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 dan faktor 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 intan pada 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. Pelepasan sulfida, sulfida-oksida, atau lelehan oksida dari magma, yang terakumulasi pada di bawah lelehan silikat, seperti endapan Cu-Ni di Sudbury, Canada
Teori pembentukan-2 Teori
Proses alamiah
Asalmula akibat proses internal
Hidrotermal
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.
Sekresi lateral
Difusi material bijih atau pengotor dari batuan asal ke suatu patahan atau celah. Contohnya Yellowknife gold deposits, Canada.
Metamorfisme
Pyrometasomatik (skarn) yang terbentuk oleh proses penggantian batuan dinding. Contohnya Ertsberg/Irian Jaya,
Teori pembentukan-3 Teori
Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal Pelepasan unsur-unsur bernilai dari bagian atas dari sekunder atau supergensuatu 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
Pengkayaan
Ekshalasi volkanik Ekshalasi larutan hidrothermal pada permukaan, biasanya di bawah kondisi laut. Contoh: endapan (= ekshalasi Kuroko/Jepang. sedimenter)
Teori pembentukan-4 Teori
Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal Akumulasi mekanis
Konsentrasi mineral berat ke dalam endapan placer.
Contohnya Timah placer di Bangka &
Presipitasi sedimenter
Belitung/Sumatera, Emas placer di Yukon, Canada, Emas placer, bombana, indonesia Presipitasi unsur-unsur tertentu pada suatu
lingkungan sedimen tertentu, baik dengan atau tanpa intervensi organisme tertentu. Contohnya BIF di Brazili, endapan mangan di Chiaturi, Rusia. Proses residual
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 Eurasia
Lempeng Amerika Utara
Lempeng Pasifik
Lempeng Afrika
Lempeng Nazca Lempeng Hindia-Australia Lempeng Amerika Selatan
Lempeng Antartik
Batas lempeng tektonik yang besar
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 Proses magmatik
Mineral-mineral bijih yang terbentuk pada fase awal diferensiasi magma, bersamaan dengan pembentukan mineral olivine, piroksen, Caplagioklas, seperti magnetit, ilmenit, kromit, dll
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 intrusions atau Bushveld-Type), (2) Pediform type (Ophiolite-bound atau Alpine-Type) Nikel 3. PGM (Platinum Group Metals) 2.
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 Yanacocha/Peru Pueblo Viejo Pascua Pienina/Peru Lepanto El Indio Chinquashih Summitville Rodalquilar
Au (ton) 820 680 640 250 210 190 150 20 10
Umur M/P Cret M/P M/P Quat M/P Quat M/P N/P
Contoh endapan epitermal (low sulfidation)
Endapan Lihir Porgera Round Mountain Baguio District Hishikari Kelian Gunung Pongkor Dukat Cerro Korikollo Cerro Vanguardia
Au (ton) 924 600 443 300 250 180 175 150 147 100
Umur Quat M/P M/P Quat Quat M/P M/P Cret M/P 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, hidrotermal, dan litologi mengontrol permeabilitas.
Alterasi hidrotermal Endapan Au-Ag-Cu
Endapan Ag-Sn
Silisifikasi
Silisifikasi (silica sinter)
Argilik lanjut
Argilik lanjut
Serisitisasi
Serisitisasi
Potasik
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 – kao – ser, py, ccp Qtz – ser – py, ccp
Bio, or, cpy, bn, mag
Depth
Qtz – alu – pyroph – kao – py
Alterasi hidrotermal
