanic and biochemical

Pengertian Pneumatolitik yang disampaikan Niggli (1929) adalah stadia magmatisme yang didominasi oleh fase gas, sedangkan hidrotermal didominasi oleh fase cair. Pada klasifikasi ini telah muncul istilah hidrotermal, yang dibagi menjadi empat golongan komoditi logam. Niggli (1929) tidak membagi hidrotemla menjadi hipotermal, mesotermal, dan epitermal. Pada kenyataannya sulit dibedakan kenampakan hasil ubahan atau endapan mineral yang disebabkan oleh proses pneumatolitik

dengan

hidrotermal.

Belakangan,

para

ahli

geologi

banyak

menggunakan istilah fluida hidrotermal (hydrothermal fluid) untuk mewakili baik fase gas pneumatolitik maupun fase cair hidrotermal. 52

Graton (1933) mengusulkan istilah teletermal, untuk endapan mineral pada daerah dangkal, yang terbentuk jauh dari sumbernya (T dan P rendah). Sedangkan Buddington (1935), mengenalkan istilah xenotermal, untuk endapan pada daerah dangkal tetapi terbentuk pada temperatur tinggi (T tinggi P rendah). Hal ini disebabkan oleh adanya intrusi pluton didekat permukaan.

Tabel 4.6. Klasifikasi Lindgren (1933) yang dimodifikasi oleh Graton (1933) dan Buddington (1935)

I. ENDAPAN YANG DIHASILKAN OLEH PROSES KIMIAWI

A

700-1500° C

P sangat tinggi

T sedang-tinggi

P sangat tinggi

100-600° C

P atmosfer-menengah

100-600° C

P atmosfer

500-800° C

P sangat tinggi

Hypothermal, sangat dalam

300-500° C

P sangat tinggi

Mesothermal, kedalaman sedang

200-300° C

P tinggi

Epitermal, dangkal

50-200° C

P menengah

Telethermal, dekat permukaan, saluran

T rendah

P rendah

Xenothermal, dangkal

T tinggi-rendah

P sedang-atmosfer

Endapan magmatik (proper/komplit, segregasi , injeksi, ) Pegmatik KOMPONEN EPIGENETIK KARENA ERUPSI BATUAN BEKU

Volkanogenik subaerial asosiasi dengan volcanic piles Dari tubuh efusif, sublimasi, fumarola Dari tubuh intrusi; endapan metamorfik batuan beku KARENA NAIKNYA AIR MAGMATIK

B

KARENA SIRKULASI AIR METEORIK DI ZONE DANGKAL-MENENGAH

T 100° C

P menengah

KOMPONEN TERKANDUNG DALAM BATUAN ITU SENDIRI, EPIGENETIK ATAU SINGENETIK

C

Metamorfosa regional dan dinamik

400° C

P tinggi

Sirkulasi air tanah bagian dalam

0-100° C

P menengah

Peluruhan batuan dan residu pelapukan dekat permukaan Volcanogenic berasoiasi volkanisme

0-100° C

P menengah-atmosfer

T tinggi

P rendah-menengah

Interaksi banyak larutan

0-70° C

P menengah

T rendah

P rendah, permukaan

a. Reaksi inorganik b. Reaksi organik

Evaporasi zat terlarut

II. ENDAPAN YANG DIHASILKAN OLEH PROSES MEKANIK A. Di dalam magma, oleh proses diferensiasi tubuh air

B. Di dalam tubuh batuan

di

C. Di dalam

53

Tabel 4.7 Ciri-ciri umum endapan teletermal (Graton, 1933 dari Evans , 1993) Kedalaman Temperatur Pembentukan

Dekat permukaan 100 Pada batuan sedimen, lava. Sering terbentuk pada wilayah yang tidak ditemukan batuan plutonik Dalam rekahan terbuka, cavities, kekar, fissure. Tidak ditemukan replacement. Pb,Zn,Cd,Ge Galena(miskin Ag), sfalerit (miskin Fe, mungkin kaya Cd), markasit, pirit, Cinabar Kalsir, dolomite miskin Fe, dll

Zona bijih Logam bijih Mineral bijih Mineral penyerta (gangue) Ubahan batu samping Tekstur dan struktur Zonasi

Dolomitisasi, chertification Seperti epitermal -

Stantan (1972) membuat klasifikasi endapan bijih didasrkan pada asosiasi batuan sampingnya (host rock), baik pada batuan beku, sedimen hingga metamorf. Pengelompokkan tersebut meliputi: 1. Bijih pada batuan beku •

Bijih berasosiasi dengan mafik dan ultramafik

•

Bijih berasosiasi dengan felsik

2. Bijih yang berafiliasi batuan sedimen •

Konsentrasi bijih besi

•

Konsentrasi bijih mangan

•

Strata-bound

3. Stratiform sulpide yang berasosiasi dengan volkanik laut 4. Bijih berasosiasi dengan urat 5. Bijih berasosiasi dengan batuan metamorf Berapa ahli geologi melakukan pengelompokan endapan bijih didasarkan pada lingkungan tektoniknya, diantaranya yang telah dilakukan Mitchell dan Garson (1981), yang membagi endapan bijih menjadi: 1. Endapan di Continental Hot Spots, Rifts dan Aulacogens 2. Endapan pada Passive Continental Margins dan Interior Basins 3. Endapan pada lingkungan Oceanic 4. Endapan pada lingkungan subduksi 5. Endapan pada lingkungan yang terkait dengan collision 6. Endapan pada Transform Faults dan lineamentnya pada Continental

54

Tabel 4.8. Klasifikasi endapan bijih Lindgren, di modifikasi tahun 1985

I. ENDAPAN YANG DIHASILKAN OLEH PROSES KIMIAWI Segregasi magmatik, injeksi, intrusi mafik berlapis 700-1500° C

P sangat tinggi

Endapan logam dasar porphyry in part

T sedang

P sedang

Pegmatik

T sedangtinggi

P tinggi

100-1200° C

P atmosfer-menengah

100-600° C

P atmosfer

200-800° C

P menengah

Karbonatit, kimberlit Anortosit, gabro

KOMPONEN EPIGENETIK KARENA ERUPSI BATUAN BEKU

Volkanogenik subaerial asosiasi dengan volcanic piles Sublimasi, fumarola KARENA NAIKNYA LARUTAN HIDROTERMAL

Logam dasar porfir Urat Cordilleran

dangkal-menengah

Batuan metamorfik

300-800° C

P rendah-menengah

Epitermal

50-300° C

P rendah, dangkal-menengah

KARENA REMOBILISASI LARUTAN, SIRKULASI AIR METEORIK

Mississipi Valley

25-200° C

P rendah

Western state uranium

25-75° C

P rendah

25-350° C

P rendah

KARENA SIRKULASI AIR LAUT

Endapan-endapan samodra,smokers, red Sea Volcanic exhalites in part

kerak

KOMPONEN TERKANDUNG DALAM BATUAN ITU SENDIRI, EPIGENETIK ATAU SINGENETIK

Metamorfosa regional dan dinamik Sirkulasi air tanah bagian dalam; contoh: Athabasca uranium Peluruhan batuan dan residu pelapukan dekat permukaan Volcanogenic asoiasi volkanisme, endapan kerak samodra. a. Massive sulfide-Cyprus b. Manganese-nickel-copper nodules Volcanogenic asosiasi sedimen a. Black shale hosted? Interaksi banyak larutan a. Reaksi inorganik b. Reaksi organik Evaporasi Sedimentasi kimiawi , a. Logam dasar b. Fosfat

25-600° C

P tinggi

0-150° C

P menengah

25-50° C

P atmosfer

25-350° C

P hydrospheric

25-75° C

P hydrospheric

0-70° C

P menengah

25-75° C

P atmosfir

25-75° C

P rendah

II. ENDAPAN YANG DIHASILKAN OLEH PROSES T rendah MEKANIK III. ENDAPAN YANG DIHASILKAN OLEH PENGARUH METEORIT

P rendah, di permukaan

55

Sejalan dengan berkembangnya konsep tektonik lempeng pada dasa warsa 60-70an, beberapa istilah yang dikemukakan oleh Lindgren, Graton, dan Buddington, Guilbert dan Pak, jarang digunakan. Variasi endapan magmatic makin bervariasi,. Istilah epitermal, sampai sekarang ini masih digunakan, walaupun pengertiannya sudah mengalami modifikasi dari konsep aslinya, yang disampaikan oleh Lindgren (1911). Istilah mesotermal, kadang masih digunakan, terutama untuk kategori endapan epitermal, tetapi menunjukkan temperature pembentukan yang tinggi, sedangkan istilah hipotermal, teletermal, maupun xenotermal, jarang digunakan lagi. stilah-istilah yang banyak digunakan dalam eksplorasi endapan mineral adalah klasifikasi yang didasarkan pada pembentukan serta tatanan geologinya, seperti endapan logam dasar porifir, urat Cordilleran, Mississipi Valey dan sebagainya. Secara Genetik, endapan mineral dibagi menjadi endapan yang disebabkan oleh proses magmatik, proses hidrotermal, proses metamorfisme, serta prosesproses dipermukaan. Endapan magmatik , dibagi menjadi endapan yang disebabkan proses gravitational settling, liquid immisvibility, maupun pegmatik. Endapan hidrotemal meliputi endapan porfir (porphyry deposit), endapan greisen, massive sulphide deposit, skarn, epitermal (low sulphidation dan high sulphidation) dll. Endapan skarn kadang juga digolongkan sebagai endapan metamorfik. Sedangkan endapan-endapan permukaan meliputi endapan palcer, endapan evaporasi, endapan residual laterit, endapan supergen, maupun endapan volkanik-exhalative. Proses pembentukan bijih logam secara umum dapat di bagi menjadi empat kelompak, yaitu proses magmatik, proses hidrotermal, proses metamorfik dan proses permukaasn (disarikan dari Hutchison, 1983, Evans 1993) a. Proses Magmatik Mineral-mineral bijih seperti magnetit, ilmenit, kromit terbentuk pada fase awal diferensiasi magma, bersamaan dengan pembentukan mineral olivine, piroksen, Ca-Plagioklas. Semua mineral bijih yang terbentuk pada fase ini disebut sebagai endapan magmatik. Beberapa proses pada fase magmatisme diantaranya meliputi: a. Proses kristalisasi (diseminasi), intan (C ) pada kimberlit b. Proses segregasi (kumulat, gravity settling):

kromit (Cr), magnetit

(Fe), platinum (Pt) c. Liquid immiscibility : : Cu-Ni sulfide, Fe-Ti Oksida d. Pegmatik : Fe, Sn 56

Di Indonesia endapan-endapan bijih yang disebabkan oleh proses magmatik, sampai sekarang belum menunjukksan nilai ekonomi yang signifikan. Konsentrasi bijih besi (Fe) atau nikel (Ni) lebih disebabkasn oleh proses pelapukan, baik kimiawi maupun fisik, membentuk endapan residusal atau placer. b.Proses hidrotermal Sistem hidrotermal dapat didifinisikan sebagai sirkulasi fluida panas (50° sampai >500°C), secara lateral dan vertikal pada temperatur dan tekanan yang bervarisasi, di bawah permukaan bumi (Pirajno, 1992). Sistem ini mengandung dua komponen utama, yaitu sumber panas dan fase fluida. Sirkulasi fluida hidrotermal menyebabkan himpunan mineral pada batuan dinding menjadi tidak stabil, dan cenderung menyesuasikan kesetimbangan baru dengan membentuk himpunan mineral y...