Proses Hidrotermal [PDF]

Citation preview

Proses Hidrotermal diposting pada tanggal 28 Okt 2016 16.29 oleh Andi Panguriseng



Proses Hydrotermal merupakan proses pembentuk mineral yang terjadi oleh pengaruh temperatur dan tekanan yang sangat rendah, dan larutan magma yang terbentuk sebelumnya. Secara garis besar, endapan mineral hydrothermal dapat dibagi atas : 1. Endapan hipotermal, ciri-cirinya adalah :  Tekanan dan temperatur pembekuan relatif tinggi.  Endapan berupa urat-urat dan korok yang berasosiasi dengan intrusi dengan kedalaman yang besar.  Asosiasi mineral berupa sulfides, misalnya Pyrite, Calcopyrite, Galena dan Spalerite serta oksida besi.  Pada intrusi Granit sering berupa endapan logam Au, Pb, Sn, W dan Z. 2. Endapan mesotermal, yang ciri-cirinya :  Tekanan dan temperatur yang berpengaruh lebih rendah daripada endapan hipotermal.  Endapannya berasosiasi dengan batuan beku asam-basa dan dekat dengan permukaan bumi.  Tekstur akibat “cavity filling” jelas terlihat, sekalipun sering mengalami proses penggantian antara lain berupa “crustification” dan “banding”.  Asosiasi mineralnya berupa sulfide, misalnya Au, Cu, Ag, Sb dan Oksida Sn.  Proses pengayaan sering terjadi. 3. Endapan epitermal, ciri-cirinya sebagai berikut :  Tekanan dan temperatur yang berpengaruh paling rendah.  Tekstur penggantian tidak luas (jarang terjadi).  Endapan bisa dekat atau pada permukaan bumi.  Kebanyakan teksturnya berlapis atau berupa (fissure-vein).  Struktur khas yang sering terjadi adalah “cockade structure”.  Asosiasi mineral logamnya berupa Au dan Ag dengan mineral “gangue”-nya berupa Kalsite dan Zeolit disamping Kuarsa. Adapun bentuk-bentuk endapan mineral dapat dijumpai sebagai proses endapan hidrotermal adalah sebagai Cavity filling. Cavity filling adalah proses mineralisasi berupa pengisian ruang-ruang bukaan (rongga) dalam batuan yang terdiri atas mineral-mineral yang diendapkan dari larutan pada bukaan-bukaan batuan, yang berupa Fissure-vein, Shear-zone deposits, Stockworks, Ladder-vein, Saddle-reefs, Tension crack filling, Brecia filling (vulkanik, tektonik dan collapse),Solution cavity filling (caves dan Channels), Gashvein, Pore-space filling, Vessiculer fillings. Pengertian Hidrothermal Hidrothermal adalah larutansisa magma yang bersifat "aqueous" sebagaihasildifferensiasi magma.Hidrothermalini kaya akanlogam-logam yang relatifringan, danmerupakansumberterbesar (90%) dari proses pembentukanendapan-endapanbijih.



Proses Hidrothermal yaitu air panas yang naik akibat proses magmatik ataupun dari proses lainnya seperti air meteorik atau yang terbebaskan pada suatu proses malihan. Air panas tersebut dapat melarutkan unsur logam dari batuan yang dilaluinya, kemudian diendapkan di suatu tempat pada temperatur yang lebih rendah, sebagian besar cebakan mineral berasal dari proses ini. Sirkulasi hidrotermal dalam arti yang paling umum adalah sirkulasi air panas, sedangkan Yunani yang berarti air dan "termos 'berarti hydros' panas '. sirkulasi hidrotermal terjadi paling sering di sekitar sumber panas di dalam kerak bumi. Hal ini umumnya terjadi di dekat gunung berapi aktivitas, tetapi dapat terjadi pada kerak dalam berhubungan dengan intrusi granit , atau sebagai hasil dari orogeny atau metamorfosis . Selain itu dapat juga menghasilkan ubahan pada batuan yang dialirinya. Larutan hidrotermal mempunyai peranan penting dalam pembentukan cebakan mineral yang berharga, dengan membentuk urat-urat dan alterasi batuan. Cebakan mineral berharga hasil larutan hidrotermal lebih banyak dijumpai dari pada tipe lainnya. Komposisi utama dari larutan hidrotermal adalah air. Airnya selalu mengandung garam-garam, sodium khlorida, potassium khlorida, kalsium sulfat, dan kalsium khlorida. Kadar garam yang terlarut sangatlah bervariasi, mulai dari salinitas air laut yaitu 3.5% berat sampai puluhan kalinya. Larutan yang sangat “asin” (barin, kadar garam tinggi) dapat melarutkan sedikit mineral yang tamoaknya tidak larut seperti emas, kalkopirit, galena dan sfalerit. Larutan hidrotermal terjadi dalam beberapa cara. Salah satunya peleburan magma yang terjadi oleh parsial basah yang mendingin dan mengkristal, air yang menyebabkan peleburan parsial basah dilepaskan. Namun tidak sebagai air murni, tetapi mengandung semua unsure yang dapat larut yang terdapat pada magma seperti NaCl dan unsure kimia: emas, perak, tembaga, timbal, zinc, merkuri dan molybdenum, yang tidak terikat kuarsa, feldspar, dan mineral lain dengan substitusi ion. Suhu yang tinggi meningkatkan efektifitas larutan yang sangat asin ini untuk membentuk endapan mineral hidrotermal. Gambar 1 Proses Hidrothermal



Endapan mineral yang terbentuk dari volkanisme pematang tengah samudra dinamakan volcanogenic massive sulfide deposits. Batuan kerak samudra yang kaya



akan



piroksen



menghasilkan



larutan



mengandung



Cu



dan



Zn.Hasilnya,



endapanvolcanogenic massive sulfidekaya akan copper dan zinc. Pada black smokers, cairan hydrothermal yang naik berwarna hitam disebabkan oleh partikel sufida besi dan presipitasi mineral lain merupakan cerobongnya dari larutan yang mendingin oleh air laut yang dingin. Struktur seperti cerobong terdiri dari pyrite, chalcopyrite, dan mineral bijih lainnya diendapkan oleh larutan hydrothermal. Volkanisme dan panas merupakan satu kesatuan. Oleh karena itu wajar bila banyak endapan mineral berasosiasi dengan batuan volkanik panas yag dimasuki air yang bersirkulasi di kedalaman, yang berasal dari air hujan atau air laut. Banyak sekali endapan mineral dijumpai pada bagian atas tumpukan volkanik, yang diendapkan saat larutan hidrotermal bergerak naik, mendingin dan mengendapkan mineral bijih. Saat larutan hidrotermal bergerak perlahan ke atas larutan akan mendingin sangat lambat. Jika mineral terlarut diendapkan (precipitated) dari larutan ini akan menyebar jauh dan luas sehingga tidak cukup terkonsentrasi membentuk endapan bijih. Namun apabila larutannya bergerak cepat seperti melalui rekahan yang terbuka pada massa batuan yang hancur (shattered) atau lapisan tefra porous dimana aliran agak lancer pendinginannya dapat berlangsung secara tiba-tiba dan pada jarak yang pendek. Presipitasi cepat cepat dan konsentrasi mineral menghasilkan cebakan mineral. Pengaruh lainnya adalah penurunan tekanan yang cepat, mengubah komposisi larutan karena bereaksi dengan batuan di sekitarnya, dan mendingin akibat bercampur dengan air laut dapat juga menyebabkan presipitasi cepat dan membentuk konsentrasi cebakan.



Gambar 2 Lingkungan Pengendapan endapan hydrothermal



Sistem panas bumi di Indonesia umumnya merupakan sistem hidrothermal yang mempunyai temperatur tinggi (225oC), hanya beberapa diantaranya yang mempunyai temperatur sedang (150-225oC). Pada dasarnya sistem panas bumi jenis hidrothermal terbentuk sebagai hasil perpindahan panas dari suatu sumber panas ke sekelilingnya yang terjadi secara konduksi dan secara konveksi. Perpindahan panas secara konduksi terjadi melalui batuan, sedangkan perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya kontak antara air dengan suatu sumber panas. Perpindahan panas secara konveksi pada dasarnya terjadi karena gaya apung (bouyancy). Air karena gaya gravitasi selalu mempunyai kecenderungan untuk bergerak kebawah, akan tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu sumber panas maka akan terjadi perpindahan panas sehingga temperatur air menjadi lebih tinggi dan air menjadi lebih ringan. Keadaan ini menyebabkan air yang lebih panas bergerak ke atas dan air yang lebih dingin bergerak turun ke bawah, sehingga terjadi sirkulasi air atau arus konveksi. Adanya suatu sistim hidrothermal di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh



adanya



manifestasi



panasbumi



di



permukaan



(geothermal



surface



manifestation), seperti mata air panas, kubangan lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi panasbumi lainnya, dimana beberapa diantaranya, yaitu mata air panas, kolam air panas sering dimanfaatkan oleh masyarakat setempat untuk mandi, berendam, mencuci, masak dll. Manifestasi panasbumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-rekahan yang memungkinkan fluida panasbumi (uap dan air panas) mengalir ke permukaan. Berdasarkan pada jenis fluida produksi dan jenis kandungan fluida utamanya, sistim hidrotermal dibedakan menjadi dua, yaitu sistim satu fasa atau sistim dua fasa. Sistim dua fasa dapat merupakan sistem dominasi air atau sistem dominasi uap. Sistim dominasi uap merupakan sistim yang sangat jarang dijumpai dimana reservoir panas buminya mempunyai kandungan fasa uap yang lebih dominan dibandingkan dengan fasa airnya. Rekahan umumnya terisi oleh uap dan pori‐pori batuan masih menyimpan air. Reservoir air panasnya umumnya terletak jauh di kedalaman di bawah reservoir dominasi uapnya. Sistim dominasi air merupakan sistim panas bumi yang umum terdapat di dunia dimana reservoirnya mempunyai kandungan air yang sangat



dominan walaupun “boiling” sering terjadi pada bagian atas reservoir membentuk lapisan penudung uap yang mempunyai temperatur dan tekanan tinggi. Dibandingkan dengan temperatur reservoir minyak, temperatur reservoir panasbumi relatif sangat tinggi, bisa mencapai 3500oC. Berdasarkan pada besarnya temperatur, Hochstein (1990) membedakan sistim panasbumi menjadi tiga, yaitu: 1. Sistem panasbumi bertemperatur rendah, yaitu suatu sistem yang reservoirnya mengandung fluida dengan temperatur lebih kecil dari 1250C. 2. Sistem/reservoir bertemperatur sedang, yaitu suatu sistem yang reservoirnya mengandung fluida bertemperatur antara 1250C dan 2250C. 3. Sistem/reservoir bertemperatur tinggi, yaitu suatu sistem yang reservoirnya mengandung fluida bertemperatur diatas 2250C. Sistim panas bumi seringkali juga diklasifikasikan berdasarkan entalpi fluida yaitu sistim entalpi rendah, sedang dan tinggi. Kriteria yang digunakan sebagai dasar klasifikasi pada kenyataannya tidak berdasarkan pada harga entalphi, akan tetapi berdasarkan pada temperatur mengingat entalphi adalah fungsi dari temperatur.



Endapan Mineral Bijih Hidrotermal Sumber dari endapan mineral biji adalah masalah klasik dari geologi, dan telah menjadi perdebatan selama lebih dari 3 abad. Lebih tepatnya, sebagian besar masalah belum terpecahkan, untuk mineral bijih banyak memerlukan bentuk sam asal dalam cara yang berbeda. Beberapa metode sangat nyata dari yang lainnya . yang terbentuk pada temperature yang lebih tinggi daripada temperature Tidak ada misteri, contohnya proses mekanik yang menunjukan akumulasi di suatu tempat di bagian hulu, atau reaksi kimia yang menyebabkan besi menjadi bagian dari tanah yang berlumpur atau aluminium yang terkonsentrasi dalam bauksit. Tapi dari masalah dari mana asal bijih muncul bersamaan dengan tingkat kesulitan tertentu. Terutama mineral normal di permukaan bumi. Pada endapan mineral ini kita arahkan perhatian. Kebanyakan endapan mineral terbentuk pada temperature yang sedang sampai temperature tinnggi berasosiasi dengan batuan beku, dan asalnya sangat berhubungan dengan proses magmatik. Beberapa mineral bijih dapat terakumulasi langsung dari proses difernsiasi magma: horizon dari kromit ditemukan dalam lapisan intrusi mafic. Seperti di Bushfield, daerah di Afrika Selatan, sebagai contohnya. Lebihnya adalah endapan logam yang dalam transportasinya dilakukan oleh air danterlarut dalam cairan dan suatu saat akam terakumulasi menjadi suatu lapisan



endapan yang kita temukan. Salah satu sumber air yang mengandung material residu dari proses kristalisai magma. Sumber dari logam yang mungkin dari hujan meteorit atau air laut yang bersirkulasi pada kedalaman yang tinggi atau didekat tubuh intrusi. Atau air yang terperangkap dalam suatu formasi sediment. Atau sebagai volatile yang perpecah dari prose metamorfisme. Apapun sumber mereka larutan yang memiliki temperatur hangat ini disebut fluida hidrotermal, dan mineral bijih yang mungkin terendapkan adalah mineral bijih hidrotermal. Dan kami mengarahkan mineral hidrotermal dalam bahasan ini hanya menjadi satu jenis mineral, tapi jenis yang paling penting adalah yang telah menjadi kebutuhan peradaban industrialisai. Ada juga endapan mineral yang mengarah pada prinsip geokimia yang bisa dijadikan aplikasi disini kesalahpahaman dari proses fisika dan kimia bertanggungjawab atas proses tarnspotasi dan kandungan dari sebuah formasi endapan mineral bijih. Dan kemudian untuk pergerakan logam di lingkungan permukaan yang dimana endapan tersebut telah tersingkap oleh proses pelapukan dan erosi.