V. GENESA DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI
5.5. MODEL GENETIK DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI
Seperti dijelaskan di depan, proses pembentukan deposit tembaga porfiri yang diikuti dengan penurunan temperatur menyebabkan terbentuknya zona alterasi disekitar tubuh intrusi. Beberapa model genetik deposit tembaga porfiri yang telah diajukan oleh para ahli geologi pertambangan, kesemuanya untuk menjelaskan proses dan karakteristik dari tembaga porfiri.Semua model menekankan hubungan antara intrusi batuan plutonik dan deposit bijih yang terbentuk serta berdasarkan pada model magmatik-hidrotermal.
Selama pergerakan magma ke permukaan, cairan pijar tersebut akan jenuh air dengan tekanan gas yang semakin tinggi seiring kristalisasi. Kecenderungan dari intrusi magma melalui zona-zona lemah dan pelepasan volatil dari cairan yang mendingin tersebut berdifusi melalui zona ini. Akibat adanya perbedaan suhu yang nyata antara magma dengan batuan di sekitarnya menghasilkan suatu urutan zona alterasi dan mineralisasi yang khas pada deposit tembaga porfiri.
5.5.1. MODEL LOWELL-GUILBERT
Lowell dan Guilbert (1970) dalam Guilbert dan Park (1986) yang menyelidiki zona alterasi-mineralisasi deposit tembaga porfiri di San Manuel-Kalamazoo mencatat bahwa pada sebagian besar deposit porfiri, terdapat hubungan yang sangat dekat antara batuan beku induk, tubuh bijih, dan batuan samping. Batuan samping umumnya terbentuk antara Prakambrium-Kapur Akhir, berupa batuan sedimen dan metasedimen. Kedalaman intrusi berkisar antara 1000–1500m. Umumnya deposit porfiri berasosiasi dengan tipe intrusi monzonit kuarsa hingga granodiorit dan kadang pula dijumpai berasosiasi dengan diorit kuarsa, riolit, dan dasit. Model genetik Lowell-Guilbert meliputi deposit porfiri yang berumur Trias-Tersier Tengah (200-30 jt tahun yang lalu). Ukuran dan bentuk batuan plutonik turut mengontrol ukuran dan bentuk tubuh bijih, tapi hal ini kadang susah dikenali jika intensitas erosi tinggi. Bentuk stok yang memanjang tidak teratur sangat umum pada deposit porfiri, meski kadang juga dijumpai deposit berbentuk kubah, bulat panjang, melensa, bundar, dan bentuk sumbat. Umumnya tubuh plutonik berupa kelompok dike (dike swarm) dan jarang ditemukan yang berbentuk sill. Tersingkapnya tubuh plutonik dipermukaan disebabkan oleh proses tektonik dan erosi yang bekerja setelah mineralisasi berlangsung. Tubuh deposit tembaga porfiri umumnya berukuran kuran dari 2 km2, tapi kadang pula ada yang sangat luas seperti deposit Endako di Kolumbia yang berukuran 60.000 x 300.000 m. Bentuk dan ukuran intrusi porfiri juga dikontrol oleh struktur primer sekaligus juga ikut mengontrol pembentukan deposit tembaga porfiri. Struktur-struktur lokal yang berukuran kecil sulit dikenali. Struktur seperti ini bisa hadir sebelum dan sesudah deposit porfiri terbentuk, kadang pula hilang karena pengaruh intrusi itu sendiri.
Salah satu ciri khas batuan intrusi adalah bahwa mereka bukan merupakan tubuh yang pasif, tapi merupakan suatu tubuh dimana proses-proses seperti asimilasi, replasemen, dan pembekuan terjadi akibat adanya tenaga yang terkandung dalam tubuh magma. Akibat aadanya tenaga dalam tubuh intrusi menyebabkan deposit bijih porfiri selalu berasosiasi dengan breksiasi dan penkekaran disekitar tubuh bijih.
Nielsen (1968) dalam Bowen dan Gunatilaka (1977) menyusun urutan pembentukan deposit porfiri yang diawali dengan suatu intrusi, kemudian disusul oleh kristalisasi awal yang membentuk lapisan solid shell. Kristalisasi tersebut yang kemudian menghasilkan tekstur porfiritik hingga afanitik. Pada umumnya, proses metalisasi terjadi bersamaan atau setelah pembentukan tubuh porfiri itu. Komposisi batuan intrusi yang berasaosiasi dengan deposit tembaga porfiri umumnya intermedit yang secara lengkap urutannya adalah diorit, granodiorit, monzonit kuarsa, monzonit kuarsa porfiri, dan riolit. Jadi diorit adalah asosiasi deposit tembaga porfiri yang paling basa.
ZONA ALTERASI TEMBAGA PORFIRI
Pergerakan larutan hidrotermal ke permukaan pada saat pendinginan magma dengan merembes pada batuan samping menyebabkan perubahan metasomatik pada batuan disekitarnya. Perubahan atau alterasi disekitar stok porfiri berbentuk coaxial. Umumnya ada empat zona alterasi yang dapat dikenali yang kesemuanya dicirikan oleh kumpulan mineralnya (gambar 5.6). Kadang keempat zona alterasi tersebut tidak lengkap ditemukan disekitar intrusi. Zona alterasi tersebut digunakan dalam prospeksi
Zona Potasik (Potassic Zone)
Zona potasik merupakan zona alterasi yang paling dekat dengan tubuh intrusi dan dicirikan oleh kumpulan mineral ortoklas-biotit dan ortoklas-klorit, dan pada beberapa tempat keduanya ditemukan. Zona alterasi ini hampir selalu dijumpai dalam deposit bijih porfiri. Replasemen mineral primer oleh biotit, K-feldspar, kuarsa, serisit, dan kadang anhidrit. Pecahan stokwork (stockwork fracture) dan microveinlet dalam batuan primer terisi oleh kuarsa dan K-feldspar.
K-feldspar dan serisit yang stabil dapat terbentuk pada kondisi magmatik akhir (late magmatic) dan hidrotermal awal (early hydrothermal). Biotit, klorit, K-feldspar, serisit, kuarsa, dan anhidrit terbentuk pada kondisi dimana kandungan Fe dan Mg terus bertambah pada tekanan gas tertentu. Variasi bijih sulfida pada zona ini tidak terlalu banyak dijumpai.
Alterasi biotit berwarna coklat terang atau hijau terang dan bisa tumbuh bersama (intergrown) dengan klorit. Pada saat bersamaan massa dasar mengalami biotisasi, maka batuan ubahan mengalami perubahan warna.
Batas stabilitas k-feldspar dan serisit pada zona ini diperkirakan merupakan batas antara kondisi magmatik akhir dengan hidrotermal awal. Umumnya kuarsa yang ditemukan dalam zona ini adalah kuarsa hasil alterasi. Pada zona ini juga kadang dijumpai mineral karbonat, epatit, rutil, dan wolframit dalam veinlet dan mikroveinlet. Zona Serisitisasi (Phyllic Zone)
Zona serisitisasi terletak disekitar zona potassik dan selalu hadir dalam urutan zona alterasi deposit tembaga porfiri. Kadang pula zona ini saling overlap dengan zona potasik. Zona ini dicirikan oleh mineral kuarsa, serisit, pirit dengan minor klorit, hidromika, dan rutil. Pirit dapat terbentuk lebih dari 20% dalam bentuk hamburan dan veinlet, sedang serisit juga bisa hadir dalam jumlah cukup banyak. Bagian dalam zona ini dicirikan oleh kandungan alterasi serisit, sedang bagian luar dicirikan oleh berbagai kandungan mineral lempung (clay mineral) dan hidromika. Secara petrografi zona ini dicirikan oleh serisitisasi yang kuat dari semua silikat. Ortoklas dan plagioklas diganti oleh muskovit yang berbutir baik. Biotit juga terubah menjadi serisit dan akhirnya menjadi rutil dan leukokson. Pada proses serisitisasi silikat, kuarsa juga terbentuk dalam jumlah cukup besar dan merupakan komponen silisifikasi yang utama dalam zona serisitisasi. Serisitisasi mineral K-feldspar menunjukkan intensitas yang semakin bertambah dari bagian dalam zona ini ke bagian luar. Pirit dan kalkopirit tersebar merata dalam daerah serisitisasi dan merupakan zona bijih yang penting dalam deposit tembaga porfiri. Karbonat dan anhidrit sangat jarang ditemukan dalam zona ini. Kontak antara zona potasik dengan zona serisitisasi adalah kontak berangsur hingga puluhan meter.
Hubungan antara zona alterasi potasik dan zona serisitisasi berdasarkan data isotop oksigen dan hidrogen menunjukkan bahwa airtanah (groundwater) juga berperan aktif selama mineralisasi pada zona ini. Proses naiknya fluida magmatik ke permukaan bercampur dengan airtanah dan cenderung membentuk fumarolla bertemperatur tinggi di permukaan. Pemisahan volatil selama proses transportasi ke permukaan yang kemudian membentuk sublimasi dan kandungan logam pada kedua zona tersebut.
Gambar 5.6 Skema zona alterasi-mineralisasi deposit tembaga porfiri di San Manuel- Kalamazoo. (a) Zona Alterasi, (b) Zona Mineralisasi, dan (c) Bentuk deposit sulfida (Lowell dan guilbert (1970) dalam Guilbert dan Park (1986)).
Zona Argilik (Argillic Zone)
Zona argilik jarang ditemukan dalam urutan zona alterasi deposit tembaga porfiri dan dicirikan oleh perubahan plagioklas menjadi kaolin pada bagian dalam atau montmorilonit pada bagian luar. Pirit juga hadir, tapi tidak sebanyak dengan zona serisitisasi dan lebih berbentuk veinlet daripada hamburan. Biotit tidak mengalami perubahan dan K-feldspar hanya sedikit terubah. Jika zona ini hadir dalam urutan zona alterasi, maka batasnya dengan zona serisitisasi sangat sulit ditentukan. Mineral lain yang juga ditemukan sebagai alterasi pada zona ini adalah piropilit, dickit, dan topaz. Contoh daerah dimana zona ini ditemukan adalah deposit porfiri Butte dan Bisbee.
