Materi Kuliah Mineralisasi i Ii1

RUANG LNGKUP BAHASAN

Pengantar

Metalogenesis: pembentukan endapan logam

Klasifikasi endapan mineral bijih

Endapan magmatik (kromit, nikel dan PGM)

Endapan hidrotermal I: epitermal dan porfiri

Endapan hidrotermal II: skarn dan mesotermal

Endapan volkanik (VMS)

Endapan residual (kimiawi)

Endapan sedimenter (placer)

Evaluasi:Tugas dan ujian

PUSTAKA UTAMA

Edwards R., Atkinson K. (1986), Ore deposit geology and its influence on mineral exploration, Chapman and Hall, London, 466 p.

Evans, A.M., 1993. Ore geology and industrial minerals, an introduction, Blackwell Science, 389 p..

Robb, L. (2005), Introduction to Ore-Forming Processes, Blackwell Publishing, Carlton, Australia, 373 p.

PENGANTAR Mineral bijih (ore mineral) adalah mineral yang

mengandung logam, atau suatu agregat mineral logam, yang dari sisi penambang dapat diambil suatu profit, atau dari sisi ahli metalurgi dapat diolah/diekstrak menjadi suatu profit.

Contoh: kalkopirit dapat diekstrak menjadi Cu atau galena dapat diekstrak menjadi timah hitam (Pb).

“Mineral opak” dan “mineral logam” sering digunakan sebagai sinonim dari mineral bijih (ore minerals).

Tubuh bijih = orebodies, oreshoots & ore deposits

KONSENTRASI METAL DALAM KERAK BUMI

Konsentrasi rata-rata metal di kerak bumi, konsentrasi minimal bernilai ekonomi danfaktor pengkayaan melalui proses geologi (geological enrichment factors)

Teori pembentukan-1

Teori Proses alamiah

Asalmula akibat proses internal

Kristalisasi magma

Segregasi magma

Presipitasi mineral bijih sebagai komponen utama atau minor dari batuan beku, seperti endapan intanpada kimberlit, REE pada karbonatit di Zimbabwe

Separasi akibat kristalisasi sebagian dan proses yang berhubungan selama diferensiasi magma, seperti lapisan kromit, Bushfeld complex, RSA

Liquasi, ketidakbercampuran cairan. Pelepasansulfida, sulfida-oksida, atau lelehan oksida dari magma, yang terakumulasi pada di bawah lelehansilikat, seperti endapan Cu-Ni di Sudbury, Canada

Teori pembentukan-2

Teori Proses alamiah

Asalmula akibat proses internal

Hidrotermal

Sekresi lateral

Metamorfisme

Pengendapan dari larutan air panas, yang melalui

permukaan tubuh magma atau batuan metamorf atau

sumber lainnya. Contohnya Porfiri Cu-Au Grasberg/

Irian Jaya, Batu Hijau/Sumbawa.

Difusi material bijih atau pengotor dari batuan asal

ke suatu patahan atau celah. Contohnya Yellowknife

gold deposits, Canada.

Pyrometasomatik (skarn) yang terbentuk oleh proses

penggantian batuan dinding. Contohnya

Ertsberg/Irian Jaya,

Teori pembentukan-3

Teori Proses alamiah

Asalmula akibat proses eksternal

Pengkayaan

sekunder atau supergen

Pelepasan unsur-unsur bernilai dari bagian atas dari

suatu endapan mineral dan terpresipitasi kembali di

bagian yang lebih dalam, sehingga membentuk

konsentrasi yang lebih tinggi. Contoh: endapan

emas-perak epitermal Pongkor/Jawa Barat; porfiri

Cu-Mo Chuquicamata/Chile

Ekshalasi volkanik

(= ekshalasi

sedimenter)

Ekshalasi larutan hidrothermal pada permukaan,

biasanya di bawah kondisi laut. Contoh: endapan

Kuroko/Jepang.

Teori pembentukan-4

Teori Proses alamiah

Asalmula akibat proses eksternal

Akumulasi mekanis

Presipitasi sedimenter

Proses residual

Konsentrasi mineral berat ke dalam endapan placer.

Contohnya Timah placer di Bangka &

Belitung/Sumatera, Emas placer di Yukon, Canada,

Emas placer, bombana, indonesiaPresipitasi unsur-unsur tertentu pada suatu

lingkungan sedimen tertentu, baik dengan atau tanpa

intervensi organisme tertentu. Contohnya BIF di

Brazili, endapan mangan di Chiaturi, Rusia.

Pelepasan unsur yang mudah larut dari batuan.

Contohnya Nikel laterit di Soroako/Sulawesi,

Bauksit/Pulau Bintan, Bauksit di Ketapang Kalbar

Endapan logam dapat dibagi menjadi 5 kelompok (Evans, 1993):

Precious metals (logam mulia): emas (Au), perak (Ag), platina (Pt)

Non-ferrous metals (logam non-ferrous): tembaga (Cu), timbal (Pb/lead), seng (Zn/zinc), timah (Sn/tin), dan aluminium (Al). Empat pertama dikenal sebagai logam dasar (base metals).

Iron and ferroalloy metals (logam ferroalloy dan besi): besi (Fe), Mangan (Mn), nikel (Ni), krom (Cr), molibdenum (Mo), wolfram (W/tungsten), vanadium (V), kobal (Co).

Minor metals and related non-metals: antimon (Sb/antimony), arsen (As), berilium (Be/beryllium), bismut (Bi), kadmium (Cd), magnesium (Mg), air raksa (Hg/mercury), REE, selenium (Se), tantalium (Ta), telurium (Te), titanium (Ti), Zirkonium (Zr), dsb.

Fissionable metals: uranium (U), torium (Th), radium (Ra). Platinum

KLASIFIKASI ENDAPAN BIJIH

Endapan bijih magmatik-hidrotermal Endapan liquid magmatik (Cr pada ofiolit atau intrusi berlapis dengan produk sampingan

Pt, Fe/Ti dan Ni) Pegmatit (Sn, Nb/Ta, Li, Be, etc). Endapan hidrotermal: Cyprus-type (VMS); skarn (W, Sn, Cu, etc), porfiri (Cu, Mo, Sn, etc);

endapan urat (Sn, W, U); endapan epitermal Au-Ag; BIF (Algoma type)

Endapan hidrotermal-diagenetik Tipe Kupferschiefer (Cu, Pb, Zn) SEDEX Tipe Mississippi (MVT): Pb-Zn-Ba-F pada karbonat laut

Endapan hidrotermal-metamorfik Urat kuarsa pada batuan metamorf (Au) atau lode gold.

Endapan hasil pelapukan (kimia) Endapan sisa: bauksit dan Fe-laterit Sisa pelarutan: endapan Ni dan Au laterit; pengkayaan Mn, Fe, Cu, Ag

Endapan bijih sedimenter (mekanik) Endapan placer aluvial dan laut (Au, Sn, Ti, REE)

TEKTONIK VS MINERALISASI

Continental interior basins, intracontinental rifts dan aulacogens → Witwatersrand/SA;

Oceanic basins and rises → beberapa VMS tipe Cyprus;

Passive continental margins → pada platform karbonat, seperti MVT;

Subduction-related arc → beberapa endapan yang berhubungan dengan porfiri-epitermal;

Strike-slip settings → Salton Sea geothermal system

Collision-related settings → beberapa endapan Sn-W-(U) yang berhubungan dengan granit tipe S.

Lempeng Pasifik

Lempeng AfrikaLempeng Hindia-Australia

Lempeng Antartik

Lempeng Eurasia

Lempeng Amerika Utara

Lempeng

Amerika Selatan

Batas lempeng tektonik yang besar

Lempeng Nazca

TEKTONIK VS MINERALISASI

TEKTONIK VS MINERALISASI

SOUTHWEST PACIFIC RIM

BUSUR KEPULAUAN INDONESIA

KLASIFIKASI ENDAPAN BIJIH

Endapan bijih magmatik-hidrotermal Endapan liquid magmatik (Cr pada ofiolit atau intrusi berlapis dengan produk sampingan

Pt, Fe/Ti dan Ni) Pegmatit (Sn, Nb/Ta, Li, Be, etc). Endapan hidrotermal: Cyprus-type (VMS); skarn (W, Sn, Cu, etc), porfiri (Cu, Mo, Sn, etc);

endapan urat (Sn, W, U); endapan epitermal Au-Ag.

Endapan hidrotermal-diagenetik Tipe Kupferschiefer (Cu, Pb, Zn) SEDEX Tipe Mississippi (MVT): Pb-Zn-Ba-F pada karbonat laut

Endapan hidrotermal-metamorfik Urat kuarsa pada batuan metamorf (Au) atau lode gold.

Endapan hasil pelapukan (kimia) Endapan sisa: bauksit dan Fe-laterit Sisa pelarutan: endapan Ni dan Au laterit; pengkayaan Mn, Fe, Cu, Ag

Endapan bijih sedimenter (mekanik) Endapan placer aluvial dan laut (Au, Sn, Ti, REE)

1a. ENDAPAN MAGMATIK

Mineral-mineral bijih yang terbentuk pada fase awal diferensiasi magma, bersamaan dengan pembentukan mineral olivine, piroksen, Ca-plagioklas, seperti magnetit, ilmenit, kromit, dll

Proses magmatik

PROSES MAGMATIK

Proses kristalisasi (diseminasi), intan (C ) pada kimberlit Proses segregasi (kumulat, gravity settling): kromit (Cr),

magnetit (Fe), platinum (Pt) Liquid immiscibility : Ni Pegmatik : Fe, Sn

1a. Endapan magmatik

1. Kromit :

(1) Stratiform type (layered mafic intrusionsatau Bushveld-Type),

(2) Pediform type (Ophiolite-bound atau Alpine-Type)

2. Nikel

3. PGM (Platinum Group Metals)

Endapan Kromit-Nikel-PGM

’kromitit’, adalah lapisan (seam) yang tersusun atas 50 – 95% lebih kumulus kromit yang berukuran halus (~0,2 mm) dengan interstisial olivin, ortopiroksen, plagioklas, klinopiroksen atau hasil alterasinya.

Endapan kromit primer berasosiasi dengan nikel primer dalam bentuk Ni-sulphides, seperti pentlandit (Ni,Fe)9S9, millerit (NiS) dan gersdorffit (NiAsS).

Mineral sulfida nikel juga berasosiasi dengan sulfida lainnya seperti kalkopirit, pyrrhotit.

Dapat terbentuk bersama-sama dengan unsur kelompok platina (Platinum Group Elements, PGE), meliputi Os, Ir, Ru, Rh, Pt dan Pd. PGE ini umumnya attached di dalam struktur mineral sulfida tersebut.

Nikel

Tipe endapan nikel:

Nickel sulphides deposit

Nickel Silicates ~ lateritic nickel deposit

Nickel Sulphides

Early magmatic deposit magmatic segregation

Klasifikasi Nickel Sulphides Ore

Dunite – Peridotite Class

Intrusive Dunite Association

Volcanic – peridotite Assosiation

Gabbroid Class

Intrusive mafic/Ultramafic Complexes

Large Layered Intrusions, e.g. Sudbury, Canad

Nickel sulphides deposit

Segregasi magma akan mengendapkan logam sulfida yang lebih berat dibandingkan Mineral Pembentuk Batuan (MPB) pada bagian dasar.

Geology of Bushveld complex, RSA

Bushveld complex layered series

Subdivision of the Layered

Series of the Bushveld

Complex. MR. Merensky Reef,

SC, Stcelpoort chromite (from

Duke 1983, after Verrnaak, C.

F. and von Gruenewaldt, G.

(1981) The Bushveld Complex

Excursion Guide, Geocongress

Chromite layers of Bushveld complex

PGM associated with Bushveld complex

1b. Endapan hidrotermal

Fokus pembahasan:

1. Endapan Au-Ag epitermal

2. Endapan Cu-Au porfiri

3. Endapan Cu-(Au) skarn

4. Endapan mesotermal (quartz-Au lode)

Magmatisme-hydrothermal process

Sistem hidrotermal-magmatik

Endapan epitermal

Karakteristik

Suhu relatif rendah (50-250 C) dengan salinitas bervariasi antara 0-5 wt.%

Terbentuk pada kedalaman dangkal (~1 km)

Jenis air: air meteorik dengan sedikit air magmatik

Klasifikasi:

High sulfidation (acid sulfate type)

Low sulfidation (adularia-sericite type)

Contoh endapan epitermal (high sulfidation)

Endapan Au (ton) Umur

Yanacocha/Peru 820 M/P

Pueblo Viejo 680 Cret

Pascua 640 M/P

Pienina/Peru 250 M/P

Lepanto 210 Quat

El Indio 190 M/P

Chinquashih 150 Quat

Summitville 20 M/P

Rodalquilar 10 N/P

Contoh endapan epitermal (low sulfidation)

Endapan Au (ton) Umur

Lihir 924 Quat

Porgera 600 M/P

Round Mountain 443 M/P

Baguio District 300 Quat

Hishikari 250 Quat

Kelian 180 M/P

Gunung Pongkor 175 M/P

Dukat 150 Cret

Cerro Korikollo 147 M/P

Cerro Vanguardia 100 Jura

Penampang ideal endapan epitermal

Evolusi endapan epitermal high sulfidation

Endapan Au-Ag epitermal sulfidasi rendah

Epithermal refers to mineral deposits that form in association with hot waters.

The deposits form within 1 km of the surface and water temperatures are about

50-200 degrees C.

Jenis-jenis pengisian (open-space filling)

Jenis dan geometri endapan epitermal yang menggambar-kan secara skematis struktur, hidro-termal, dan litologi mengontrol permeabilitas.

Alterasi hidrotermal

Endapan Au-Ag-Cu

Silisifikasi

Argilik lanjut

Serisitisasi

Potasik

Endapan Ag-Sn

Silisifikasi (silica sinter)

Argilik lanjut

Serisitisasi

Turmalinisasi

Catatan: Ketidakhadiran silisifikasi tidak terlalu penting untuk mencirikan suatu endapan epitermal. Contoh: Kelian

Zona alterasi

Lateral: residual silica – qtz-alu – qtz-kao –kao-ill – ill/sme

Vertikal:

Residual silica – py – en

Qtz – alu – pyroph – kao – py

Qtz – kao – ser, py, ccp

Qtz – ser – py, ccp

Bio, or, cpy, bn, mag

De

pth

Alterasi hidrotermal