Teori tentang genesa deposit bijih secara umum dapat dibagi ke dalam dua kelompok, yaitu deposit bijih yang terbentuk melalui (i) proses internal dan (ii) proses eksternal (lihat bagian I halaman 7-8). Pada bagian ini, hanya akan dibahas beberapa teori utama tentang genesa deposit bijih yang belum dibahas pada bagian depan.
Pembentukan deposit bijih oleh proses internal • Lateral secretion
Lensa dan vein quartz dalam batuan metamorf dihasilkan oleh pengisian zone dilatasi dan rongga (open fracture) oleh silika yang bermigrasi keluar dari batuan yang melingkupinya. Pada saat migrasi, silika disertai oleh unsur-unsur batuan samping yang lain termasuk komponen logam dan sulfur. Derivation mineral-mineral dari immediate neighbourbood vein disebut lateral secretion. Dalam gambar (a) berikut, terdapat vein yang terbentuk saat larutan hidrotermal (yang jenuh dengan silika) bergerak ke atas. Sebagian larutan tersebut mengalami difusi ke batuan samping dan membentuk silisifikasi. Kurva menunjukkan berkurangnya level silika dari sumbernya (misalnya vein). Gambar (b) memperlihatkan situasi yang terbalik dimana kurva silika bertambah naik dari vein ke batuan samping. Dalam hal ini silika diabstraksi dari batuan samping dan kemudian terakumulasi dalam vein.
100 (a) (b) 100 C C Batuan samping 0 0
Gambar 9.1 Perbandingan hipotetis profil silika.(a) silika ditambahkan ke batuan samping dan (b) silika diabstraksi dari batuan samping dan diendapkan sebagai kuarsa dalam vein. C menunjukkan level normal silika dalam batuan samping.
Deposit ekonomik di Yellowknife Field adalah deposit yang terbentuk di dalam lensa quartz-carbonate dalam extensive chloritic shear zones yang memotong amphibolites (metabasites). Deposit tersebut memperlihatkan konsentrasi, silika, karbondioksida, sulfur, air, emas, perak dan elemen logam lainnya. Mineral utama adalah quartz, karbonat, sericite, pyrite, arsenopyrite, stibnite, chalcopyrite, sphalerite, pyrrhotite, berbagai sulfosalt, galena, scheelite, emas dan aurostibnite. Batuan induk terbentuk adalah batuan metamorfisme regional dari fasies amphibolite hingga greenschist. Alterasi carbonate-sericite-shist dan chlorite-carbonate-schist yang berbentuk ―halo‖ terbentuk dalam batuan induk bersamaan dengan pembentukan deposit.
Apakah metabasites dapat menjadi sumber (source) sulfur dan elemen logam yang
Metabasites terdiri atas lava dan tufa vulkanik basa yang termetamorfosis. Batuan ini kaya akan elemen-elemen seperti emas, perak, arsenic, tembaga, dll., dibandingkan batuan beku lainnya. Untuk unsheared metabasites di daerah Yellow Knife, kadar unsur berharga yang terkandung (semuanya dalam ppm) antara lain adalah : S = 1500; As = 12, Sb = 1, Cu = 50, Zn = 50, Au = 0,01; Ag = 1. Sedang dimensi-nya adalah : panjang = 152m, lebar = 152m, kedalaman = 4,8km. Jumlah bijih dalam sistem diasumsikan sekitar 6 x 106 dengan kadar rata-rata S = 2,34%, As = 1,35%, Sb = 0,15%, Cu = 0,07%, Zn = 0,28%, Au = 0,654 oz ton-1 dan Ag = 0,139 oz ton-1. Kandungan total elemen-elemen ini dalam shear system sebelum mengalami shearing
dan alterasi, dan dalam deposit disajikan pada tabel berikut ini.
Tabel 9.1. Kandungan elemen ―chalcopile‖ dalam shear zones dan deposit, Yellowknife gold deposit, Canada
Elemen Kandungan total dalam shear system sebelum shearing and alterasi
(juta ton)
Kandungan total dalam deposit
(juta ton) S 62 As 0.5 Sb 0.04 Cu 2.0 Zn 2.0 Au 12.2 x 106 oz Ag 1219 x 106 oz 0.14 0.181 0.009 0.004 0.017 3.9 x 104 0.834 x 104 oz • Proses metamorfik
Metamorfisme isokimia pada beberapa batuan dapat menghasilkan material untuk keperluan industri. Salah satu contoh adalah marble yang dapat terbentuk baik melalui metamorfisme kontak maupun regional. Contoh lain adalah slate, asbestos, corundum dan emery, garnet, beberapa gemstone, graphite, magnesite, pyrophyllite, mineral sillimanite, talc dan wollastonite. Metamorfisme allokimia (metasomatisme) kadang menyertai metamorfisme kontak atau regional. Proses ini menghasilkan deposit skarn yang banyak mengandung logam atau mineral industri.
Peranan proses metamorfik lain dalam pembentukan bijih
Pada bagian ini kita akan membahas perubahan metamorfisme yang meliputi rekristalisasi dan redistribusi material oleh difusi ionik dalam fasa padat. Pada kondisi ini unsur bijih yang bersifat mobil bisa terangkut ke tempat lain dengan tekanan rendah, seperti shear zone, retakan (fracture) atau puncak lipatan. Mela;ui cara ini vein quartz-chalcopyrite-pyrite dapat terbentuk dalam amphibolites dan schist dan beberapa vein emas terbentuk dalam jalur greenstone (saager et al., 1982).
Pembentukan deposit bijih oleh proses eksternal
Proses eksternal meliputi sedimentasi mekanik dan kimiawi, proses residual dan pengayaan supergen (supergene enrichment), dan proses exhalative. Pada bagian ini,
• Proses volcanic-exhalative (sedimentary-exhalative)
Deposit exhalative memiliki kaitan yang sangat erat dengan batuan vulkanik dan sebagian lagi pada batuan induk sedimen yang dikenal dengan istilah deposit sedex
(sedimentary-exhalative). Depositnya comformable dan banded; dan pada tipe yang
berasosiasi dengan vulkanik unsur utamanya adalah pyrite dengan berbagai variasi tembaga, lead, zinc dan baryte; logam mulia dan mineral lainnya juga bisa hadir dalam deposit ini. Selama beberapa dekade, deposit exhalatif dimasukkan dalam kelompok tubuh bijih replasemen hidrotermal epigenetik (Bateman, 1950). Baru pada tahun 1950-an, deposit ini ditemukan bersifat singenetik, submarine exhalative, tubuh bijih sedimenter, dan deposit tipe ini ditemukan pada proses pembentukan dari
hydrothermal vents (black smokers) pada tempat yang sangat luas disepanjang pusat
pemekaran lantai samudera (Rona, 1988).
Tubuh bijih exhalative yang berafiliasi dengan vulkanik memperlihatkan beberapa tipe : Tipe Cyprus; berasosiasi dengan vulkanik yang bersifat basik, biasanya dalam
bentuk ophiolites dan kemungkinan terbentuk di samudera atau pada busur belakang pematang. Tipe ini terutama berupa tubuh cupriferous pyrite.
Tipe Kuroko; berasosiasi dengan vulkanik yang bersifat felsik, terbentuk pada tahap akhir evolusi busur kepulauan (island arc), dengan kandungan logam yang lebih bervariasi seperti tembaga-zinc-lead dan terkadang emas dan perak. Baryte dalam jumlah besar, quartz dan gypsum juga bisa dijumpai pada deposit tipe ini. Deposit sulfida masif yang berasosiasi dengan vulkanik umumnya berbentuk gundukan atau berbentuk mangkok. Tipe yang terakhir kemungkinan terbentuk jika larutan hidrotermal lebih saline (padat) dibanding air laut disekitarnya muncul pada suatu depresi mawah laut (gambar …). Beberapa deposit tipe Cyprus terbentuk dengan cara seperti ini dan data inklusi fluida mendukung hipotesa tersebut (Rona, 1988).
Untuk tipe Kuroko, proses pembentukannya melalui beberapa tahap berikut :
1. Presipitasi sphalerite, galena, pyrite, tetrahedrite, baryte yang berukuran halus dengan minor chalcopyrite (black ore) oleh percampuran larutan hidrotermal yang relatif dingin (~200oC) dengan air laut yang dingin.
Black ore : sp + ga + py + bar
2. Rekristalisasi dan pertumbuhan butiran mineral-mineral tersebut dalam tahap 1 pada bagian dasar gundukan oleh larutan yang lebih panas (~250oC), bersama- sama dengan pengendapan lagi sphalerit, dll.
3. Influx larutan panas yang kaya akan tembaga (~300-350oC) yang me-replace mineral yang terbentuk sebelumnya dengan chalcopyrite pada bagian bawah deposit (yellow ore). Redeposit mineral pengganti ini terjadi pada level yang tinggi.
Yellow ore : py + cp dan bijih stockwork : py + cp + qz.
4. Masih panas, larutan yang tidak jenuh dengan tembaga kemudian melarutkan chalcopyrite untuk membentuk pyrite di bagian bawah deposit.
5. Pengendapan chert-hematite exhalites di atas dan di sekeliling deposit sulfida. Seperti telah diuraikan di depan, perbedaan tipe air dicirikan oleh perbandingan isotop hidrogen (D/H) dan oksigen (18O/16O) (Shepard, 1977). Dengan menggunakan perbandingan tersebut, dapat dilihat variasi air yang terlibat dalam proses mineralisasi secara umum. Variasi perbandingan isotop hidrogen dan oksigen yang disimbolkan dengan δ (o/oo), dimana :
⎜
δ = ⎛ R
sampel xR
⎞
− 1⎟ × 1000
⎝
s tan dar⎠
Dalam formula diatas untuk hidrogen, δx = δD dan R = D/H; untuk oksigen, δx = δ18
O dan R = 18O/16O.
Standar untuk hidrogen dan oksigen adalah standar mean ocean water (SMOW). Secara alamiah, D/H sekitar 1/7000 dan 18O/16O sekitar 1/500. Nilai ini diukur langsung dari substansi asli seperti air thermal, air formasi dalam sedimen dan inklusi fluida, atau dideterminasi secara tidak langsung dengan menggunakan air yang diserap oleh mineral.
Gambar 7.2 Sketsa yang memperlihatkan pembentukan deposit sulfida masif pada lantai samudera (After Rona, 1988).
(a) larutan hidrotermal dengan densitas yang lebih besar dari pada air laut disekitarnya, berkumpul dalam suatu cekungan membentuk deposit berbentuk mangkuk.
