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)
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).
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
Sekresi lateral
Metamorfisme
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.
Difusi material bijih atau pengotor dari batuan asal ke suatu patahan atau celah. Contohnya Yellowknife gold deposits, Canada.
Pyrometasomatik (skarn) yang terbentuk oleh proses penggantian batuan dinding. Contohnya
Teori pembentukan-3
Teori
Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal
Pengkayaan
sekunder atau
supergen
Pelepasan unsur-unsur bernilai dari bagian atas dari suatu 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
Ekshalasi volkanik
(= ekshalasi
sedimenter)
Ekshalasi larutan hidrothermal pada permukaan, biasanya di bawah kondisi laut. Contoh: endapan Kuroko/Jepang.
Teori pembentukan-4
Teori Proses alamiah
Asalmula akibat proses eksternal
Akumulasi mekanis
Presipitasi sedimenter
Proses residual
Konsentrasi mineral berat ke dalam endapan placer. Contohnya Timah placer di Bangka &
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.
Pelepasan unsur yang mudah larut dari batuan. Contohnya Nikel laterit di Soroako/Sulawesi,
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.
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)
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 Pasifik
Lempeng Afrika Lempeng Hindia-Australia
Lempeng Antartik
Lempeng Eurasia
Lempeng Amerika Utara
Lempeng Amerika Selatan
Batas lempeng tektonik yang besar Lempeng Nazca
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)
1a. ENDAPAN MAGMATIK
Mineral-mineral bijih yang terbentuk pada fase
awal diferensiasi magma, bersamaan dengan
pembentukan mineral olivine, piroksen,
Ca-plagioklas, 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
1a. Endapan magmatik
1.
Kromit :
(1) Stratiform type (layered mafic intrusions
atau Bushveld-Type),
(2) Pediform type (Ophiolite-bound atau
Alpine-Type)
2.
Nikel
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
Nickel sulphides deposit
Segregasi magma akan mengendapkan logam sulfida yang lebih
berat dibandingkan Mineral Pembentuk Batuan (MPB) pada bagian dasar.
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
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)
Contoh endapan epitermal (high sulfidation)
Endapan
Au (ton)
Umur
Yanacocha/Peru
820
M/P
Pueblo Viejo
680
Cret
Pascua
640
M/P
Pienina/Peru
250
M/P
Lepanto
210
Quat
El Indio
190
M/P
Chinquashih
150
Quat
Summitville
20
M/P
Rodalquilar
10
N/P
Contoh endapan epitermal (low sulfidation)
Endapan
Au (ton)
Umur
Lihir
924
Quat
Porgera
600
M/P
Round Mountain
443
M/P
Baguio District
300
Quat
Hishikari
250
Quat
Kelian
180
M/P
Gunung Pongkor
175
M/P
Dukat
150
Cret
Cerro Korikollo
147
M/P
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.
