BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Dalam
istilah geografi dan geologi endapan adalah bahan lepas yang
mengendap dan terhampar di dasar laut, danau, sungai, atau rawa; sedimen. Sedangkan pengertian bahan galian adalah aneka ragam unsur kimia, mineral, kumpulan mineral, batuan, bijih, termasuk batu bara, gambut, bitumen padat, panas bumi, dan mineral radio aktif yang terjad secara alami dan mempunyai nilai ekonomis. Berdasarkan proses pembentukannya, bahan galian dibagi menjadi 6. Bahan galian pegmatite, bahan galian magnetit, bahan galian hasil metamorphosis kontak, bahan galian hidrotermal, bahan galian hail pengendapan, serta bahan galian hasil pengayaan sekunder. Sedangkan jenis bahan galian yang akan kami bahas pada makalah ini adalah jenis bahan galian hidrotermal (secara khusus endapan porfiri). Endapan porfiri adalah endapan dengan tonase besar dan kadar rendah hingga sedang yang mineral bijih utamanya secara dominan terkontrol oleh struktur dan secara spasial dan pembentukan berhubungan dengan serial intrusi porfiri felsik hingga intermedier (Kirkham, 1972 dalam Sinclair, 2007). Ukurannya yang besar serta kontrol struktural (contoh: urat, set urat, stockwork, rekahan, dan breksi) membedakan endapan porfiri dengan endapan lain yang mungkin berdekatan. Seperti skarn, urat mesothermal, dan endapan epithermal. Kandungan metal dari endapan porfiri sangat beragam. Logam-logam seperti Cu, Au, Mo, Ag, Re, Sn, W, Bi, Zn, In, Pb, serta logam-logam PGE bisa hadir dalam sebuah endapan porfiri.
1.2 Tujuan Tujuan dari makalah ini adalah untuk membahas mengenai endapan porfiri dan mengetahui secara khusus segala macam hal yang bersangkutan dengan endapan porfiri, mengetahui proses terbentuknya, persebaran, dan manfaat dari endapan porfiri. 1.3 Manfaat Agar kita dapat mengetahui lebih lanjut lagi bagaimana proses pembentukan dan permodelan endapan porfiri di Indonesia. Agar kita dapat mengetahui method penambangan apa yang sesuai untuk endapan porfiri dan bagaimana pemanfaatan endapan porfiri yang ada di Indonesia.
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Dasar Teori Endapan porfiri adalah endapan dengan tonase besar dan kadar rendah hingga sedang yang mineral bijih utamanya secara dominan terkontrol oleh struktur dan secara spasial dan pembentukan berhubungan dengan serial intrusi porfiri felsik hingga intermedier (Kirkham, 1972 dalam Sinclair, 2007). Ukurannya yang besar serta kontrol struktural (contoh: urat, set urat, stockwork, rekahan, dan breksi) membedakan endapan porfiri dengan endapan lain yang mungkin berdekatan. Seperti skarn, urat mesothermal, dan endapan epithermal.
Kandungan metal dari endapan porfiri sangat beragam. Logam-logam seperti Cu, Au, Mo, Ag, Re, Sn, W, Bi, Zn, In, Pb, serta logam-logam PGE bisa hadir dalam sebuah endapan porfiri. Endapan porfiri terbentuk dalam beragam setting tektonik. Endapan porfiri Cu biasanya terdapat pada zona akar dari stratovolkano andesitik dalam seting busurkepulauan (island arc) dan busur-benua (continental arc) yang berhubungan dengan subduksi (Mitchell dan Garson, 1972; Sillitoe, 1973, 1988a; Sillitoe dan Bonham, 1984 dalam Sinclair, 2007; gambar 1). Di Arizona Selatan, endapan porfiri Cu dikaitkan dengan batuan granitik yang bertempat dalam setting kontinental, dalam atau sepanjang batas dari kaldera yang sekarang tererosi intensif (Lipman dan Sawyer, 1985 dalam Sinclair, 2007) Endapan porfiri terbentuk dalam hubungan yang dekat dengan intrusi epizonal dan mesozonal porfiri. Hubungan temporal yang dekat antara aktivitas magmatik dan mineralisasi hidrotermal dalam endapan porfiri diindikasikan oleh adanya intrusi antar-mineral dan breksi yang terbentuk antara atau selama periode mineralisasi (gambar 2). Pada skala endapan bijih, struktur yang berhubungan dapat menghasilkan variasi dari tipe mineralisasi, termasuk urat, set urat, stockwork , rekahan, crackled zones, dan pipa breksi (gambar 3). Pada endapan porfiri yang besar dan ekonomis, urat yang termineralisasi dan rekahan biasanya memiliki densitas yang sangat tinggi. Orientasi dari struktur mineralisasi dapat dihubungkan dengan lingkungan stress lokal disekitar bagian atas dari pluton atau dapat menunjukkan kondisi stress regional. Ketika struktur mineralisasi tumpang tindih satu-sama-lain dalam sebuah batuan bervolume besar, kombinasi dari struktur mineralisasi individual menghasilkan zona dengan kadar bijih yang lebih tinggi dan karakteristik dari endapan porfiri berukuran besar.
Pembagian zona lokasi dari masing-masing struktur yang timbul dari tipe mineralisasi yang berbeda dapat dilihat pada gambar 4. Alterasi hidrotermal terjadi secara ekstensif dan biasanya mengalami zonasi pada skala endapan dan juga pada urat dan rekahan individual. Pada banyak endapan porfiri, zona alterasi pada skala endapan terdiri dari zona bagian dalam potassic yang dicirikan oleh K-feldspar dan/atau biotit (± amfibol ± magnetit ± anhidrit; gambar 5) dan zona bagian luar alterasi propylitic yang terdiri dari kuarsa, khlorit, epidot, kalsit, dan secara lokal, albit yang berhubungan dengan pirit. Zona alterasi phyllic (kuarsa + serisit + pirit, gambar 5) dan alterasi argilic (kuarsa + ilit + pirit ± kaolinit ± smektit ± montmorillonit ± kalsit) yang dapat menjadi bagian dari pola zonal diantara zona potassic dan propylitic, atau dapat menjadi zona lebih muda berbentuk irregular atau tabular yang menumpuk diatas alterasi lebih tua dan kumpulan sulfida. Zona sulfida ekonomis paling banyak diasosiasikan dengan alterasi potassic. Hubungan spasial dan temporal diantara tipe berbeda dari alterasi ditunjukan secara skematik dalam gambar 6. Sementara zona alterasi dan mineralisasi dari sebuah endapan porfiri dapat dilihat pada gambar 7. Model umum dari sebuah endapan porfiri diilustrasikan secara skematis dalam gambar 8, yang menunjukkan endapan porfiri Cu yang berhubungan dengan intrusi porfiritik kecil subvolkanik dan dikelilingi oleh zona piritik yang lebih ekstensif. Skala lebih besar dari sistem hidrotermal ditunjukkan oleh endapan tipe peripheral yang berhubungan dengan endapan porfiri termasuk skarn Cu, manto replacement Zn, Pb, Ag, Au dan berbagai macam tipe dari urat logam-dasar dan logam-berharga serta endapan yang terdapat pada breksi. Namun, model yang paling cocok diaplikasikan untuk endapan porfiri adalah model magmatik-hidrotermal (gambar 9), atau variasi atas model tersebut, dimana dalam model ini metal bijih didapat secara temporal dan pembentukan dari intrusi yang berhubungan. Sistem hidrotermal banyak-fasa berukuran besar dikembangakan
didalam dan diatas dari intrusi yang berhubungan dan umumnya berinteraksi dengan fluida hidrotermal (bisa juga dengan air laut) pada bagian atasnya atau sampingnya. Selama tahap penyusutan dari aktivitas hidrotermal, sistem magmatik-hidrotermal runtuh kedalam dan digantikan oleh air yang dominannya berasal dari air meteorik. Redistribusi, dan konsentrasi lebih lanjut dari logam, terjadi pada beberapa endapan selama tahap penyusutan.
2.2. Pemodelan Endapan Porfiri Endapan Porfiri adalah endapan penghasil tembaga (Cu) terbesar, lebih dari 50%. Endapan porfiri umumnya terbentuk pada jalur orogenik, contohnya pada lingkar Pasifik. Contoh endapan ini di Indonesia, terdapat di Grassberg, Selogiri-Wonosari. Lowell-Guibert membagi endapan porfiri menjadi beberapa zona bedasarkan asosiasi mineralnya, yaitu: a.
Potassic Zone selalu hadir dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: K-felspar k ketedapatan sekunder, biotit, dan atau klorit yang menggantikan K-felspar.
b.
Phyllic Zone tidak selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: vein quartz, sericite and pyrite and minor chlorite, illite dan rutile menggantikan K-spar and biotite.
c.
Argillic Zone tidak selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: mineral lempung kaolinite dan montmorillonite dengan sedikit disseminated pirit. Plagioclase teralterasi kuat, K-spar tidak terpengaruh, dan biotit mengalami kloritisasi.
d.
Propylitic Zone selalu ada dalam endapan porfiri. Dicirikan oleh: klorit, kalsit dan minor epidote. Mineral mafik terubah sangat kuat sedangkan plagioklas sedikt terubah.
Sedangkan berdasarkan mineral bijihnya, endapan porfiri dibagi menjadi beberapa zona, yaitu: a. Inner Zone bersamaan dengan zona alterasi potasik. Mengandung sedikit sulfida, tapi paling banyak mengandung Molybdenum. Pyrite 2-5% dan rasio py/cp sekitar 3:1. Mineralisasi lebih banyak disseminated daripada stockwork. b. Ore Zone berada pada perbatasan zona potasik dan filik. Pyrite 5-10% dan rasio py/cp sekitar 2.5:1. Mineral bijih utama: chalcopyrite yang hadir sebagai stockwork veinlet. Mineral bijih lainnya: bornite, enargite and chalcocite. c.
Pyrite Zone lebih banyak terdapat pada zona filik dan argilik. Kandungan pirit tinggi (1015%) dan rasio py/cp sekitar 15:1. Mineralisasi hadir sebagai urat dan disseminasi.
d. Outer Zone hadir bersamaan dengan propylitic zone. Pyrite minor, dan mineralisasi copper sangat jarang. Sphalerite dan galena sangat umum dijumpai, tapi
biasanya sub-ore grade. Mineralisasi hadir berupa vein sebenarnya (mirip vein epithermal).
Gambar 2.2 : Model Endapan Cu-Au Porfiri
2. Ganesa Endapan Porfiri Endapan tembaga porfiri adalah endapan Cu-Mo-Au yang memiliki kadar rendah tetapi tonase yang besar, dibentuk oleh sistem hydrothermal yang berasosiasi dengan proses intrusi batuan beku dangkal. Pembentukan endapan ini berhubungan langsung dengan proses tumbukan dan penunjaman lempeng, misalnya tumbukan lempeng Samudera Hindia dengan lempeng Asia Tenggara. Endapan Porfiri adalah endapan mineral yang terjadi akibat suatu intrusi yang bersifat intermedier-asam, yang kemudian terjadi kontak dengan batuan samping yang mengakibatkan terjadinya mineralisasi. Porfiri bersifat epigenetik. Produk utama dari
Porfiri adalah Cu-Au atau Cu-Mo. Endapan Porfiri adalah endapan penghasil tembaga (Cu) terbesar, lebih dari 50 %. Endapan porfiri umumnya terbentuk pada jalur orogenik, contohnya pada lingkar Pasifik.
Gambar 2.3: Proses Pembentukan Endapan Porfiri Endapan bahan galian ini erat hubungannya dengan intrusi batuan Complex Subvolcanic Calcaline yang bertekstur porfitik. Pada umumnya berkomposisi granodioritik, sebagian terdeferensiasi ke batuan granitik dan monzonit. Bijih tersebar dalam bentuk urat-urat sangat halus yang membentuk meshed network sehingga derajat mineralisasinya merupakan fungsi dari derajat retakan yang terdapat pada batuan induknya (hosted rock). Akibat dari pembentukannya yang bersal dari intrusi hidrotermal maka mineralisasi bijih tembaga porfiri berasosiasi dengan batuan metamorf kontak seperti kuarsit, marmer dan skarn. Ketika struktur mineralisasi tumpang tindih satu sama lain dalam sebuah batuan
bervolume
besar,
kombinasi
dari
struktur
mineralisasi
individual
menghasilkan zona dengan kadar bijih yang lebih tinggi dan karakteristik dari endapan porfiri berukuran besar.
Endapan porfiri adalah suatu endapan primer (hipogen) yang berukuran relatif besar dengan kadar rendah sampai medium, Pada umumnya dikontrol oleh struktur geologi, Secara spasial dan genetik berhubungan dengan intrusi porfiritik felsik sampai dengan intermediet. 2.4. Penambangan Endapan Porfiri Emas Grasberg sebagai unsure logam ikutan dari jenis mineralisasi yang sama merupakan cadangan terbesar di dunia. Cebakan tembaga tipe porfiri di Indonesia dapat dijumpai di Pulau Sumatera, Jawa, Kalimantan, Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Tetapi hanya cebakan porfiri Grasberg dan Batu Hijau yang dapat diusahakan secara ekonomis. Beberapa cebakan berkadar rendah di antaranya belum layak untuk diusahakan apabila dikaitkan dengan kondisi harga tembaga pada saat ini. Sementara setelah ditetapkannya batas kawasan Taman Nasional Bogani Nani Wartabone; maka cebakan tembaga porfiri di Cabang Kiri, Cabang Kanan dan Sungai Mak di Bone Bolango, Gorontalo tidak dapat diusahakan karena menjadi bagian dari kawasan taman nasional tersebut. Tambang Grasberg dan Batu Hijau menurut skala dunia termasuk kedalam kategori ukuran raksasa. Dengan radius bukaan akhir tambang berdiameter lebih dari dua kilometer dan kedalaman sekitar satu kilometer diperlukan pembangunan infrastruktur penambangan dan pengolahan berkapasitas besar. Pada dua lokasi tambang tersebut dapat dijumpai truk, buldozer, dan shovel berukuran raksasa, sama halnya dengan instalasi permukaan, penggerusan, pengolahan dan infrastruktur pendukung lainnya, yang seluruhnya berkapasitas sangat besar. Pengusahaan pertambangan bijih tembaga berskala besar pertama di Indonesia dilakukan di Papua, yaitu dari cebakan Grasberg dan Eastberg, kemudian disusul oleh pengusahaan pertambangan kedua dari cebakan Batu Hijau di Sumbawa. Cebakan Grasberg dan Batu Hijau merupakan cebakan tembaga primer berjenis Cu-
Au porfiri, berdimensi besar, dimana penambangan dilakukan dengan metode tambang terbuka. Menurut Sukandarrumidi (2009) penambangan dilakukan dengan cara tambang terbuka, apabila endapan bijih ditemukan tidak terlalu dalam. Dapat juga dilakukan dengan penambangan dalam (underground) dengan membuat terowongan. Pengangkutan dengan menggunakan alat-alat berat. Inventasi untuk usaha di industri pertambangan tembaga memerlukan biaya yang sangat besar. Oleh sebab itu usaha pertambangan
jenis
ini
hanya
mampu
dilaksanakan
oleh
perusahan
multi
internasional. Khusus untuk tambang tembaga Grasberg dan Batu Hijau adalah tipe porfiri. Cebakan tembaga tipe porfiri mempunyai dimensi besar dan kadar relatif rendah sehingga atas pertimbangan keekonomian, penambangan hanya dapat dilakukan dengan cara tambang terbuka (open pit mining). Pengupasan lapisan penutup (overburden) dan penambangan bijih dilakukan dengan sistem jenjang (benches). Cebakan bijih tembaga yang sangat tebal memerlukan banyak jenjang, dengan lebar dan tinggi jenjang diupayakan untuk dapat menahan batuan yang berhamburan saat peledakan, dan menyediakan ruang gerak yang memadai untuk alat pembongkar (excavator) dan unit pemuat (haulage).
Gambar 3.1: Tambang Batu Hijau, Sumbawa, NTB dengan cara tambang terbuka (open pit mining) Cebakan tembaga porfiri berdimensi sangat besar, dengan sebaran bijih ke arah lateral bisa mencapai satu kilometer atau lebih, dan sebaran lebih dari satu kilometer ke arah vertikal; sehingga pit (lubang tambang) yang dibuat mempunyai lebar lebih dari dua kilometer, kedalaman penambangan disesuaikan dengan sebaran bijih ekonomis yang dapat diambil. Karena penambangan dilakukan dengan cara menggali dan memindahkan material dalam jumlah sangat besar, maka Tambang Grasberg dan Batu Hijau mengoperasikan peralatan-peralatan berteknologi tinggi berukuran raksasa dan berkapasitas angkut sangat besar. 2.5. Pemanfaatan Endapan Porfiri
Pemanfaatan Cu atau Au dapat kita temui disekitar kita, berikut ini akan dipaparkan kegunaan Tembaga dan Emas yang bias kita temui : 1. Logam Tembaga, kegunaan: a. Sebagai campuran untuk membuat perunggu (Cu 90% dan Sn10%) untuk membuat patung, indutri arloji, atau ornament b. Sebagai campuran untuk membuat monel (Ni 70% dan Cu 30%) c. Sebagai campuran membuat duralium (Al 96% dan Cu 4%) untuk komponen pesawat d. Sebagai campuran untuk membuat perhiasan (Cu 45% dan Au 55%) e. Sebagai campuran untuk membuat kuningan (Cu 70% dan Zn 30%) untuk membuat aksesoris, alat musik, atau ornament f. Sebagai campuran membuat kupronikel, (Cu 75% dan Ni 25%) untuk membuat uang koin logam (contoh logam Amerika) dan logam-logam senjata mengandung tembaga g. Alat-alat listrik seperti, kabel istrik, kumparan dinamo dan komponen berbagai alat elektronik, alnico, pipa, motor listrik, generator, kabel transmisi, instalasi listrik rumah dan industri, kendaraan bermotor, konduktor listrik, kabel dan tabung coaxial, tabung microwave, sakelar, reaktifier transsistor, kawat, pematrian, alat-alat dapur h. Sebagai bahan penahan untuk bangunan dan beberapa bagian kapal i.
Serbuk tembaga digunakan sebagai katalisator untuk mengoksidasi metanol menjadi metanal.
2.
Senyawa Tembaga, kegunaan:
a. Tembaga (II) Oksida (CuO), sebagai insektisida, bahan baterai, bahan penyepuh dan bahan pewarna hitam untuk keramik, bahan gelas, porselen dan rayon b. Tembaga (II) Sulfat (CuSO4), sebagai antilumut pada kolam renang dan memberikan warna biru pada air, pengawet kayu, penyepuhan dan zat aditif dalam radiator c. Tembaga (II) Klorida (CuCl2), sebagai pewarna keramik dan gelas, pabrik tinta, untuk menghilangkan kandungan belerang pada pengolahan minya, dan fotografi serta pengawet kayu dan katali d. Campuran CuSO4 dan Ca(OH)2, disebut bubur boderiux banyak digunakan untuk mematikan serangga atau hama tanaman, pencegah jamur pada sayur dan buah e. Cu(OH)2 yang larut dalam larutan NH4OH membentuk ion kompleks cupri tetramin (dikenal sebagai larutan schweitser), digunakan untuk melarutkan selulosa pada pembuatan rayon (sutera buatan). 3. Kegunaan
Emas
adalah
sebagai
Mata
berikut: uang.
Perhiasan (Emas murni terlalu lunak sehingga dicampur dengan tembaga atau perak atau logam lain). Emas kuning atau emas merah dibuat dengan dicampur tembaga, emas putih mengandung paladium, nikel, atau seng. Komponen listrik kualitas tinggi. Sebagai jaminan moneter.
