BAB IV Porfiri [PDF]

Citation preview

PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



BAB IV ENDAPAN PORFIRI A. Pendahuluan



Istilah endapan porfiri digunakan untuk endapan mineral bijih yang memiliki sebaran pada batuan beku plutonik yang memiliki tekstur porfiritik seperti monzonit, granodiorit, dan tonalit (Robert dan Sheahan). Jenis endapan ini telah menjadi salah satu sumber endapan ekonomis penting di dunia karena geometrinya yang luas serta kandungannya yang cukup tinggi. Dengan mineralisasi yang terbentuk kaya akan tembaga, emas, timah dan molibdenum. Pada beberapa tipe endapan porfiri juga dapat ditemukan asosiasi dengan tipe endapan lainnya seperti skarn. Hal ini disebabkan keterdapatan tubuh batuan karbonat di dekat intrusi utama porfiri yang kemudian mengalami mineralisasi (Einaudi et al, 1981; dalam Berger et al, 2008).



B. Maksud dan Tujuan



Maksud dari praktikum ini memperkenalkan kepada para peserta praktikum berbagai macam kenampakan produk endapan porfiri dan skarn pada batuan. Tujuan dari praktikum agar para praktikan mampu mendeskripsi sifat-sifat fisik dari batuan, urat, mengetahui asosiasi mineral logam pada tubuh batuan, dan menginterpretasikan tipe endapan porfiri dan skarn di batuan.



C. Lingkungan Pembentukan Endapan Porfiri



Endapan porfiri tembaga terbentuk di sepanjang busur magmatik pada batas plate-margin konvergen atau busur kepulauan, pembentukan deposit ini berasosiasi dengan zona subduksi dan aktivitas vulkanik postmagmatik (Hindle dan Kley, 2002; dalam Berger et al, 2008). Dengan kedalaman terbentuknya berkisar 1-4 km, dan sebagian besar endapan porfiri yang ditemukan berumur Mesozoikum-Kenozoikum bahkan ada yang berumur lebih tua (Singer et al, 2008; dalam Berger et al, 2008). Dalam tahapan pembentukannya terdapat pengaruh struktur tetapi tidak dominan (Tosdal dan Richards, 2001; Sillitoe dan Perelló, 2005). Menurut Berger dan Drew (1998) serta Drew (2006) fungsi struktur sebagai pengatur adanya permeabilitas pada batuan yang akan mengalami mineralisasi dan membentuk mineral-mineral ekonomis. Seperti endapan porfiri di Grasberg yang merupakan area pembentukan mineralisasi porfiri berasosiasi dengan zona-zona sesar utama (Sapiie dan Cloos, 2004).



64



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Endapan porfiri tembaga dihasilkan dari kondensasi fluida yang terbentuk pada saat proses kristalisasi magma sumber yang terletak pada pertengahan kerak benua/samudera dengan kedalaman 8-10 km. fluida tersebut akan bergerak naik ke permukaan menuju lingkungan intrusi subvulkanik dangkal pada kedalaman 14 km (Klemm et al, 2008). Pada lingkungan subvulkanik dangkal ini kemudian terjadi intrusi berkali-kali dengan komposisi yang berbeda-beda. Dengan fluida pembawa mineral bijih berkembang dari intrusi yang bersifat calc-alkaline, alkalicalcic, atau alkaline (Seedorff et al, 2005). Batuan induk umumnya berupa kelompok granitoid seperti granit, granodiorit sampai tonalit, monzodiorit kuarsa dan diorit. Selain batuan beku endapan porfiri juga mungkin ditemukan berasosiasi dengan batuan sedimen. Contohnya seperti batuan yang bersifat karbonat jika berasosiasi dengan endapan porfiri akan membentuk endapan skarn. Pada pembentukan endapan porfiri juga mungkin ditemukan adanya asosiasi alterasi yang terjadi pada tubuh batuan, adapun jenis-jenis alterasi yang terbentuk yaitu: 1. Zona alterasi propilitik: merupakan zona alterasi terluar yang memiliki luas antara 300m-10 km. pada zona ini dapat dijumpai mineral-mineral klorit, epidot, karbonat, dan pirit. Dengan mineral alterasi dominan berupa klorit dan epidot. Zona ini tumbuh bergradasi menuju tubuh batuan yang tidak teralterasi mencapai beberapa ratus meter. 2. Zona alterasi argilik: area ini merupakan area yang tersusun oleh mineralmineral lempung yang terbentuk secara intensif pada batuan yang kaya akan kandungan feldspar seperti plagioklas. Dengan mineral dominan yaitu kaolinit dan montmorillonit yang menggantikan mineral-mineral plagioclase. Pirit umumnya hadir. 3. Zona alterasi serisitik atau fillik: tersusun secara dominan oleh mineral sericit, kuarsa, dan pirit yang dapat berasosiasi secara minor dengan mineral rutil, klorit, dan ilmenit. Secara dominan mineral-mineral bijih yang dapat terbentuk pada zona ini yaitu kalkopirit dengan atau tanpa molibdenit dan emas. 4. Zona alterasi potasik: zona ini terbentuk paad bagian dalam inti yang dicirikan oleh kehdiran potasium feldspar atau biotit dengan atau tanpa kehadiran mineral magnetit, amfibol, anhidrit dan fluorit. Berasosiasi dengan mineral-mineral bijih berupa mineral kalkopirit, bornit, kalkosit, molibdenit dan emas.



65



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Gambar 1. Grafik pertumbuhan endapan porfiri berupa perkembangan intrusi, alterasi, pembentukan urat dan mineralisasi (Corbett, 1998).



Dengan mineralisasi bijih yang terbentuk dapat dilihat pada tabel berikut ini:



66



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Tabel 1. Komparasi model endapan porfiri antara Lowell Guilbert dan Diorit (Evans, 1993)



D. Karakteritik Endapan Porfiri



Menurut Berger et al, (2008) terdapat beberapa komponen yang harus diperhatikan dalam mempelajari endapan porfiri yaitu: Batuan Induk Batuan induk/pembawa mineral bijih umumnya berupa batuan beku intrusif dengan sifat intermediet-asam dan bertekstur porfiritik. Banyak dijumpai rekahan-rekahan pada tubuh batuan serta alterasi yang terjadi pada dinding batuan cenderung bersifat pervasif dan memiliki urat-urat yang intensif. Dan terkadang berasosiasi dengan batuan vulkanik dan sedimen. Mineral-mineral Bijih Mineral-mineral bijih yang mungkin dijumpai merupakan mineral-mineral hasil reaksi hypogen. Dengan kandungan utama berupa sulfida-sulfida pembawa tembaga-emas, tembaga-molibdenum dan tembaga-molibdenumemas. Seperti mineral kalkopirit, bornit, enargit, dan kalkosit. Terkadang terdapat mineral molibdenum dan emas native. Serta mineral lainnya seperti sfalerit, tetrahedrit, galena, dan emas telluride. 67



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Gambar 2. Pola persebaran urat (stocwork) di batuan pada endapan porfiri (sumber: White, 2004)



Tekstur and Struktur Urat/Gangue Pola geometri urat yang umum dijumpai berupa stockworks, dengan pengisi utama berupa mineral-mineral kuarsa. Selain itu urat-urat tersebut diklasifikasikan berdasarkan hubungan overprinting satu dengan yang lainnya (seperti urat A, B, C, dan D menurut Gustafson dan Hunt, 1975). Pada sekitar urat dapat dijumpai adanya kehadiran halo (selvage) sebagai reaksi antara larutan hidrothermal dan dinding batuan. Dengan mineral-mineral pengisi urat berupa kuarsa, K-feldspar, anhydrit, magnetit, biotit, sericit, dan pirit. Ukuran Butir Secara umum uykuran butir yang dapat dijumpai pada endapan porfiri memiliki ukuran butir yang beragam mulai dari skala milimeter sampai skala 2 cm. terkadang ada yang mencapai skala pegmatik (> 2 cm). Alterasi Pada endapan porfiri juga ditemukan adanya kehadiran alterasi pada tubuh batuan. Adapun tipe-tipe alterasi tersebut antara lain:



68



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Tabel 2. Tipe alterasi dan mineralogi pada endapan porfiri Tipe Alterasi



Mineralogi



Potassic



biotit, magnetit, K-feldspar, anhydrit, kalkopirit dan anhidrite



Phyllic



sericit , kuarsa, pirit.



Argillic (sedang)



sericit, chlorit, kaolinit or illit, pirit, kalsit



Argillic (lanjut)



alunite, kaolinit, pirofillit, kuarsa, dickit, gibbsit, pirit, enargit, covellite



Propylitic



klorit, epidot, kalsit, dan pirit



Gambar 3. Pola perpotongan urat pada tubuh batuan yang ditunjukkan oleh angka. Terdapat selvage vein pada urat nomor tiga



69



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Tabel 3. Klasifikasi endapan Cu-Au sistem hidrothermal (Corbett dan Leach, 1995) Deposit



Style



Examples



Type Low sulphidation epithermal



Sinter/breccia



quartz-sulphide Au+Cu



Carbonate-base metal Au



71



Structure



Alteration



setting



Stockwork/fissure vein



Porphyryrelated Low Sulphidation



Geological



Osorezan, Champagne pool Hishikari, Cracow, Golden Cross, Walhi



Thames, Kainantu, Hamata



Kelian, Porgera, Open pit, Wau, Acupan, Woodlank, Karangahake



Veining



mineralisation



Paragenesis



Fluid uplow zones within dilational settings, controlled by regional structures varying form fissures at depth to shallow stockworks



Brecciated sinter



Porphyry setting controlled by regional structures and veins by dilational environment and proximity to the intrussive



Banded veins and breccias controlled by dilational environment and rock competency



Stockwork vein/breccia grades downward to locally brecciated and banded veins



Shallow argillic/ advanced argillic to deep argillic/phyllic and marginal propylitic



Polyphasal sintersveins-breccias



Electrum, cinnabar, realgar, stibnite



Collofor/crustiform



Electrum, silver-Ag, sulphosalts/sulphid es, chalcopyrite+Au/Ag -tellurides/selenides



1. quartz –adulariabladed calcite 2. Fine-coarse quartz 3. quartz-claycarbonate 4. clay sulphates Phyllic overprinting propyllitic/potassic



Veining: 1. hematite-magnetite 2. quartz-pyritepyrrhotitearsenopyrite



Gold, pyrite, pyrorthite, arsenopyrite, chalcopyrite, hematite, magnetite, Pb-Bi-Cu-Te phases



3. chalcopyrite Phyllic overprinting propylitic



Veining/breccias: 1. quartz- adularia/ sericite 2. sulphides 3. carbonates



Gold, pyrite, sphalerite, galena, chalcopyrite, tennantite



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri Quartz Au-Ag



Tolukuma, Porgera, Zone 7, Emperor



2011



Phyllic/argillic overprinting propylitic, late advance argillic



Veining/colloform/bre ccias: 1. quartz-sulphides 2. quartzadularia/carb



Gold, pyrite, sulphosalt, Au/Ag tellurides and selenides, Cu-Pb-Zn sulphides, hematite



3. quartz-chlorite-illite Sediment hosted



Bau, Mesel



Extensional structures are important



Disseminated



Decalcification, dolomitisation and silicification



Vein+breccia: 1. quartz-pyrite



Pyrite, arsenopyrite, As-pyrite, stibnite, orpiment, realgar



2. quartz-arsenopyrite High Sulphidation



Porphyry



Horse Ival, Lookout Rocks, Vuda, Cabang Kirl



Structural control



Nena, Lepanto, Mt. Kasi



Lithological control



Porphyry



72



Wall, Nansatsu Peak Hill, Temora



Composite structural and lithological



Sangihe, Peak Hill



Porphyry Cu-Au



Panguna, Ok Tedi, Grasberg, Batu hijau



Regional structures control intrussive emplacement and dilational structures host rock permeability and focus fluid from upflow into outflow zones



Alteration and mineralisation zonations influenced by host rock permeability and dilational structures; ore commonly occurs as breccia matrix



Zone potassic, phyllic to advance argillic (related to porphyry system)



Repalcement dominated



Barren to very low grade, covellitepyrite+enargite



Core silisic to marginal argillic to peripheral propyllitic (related to epithermal system)



Vein & breccias



Vertically zoned; covellite, enargite, luzonite, tennantite, goldfieldite lateral zones, as above outward to tennantite, chalco, base metal sulphides



1. quartz 2. alunite, barite 3. pyrite 4. Cu-sulphides



Regional structure control to intrusive emplacement



Fracture mineralisation at intrussive margins and breccia matrix



Early potassic to peripheral propyllitic; late phyllic then argillic overprints



Stockwork: 1. Quartz-biotite/Kfeldspar 2. Sulphides



Vertical zones: bornite-chalcomagnetite, to chalcomagnetite-pyrite, to pyrite-chalco-



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



Skarn



Braccia Au Alkaline Porphyry Au



73



Erstberg, Ok Tedi



Kidston, Mt. Leyshan Porgera, Lihir



as splays in acretionary structures or along transfer structures, subsurface batholith topography influences breccia intrussion



2011



infill



3. Sericite-claysulphides Zone isothermal overprinted by metasomatic and late retrograde As quartz-sulphide Au Potassic, overprinted by successive phyllic, argillic and advance argillic



Veining: 1. Garnet-pyroxene-etc.



hematite Zoned Cu, to Pb-Zn, to peripheral Au



2. Oxides-sulphides 3. Chlorite-carb-quartz



As quartz-sulphide Au



As quartz-sulphidesAn Qverpinting events, As-pyrite, then base metal, then Au-AgTe phases



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



E. Deskripsi Endapan Porfiri



Dari pengamatan yang dipaparkan oleh Berger et al (2008) dan Murakami (2005) hal yang perlu diamati pada endapan porfiri yaitu host rock, asosiasi mineral bijih, gangue, alterasi, kenampakan tekstur alterasi dan tubuh gangue/urat dan struktur tubuh urat/gangue. Berikut tahapan-tahapan pengamatan pada endapan porfiri. 1. Warna batuan, 2. Tipe Alterasi (jika teramati) 3. Host rock (jika teramati) 4. Pemerian Urat: Tekstur dan geometri urat (Sillitoe, 1993), hubungan antar urat (kondisi overprinting) 5. Mineralogi : a. Mineral primer (mineral asli batuan, jika teramati) b. Mineral sekunder (mineral produk alterasi) -



Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi



-



Mineral-mineral tambahan



c. Mineral-mineral pengisi tubuh urat/gangue baik mineral non-logam atau mineral logam (bijih). 6. Tipe endapan: Endapan Porfiri 7. Genesa 8. Kondisi Lingkungan



74



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Referensi 1. Berger, Byron R., Ayuso, Robert A., Wynn, Jeffrey C., dan Seal, Robert R., Preliminary Model of Porphyry Copper Deposits, Open-File Report 2008–1321 U.S. Geological Survey, Reston, Virginia: 2008



2. Corbett, G,J., T.M. Leach. 1996. Southwest Pacific Rim gold/copper systems : structure, alteration, and mineralization. A workshop presented for the Society of Exploration Geochemists at Townville, 145pp.



3. Einaudi M.T. 1982 Description ofskarns associated with porphyry copper plutons and general features and origins of skarns associated with porphyry copper plutons. In Tit1ey S.R. (ed.), Advances in Geology of the Porphyrv Copper Deposits, 139-209. Univ. Ariz. Press, Tucson.



4. Guilbert, J., M., Charles F.P. Jr. 1986. The geology of ore deposits. Freeman, New York, 985pp. 5. Reyes, A.G., dan Giggenbach, W. F., 1992, Petrology and fluid chemistry of magmatichydrothermal systems in the Phillipines, In : Y.K. Kharaka dan A. S. Maest (Editors) Water rock Interaction. Proceedings of the 7th International Sympossium on Water-Rock Interaction, Park City, USA, Balkema, Rotterdam, pp, 1341-1344



6. Sillitoe, R. H., 1993, Gold Rich Porphyry Copper Deposits; geological model and exploration implications, In: R. V. Kirham, W. D., Sinclair, R. I., Thorpe and J. M., Duke (editors), Mineral Deposit Modelling, Geol. Assoc. Canada Spec. Pap. 40, pp 1341-1344.



7. Thompson, A. J. B., dan Thompson J. F. H., 1996, Atlas of alteration “A field and petrographic guide to hydrothermal alteration minerals”, Geological Association of Canada Mineral Deposit Divisions. Canada



8. White, A.J.R., Granitic Rocks Associated with Porphyry Cu Deposits, USA. Ishihara Symposium: Granites and Associated Metallogenesis, Geoscience Australia, 2004



75



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri LABORATORIUM BAHAN GALIAN JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, UNIVERSITAS GADJAH MADA Lembar Pengamatan Peraga Endapan Porfiri



Nama



:



NIM



:



No. Peraga : Komponen pengamatan



Keterangan



1. Warna batuan 2. Tipe Alterasi Batuan 3. Host Rock 4. Pemerian Urat/Gangue



Tekstur dan geometri urat :



Hubungan overprinting antar urat 5. Mineralogi (deskripsi)



Mineral asli



:



Mineral Sekunder : Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi



Mineral-mineral tambahan



Mineral-mineral pengisi tubuh urat/gangue mineral non-logam



mineral logam (bijih).



6. Tipe endapan: 7. Genesa 8. Kondisi Lingkungan



76



2011



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



Contoh pendeskripsian batuan LABORATORIUM BAHAN GALIAN JURUSAN TEKNIK GEOLOGI, UNIVERSITAS GADJAH MADA Lembar Pengamatan Peraga Endapan Porfiri



Nama



: Marcel



NIM



: 38954



No. Peraga : P 5 Komponen pengamatan



Keterangan



1. Warna batuan



Coklat muda



2. Tipe Alterasi Batuan



Filik dan potasik



3. Host Rock



Monzonit kuarsa



4. Pemerian Urat/Gangue



Tekstur Urat Sakaroidal (Morrison et al, 1990) Geometri Urat Stockwork (Sillitoe, 1993), terdapat hubungan overprinting pada beberapa tubuh urat. Yang diklasifikasikan dengan urat satu, dua, tiga dan empat



5. Deskripsi mineralogi



Mineral asli: -



Ortoklas berwarna coklat dengan kilap seperti lilin memiliki bentuk euhedral melembar dengan ukuran 2 mm kelimpahan melimpah 20%.



- Palgioklas berwarna putih dengan kilap seperti tanah memiliki bentuk subhedral-anhedral melembar dengan ukuran 1 mm sedikit melimpah .10% Mineral Sekunder: Mineral-mineral kunci/ penciri alterasi - Kuarsa berwarna putih susu, kilap seperti kaca bentuk berupa butiran dengan kelimpahan 15% - Biotit berwarna hitam kehijauan dengan kilap seperti tanah memiliki bentuk subhedral melembar dengan ukuran 0.5-1 mm kelimpahan 10%. - Serisit berwarna coklat dengan kilap seperti tanah-lilin bentuk melembar dengan ukuran 1-2 mm kelimpahan 15% - Klorit berwarna hijau dengan kilap seperti kaca memiliki bentuk seperti lapisan halus pada mineral biotit dengan ukuran 0.5-1 mm kelimpahan cukup melimpah 5%. Mineral-mineral tambahan



77



PANDUAN PRAKTIKUM GEOLOGI SUMBER DAYA MINERAL



Endapan Porfiri



2011



- Lempung berwarna coklat, kilap seperti tanah, ukuran