02. GENESA BAHAN GALIAN (1).ppt

(1)

GENESA BAHAN

GALIAN

(2)

Genesa bahan galian adalah

Ilmu yang memperlajari pertumbuhan /

pembentukan serta asal usul bahan

galian, baik logam maupun non logam dan

bahan galian industri.

(3)

Genesa bahan galian adalah

Ilmu yang memperlajari pertumbuhan /

pembentukan serta asal usul bahan

galian, baik logam maupun non logam dan

bahan galian industri.

(4)

Tujuan

Untuk mengetahui dengan lebih baik

gejala-gejala alam/ proses alam/

proses geologi dan hasil dari proses

tersebut berupa bahan galian. Hal ini

perlu diketahui untuk operasi

penambangan.

(5)

PROSES PENGENDAPAN BAHAN GALIAN

11..

EENNDDAAPPAAN

N PPRRIIM

MEERR

22.. EENNDDAAPPAAN

N SSEEKKUUNNDDEERR

33.. EENNDDAAPPAAN

N SSEEDDIIM

MEENNTTEERR

44.. EENNDDAAPPAAN M

N MEETTAAM

MOORRFF

(6)

ENDAPAN PRIMER

Endapan yang terjadi berhubungan langsung dengan magma

Macamnya :

1. Konsentrasi magmatis 2. Metasomatis kontak 3. Hidrotermal 4. Vulkanis 5. Pegmatit

(7)

1. Konsentrasi magmatis

“EARLY MAGMATIC”

Tipe Proses Contoh

“Disseminasi”

Segregasi Injeksi

Kristalisasi, disseminasi tanpa konsentrasi

Differensiasi dan akumulasi Differesiasi dan injeksi

Corondum, diamond Chromite, diBuskveld. Fe, di Kiram, Swedia

(8)

“LATE MAGMATIC”

Tipe Proses Contoh

Regregasi residu

Injeksi dilarutan residu

Injeksi

Diferensiasi, kristalisasi dan akumulasi residu

Differensiasi dan akumulasi

Differesiasi dan injeksi

Pt, Buskveld Titan, magnesite, Buskveld Chromite, diBuskveld.

(9)

Endapan konsentrasi magmatis dapat terjadi karena :

• Kristalisasi magma

• Segregasi

• Regregasi

• Injeksi

• Syngenetik

(10)

2. Metasomatis Kontak

Kontak antara magma dengan batuan samping dimana ada

penambahan unsur dari magma.

Misalnya :

AB & CD

ACy & BDz

• Umumnya terjadi pada batu kapur, bisa terjadi pada proses

pembentukan mineral secara hidrotermal.

(11)

Proses Pembentukan

1. Terjadi pada intrusi dalam, pada T & P yang tinggi (500 s/d 1100 ºC).

2. Terjadi penambahan dan penguapan unsure-unsur yang ada pada batuan samping.

3. Batuan yang di intrusi harus reactive.

4. Magma harus membawa unsure-unsur logam yang berharga. Terjadi perubahan susunan kimia, rekristalisasi + rekombinasi

+ unsure-unsur baru.

• AB & CD ABx & CDy Relative tidak ada perubahan volume.

(12)

Urutan Pembentukan

1. Silikat + magnetite dan hematite. 2. Magmatite + hematite.

3. Mineral-mineral sulfide

» Pyrite + arsenopyrite

» Pyrotite, molibdenite, shpalerite, chalcopyrite, galeana. » Garam-garam sulfo.

Urutan pembentukan ini Berdasarkan temperatur. Meskipun ada beberapa perkecualian yaitu sulfide lebih dahulu dari silikat + oksida.

(13)

3. Endapan Hidrotermal

Membentuk mineral-mineral ubahan “epigenetic”, berasal dari

larutan sisa magma yang kaya akan logam-logam berharga.Temperatur 50- 500 ºC (100- 500 ºC).

Endapan hidrotermal dibagi menjadi tiga bagian, yaitu :

• Hypotermal : 300- 500 ºC.

• Mesotermal : 200- 300 ºC

(14)

Dalam perjalanan kepermukaan melalui batuan-batuan, larutan

hidrotermal akan mengendapkan unsure-unsur yang

dibawanya menjadi :

–

Cavity filling deposites (mengisi rongga-rongga pada

batuan samping).

– “Replacement deposites” (proses metasomatisme

kontak).

(15)

Prinsip-prinsip proses Hidrotermal

• Proses hidrotermal menghasilkan paling banyak

mineral-mineral metal.

• Diantaranya : emas dan perak, tembaga, timbel dan seng,

air raksa antimon, molibden dan bermacam-macam logam

atau mineral-mineral non logam lainnya.

(16)

Syarat-syarat

1. Harus terdapat larutan yang kaya akan logam-logam berharga, yang akan diendapkan.

2. Harus terdapat saluran saluran atau celah-celah untuk mengalirkan larutan tersebut.

3. Harus terdapat tempat untuk mengendapkan logam-logam berharga / mineral-mineral berharga.

4. Terjadi proses kimia yang menghasilkan mineral-mineral barharga.

5. Terjadi konsentrasi yang cukup untuk membentuk cadangan mineral yang berharga dan ekonomis.

(17)

Ukuran butir dan sifat permukaan.

• Ukuran butir yang halus menghasilkan ruang pori yang

kecil, sehingga permeabilitas juga kecil.

• Untuk permukaan yang luas atau untuk butir-butir yang

kasar/ besar memberi kesempatan reaksi antara larutan

dengan batuan lebih besar, begitu juga kecepatan aliran

yang pelan, sehingga terjadi kesempatan pengendapan yang

lebih baik.

(18)

Pengaruh batuan asal source rock

• Batuan yang reaktive akan menghasilkan endapan yang

lebih baik, seperti batu lempung.

(19)

Factor-faktor yang mempengaruhi pengendapan

1. Perubahan kimia dari reaksi-reaksi kimia, disini harga P & T menjadi arti yang sangat penting.

2. Dalam “replacement” subitusi ion-ion lama oleh ion-ion baru dari larutan akan menghasilkan mineral-mineral baru.

3. Pertemuan antara larutan dengan batuan asal membuat ketidak seimbangan kimia, sehingga terjadi reaksi kimia, menjadi

setimbang lagi dan menghasilkan mineral baru.

4. Temperature juga mempunyai arti yang sangat penting baik dalam perubahan fase maupun kecepatan raksi.

5. Tekanan yang berkurang bisa mengendapkan logam-logam, gas-gas atau uap.

(20)

Tempat mineralisasi hidrotermal.

Pengendapan larutan hidrotermal dikontrol oleh :

1. Sifat-sifat kimia dan fisika daripada batuan asal

2. Struktur batuan asal

3. Intrusi

4. Kedalaman formasi

5. Pergantian ukuran bukaan atau rongga-rongga

6. Atau gabungan sebab diatas

(21)

Parageneses

Urutan-urutan pengendapan dari pada mineral-mineral umumnya adalah sebagai berikut :

1. Dalam magmatik dan metasomatik kontak, gangue mineral

mengendap pertama kali, kemudian mineral-mineral oksida dan terakhir mineral-mineral sulfide.

2. Pada endapan hidrotermal sering terjadi pengalangan dan

“overlap” yang khas untuk endapan-endapan pada rongga atau endapan replacement.

3. Urutan ini terjadi karena mineral-mineral yang telah / mudah larut akan mengendap belakangan.

4. Dalam “cavity filling” bijih mengendap sekaligus atau lapisan demi lapisan, disebut “crustification”.

(22)

Alterasi batuan dinding (wall rock)

Proses hidrotermal menghasilkan alterasi pada batuan

dindingnya, terutama batuan tersebut reaktif atau

permeable.

(23)

ALTERASI BATUAN DINDING

Kondisi Wall rock Hasil alterasi

Epiteral _-lime stone

-Lava

-batuan beku intrusi

-silifikasi

-alumate, chlorite,pyrite, siricite, clay

mineral.

-Chlorite, epidote, calcite, kwarsa, sericite,

clay mineral Mesotermal _-lime stone

-shale, lava

-batuan beku asam -batuan beku basa

-silifikasi sampai gasperoid, dolomite siderite -silifikasi, clay mineral.

-sebagian besar seridite, kwarsa dan sedikit

clay mineral

-serpentinisasi, epidote, allorite

Hypotermal Granit, lava, schist Grisen, topase, mika putih, tourmaline, pyroxene, amphihole.

(24)

Cavity filling deposites

(mengisi rongga-rongga pada batuan samping).

(25)

a. blende b. quartz c. flourite + barit d. quartz e. blende f. quartz g. Norcite Freiberg, Jeman

“CRUSTIFIED VEIN SIMETRIS”

(26)

a. selvage

b. clay porting

c quartz + flourite

d. quartz + calchopyrit e. quartz + copper ore f. quartz + float

g. quartz + vuge h. quartz + vuge

“CRUSTUFIED VEIN NON SIMETRIS a c b d e b f b g b h a

(27)

(28)

Chambered vein dilatation vein sheeted vein (Ripper creek, (pada schict) Colombia)

En echelon vein linked vein (pada schist)

(29)

PELEBARAN FISSURE A. paralel B. fan C. radial D. interesecting cognate E. interesecting F. conjugate FISSURE SISTIM

(30)

(31)

Endapan timah di Attenberg, Jerman

“STOCK WORK”

Endapan emas, Bendigo (Australia)

(32)

Morning star dike Hord Pomit, Victoria

“LADDER VEIN”

G-galana, LS.-lime stone, UF-upper flat. Lf-lower flat, TL-treton lime stone.

Mississippi Valley (Pb-Zn) “PITCH AND FLAT”

(33)

Breksi pada bagian bawah sinklin rekahan sepanjang antiklin FOLD CRACK

(34)

Metasomatik replacement

Replacement

Adalah suatu proses pembentukan mineral-mineral dimana

terjadi perubahan daripada mineral-mineral yang lama yang

terdapat pada “hast rock”. Penambahan ini terjadi karena

adanya penambahan unsure-unsur baru dan unsure-unsur

lama menguap, jadi disini terjadi reaksi kimia.

(35)

Temperatur dimana proses ini berlangsung bisa:

1. Sangat tinggi (metasomatis kontak).

2. Sedang/ tidak terlalu tinggi (replacement hidrotermal). 3. Rendah atau temperature permukaan (replacement

supergone).

– Tidak adanya perubahan volume

– Volume unsure-unsur yang baru = volume yang diganti

– Bukan pergantian molekul-molekul dengan molekul-molekul

(36)

PROSES PEMBENTUKAN REPLACEMENT

(37)

PERTUMBUHAN “REPLACEMENT”

“SINGLE, SHEAR DAN INTERSECTION FISSURE”

Single shear fissure interesection

(38)

4. Endapan Vulkanis

•• Hasil kegiatan vulkanisme antara lain aliran lava, bahan-Hasil kegiatan vulkanisme antara lain aliran lava, bahan-bahan valatil (uap air) dan sumber-sumber air panas. bahan valatil (uap air) dan sumber-sumber air panas.

•• Hasil penguapan/ exahalasi yang diakibatkan oleh kegiatanHasil penguapan/ exahalasi yang diakibatkan oleh kegiatan vulkanisme ini adalah :

vulkanisme ini adalah :

–– Fumarol, mengandung uap air (H2O)Fumarol, mengandung uap air (H2O) –– Solfatar, mengandung gas S2, SO2Solfatar, mengandung gas S2, SO2 –– Mofet, mengandung gan CO2Mofet, mengandung gan CO2

(39)

Endapan

Endapan--endapan yang bernilai ekonomis dari hasil

endapan yang bernilai ekonomis dari hasil

pembentukan vulkanisme :

1.1. Kr

Kris

ista

tal-

l-kr

kris

ista

tal b

l bel

eler

eran

ang ,

g , ak

akib

ibat

at su

subl

blim

imas

asi u

i uap

ap be

bele

lera

rang

ng..

Dan lumpur belerang yaitu campuran sisa belerang

lempung pasir.

2. 2. Ai

Air p

r pan

anas

as se

seri

ring

ng me

memb

mbaw

awa

a en

enda

dapa

pan-

n-en

enda

dapa

pan l

n lim

imon

onitit

(untuk bahan cat), jarosite (K2SO4

––

bahan pupuk),

terosite (KFeSO4

(40)

5. Endapan Pegmatis

Pegmatis

••

Adalah batuan beku yang terbentuk dari hasil injeksi

magma, kristalisasi dari suatu magma menyebabkan

suatu perubahan konsentrasi dari

suatu perubahan konsentrasi dari bahan-bahan uap.

bahan-bahan uap.

••

Jadi factor yang menyebabkan injeksi ini adalah adanya

uap.

(41)

Sifat

Sifat--sifat daripada endapan

sifat daripada endapan pe

pegmatis:

gmatis:

11.. SSeeppeerrtti i ddiikkee

2. 2. Kr

Kris

ista

tal-

l-kr

kris

ista

taln

lnya

ya (p

(pse

seud

udom

omor

orf)

f) be

beru

ruku

kura

rann sa

sang

ngat

at

besar, hal ini disebabkan,

a)

a) Pa

Pada

da wak

waktu

tu ma

magma

gma mem

membek

beku m

u magm

agma b

a bany

anyak

ak

mengandung uap yang mengandung unsure silica.

b)

b) Kr

Kris

ista

talilisa

sasi

si ya

yang

ng la

lamb

mban

an..

3. 3. Be

Bers

rsififat

at as

asam

am, b

, ber

eras

asal

al da

dari

ri ma

magm

gma

a as

asam

am (±

(± 98

98%

%

asam)

4.

(42)

Endapan-endapan pegmatis yang ekonomis:

1. Logam-logam ringan :Li, De, Al-silikat.

2. Logam-logam berat : Sn, W, Ho, Au.

3. Permata : beryl, ruby, topaz, shaper

4. Mika

(43)

ENDAPAN SEKUNDER

Endapan sekunder adalah :

Endapan-endapan bijih yang tidak berasosiasi langsung dengan

aktivitas magma, tetapi merupakan hasil dari proses

pelapukan-transfortasi-sedimentasi, yang merupakan

proses kimia, fisika atau gabungan dari kedua proses

tersebut.

(44)

PROSES PELAPUKAN

Proses yang terjadi:

• Disintegrasi

• Oksidasi

• Hidrasi

• Reaksi antara larutan dengan larutan

• Reaksi antara larutan dengan gas

• Reaksi antara larutan dengan zat padat

• Penguapan

(45)

Pelapukan bisa dibagi menjadi dua yaitu :

– Pelapukan mekanis:

• Menghasilkan endapan placer, tetapi tidak menghasilkan mineral-mineral baru (tetap mineral primer).

– Pelapukan kimia

• Dapat menghasilkan mineral-mineral baru, yang berasal dari aktivitas-aktivitas kimia terhadap

– Endapan-endapan mineral yang belum tersingkap

– Endapan-endapan mineral dengan kadar logam yang rendah

– Gangue mineral

– Batuan (beku, sediment, metamorf).

Umumnya proses pelapukan merupakan gabungan dari kedua proses tersebut (kimia + mekanis)

(46)

Pelapukan mekanis banyak terjadi di daerah yang kering (padang pasir) atau arid region dimana perbedaan panas dan dingin sangat besar, juga didaerah kutub. Sedangkan pelapukan kimia dapat berjalan

dengan baik didaerah yang lembab atau daerah tropis

Agen-agen yang mempercepat dekomosisi adalah : air, oksigen, CO2, panas, asam-asam, alkali-alkali, vegetasi, bakteri.

Hasil daripada pelapukan batuan dapat berupa sisa-sisa pelapukan yang berupa mineral-mineral yang stabil (sukar larut) dan mudah larut. Yang sukar larut bisa menjadi endapan konsentrasi residu atau

endapan-endapan placer, sedangkan yang mudah larut akan mengendap lagi ditempat yang lebih jauh (membentuk mineral-mineral baru)

(47)

Macam endapan sekunder

Terdiri dari :

1. Endapan konsentrasi residu

(48)

Endapan konsentrasi residu

Konsentrasi residu merupakan hasil dari pengumpulan

daripada mineral berharga setelah

mineral-mineral lain ( gangue) yang terdapat dalam batuan atau

endapan bijih terbawa pergi selama pelapukan.

Peningkatan kadar terjadi karena adanya pengumpulan volume

yang disebabkan oleh proses kimia/ pelapukan.

Pengumpulan ini berlangsung terus sampai membentuk suatu

endapan yang ekonomis.

(49)

Proses pembentukan

Untuk dapat terbentuknya endapan-endapan jenis ini diperlukan sarat-sarat: 1. Terdapat batuan asal atau endapan-endapan yang mengandung mineral

/ unsur-unsur mineral berharga, disana mineral berharga sukar larut dan gangue mineralnya mudah larut pada kondisi atmorfis.

2. Kondisi/ iklim yang memungkinkan terjadinya proses-proses kimia. 3. Morfologi yang landai / tidak terlalu curam sehingga mineral-mineral

region tidak tercuci habis oleh erosi (pelapukan kimia lebih kuat daripada erosi pada daerah tersebut)

4. Kestabilan permukaan yang continue dan dalam waktu lama (tidak ada pengangkatan / penurunan) sehingga bisa terjadi pengumpulan

(50)

Residu brown iron, East Texas

Clubhause mine, Batesville Arkansas

Bauxite bed, Arkansas

(51)

Elluvial gold, San Antonio

FAKTOR TRANFORMASI DAN TEMPAT PENGENDAPAN DARI PLACER DEPOSITE

(52)

ENDAPAN KONSENTRASI MEKANIS (PLACER DEPOSITE)

Proses pembentukan endapan ini terdiri dua tahap, yaitu :

1. Pembebasan daripada mineral-mineral stabil dari

matrixnya.

2. Proses konsentrasi

Dengan sarat berat mineral-mineral tersebut harus

1. Mempunyai berat jenis yang tinggi 2. Tahan Terhadap pelapukan kimia 3. Mempunyai kekerasan yang tinggi

(53)

OKSIDASI DAN PENGKAYAAN SUPERGENE

Jika suatu endapan bijih (vein, stock work dll) terexpose dipermukaan oleh erosi, maka mereka akan mengalami proses pelapukan, air permukaan akan mengoksidasi mineral-mineral dan menghasilkan larutan, akan melarutkan pula mineral-mineral lainnya.

Daerah dimana oksidasi ini berlangsung disebut zone oksidasi, tetapi akibat dari proses oksidasi ini dapat pula disaerah-daerah yang terdapat dibawahnya.

Larutan hasil oksidasi yang turun kebagian bawah ini akan membentuk suatu zone yang disebut zone pengkayaan (enriched zone), yang mempunyai kadar logam tinggi (lebih tinggi dari sebelumnya) dan sibagian yang paling jauh terdapat zone primer/ supergene.

(54)

Faktor-faktor yang mengontrol dan membatasi oksidasi

1. Muka air tanah

Diatas muka air tanah proses oksidasi akan berjalan dengan

lancar karena banyak terdapat oksigen, sedangkan di bawah muka air tanah tidak terdapat/ sedikit oksigen yang bebas sehingga

tidak / sukar terjadi reaksiKarena muka air tanah umumnya sejajar dengan muka tanah maka dasar dari zone oksidasi juga sejajar dengan muka air tanah, terutama didaerah datar.

2. Morfologi

Daerah pegunungan, sirkulasi air tanah lebih cepat sehingga didaerah ini didapat suatu dasar zone oksidasi yang tidak rata (bergerigi). Hal ini terjadi karena cepatnya sirkulasi air maka ada oksigen-oksigen bebas yang terbawa oleh air kebagian yang lebih dalam sehingga bisa terjadi oksidasi

(55)

3. Perubahan muka air tanah

Posisi daripada muka air tanah adalah tidak tetap, sehingga mempengaruhi proses oksidasi.

Penurunan muka air tanah ini bisa terjadi karena erosi maupun berubahnya iklim dari daerah yang lembab menjadi kering.

4. Waktu

Waktu juga sangat berpengaruh terhadap pembentukan endapan-endapan dengan cara ini.

Umumnya endapan-endapan terbentuk pada jaman tersier sedangkan pada post glacial hampir tidak ada.

5. Batuan

Batuan-batuan yang bersifat poreus/ permeable lebih mudah mengalami oksidasi daripada batuan yang kompak/ masif. Juga pada batuan-batuan yang brittle mudah karena banyak

(56)

6. Struktur

Struktur juga banyak berpengaruh terhadap erosi, misalnya :

–

Pada daerah patahan akan terkumpul air sehingga

proses oksidasi dapat berlangsung dengan kedalaman

yang sangat dalam.

–

Pada patahan yang impermeable maka oksidasi yang

efektif terjadi pada bagian hanging wall.

–

Patahan yang impermeable berfungsi sebagai

(57)

1. FeS2 + 7O + H2O H2SO3 + Fe2O4

2. 2FeS4 + H2SO4 + O2 Fe2(SO)3 + H2O atau 3. 6FeSO4 +3O +3H2O 2Fe2(SO4)3 +2Fe(OH)2 4. Fe2(SO4)3 +6H2O 2Fe(OH)2 +3H2SO4

Kemudian jika Fe2(SO4)3 ini bertemu dengan FeS2 atau sulfide lain, kembali akan terjadi reaksi-reaksi

yang akan menghasilkan lebih banyak lagi larutan forro sulfat.

5. Fe2(SO4)3 + FeS2 3FeSO4 +2S

(58)

• Pyrite

FeS₂ + Fe₂ (SO₄)₃ 3FeSO₄ +2S

• Chalcopyrite

Cu₂S₂ + 2Fe₂ (SO₄)₃ CuSO₄ + 5FeSO₄ + 2S

• Chalconite

Cu₂S + Fe₂ (SO₄)₃ CuSO₄ + 2FeSO₄ + CuS

Reaksi-reaksi agar mineral-mineral sulfide yang menghasilkan

ferro sulfat antara lain

(59)

• Covellite

CuS + Fe₂(SO₄)₃ CuSO₄ + 2FeSO₄ + S

• Sphalerite

ZnS + 4Fe₂ (SO₄)₃ + 4H₂O ZnSO₄ + 8FeSO₄ + 4H₂SO₄

• Galena

PbS + Fe₂ (SO₄)₃ + H₂O + O PbSO₄ + 2FeSO₄ + H₂SO₄

• Perak

2Ag + Fe₂(SO₄)₃ Ag₂SO₄ + 2FeSO₄

Reaksi-reaksi agar mineral-mineral sulfide yang menghasilkan

ferro sulfat antara lain

(60)

(61)