Laboratorium Endapan Mineral 2013
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Batuan yang mengandung satu atau lebih mineral logam (metallic mineral)
yang akan memiliki nilai ekonomis jika ditambang dinamakan Ore Mineral atau
mineral bijih. Suatu endapan dikatakan bijih sebenarnya dilihat dari nilai
ekonomisnya, bila harga pengolahan dan harga pasaran berfluktuasi, suatu saat
endapan mineral dikatakan sebagai bijih dan di saat lain bukan lagi. Pada saat
ekstraksi didapatkan bahan logam dan juga bahan gangue yang tidak memiliki nilai
ekonomis. Proses ekstraksi tersebut menghasilkan timbunan limbah (tailing).
Suatu endapan mineral akan terbentuk oleh serangkaian proses yang mengubah
kondisi suatu batuan menjadi suatu endapan dengan kandungan mineral bijih yang
disebut proses ubahan (alteration). Proses tersebut akan menghasilkan mineral logam
(metalic mineral) dan mineral ubahan (alteration mineral), struktur serta tekstur
batuan yang berubah karenanya.
Kebanyakan bijih di dunia ini yang ditambang adalah berasal dari mineral
bijih yang diendapkan oleh larutan hidrotermal. Asal larutan hidrotermal masih sulit
dipecahkan. Beberapa larutan berasal dari pelepasan air yang terkandung dalam
magma saat magma naik dan mendingin. Lainnya berasal dari air meteorik atau air
laut yang bersirkulasi dalam kerak. Endapan mineral yang terbentuk oleh air laut
yang terpanaskan aktifitas vulkanisme, dan endapannya berbentuk senyawa sulfide,
yang dinamakan volcanogenic massive sulfide deposits.
I.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk mengetahui jenis-
jenis tipe endapan hydrothermal beserta tipe-tipe alterasi dan contoh logam yang
bernilai ekonomisnya.
Nama : Evans Kristo Salu 1NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
BAB II
ISI
II.1 Pengertian Alterasi Hidrothermal
Alterasi hidrotermal adalah suatu proses yang sangat kompleks yang
melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh
interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-
kimia. Proses alterasi merupakan suatu bentuk metasomatisme, yaitu pertukaran
komponen kimiawi antara cairan-cairan dengan batuan dinding (Pirajno, 1992).
Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya batuan
dinding), akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral
ubahan (mineral alterasi), maupun fluida itu sendiri (Pirajno, 1992, dalam Sutarto,
2004).
Alterasi hidrotermal akan bergantung pada :
a. Karakter batuan dinding.
b. Karakter fluida (Eh, pH).
c. Kondisi tekanan dan temperatur pada saat reaksi berlangsung (Guilbert dan Park,
1986, dalam Sutarto, 2004).
d. Konsentrasi.
e. Lama aktivitas hidrotermal (Browne, 1991, dalam Sutarto, 2004).
Walaupun faktor-faktor di atas saling terkait, tetapi temperatur dan kimia
fluida kemungkinan merupakan faktor yang paling berpengaruh pada proses alterasi
hidrotermal (Corbett dan Leach, 1996, dalam Sutarto, 2004). Henley dan Ellis (1983,
dalam Sutarto, 2004), mempercayai bahwa alterasi hidrotermal pada sistem epitermal
tidak banyak bergantung pada komposisi batuan dinding, akan tetapi lebih dikontrol
oleh kelulusan batuan, tempertatur, dan komposisi fluida.
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
Nama : Evans Kristo Salu 2NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
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
yang sesuasi dengan kondisi yang baru, yang dikenal sebagai alterasi (ubahan)
hidrotermal. Endapan bijih hidrotermal terbentuk karena sirkulasi fluida hidrotermal
yang melindi (leaching), menstranport, dan mengendapkan mineral-mineral baru
sebagai respon terhadap perubahan kondisi fisik maupun kimiawi (Pirajno, 1992).
Interaksi antara fluida hidrotermal dengan batuan yang dilewatinya (batuan
dinding), akan menyebabkan terubahnya mineral-mineral primer menjadi mineral
ubahan (alteration minerals). Semua mineral bijih yang terbentuk sebagai mineral
ubahan pada fase ini disebut sebagai endapan hidrotermal. Endapan hidrotermal dapat
dibagai menjadi beberapa kelompak, yaitu:
a. Skarn : Cu,Au,Fe. Contoh Ertzberg complex
b. Porfiri : Cu, Au, Mo . Contoh di Grasberg, Batuhijau
c. Greisen : Sn, W. Contoh di P.Bangka
d. Epitermal (low and high sulphidation type, Carlyn type) : Au, Cu, Ag, Pb. Contoh
di Pongkor, M.Muro
e. Massive Sulphide Volcanogenic : Au, Pb, Zn. Contoh Wetar
II.2 Kelompok Endapan Hidrothermal
II.2.1 Skarn
II.2.1.1 Komposisi Umum
Secara umum, kuarsa dan kalsit selalu hadir dalam semua jenis skarn.
Sedangkan mineral lain hanya hadir pada jenis skarn tertentu seperti talk, serpentine,
dan brusit yang hadir hanya pada skarn tipe magnesian.
II.2.1.2 Genesa dan Proses
Sebagian besar skarn deposit secara langsung berhubungan dengan aktivitas
pembekuan batuan beku sehingga terdapat hubungan antara komposisi skarn dengan
Nama : Evans Kristo Salu 3NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
komposisi batuan beku. Karakteristik penting lainnya diantaranya tingkat oksidasi,
ukuran, tekstur, kedalaman, maupun seting tektonik dari masing-masing pluton.
Skarn dapat terbentuk selama metamorfisme kontak atau regional. Selain itu
juga dari berbagai macam proses metasomatisme yang melibatkan fluida magmatik,
metamorfik, meteorik, dan yang berasal dari laut. Skarn dapat ditemukan di
permukaan sampai pluton, di sepanjang sesar dan shear zone, di sistem geotermal
dangkal, pada dasar lantai samudra maupun pada kerak bagian bawah yang tertutup
oleh dataran hasil metamorfisme burial dalam. Skarn dibagi menjadi endoskarn dan
eksoskarn dengan didasarkan pada jenis kandungan protolit.
II.2.1.3 Tektonik Setting
Klasifikasi tektonik yang sangat berguna dari deposit skarn seharusnya
mengelompokkan tipe skarn yang pada umumnya berada bersama dan
membedakannya yang secara khusus terdapat dalam tektonik setting yang khusus.
Sebagai contohnya, deposit skarn calcic Fe-Cu sebenarnya hanyalah tipe skarn yang
ditemukan dalam wilayah busur kepulauan samudra. Banyak dari skarn ini juga
diperkaya oleh Co, Ni, Cr, dan Au. Sebagai tambahan, beberapa skarn yang
mengandung emas yang bernilai ekonomis muncul dan telah terbentuk pada back arc
basin yang berasosiasi dengan busur volkanik samudra (Ray et al., 1988). Beberapa
kenampakan kunci yang menyusun skarn tersebut terpisah dari asosiasinya dengan
magma dan kerak yang lebih berkembang adalah yang berasosiasi dengan pluton
yang bersifat gabbro dan diorit, endoskarn yang melimpah, metasomatisme yang
tersebar luas dan ketidakhadiran Sn dan Pb.
Kebanyakan deposit skarn berasosiasi dengan busur magmatik yang berkaitan
dengan subduksi dalam kerak benua. Komposisi pluton berkisar dari diorit sampai
granit walaupun pada dasarnya memiliki perbedaan diantara tipe skarn logam yang
muncul untuk mencerminkan lingkungan geologi setempat (kedalaman formasi, pola
struktural dan fluida) lebih pada perbedaan pokok dari petrogenesis (Nakano,et al.,
1990). Sebaliknya, skarn yang mengandung emas pada lingkungan ini berasosiasi
dengan pluton yang tereduksi secara khusus yang mungkin mewakili sejarah geologi
Nama : Evans Kristo Salu 4NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
yang khusus. Beberapa Skarn, tidak berasosiasi dengan subduksi yang berkaitan
dengan magmatisme. Pluton yang berkomposisi granit, pada umumnya mengandung
muskovit dan biotit primer, megakristal kuarsa berwarna abu-abu gelap, lubang-
lubang miarolitik, alterasi tipe greisen, dan anomali radioaktif. Skarn yang
terasosiasi, kaya akan timah dan fluor walaupun induk dari elemen lain biasanya
hadir dan mungkin penting secara ekonomis. Perkembangan rangkaian ini termasuk
W, Be, B, Li, Bi, Zn, Pb, U, F, dan REE.
II.2.1.4 Ciri Alterasinya
Skarn merupakan batuan yang tersusun oleh silikat Ca-Fe-Mg-Mn yang
terbentuk oleh penggantian batuan kaya karbonat selama proses metamorfisme
regional ataupun kontak dan metasomatisme (Einaudi et al., 1981), sebagai respons
pada intrusi batuan beku dari bermacam-macam komposisi. Umumnya berasosiasi
dengan mineral magnetit, hematit.
Alterasi ini terbentuk akibat kontak antara batuan sumber dengan batuan
karbonat, zona ini sangat dipengaruhi oleh komposisi batuan yang kaya akan
kandungan mineral karbonat. Pada kondisi yang kurang akan air, zona ini dicirikan
oleh pembentukan mineral garnet, klinopiroksin dan wollastonit serta mineral
magnetit dalam jumlah yang cukup besar, sedangkan pada kondisi yang kaya akan
air, zona ini dicirikan oleh mineral klorit,tremolit – aktinolit dan kalsit dan larutan
hidrotermal. Garnet-piroksen-karbonat adalah kumpulan yang paling umum dijumpai
pada batuan induk karbonat yang orisinil (Taylor, 1996, dalam Sutarto, 2004).
Amfibol umumnya hadir pada skarn sebagai mineral tahap akhir yang menutupi
mineral-mineral tahap awal. Aktinolit (CaFe) dan tremolit (CaMg) adalah mineral
amfibol yang paling umum hadir pada skarn. Jenis piroksen yang sering hadir adalah
diopsid (CaMg) dan hedenbergit (CaFe).
Nama : Evans Kristo Salu 5NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.1.5 Contoh Lokasi
Salah satu lokasi penambangan bahan galian logam dengan tipe endapan
skarn adalah Ertzberg complex, PT. Freeport Indonesia di Papua.
II.2.1.6 Contoh Komiditi Logam
Contoh komoditi logam yang dapat ditambang dari endapan skarn adalah
tembaga, nikel, emas, dan krom.
Gambar 1. Contoh Endapan Skarn
Nama : Evans Kristo Salu 6NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.2 Porfiri
II.2.2.1 Komposisi Umum
Endapan porfiri adalah suatu endapan primer (hipogen) yang berukuran relatif
besar dengan kadar rendah sampai medium, Pada umumnya dikontrol oleh struktur
geologi, secara spasial dan genetik berhubungan dengan intrusi porfiritik felsik
sampai dengan intermediet.
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, pada endapan porfiri Sn, W dan Mo
akan memperlihatkan kandungan sulfur dan mineral-mineral sulfida yang rendah,
dimana kehadiran mineral-mineral oksida akan lebih dominan.
II.2.2.2 Genesa dan Proses
Berasosiasi dengan intrusi dengan kedalaman dangkal sekitar1-4 km.
Terbentuk pada bagian inti yang paling dekat dengan kontak dengan intrusi.
II.2.2.3 Tektonik Setting
Metallogenic Province yang relatif memanjang dan dangkal yang berasosiasi
dengan sabuk (jalur) orogenik.
a. Endapan tembaga porfiri : andesitic stratovolcanoes yang berhubungan dengan
subduksi pada tatanan tektonik busur kepulauan dan busur benua.
b. Endapan molibdenum porfiri : an-orogenic batuan granit yang terbentuk pada
kerak benua, khususnya pada zona regangan.
Beberapa endapan Porfiri Mo, Porfiri W-Mo dan Porfiri Sn terbentuk pada kerak
benua yang sangat tebal yang berhubungan dengan collision.
Nama : Evans Kristo Salu 7NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.2.4 Ciri Alterasinya
Sisi terdalam (inner zone) umumnya zona potasikl yang dicirikan oleh
kehadiran biotite dan/atau K-feldspar (± amphibole ±magnetite ±anhydrite). Sisi
terluar (outer zone) umumnya merupakan alterasi propilitik yang mengandung quartz,
chlorite, epidote, calcite and, locally, albite berasosiasi dengan pyrite. Zona-zona
phyllic alteration (quartz +sericite + pyrite) dan argillic alteration (quartz + illite +
pyrite ± kaolinite ±smectite ± montmorillonite ± calcite) dapat terbentuk sebagai
zona-zona yang erletak diantara zona potasik and propilik.
II.2.2.5 Contoh Lokasi
Salah satu lokasi penambangan bahan galian logam dengan tipe endapan
skarn adalah Distrik Grassberg, PT. Freeport Indonesia di Papua.
II.2.2.6 Contoh Komiditi Logam
Contoh komoditi logam yang dapat ditambang dari endapan porfiritik adalah
Tembaga Porfiri dan Deposit Emas Porfiri.
II.2.3 Greisen
II.2.3.1 Komposisi Umum
Greisen merupakan istilah yang definisikan sebagai suatu agregat granoblastik
kuarsa dan muscovit (atau lepidolit) dengan mineral aksesoris antara lain topaz,
tourmalin dan flourite yang dibentuk oleh post-magmatik alterasi metasomatik dari
granit (Best, 1982; Stemprok, 1987).
II.2.3.2 Genesa dan Proses
Sistem endapan greisen merupakan sistem endapan bijih yang terbentuk pada
fase post magmatik suatu pembekuan magma. Fase post magmatik merupakan fase
Nama : Evans Kristo Salu 8NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
dimana batuan sudah membeku dan mengahasilkan fluida sisa pembekuan magma
yang didominasi fase gas, kemuadian fluida inilah yang akan bereaksi dengan batuan
samping. Proses ini juga diistilahkan sebagai fase Penumatolitis.
II.2.3.3 Tektonik Setting
Berada/berasosiasi dengan jalur magmati yang dibentuk oleh interaksi
konvergen lempeng berupa subduksi dimana interaksi lempeng subduksi ini
menghasilkan leburan magma yang pada fase akhir membentuk larutan sisa magma
(larutan hydrothermal) yang kemudian keluar ke permukaan bumi melalui rekahan-
rekahan yang kemudian berasosiasi dengan batuan-batuan samping dnegan syarat
tertentuk akan membentuk endapan greisens.
II.2.3.4 Ciri Alterasinya
Himpunan mineral pada greisen adalah kuarsa-muskovit (atau lipidolit)
dengan sejumlah mineral asesori seperti topas, turmalin, dan florit yang dibentuk oleh
alterasi metasomatik post-magmatik granit (Best, 1982, Stempork, 1987, dalam
Sutarto, 2004).
II.2.3.5 Contoh Lokasi
Contoh lokasi terdapatnya endapan greisens adalah di Pulau Bangka.
II.2.3.6 Contoh Komiditi Logam
Endapan timah primer merupakan endapan timah yang biasanya berkaitan
dengan intrusi batuan beku granit dan biasanya endapan ini terbentuk dalam sistem
endapan greisen
Nama : Evans Kristo Salu 9NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
Gambar 2. Contoh Endapan Greisen
Gambar 3. Skema Model Endapan Greisen
Nama : Evans Kristo Salu 10NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.4 Epitermal (low and high sulphidation type, Carlyn type)
II.2.4.1 Genesa dan Proses
Endapan epithermal merupakan terbentuk pada kedalaman yang dangkal dari
suatu sistem hidrothermal (50 s/d 150 m) pada bentangan temperatur (150° s/d 300°).
Berdasarkan mineral-mineral alterasi dan mineral bijih-nya, terdapat 2 (dua) sub-type,
yaitu: Epithermal High Sulphidation & Epithermal Low Sulphidation.
Epithermal High Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem magmatic-
hydrothermal yang didominasi oleh fluida hidrotermal yang asam, dimana terdapat
fluks larutan magmatik dan vapor yang mengandung H2O, CO2, HCl, H2S, and SO2,
dengan variable input dari air meteorik lokal.
Epithermal Low Sulphidation terbentuk dalam suatu sistem geothermal yang
didominasi oleh air klorit dengan pH near-neutral, dimana terdapat kontribusi
dominan dari sirkulasi air meteorik yang dalam dan mengandung CO2, NaCl, and
H2S.
II.2.4.2 Tektonik Setting
Vulcano-plutonic arcs (busur kepulauan/benua) yang berasosiasi dengan zona
subduksi. Umumnya endapan epithermal di Western Pacific terbentuk pada Miocene
Akhir-Pliocene Quarternary, sedangkan di Western America berumur relatif lebih tua
(Cretaceous Awal – Miocene Akhir).
Endapan emas epithermal umumnya terjebak dalam batuan volkanik, setempat
pada batuan volcanogenic sedimentary rocks dan kadang-kadang pada basement.
Pada beberapa lokasi, mineralisasi epithermal berasosiasi dengan porfiri Cu-Au
II.2.4.3 Ciri Alterasinya
Endapan Ag-Sn : - Silisification (silicainter)
- Advanced argillic
- Serisifikasi
- Tourmalinization
Nama : Evans Kristo Salu 11NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
Endapan Au-Ag-Cu : - Silisifikasi
- Advanced argillic
- Serisifikasi
- Potasik
II.2.4.4 Contoh Lokasi
Salah satu lokasi penambangan bahan galian logam dengan tipe endapan
epithermal adalah tambang emas di Pongkor.
II.2.4.5 Contoh Komiditi Logam
Logam ekonomis utama adalah Emas (Au)
Gambar 3. Skema Model Endapan Epithermal
Nama : Evans Kristo Salu 12NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.5 Massive Sulphide Volcanogenic : Au, Pb, Zn. Contoh Wetar
II.2.5.1 Komposisi Umum
Endapan MSV merupakan sumber utama Zn, Cu, Pb, Ag, dan Au, dan sumber
yang signifikan untuk Co, Sn, Se, Mn, Cd, In, Bi, Te, Ga, dan Ge.
II.2.5.2 Genesa dan Proses
Endapan MSV berhubungan erat dengan kegiatan vulkanik bawah laut.
Larutan hidrotermal yang berperan sangat dipengaruhi oleh fluida magmatis serta
aliran air laut yang masuk ke dalam sistem hidrotermal. Fluida meteorik berasal dari
air laut yang mempunyai karakter kimiawi tertentu dengan komposisi tinggi kadar
klorida dan sulfat. Karena merupakan percampuran antara fluida magmatis dan air
laut mengakibatkan fluida mineralisasi mempunyai salinitas tinggi (umumnya 5-20
wt%NaCl eq.) dengan tingginya kadar sulfida & sulfat. Tahapan-tahapan mineralisasi
endapan MSV sebagai berikut :
a. Air laut meresap melalui rekahan yang terbentuk di lantai samudera.
b. Fluida tersebut dipanaskan oleh batuan bagian dalam yang melebur pada kerak
samudera sampai ketinggian temperatur setinggi 400°C.
c. Fluida yang panas perlahan naik ke permukaan.
d. Lalu memancar ke permukaan dan terbentuklah black smoker.
II.2.5.3 Tektonik Setting
Massive Sulfida Volcanogenic (MSV) adalah jenis deposit logam sulfidaterut
ama Cu-Zn-Pb yang berasal dari gunung api, yaitu dari larutan hydrothermal
dan peristiwa lingkungan di bawah laut. MSV merupakan akumulasi mineralsulfida
yang mengendap dari cairan hydrothermal pada atau dibawah dasar laut.VMS ini
terjadi pada lingkungan yang didominasi oleh gunung berapi, terbentuk di dasar laut,
disekitar gunung berapi bawah laut disepanjang Mid Oceanic Ridge dan dalam back
arc basin.
Nama : Evans Kristo Salu 13NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
II.2.5.4 Ciri Alterasinya
Endapan MSV merupakan sumber utama Zn, Cu, Pb, Ag, dan Au, dan sumber
yang signifikan untuk Co, Sn, Se, Mn, Cd, In, Bi, Te, Ga, dan Ge.
II.2.5.5 Contoh Lokasi
Contoh lokasinya adalah di Wetar.
II.2.5.6 Contoh Komiditi Logam
Contoh logam yang dapat diambil dari endapan tipe ini adalah sengm
tembaga, timbal, dan emas.
Nama : Evans Kristo Salu 14NIM : 111.110.075Plug : 6
Laboratorium Endapan Mineral 2013
BAB III
KESIMPULAN
Alterasi hidrotermal merupakan suatu proses yang sangat kompleks yang
melibatkan perubahan mineralogi, kimiawi, dan tekstur yang disebabkan oleh
interaksi fluida panas dengan batuan yang dilaluinya, di bawah kondisi evolusi fisio-
kimia. Larutan hiodrotermal sendiri adalah larutan sisa magma yang mengandung
mineral-mineral logam sehingga hidrotermal sangat berkaitan dengan magma dengan
tatanan tektonik tempat magma dapat terbentuk yaitu pada zona subduksi.
Hidrotermal sangat berkaitan erat dengan aktivitas magma sehingga dapat dikatakan
bahwa zona-zona magmatik terdapat pula proses alterasi.
Nama : Evans Kristo Salu 15NIM : 111.110.075Plug : 6