GENESA DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI
HAKEKAT DAN KLASIFIKASI TEMBAGA Tembaga adalah salah satu unsur transisi periode keempat dan anggota golongan IB dalam sistem periodik. Sebagaimana unsur transisi lainnya, tembaga juga merupakan logam padat dengan sifat kimia seperti pada tabel .. Unsur ini di alam dapat berbentuk logam bebas atau dalam bentuk senyawasenyawa sulfida dan oksida, berwarna merah tembaga, berat jenis dan kekerasan . Tabel . Sifat kimia tembaga Goates,
Berdasarkan asosiasi batuannya, Jacobsen dalam Bowen dan Gunatilaka telah membagi deposit tembaga ke dalam empat kategori yang terdiri atas . Plutonik termasuk kompleks ultramafik dan mafik, kompleks karbonat dan porfiri, dan pirometasomatik skarn . Hidrotermal termasuk vein hidrotermal, replasemen dan bijih pipa breksi breccia pipe ores. .
Volkanogenik termasuk stratabound massive base metal sulphides dan disseminated sulphides dalam tufa dan aglomerat. . Sedimen termasuk deposit yang terbentuk dalam lapisan merah kontinen continental red beds dan calcarenites. Selanjutnya dari keempat kelas di atas, terdapat empat jenis deposit tembaga utama yaitu deposit bijih tembaga porfiri, deposit bijih tembaga hidrotermal,
dan deposit bijih tembaga stratiform. produksi tembaga terbesar berasal dari deposit porfiri yang juga merupakan deposit berumur relatif muda. Dari histogram di atas. Deposit tembaga porfiri berkadar rendah hingga menengah. . . dalam Guilbert dan Park. Gambar . Total produksi per tahun dari empat jenis deposit tembaga utama dan umur relatif masingmasing deposit Bowen dan Gunatilaka. berkadar rendah hingga menengah dalam sulfida hipogen yang dikontrol oleh struktur primer dan umumnya berasosiasi dengan intrusi asam atau intermediat porfiri Kirkham. menunjukkan bahwa secara ekonomi. umumnya kandungan tembaga berkisar antara . deposit bijih tembaga sedimen vulkanik. Sedangkan yang paling rendah dan hingga saat ini belum ekonomis untuk dikelola . DEFINISI DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI DAN PENYEBARANNYA Istilah tembaga porfiri berasal dari hubungan
mineralisasi tembaga dengan batuan plutonik. Tembaga porfiri didefinisikan sebagai suatu deposit besar. Cu seperti di Batu Hijau. . .. Deposit ini dicirikan oleh tembaga dan molibdenit dalam bentuk hamburan disseminated atau fenokris dalam batuan dengan tekstur
porfiritik.Sumbawa dan yang paling tinggi sekitar Cu seperti di El Teniente dan Chuquimata.
Mineral tembaga yang paling umum dijumpai adalah kalkopirit. meteorik hidrotermal. sedang jenis lain seperti bornit dan kalkosit jumlahnya sangat kecil. Akibat benturanbenturan
lempeng tersebut membentuk zona subduksi yang umumnya terjadi antara lempeng benua dan lempeng samudera. transform. Sehubungan dengan pembentukan deposit tembaga porfiri. Sillitoe dalam Bowen dan Gunatilaka menyatakan penyebaran menyebabkan tembaga porfiri tergantung pada tingkat erosi yang rantai plutonikvilkanik dan
pembentukannya tersingkapnya berhubungan erat dengan generasi magma pada zonazona subduksi... dan dibawahnya layer dan adalah basal dan gabro. HUBUNGAN TEKTONIK LEMPENG DENGAN PEMBENTUKAN DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI Variasi gerakan arus konveksi pada lapisan astenolit mengakibatkan terjadinya tiga jenis dan pola gerakan
lempeng bumi yaitu konvergen. Umumnya deposit tembaga porfiri berumur
postPaleozoikum. . Intrusi calcalkali atau alkali menghasilkan batuan berkomposisi tertentu dari monzonit kuarsa hingga granodiorit atau diorit hingga syenit. yang diikuti oleh peleburan sebagian akibat tekanan dan temperatur yang tinggi menghasilkan magma calcalkali.
terdiri atas tiga layer. magmatik hidrotermal.. divergen. . pembentukan palung dan banyak menimbulkan gempa bumi serta gunungapi benua. dimana layer adalah endapan sedimen laut yang banyak mengandung logam. khususnya antara kala Kapur dan Paleogen.
MEKANISME PEMBENTUKAN DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI Deposit tembaga porfiri dihasilkan melalui suatu proses geokimiafisika dari rangkaian berupa magmatik akhir. maka pola gerakan lempeng yang paling penting menurut Sillitoe dalam Bateman adalah
konvergen dimana terjadi gerakan saling mendekati antara dua lempeng menyebabkan terjadinya suatu benturan. hingga normal hidrotermal seiring dengan berkurangnya kedalaman. Umumnya deposit tembaga porfiri berukuran jauh lebih besar dari deposit .adalah Cu dengan kadar . Batuan samping yang melarut ke dalam magma akan turut mempengaruhi komposisi magma dan struktur kemas magma.
. Selama difrensiasi magma basal. . yang menyelidiki proses pembentukan deposit tembaga porfiri di El Salvador Chili menyimpulkan tiga hal.Demikian pula pembentukan tembaga sebagai elemen chalcophile logamS berlangsung dengan baik pada pH tertentu. fO dan pH larutan. Co. Stok porfiri terbentuk di dalam atau di atas zona cupola dalam bentuk kompleks dike dike swarm. Sulfur memisahkan diri dari larutan silikat dan digantikan oleh oksigen kemudian membentuk logam S chalcophile. logam lain dan sulfur ke dalam stok porfiri dan batuan samping terjadi karena adanya pemisahan fluida magma dan metasomatik secara menyeluruh. Houghton dalam Bowen dan Gunatilaka menerangkan pengaruh fSdan fO dalam pembentukan fase sulfida. . kehadiran airtanah. Gustafon dan Hunt. . Transfer panas dari magma ke batuan samping menyebabkan terjadinya sirkulasi air tanah. dan volatil lainnya. Tembaga dalam larutan tidak terbentuk dengan baik pada kondisi fS rendah.. Reduksi dalam fO dikontrol oleh kristalisasi fraksinasi mineral yang . dalam Park dan Guilbert. Transfer tembaga. yaitu . dan Ni cenderung terbentuk duluan dalam fraksinasi kristalisasi. . Tembaga akan cepat terbentuk tergantung pada fS fugacity sulphur tekanan parsial sulfur. kandungan Fe. . Bentuk deposit ini memperlihatkan bahwa struktur berskala besar ikut mengontrol mineralisasi dan kedalaman pembentukannya. konsentrasi
logam.hidrotermal lainnya. volume dan tingkatan magma. sebaliknya dalam magma
ultrabasa dan granitis kandungannya hanya sekitar ppm. sedang tembaga belum terbentuk dalam silikat atau bentuk lainnya dan cenderung menjadi konsentrasi residu dalam fraksi larutan. sulfur. PROSES PEMISAHAN TEMBAGA SELAMA KRISTALISASI MAGMA
Ringwood dan Curtis dalam Bown dan Gunatilaka menjelaskan bahwa kandungan tembaga dalam magma basal sekitar ppm. Hampir semua deposit tembaga porfiri memiliki kondisi yang sama dengan kondisi di atas. Perbedaan proses tergantung pada kedalaman pembentukan.
perbedaan tekanan akan menyebabkan migrasi fluida tersebut. Pendinginan intrusi basa sangat jarang yang menghasilkan konsentrasi logam dalam fraksi hidrotermal. Magma basa baru bisa membentuk fluida hidrotermal setelah berasimilasi dengan material yang
mengandung air. KONDISI MAGMATIKHIDROTERMAL SELAMA PEMBENTUKAN DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI Kehadiran air atau fase aquatik dalam magma selama pembentukan tembaga porfiri merupakan hal yang sangat penting.. Magma bisa jenuh dengan komponen volatil hanya jika tersedia cukup suplai fluida dari batuan samping. dan reaktifitas konveksi fluida dari pusat panas. Burnham dalam Bowen dan Gunatilaka
menjelaskan bahwa pada saat magma yang tidak jenuh mengintrusi lapisan permeabel yang mengandung fluida. pada saat tekanan lebih besar dari tekanan litostatik. . volatil akan keluar dari magma hingga tekanan kembali normal. Pembentukan bijih adalah mekanisme diffrensiasi logam yang terkonsentrasi dari normal magma. kelarutan sulfur dalam magma tergantung pada besarnya kandungan Fe . Fluida hidrotermal pertama yang memisah relatif
kaya akan CO dibanding fluida yang memisah kemudian. asosiasi batuan bekunya akan menentukan kandungan logam yang terbentuk. Hal ini karena kandungan air dalam magma primer sangat rendah. Umumnya deposit porfiri berasosiasi dengan batuan beku intermedit. kemudian memisah dalam fase sulfida. Zona tersebut menjelaskan bagaimana perubahan temperatur. dan sekaligus juga menerangkan bagaimana pergerakan fluida selama proses pendinginan berlangsung. Sirkulasi konveksi fluida dapat terjadi karena perbedaan
temperatur. Kehadiran air dalam magma menurunkan temperatur kristalisasi. kerapatan . tekanan. Juga fraksi awal banyak mengandung klorida NaClgtKClgtHClgtCaCl. Jika tekanan fluida lebih besar dibanding tekanan hidrostatik. Kristalisasi fraksinasi akan meningkatkan fO dan tembaga dalam fraksi larutan. Dengan kata lain..kaya FeO. Dalam kasus ini. Kontak air dengan magma yang sedang memisah terjadi dalam beberapa tahap. Jadi proses
pengayaan untuk membentuk larutan bijih kurang efektif dalam magma basa dibanding dengan magma intermedit. Hubungan genetik antara CuMo dengan batuan intermedit terlihat pada penyebaran geografisnya seperti dalam zona alterasimineralisasi model LowellGuilbert yang telah dibahas sebelumnya.
. Bukaan pada batuan opening in rock dapat menunjukkan berapa tingkatan pengendapan. . Jika tekanan gas selama pendinginan dan kristalisasi lebih besar dari tekanan batas.
Replasemen plagioklas pada temperatur tinggi menjadi ortoklas dihasilkan dari subtitusi Ca K molibdenit dan kemudian pada temperatur lebih rendah diikuti oleh logamlogam dasar sulfida lainnya. dehidrasi. pemisahan kristal komponen non volatil menyebabkan
bertambahnya konsentrasi volatil dalam fraksi cairan dan selanjutnya menambah tekanan gas dalam larutan. biotit.fluida dekat magma. Alterasi batuan samping umumnya digunakan untuk menginterpretasi lingkungan kimiafisika deposit bijih. dan masuknya fluida dingin dari sekitar magma. Pola sirkulasi dikontrol oleh permeabilitas batuan samping. Dalam hal ini. PERUBAHAN GEOKIMIA SELAMA PEMBENTUKAN DEPOSIT Pendinginan larutan hidrotermal dan reaksi dengan batuan samping meningkatkan kandungan K. muskovit.. Umumnya bukaan yang pertama pada deposit porfiri menunjukkan alterasi yang
menghasilkan K feldspar. Alterasi dan presipitasi kuarsa silisifikasi diikuti oleh pembentukan dari larutan klorida. yang paling penting adalah hidrolisis atau metasomatis ion H Beberapa perubahan geokimia yang terjadi adalah sebagai berikut . Zona alterasi tersebut
menunjukkan bahwa fluida pembawa bijih mulai bermigrasi keluar dari stok porfiri pada temperatur o o Pada beberapa daerah tembaga porfiri. metasomatis kation dan metasomatis anion. polapola struktur membantu dalam menentukan pola pengendapan bijih hidrotermal. Pada saat kristalisasi berlangsung pada suatu kisaran temperatur. Pengendapan logam sulfida dalam jumlah tertentu tergantung pada keaktifan logam dan sulfur dalam larutan. dan kumpulan CuFeS dengan kadar sulfur rendah. Proses kimia yang penting dalam alterasi adalah hidrasi. Na dan Ca dan Na . Perbedaan temperatur yang besar bisa menyebabkan terjadinya pemusatan dan kristalisasi besarbesaran secara serentak dalam magma. akan menyebabkan terjadinya vesikulasi.
Meyer dan Hemley dalam Bowen dan Gunatilaka mencatat bahwa ion H jumlahnya kecil dalam alterasi propilitik dan Kfeldspar. Fluida aquatik pada temperatur dan tekanan tertentu mengandung logam dan sulfur dalam larutan sebagai ion atau molekul dalam jumlah besar untuk pembentukan bijih tembaga porfiri. sifat larutan dan stabilitas mineral merupakan dasar yang sangat penting. Konsentrasi logam dapat berkisar antara ppm. NH.
perbandingan antara total kandungan sulfur dengan total logam berat heavy metal cukup tinggi. oksida.Dari reaksi di atas dapat dilihat bahwa secara kualitatif.. pada proses
pengendapan bijih hidrotermal. kemudian bertambah banyak dalam alterasi serisitisasi dan argilik. parameter yang paling penting adalah fO . Karena itu. pH . Hal ini menunjukkan
bahwa larutan bijih juga bereaksi dengan klorida selama transportasi. PERPINDAHAN BIJIH Transportasi tembaga dalam jumlah besar terjadi pada fluida aquatik fase aquatik dimana bijihnya dapat meliputi semua atau sebagian larutan. . Kenyataan bahwa kandungan sulfur dalam larutan yang dapat mengikat logam sangat besar dapat terlihat dari ditemukannya deposit sulfur murni pada beberapa deposit tembaga porfiri. Dalam hubungan antara larutan hidrotermal dan kumpulan mineral sulfida. Data inklusi fluida menunjukkan bahwa larutan bijih banyak mengandung alkali klorida ditambah CO. fS .. sedikit atau banyak selama proses alterasi dapat dihasilkan ion H. Dalam deposit hidrotermal. dan CH dan kandungan garamnya kadang sampai . dan alterasi batuan samping.
Batuan samping umumnya terbentuk antara PrakambriumKapur Akhir. proses pembentukan deposit tembaga porfiri yang diikuti dengan penurunan temperatur menyebabkan
terbentuknya zona alterasi disekitar tubuh intrusi. terdapat hubungan yang sangat dekat antara batuan beku induk. melensa. Beberapa model genetik deposit tembaga porfiri yang telah diajukan oleh para menjelaskan proses ahli geologi pertambangan.. . Model genetik LowellGuilbert meliputi deposit porfiri yang berumur TriasTersier Tengah jt tahun yang lalu. Bentuk stok yang memanjang tidak teratur sangat umum pada deposit porfiri. Tersingkapnya tubuh plutonik dipermukaan . dan bentuk dijumpai deposit berbentuk kubah. Selama
pergerakan magma ke permukaan. riolit. dan batuan samping. Umumnya deposit porfiri berasosiasi dengan tipe intrusi monzonit kuarsa hingga granodiorit dan kadang pula dijumpai berasosiasi dengan diorit kuarsa. tapi hal ini kadang susah dikenali jika intensitas erosi tinggi. meski kadang juga bulat panjang. dan dasit. berupa batuan sedimen dan meta sedimen. cairan pijar tersebut akan jenuh air dengan tekanan gas yang semakin tinggi seiring kristalisasi. Semua model menekankan hubungan antara intrusi batuan plutonik dan deposit bijih yang terbentuk serta berdasarkan pada model magmatikhidrotermal. Umumnya tubuh plutonik berupa kelompok dike dike swarm dan jarang ditemukan yang berbentuk sill. bundar. Seperti dijelaskan di depan. 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. sumbat.. Ukuran dan bentuk batuan plutonik turut mengontrol ukuran dan bentuk tubuh bijih.. tubuh bijih. Kedalaman intrusi berkisar antara m. kesemuanya untuk dan karakteristik dari tembaga porfiri. Kecenderungan dari intrusi magma melalui zonazona lemah dan pelepasan volatil dari cairan yang
mendingin tersebut berdifusi melalui zona ini. MODEL GENETIK DEPOSIT TEMBAGA PORFIRI . MODEL LOWELLGUILBERT Lowell dan Guilbert dalam Guilbert dan Park yang menyelidiki zona alterasimineralisasi deposit tembaga porfiri di San ManuelKalamazoo mencatat bahwa pada sebagian besar deposit porfiri..
Salah satu ciri khas batuan intrusi adalah bahwa mereka bukan merupakan tubuh yang pasif. Komposisi batuan intrusi yang berasaosiasi dengan deposit tembaga porfiri umumnya intermedit yang secara lengkap urutannya adalah diorit. monzonit kuarsa porfiri. Pada
umumnya. tapi merupakan suatu tubuh dimana prosesproses seperti asimilasi. . kadang pula hilang karena pengaruh intrusi itu sendiri. dan riolit. Kristalisasi tersebut yang kemudian menghasilkan tekstur porfiritik hingga afanitik. Bentuk dan ukuran intrusi porfiri juga dikontrol oleh struktur primer sekaligus juga ikut mengontrol tembaga porfiri. kemudian disusul oleh kristalisasi awal yang membentuk lapisan solid shell. replasemen. Jadi diorit adalah asosiasi deposit tembaga porfiri yang paling basa. tapi kadang pula ada yang sangat luas seperti deposit Endako di Kolumbia yang berukuran . proses metalisasi terjadi bersamaan atau setelah pembentukan tubuh porfiri itu. Strukturstruktur lokal pembentukan deposit yang berukuran kecil sulit dikenali. x . dan pembekuan terjadi akibat adanya tenaga yang terkandung dalam tubuh magma. Nielsen dalam Bowen dan Gunatilaka menyusun urutan
pembentukan deposit porfiri yang diawali dengan suatu intrusi. Tubuh deposit tembaga porfiri umumnya berukuran kurang dari km. Struktur seperti ini bisa hadir sebelum dan sesudah deposit porfiri terbentuk. monzonit kuarsa. Akibat adanya tenaga dalam tubuh intrusi menyebabkan deposit bijih porfiri selalu berasosiasi dengan breksiasi dan penkekaran disekitar tubuh bijih. m. granodiorit.disebabkan oleh proses tektonik dan erosi yang bekerja setelah mineralisasi berlangsung.
