(GBG) Endapan Porfiri Dan Epitermal [PDF]

Citation preview

TUGAS 7 ENDAPAN PORFIRI DAN EPITERMAL



Dibuat untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Genesa Bahan Galian Program Studi Pertambangan Fakultas Teknik Universitas Islam Bandung Tahun Akademik 2016/2017



Al Imam Achmad Fadilah (10070111064)



UNIVERSITAS ISLAM BANDUNG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN 2017 M / 1438 H



ENDAPAN PORFIRI & EPITERMAL



A. Endapan Porfiri Endapan porfiri adalah endapan dengan tonase besar dan kadar rendah hingga sedang yang mineral bijih utamanya secara dominan terkontrol oleh struktur dan secara spasial dan pembentukan berhubungan dengan serial intrusi porfiri felsik hingga intermedier (Kirkham, 1972 dalam Sinclair, 2007). Porfiri terbentuk dari beberapa aktifitas intrusi, terdiri dari kumpulan dike dan breksi intrusi. Mineralisasi terjadi akibat alterasi batuan samping, disseminated dan stockwork mineralization. Alterasi yang terjadi pada host rock intensif dan ektensif akibat dari fluida hidrotermal yang terbentuk. Pada dasarnya endapan porfiri mempunyai tonnase yang besar dan grade yang kecil. Ukurannya yang besar serta kontrol struktural (contoh: urat, set urat, stockwork, rekahan, dan breksi) membedakan endapan porfiri dengan endapan lain yang mungkin berdekatan. Seperti skarn, urat mesothermal, dan endapan epithermal. Kandungan metal dari endapan porfiri sangat beragam. Logamlogam seperti Cu, Au, Mo, Ag, Re, Sn, W, Bi, Zn, In, Pb, serta logam-logam PGE bisa hadir dalam sebuah endapan porfiri. Endapan bahan galian ini erat hubungannya dengan intrusi batuan Complex Subvolcanic Calcaline yang bertekstur porfiritik. Pada umumnya berkomposisi granodioritik, sebagian terdeferensiasi ke batuan granitik dan monzonit. Bijih tersebar dalam bentuk urat-urat sangat halus yang membentuk meshed network sehingga derajat mineralisasinya merupakan fungsi dari derajat retakan yang terdapat pada batuan induknya (hosted rock). Akibat dari pembentukannya yang berasal dari intrusi hidrotermal maka mineralisasi bijih tembaga porfiri berasosiasi dengan batuan metamorf kontak seperti kuarsit, marmer dan skarn. Ketika struktur mineralisasi tumpang tindih satu sama lain dalam sebuah batuan bervolume besar, kombinasi dari struktur mineralisasi individual menghasilkan zona dengan kadar bijih yang lebih tinggi dan karakteristik dari endapan porfiri berukuran besar. 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. a. Tipe Endapan Porfiri Creasey



(1966,



dalam



Sutarto,



2004)



membuat



klasifikasi



alterasi



hidrotermal pada endapan tembaga porfiri menjadi empat tipe yaitu propilitik, argilik, potasik, dan himpunan kuarsa-serisit-pirit. Lowell dan Guilbert (1970, dalam Sutarto, 2004) membuat model alterasi-mineralisasi juga pada endapan bijih porfir, menambahkan istilah zona filik untuk himpunan mineral kuarsa, serisit, pirit, klorit, rutil, kalkopirit. Adapun empat macam tipe alterasi hidrotermal pada endapan tembaga porfiri antara lain : 



Profilitik Alterasi jenis profilitik dicirikan oleh kehadiran klorit disertai dengan beberapa mineral epidot, illit/serisit, kalsit, albit, dan anhidrit. Terbentuk pada temperatur 200°-300°C pada pH mendekati netral, dengan salinitas beragam, umumnya pada daerah yang mempunyai permeabilitas rendah. Menurut Creasey (1966, dalam Sutarto, 2004), terdapat empat kecenderungan himpunan mineral yang hadir pada tipe propilitik, yaitu :  Klorit-kalsit-kaolinit.  Klorit-kalsit-talk.  Klorit-epidot-kalsit.  Klorit-epidot.







Argilik Pada jenis alterasi tipe argilik terdapat dua kemungkinan himpunan mineral,



yaitu



muskovot-kaolinit-monmorilonit



dan



muskovit-klorit-



monmorilonit. Himpunan mineral pada tipe argilik terbentuk pada temperatur 100°-300°C (Pirajno, 1992, dalam Sutarto, 2004), fluida asam-netral, dan salinitas rendah. 



Potasik Zona potasik merupakan zona alterasi yang berada pada bagian dalam suatu sistem hidrotermal dengan kedalaman bervariasi yang umumnya lebih dari beberapa ratus meter. Zona alterasi ini dicirikan oleh mineral ubahan berupa biotit sekunder, K Feldspar, kuarsa, serisit dan magnetite. Pembentukkan biotit sekunder ini dapat terbentuk akibat reaksi antara



mineral mafik terutama hornblende dengan larutan hidrotermal yang kemudian menghasilkan biotit, feldspar maupun pyroksen. 



Filik Zona alterasi ini biasanya terletak pada bagian luar dari zona potasik. Batas zona alterasi ini berbentuk circular yang mengelilingi zona potasik yang berkembang pada intrusi. Zona ini dicirikan oleh kumpulan mineral serisit dan kuarsa sebagai mineral utama dengan mineral pyrite yang melimpah serta sejumlah anhidrit. Mineral serisit terbentuk pada proses hidrogen metasomatis yang merupakan dasar dari alterasi serisit yang menyebabkan mineral feldspar yang stabil menjadi rusak dan teralterasi menjadi serisit dengan penambahan unsur H+, menjadi mineral phylosilikat atau kuarsa. Zona ini tersusun oleh himpunan mineral kuarsa-serisit-pirit, yang umumnya tidak mengandung mineral-mineral lempung atau alkali feldspar. Kadang mengandung sedikit anhidrit, klorit, kalsit, dan rutil. Terbentuk pada temperatur sedang-tinggi (230°-400°C), fluida asamnetral, salinitas beragam, pada zona permeabel, dan pada batas dengan urat. Dominasi endapan dalam bentuk veinlet dibandingkan dengan endapan yang berbentuk hamburan kemungkinan disebabkan oleh berkurangnya pengaruh metasomatik yang lebih mengarah ke proses hidrotermal. Hal ini disebabkan karena zona ini semakin menjauh dari pusat intrusi serta berkurangnya kedalaman sehingga interaksi membesar dan juga diakibatkan oleh banyaknya rekahan pada batuan sehingga larutan dengan mudah mengisinya dan mengkristal pada rekahan tersebut, mineralisasi yang intensif dijumpai pada vein kuarsa adalah logam sulfida berupa pirit, kalkopirit dan galena



Sedangkan berdasarkan mineral bijihnya, endapan porfiri dibagi menjadi beberapa zona, yaitu: 



Inner Zone – bersamaan dengan zona alterasi potasik. Mengandung sedikit sulfida, tapi paling banyak mengandung Molybdenum. Pyrite 2-5% dan rasio py/cp sekitar 3:1. Mineralisasi lebih banyak disseminated daripada stockwork.







Ore Zone – berada pada perbatasan zona potasik dan filik. Pyrite 5-10% dan rasio py/cp sekitar 2.5:1. Mineral bijih utama: chalcopyrite yang hadir sebagai stockwork veinlet. Mineral bijih lainnya: bornite, enargite and chalcocite.







Pyrite Zone – lebih banyak terdapat pada zona filik dan argilik. Kandungan pirit tinggi (10-15%) dan rasio py/cp sekitar 15:1. Mineralisasi hadir sebagai urat dan disseminasi.







Outer Zone – hadir bersamaan dengan propylitic zone. Pyrite minor, dan mineralisasi copper sangat jarang. Sphalerite dan galena sangat umum dijumpai, tapi biasanya sub-ore grade. Mineralisasi hadir berupa vein sebenarnya (mirip vein epithermal).



Gambar 1 Model Endapan Porfiri Cu-Au



Penetitian endapan bijih di daerah Grasberg Tembagapura Irian Jaya yang didasarkan pada analisa petrografi dan mikroskopi bijih terhadap 23 contoh batuan bor inti Grs 37-44. Hasil penelitian menunjukan bahwa endapan bijih yang terbentuk menyebar dan mengisi rongga batuan berupa jalinan urat kuarsa membentuk struktur stockwork. Mineralisasi terutama terbentuk pada batuan induk diorit dengan zonasi ubahan kuarsa - K-felspar - biotit (ubahan potasik);



epidot-karbonat-serisit (ubahan propilitik) dan gipsum-anhidrit ( ubahan argilik). Paragenesa mineral bijih terdiri dari magnetik, hematit, arsenopirit, sfalerit, pirit, emas, kalkopirit, digenit, bornit, kalkosit dan kovelit dengan kadar yang berkurang dari bagian tengah ke arah luar dari bor inti. Atas dasar asosiasi mineral tekstur dan struktur bijih serta zonasi ubahan dan data literatur diperkirakan endapan bijih di daerah penelitian merupakan endapan bijih tipe tembaga porfiri yang membawa emas yang terjadi karena pengaruh larutan hidrotermal. Cebakan bijih tembaga Grasberg terbentuk pada batuan terobosan yang menembus batuan samping batugamping. Mineral sulfida yang terkandung dalam cebakan bijih tembaga porfiri Cu – Au Grasberg, terdiri dari bornit (Cu5FeS4), kalkosit (Cu2S), kalkopirit (CuFeS2), digenit (Cu9S5), dan pirit (FeS2). Sedangkan emas (Au) umumnya terdapat sebagai inklusi di dalam mineral sulfida tembaga, dengan konsentrasi emas yang tinggi ditunjukkan oleh kehadiran mineral pirit. Grasberg masih mengandung cadangan sekitar 1.109 juta ton bijih dengan kadar 1,02% Cu, 1,19 ppm Au, dan 3 ppm Ag. Cebakan porfiri Cu-Au memiliki dimensi besar dengan kadar relatif rendah sehingga penambangan dilakukan secara open pit atas dasar pertimbangan keekonomian. Penambangan bijih dilakukan dengan sistem berjenjang dengan pengelupasan lapisan penutup yang ditujukan agar dapat menahan batuan yang berhamburan saat ada peledakan serta bisa menyediakan ruang gerak yang memadai utuk excavator dan unit pemuat. Penambangan dilakukan dengan cara menggali dan memindahkan material dalam jumlah besar, teknologi yang digunakan juga berteknologi tinggi dan berdaya angkut besar sehingga diperlukan lahan untuk penampungan bijih, limbah tambang, serta ampas pengolahan berupa cebakan yang berdimensi sangat besar dengan kedalaman penambangan disesuaikan dengan sebaran bijih ekonomis yang dapat diambil. B. Endapan Epitermal Endapan epitermal adalah hasil dari sistem hidrotermal yang berskala besar dari lingkungan vulkanik. Dalam suatu sumber panas magmatik suatu sumber air tanah dalam, atau air meteorik, metal dan penurunan sulfur dan zona - zona rekahan yang regas di kerak bumi bagian atas adalah unsur - unsur yang paling penting. Karena unsur - unsur ini tersedia sepanjang sejarah kerak bumi. Pencampuran



material-material



ini



menyebabkan



terbentuknya



endapan-



endapan emas epitermal. Endapan emas epitermal dilingkungan batuan vulkanik adalah hampir selalu berasosiasi dengan batuan vulkanik cal-alkaline dan batuan intrusi, beberapa memperlihatkan suatu hubungan yang erat dengan batuan vulkanik alkali.



Gambar 2 Skema Pembentukan Endapan Emas Epitermal



Kata epitermal mengacu kepada endapan yang terbentuk pada temperatur rendah dan kedalaman yang dangkal. Istilah epitermal diperoleh dari pengamatan yang dilakukan oleh Lindgren (1933) terhadap mineralogi dari bijih dan tipe-tipe alterasi di batuan, dan tekstur dari mineral-mineral bijih yang terbentuk serta alterasi bawaannya. Dari pengamatan tersebut diperoleh interpretasi



mengenai



suhu



pembentukan



endapan



dan



kedalaman



pembentukannya. Menurut White (2009) endapan epitermal dapat diketahui berdasarkan: 



Karakteristik mineral dan teksturnya







Mineralogi alterasi hidrotermal dan zona pembentukannya Secara lebih detailnya endapan epitermal terbentuk pada kedalaman



dangkal hingga 1000 meter dibawah permukaan dengan temperatur relatif rendah (50-200)0C dengan tekanan tidak lebih dari 100 atm dari cairan meteorik dominan yang agak asin (Pirajno, 1992). Tekstur penggantian (replacement) pada mineral tidak menjadi ciri khas karena jarang terjadi. Tekstur yang banyak dijumpai adalah berlapis (banded)



atau berupa fissure vein. Sedangkan struktur khasnya adalah berupa struktur pembungkusan (cockade structure). Asosiasi pada endapan ini berupa mineral emas (Au) dan perak (Ag) dengan mineral penyertanya berupa mineral kalsit, mineral zeolit dan mineral kwarsa. Dua tipe utama dari endapan ini adalah low sulphidation dan high sulphidation yang dibedakan terutama berdasarkan pada sifat kimia fluidanya dan berdasarkan pada alterasi dan mineraloginya. Endapan epithermal umumnya ditemukan sebagai sebuah pipe seperti zona dimana batuan mengalami breksiasi dan teralterasi atau terubah tingkat tinggi. Vein juga ditemukan, khususnya sepanjang zona patahan., namun mineralisasi vein mempunyai tipe tidak menerus (discontinuous) Pada daerah volcanic, sistem epithermal sangat umum ditemui dan seringkali mencapai permukaan, terutama ketika fluida hidrothermal muncul (erupt) sebagai geyser dan fumaroles. Banyak endapan mineral epitermal tua menampilkan fossil ‘roots’ dari sistem fumaroles kuno. Karena mineral - mineral tersebut berada dekat permukaan, proses erosi sering mencabutnya secara cepat, hal inilah mengapa endapan mineral epitermal tua relatif tidak umum secara global. Kebanyakan dari endapan mineral epithemal berumur Mesozoic atau lebih muda. Mineralisasi epitermal memiliki sejumlah fitur umum seperti hadirnya kalsedonik quartz, kalsit, dan breksi hidrotermal. Selain itu, asosiasi elemen juga merupakan salah satu ciri dari endapan epitermal, yaitu dengan elemen bijih seperti Au, Ag, As, Sb, Hg, Tl, Te, Pb, Zn, dan Cu. Tekstur bijih yang dihasilkan oleh endapan epitermal termasuk tipe pengisian ruang terbuka (karakteristik dari lingkungan yang bertekanan rendah), krustifikasi, colloform banding dan struktur sisir. Endapan yang terbentuk dekat permukaan sekitar 1,5 km dibawah permukaan ini juga memiliki tipe berupa tipe vein, stockwork dan diseminasi. Dua tipe utama dari endapan ini adalah low sulphidation dan high sulphidation yang dibedakan terutama berdasarkan pada sifat kimia fluidanya dan berdasarkan pada alterasi dan mineraloginya (Hedenquist et al., 1996:2000 dalam Chandra,2009). Karakteristik umum dari endapan epitermal (Simmons et al, 2005 dalam Sibarani, 2008) adalah: 



Jenis air berupa air meteorik dengan sedikit air magmatik







Endapan epitermal mengandung mineral bijih epigenetic yang pada umumnya memiliki batuan induk berupa batuan vulkanik.







Tubuh bijih memiliki bentuk yang bervariasi yang disebabkan oleh kontrol dan litologi dimana biasanya merefleksikan kondisi paleo-permeability pada kedalaman yang dangkal dari sistem hidrotermal.







Sebagian besar tubuh bijih terdapat berupa sistem urat dengan dip yang terjal yang terbentuk sepanjang zona regangan. Beberapa diantaranya terdapat bidang sesar utama, tetapi biasanya pada sesar-sesar minor.







Pada suatu jaringan sesar dan kekar akan terbentuk bijih pada urat.







Mineral gangue yang utama adalah kuarsa sehingga menyebabkan bijih keras dan realtif tahan terhadap pelapukan.







Kandungan sulfida pada urat relatif sedikit (